Participants : Eliane Bécache,
Grégoire Derveaux, Patrick Joly.
Mots clés : domaine fictif,
non-linéarité, interaction fluide-structure, modèle de
plaques, élément fini, dynamique des structures .
A la suite du travail de L. Rhaouti sur la modélisation
numérique de la timbale, et toujours en collaboration avec le
Groupe Acoustique de l'Ecole Supérieure des
Télécommunications (A. Chaigne), nous nous intéressons à
l'analyse des instruments à cordes, à commencer par la
guitare. Ce travail s'insert dans le thème de recherche
baptisé synthèse sonore, dont le
but est de reproduire numériquement le son d'instruments de
musique.
Le modèle général consiste en un couplage entre une ou
plusieurs cordes à la table supérieure de l'instrument par
l'intermédiaire d'un chevalet. La table elle-même étant
couplée à une cavité d'air percée d'un trou ou d'ouïes. La
question de l'excitation de la corde (pincée, frottée ou
frappée) est, elle aussi, fondamentale pour la sonorité.
La modélisation de la table supérieure de l'instrument
présente de nombreuses difficultés, tant du point de vue
physique que du point de vue numérique. Il s'agit d'une
plaque mince en bois, matériau orthotrope, en forme de
guitare, encastrée sur son bord extérieur et percée d'un
trou, le long duquel on a une condition de bord libre. En
outre, elle est renforcée par des raidisseurs, baguettes de
bois rigides collées sous la table de la guitare, qui ont une
influence notable sur la forme et la fréquence des modes
propres de la plaque.
Nous avons choisi de la modéliser à l'aide de l'équation
de Kirchhoff-Love dynamique pour des matériaux inhomogènes et
anisotropes, avec condition d'encastrement sur une partie du
bord et une condition libre sur l'autre partie du bord. La
principale difficulté de cette équation est qu'elle nécessite
la construction d'une approximation de
H2(
) (où
est un ouvert borné régulier de
R2), ce qui
s'avère lourd et coûteux. Pour contourner ce problème, on le
réecrit sous une forme mixte, dont nous avons montré la
consistance sur maillage régulier par une méthode de
dispersion numérique. L'implémentation de ce schéma est en
cours.