La Voix, l’Oreille et la Musique d’après les travaux du physicien allemand Helmholtz

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La Voix, l’Oreille et la Musique d’après les travaux du physicien allemand Helmholtz
Revue des Deux Mondes, 2e périodetome 69 (p. 60-83).

Die Lehre von den Tonempfindungen als Physiologische Grundlage für die Theorie der Musik.

Les plaisirs de la science sont sévères, mais ils ont quelque chose de parfait, de durable, d’achevé, qui manque à tous les autres. Il faut plaindre ceux qui sont incapables d’éprouver une jouissance en voyant se dévoiler à leurs yeux une vérité nouvelle, une loi de l’immortelle nature, ou, par d’ingénieuses et continuelles métamorphoses, un même principe engendrer une série ordonnée de conséquences imprévues. Jamais je n’ai, pour ma part, mieux ressenti ces émotions aiguës et subtiles de l’esprit qu’en étudiant l’ouvrage récent de M. Helmholtz sur l’acoustique. Après tant de travaux, de recherches et de découvertes sur le système nerveux, sur l’optique physiologique, sur la grande question de la transformation des forces, l’infatigable professeur de Heidelberg a abordé l’acoustique, et l’a, on peut le dire, renouvelée. Le livre dont je voudrais rendre compte suffirait à lui seul pour établir une haute réputation scientifique. Newton, Euler, Laplace, Poisson, avaient posé les fondemens de la théorie des vibrations sonores ; mais leur haute analyse ne s’était point abaissée jusqu’au monde concret de l’instrumentation. À côté de leurs formules restées sans application, l’acoustique enregistrait des expériences plus ou moins ingénieuses ; après ses grands théoriciens, elle avait ses humbles ouvriers, mais elle devait peu de chose à leurs efforts : Cagniard de la Tour, Savart lui-même, n’étaient en quelque sorte que d’habiles mécaniciens.

Le plus étrange, c’est qu’aucun trait d’union n’avait été jeté entre l’acoustique et la musique : la science restait stérile, l’art n’obéissait qu’aux impulsions d’une esthétique instinctive. Quelques grands esprits, Pythagore, Kepler, Euler, Rameau, d’Alembert, avaient sans doute deviné entre ces choses une secrète parenté ; mais ces vagues intuitions n’avaient jamais abouti à des lois. Les plus savans traités d’harmonie ne sont que la collection de règles empiriques consacrées par l’expérience des siècles.

Aujourd’hui tous les phénomènes jusque-là décousus viennent prendre place dans une admirable synthèse. Le physicien de Heidelberg n’est point un de ces expérimentateurs qui, errant à tâtons dans le domaine des faits, viennent par hasard trébucher sur une vérité inconnue : armé du flambeau de la haute analyse mathématique, il marche d’un pas assuré ; il n’attend pas, il évoque les phénomènes ; d’un autre côté, pénétré des principes féconds du dynamisme moderne, il ne voit dans le monde que force et mouvement, et les lois de la mécanique rationnelle le guident dans l’étude de toutes les manifestations de la matière.

Considérant le son comme un mode particulier des mouvemens moléculaires, il a su tirer de l’étude de ces mouvemens toutes les conséquences que les mathématiques y avaient laissées pour ainsi dire à l’état embryonnaire, et il a imaginé des instrumens, des appareils où ces conséquences, visibles pour l’esprit, le deviennent pour les sens. Plus d’à peu près, plus d’approximations, plus d’inductions éparses ; tout se tient, tout s’enchaîne en ce vaste système, et nous sommes conduits des phénomènes les plus élémentaires de la vibration des corps sonores aux lois hier encore profondément mystérieuses de l’harmonie et de la combinaison des sons. Nous découvrons le secret naguère impénétrable du timbre, cette étrange propriété du son ; nous comprenons en quoi diffèrent les mêmes notes sur des instrumens divers. Rameau avait dès longtemps deviné que les sons musicaux sont formés de plusieurs sons simples, comme la lumière est composée de rayons divers ; mais M. Helmholtz a trouvé le moyen de décomposer le son le plus complexe, et de discerner ainsi, dans le concert le plus bruyant, les notes simples les plus fugaces : découverte aussi étrange que féconde, puisque dans la nature il n’y a point de notes simples et que ses bruits sont tous des fusions, des concerts, des accords. En expliquant le timbre, M. Helmholtz a montré du même coup ce qui distingue et caractérise les voyelles. Poussant sa découverte à bout, il en a fait sortir une à une toutes les lois de l’harmonie musicale ; le physiologiste, succédant au physicien, a expliqué comment l’oreille humaine analyse les perceptions sonores et de quelle façon, des impressions multiples y déterminent l’unité de la sensation ; enfin le musicien a fait sortir une à une de l’analyse même des sous les lois complexes et jusqu’ici tout empiriques de l’harmonie.

Ainsi agrandie, l’acoustique m’est plus cette science aride et banale dont les rudimens se trouvent encore exposés dans art dans tous les traités de physique ; elle devient une branche de la dynamique universelle en même temps que de l’esthétique. Ce n’est plus seulement un chapitre de l’élasticité des corps, c’est une sorte de grammaire musicale : pas plus sans doute que la grammaire ordinaire ne fournit au littérateur des idées, elle ne peut prêter au musicien des mélodies ; mais elle lui apprend à écrire correctement en musique, elle lui donne non le génie, mais le style.


I

S’il était besoin de preuves pour faire comprendre que la matière n’est point continué, mais qu’elle est composée de parties, il suffirait de citer le phénomène du son. Dans un corps sonore, qu’il soit solide, liquide ou gazeux, toutes les molécules se déplacent et entrent en vibration. Si ces mouvemens sont confus, de durée et d’intensité illégales, on n’entend qu’un bruit ; s’ils sont rhythmiques et pendant quelque temps semblables à eux-mêmes, on entend un son. La molécule qui exécute sa danse invisible peut avoir été entraînée plus ou moins loin de sa place originelle ; de là un son plus ou moins intense. L’amplitude du mouvement règle l’intensité du son, la vitesse de la vibration périodique en détermine la hauteur ou la place sur l’échelle musicale. Les notes graves résultent d’une vibration lente, les notes aigües d’un frémissement plus rapide, plus précipité. La molécule, libre et complaisante, se prête à une infinité de vitesses ; mais l’oreille humaine ne perçoit facilement et avec plaisir que les vibrations enfermées entre certaines limites [1]. L’oreille petit saisir un son qui réponde à 38,000 vibrations ; mais alors la sensation devient douloureuse, et à ces vitesses les notes ne se distinguent plus nettement les unes des autres.

L’échelle des vibrations du piano de 7 octaves va de 33 à 3960, et la différence de ces chiffres témoigne déjà de l’élasticité sensitive de notre appareil auditif et du nombre infini des combinaisons qu’une gamme aussi riche offre à l’harmonie [2].

L’étude des mouvemens vibratoires faite par Galilée, Newton, Euler et Daniel Bernouilli a dès longtemps fourni tous les élémens pour la connaissance des sons au point de vue de l’intensité et de la tonalité ; mais il y a dans le son une autre qualité, le timbre, qui, lorsque M. Helmholtz en aborda l’examen, défiait encore tous les efforts des physiciens. Le timbre n’a pas besoin d’être défini ; nous savons tous distinguer une note de piano de la même note jouée sur un violon ; nous reconnaissons de même l’a, l’o, l’i chantés par le même chanteur et sur la même note ; les voyelles ne sont, pour ainsi dire, que les timbres particuliers et changeans de la voix humaine. Qu’est-ce donc cependant que cette qualité particulière du son qui ne dépend ni de la hauteur, ni de l’intensité ?

Les physiciens géomètres avaient une réponse à cette question : dans le corps sonore, disaient-ils, chaque molécule est en mouvement et décrit une orbite invisible. La vitesse de la révolution détermine la tonalité, mais la forme même de l’orbite ne saurait être sans influence ; voilà l’élément qui doit déterminer le timbre [3]. C’est là, on doit l’avouer, une de ces explications qui n’expliquent rien : elle ne donne à l’esprit qu’une satisfaction mensongère. On peut bien admettre d’une façon vague que les inflexions plus ou moins rapides, les hérissemens plus ou moins aigus, les courbures plus ou moins amollies de l’onde sonore aient de l’influence sur la qualité du son ; mais où est le rapport direct entre cette géométrie et les impressions que produisent sur nous, des timbres différens ? Je veux savoir pourquoi les soupirs du hautbois diffèrent des frémissemens du violon, des éclats de la trompette, des sons étouffés du cor, des doux nasillement du basson ; je voudrais comprendre en quoi diffèrent les divers jeux de l’orgue, pourquoi ses harmonies peuvent flotter depuis le rugissement jusqu’à des bruits si suaves qu’ils semblent des battemens d’ailes séraphiques, pourquoi son souffle tantôt m’ébranle, me traverse, et tantôt me caresse comme feraient d’invisibles baisers. Si, pour contenter ma curiosité, on lui offre seulement quelques dessins où soient figurées des ondes de toute forme, elle ne saisit point le lien entre une telle cause et de tels effets.

M. Helmholtz a cherché l’explication du timbre dans un phénomène déjà connu depuis longtemps, mais qu’on n’avait pas, avant lui, suffisamment approfondi. Supposez une corde vibrante, une corde de piano, par exemple, accordée à une certaine note ; nommons cette note le son fondamental. Écoutez bien pourtant, et chacun peut faire aisément cette expérience, le son rendu par la corde pendant qu’elle vibre pleinement : vous entendrez bientôt avec un peu d’attention deux ou trois notes beaucoup plus hautes, beaucoup plus faibles, qui semblent comme des échos lointains de la note fondamentale. Il semble que la vibration de la corde visible fasse vibrer sympathiquement des cordes invisibles ; de ces cordes invisibles, la première, comme si elle était plus petite de moitié, vibre deux fois plus vite ; la seconde, trois fois plus petite, vibre trois fois plus vite ; une autre, quatre fois plus petite, quatre fois plus vite, et ainsi de suite. A la voix principale répondent des voies lointaines, effacées, de plus en plus hautes : en exerçant bien l’oreille, on arrive à entendre toujours au-dessus des notes simples le chœur des notes harmoniques ; tel est le nom que donnent les physiciens à ces sons qui correspondent à des nombres de vibrations deux, trois, quatre, cinq fois plus grands que celui du son fondamental.

Cependant ces cordes invisibles ne sont, on l’a compris, qu’une pure hypothèse ; dans la réalité, c’est la corde matérielle vibrante qui, spontanément, librement, se subdivise en deux, trois, quatre, cinq parties, après avoir produit sous la première impulsion et dans l’universalité de cet ébranlement le son fondamental. Les parties continuant à vibrer comme des cordes distinctes donnent la série des sons harmoniques [4]. Toutes ces vibrations se superposent sans se contrarier en rien : il n’est pas besoin, pour le faire comprendre, de citer le beau théorème de Fourier sur ce que les géomètres nomment la superposition des petits mouvemens : on n’a qu’à penser à un flotteur, à une bouée suspendue sur l’eau ; docilement elle monte, s’abaisse, s’incline, se relève au gré de toutes les vagues, de tous les vents ; de même la petite molécule obéit en même temps à plusieurs ondulations, les unes lentes, les autres rapides ; le mouvement total qui en résulte peut représenter une somme indéfinie de mouvemens distincts.

Le phénomène que je viens de décrire n’est qu’un cas particulier d’un phénomène général. Tout corps devient, pendant qu’il résonne, le centre de plusieurs systèmes d’ondes sonores indépendantes à chacun desquels correspond une note. Ce serait une grande erreur de croire cependant que les notes supérieures qui s’ajoutent à la note fondamentale forment toujours avec cette dernière un chœur agréable pour l’oreille. La nature n’a aucun souci de notre sensibilité : tous ses bruits en réalité sont des discordances. Les notes parasites qui complètent un son ont été nommées des harmoniques, parce qu’on les a observées d’abord dans le cas des cordes vibrantes, et dans ce cas même ce nom est presque impropre : les premières harmoniques, il est vrai, remplissent les places de l’accord parfait [5] ; mais la septième et la neuvième note supérieure n’appartiennent plus aux consonnances musicales qu’affectionne notre instrument auditif. La plupart des corps sonores font entendre outre le son fondamental des notes parasites absolument discordantes et auxquelles on ne doit pas donner le nom d’harmoniques.

Il n’en est pas moins vrai qu’on doit considérer tout son en général comme accompagné d’un cortège, d’un chœur de notes supérieures plus ou moins affaiblies. L’oreille reçoit une impression totale où domine nécessairement l’effet de la tonique. Elle décompose, il est vrai, la vibration complexe qu’elle perçoit en ses composantes simples, dont chacune correspond à une note particulière ; l’impression du son reste une en dépit de cette analyse, car, aussitôt que le clavier de l’appareil auditif a recueilli toutes ces vibrations que produit et enchaîne un même mouvement ondulatoire, la synthèse se refait dans le centre nerveux où aboutit le nerf acoustique, et les sensations multiples se confondent en une seule impression.

Il est permis de dire que, malgré sa sensibilité ou plutôt en raison même de cette sensibilité, l’oreille n’est pas l’appareil le mieux approprié à faire systématiquement l’analyse des sons ; elle ne peut déceler sûrement, ni classer dans un son complexe toutes les notes composantes. Il est rare que la physique puisse s’en fier à l’observation directe des sens ; il faut qu’elle trouve des appareils où les phénomènes se simplifient, de telle sorte qu’on puisse étudier un à unies élémens qui les constituent.

Si le physicien veut opérer à son gré la décomposition de tous les sons, il faut donc qu’il dispose d’un appareil qui remplisse deux conditions essentielles. Son instrument doit laisser entendre une note simple, et il ne doit laisser entendre aucune des notes qui l’enveloppent ou la dominent dans le son composé. C’est ce problème délicat que M. Helmholtz a heureusement résolu, et voici de quelle manière.

Tous les sons, on l’a dit, ne sont pas également riches en notes élémentaires. Si les cordes vibrantes sont extraordinairement fécondes en harmoniques, la plupart des corps rendent des sons beaucoup moins complexes. A ce nombre appartiennent les membranes tendues, les verges métalliques, les diapasons. Leur pauvreté acoustique peut encore être augmentée, si on les met en communication avec une boîte creuse dont la résonnance propre enfle une seule note au détriment des autres.

Tout le monde sait qu’on enfle le son fondamental d’un diapason et qu’on étouffe les notes discordantes en le plaçant sur une caisse sonore de dimensions convenables. Dans ces conditions, le diapason ne fait plus entendre qu’une note élémentaire dégagée de toute note parasite. Une membrane tendue sur un tambour agit de même façon. La résonnance du tambour ayant pour effet d’enfler une note et d’étouffer les autres, un tel appareil peut donc servir à déceler, en y faisant écho, la note maigre et toujours simple qu’il produit par lui-même ; il entrera forcément en branle dès que l’air lui apportera le mouvement qui lui convient, car rien de plus contagieux et de plus sympathique que l’ébranlement sonore. Que dans ces circonstances une membrane ou un diapason vibre spontanément, c’est un fait d’expérience presque vulgaire. Donnez un coup d’archet sur une corde, et je flux de l’air tirera bientôt comme un soupir d’une corde voisine accordée à l’unisson. Soulevés les marteaux d’un clavier et chantez une note avec force ; le clavier répondra. Des chanteurs ont, dit-on, brisé des verres en tenant longtemps avec force la note qui répondait à leur vibration naturelle. Deux diapasons montés sur des boîtes de résonnance sont d’accord : je remue l’un, l’autre remuera ; mais, si je laisse seulement tomber sur l’un des deux une goutte d’huile ou de cire, l’harmonie moléculaire sera rompue, l’écho ne répondra plus. Une membrane appliquée à une caisse de résonnance trahira donc, au milieu d’une cacophonie extérieure, la note unique qui répond à sa propre vibration ; elle sera comme un homme qui, sourd à tous les bruits, n’aurait d’oreille que pour un seul.

M. Helmholtz a profité des propriétés des membranes pour en faire de vrais analyseurs des sons. Coupez horizontalement une bouteille vers la moitié de sa hauteur, prenez le haut de cette bouteille coupée, tendez une peau sur sa plus large ouverture, et vous aurez le singulier appareil acoustique que M. Helmholtz nomme un résonnateur. L’air pénètre par le goulot dans la bouteille, mais, quelque bruit qui le traverse, la membrane ne frémira que s’il s’y mêle une ondulation qui puisse s’harmoniser avec sa vibration naturelle ; une note, toujours la même, la remuera ; toutes les autres, quelle qu’en soit l’intensité, la laisseront immobile.

Ce résonnateur grossier n’est pourtant pas celui que M. Helmholtz a employé dans ses expériences : pour membrane, il prend le tympan même de l’oreille, et il y applique des globes creux de verre ou de cuivre qui servent de bouteille sonore ou de résonnateur. Ces globes, de grandeur variable, ont tous une pointe percée, semblable à la queue d’une poire, qui pénètre dans l’oreille ; du côté opposé de la poire, un orifice circulaire est ouvert pour l’accès de l’air.

La membrane du tympan ferme la pointe mince du résonnateur quand on l’applique à l’oreille : or chacune de ces grosses poires creuses possède sa note fondamentale, qui est en rapport avec les dimensions de la boule et avec la grandeur de l’ouverture. Lorsqu’on introduit la pointe de l’une de ces poires dans une oreille en ayant soin de boucher l’autre, on se condamne à n’entendre plus qu’une seule note : chaque résonnateur nouveau est comme une oreille nouvelle qui ne serait construite que pour un son. Au milieu du concert le plus bruyant, toutes les autres notes semblent étouffées, tandis que la note du résonnateur éclate avec force chaque fois que l’harmonie la ramène ; bien plus, on peut la rechercher, la retrouver dans les bruits les plus vagues, les plus indistincts, dans les sifflemens du vent, dans le vacarme d’une foule, dans les murmures et le retentissement des eaux courantes. Le résonnateur est un véritable réactif qui décèle toujours le son qui lui est propre : aussi permet-il aux physiciens qui auraient l’oreille la moins assouplie aux nuances musicales de faire une foule d’expériences qui leur étaient autrefois interdites ; il met l’acoustique la plus fine à la portée des oreilles les plus dures. Telle est la sensibilité de l’instrument qu’il n’entre pas seulement en vibration quand un corps voisin chante sa note fondamentale : il suffit d’un son plus grave, accompagné d’une harmonique avec laquelle sa note puisse s’accorder. Cet ingénieux appareil se prête donc admirablement à l’étude des notes harmoniques ; si faibles qu’elles soient, il les retrouve, les tire pour ainsi dire du milieu sonore où elles se noyaient.

C’est avec une série de résonnateurs diversement accordés que M. Helmholtz est arrivé à analyser facilement tous les sons, de même que par des moyens mécaniques, des prismes de verre par exemple, on décompose la lumière. Il a divisé le son en lui opposant des résonnateurs de forme et de grandeur diverses. Les sons de la plupart des instrumens de musique se composent de notes partielles d’intensité différente ; ces notes composantes se mêlent dans la sensation ordinaire, qui en forme spontanément la synthèse, mais on peut les isoler, les trier en quelque sorte en usant de ces oreilles artificielles qui ne sont adaptées qu’à une vibration unique.

Il faut distinguer entre l’impression et la sensation du son : l’impression résulte de la communication d’un mouvement matériel à une partie du système nerveux, la sensation rapporte ce mouvement à la présence d’un objet externe. L’impression est essentiellement subjective, la sensation cherche au contraire un objet. La première est tout à fait passive, la seconde peut recevoir une éducation plus ou moins complète, s’atrophier ou s’affiner au gré de la volonté. Au milieu d’un concert, qu’avons-nous intérêt à distinguer ? Les divers instrumens, violon, flûte, clarinette, basse, etc. ; aussi nous apprenons de bonne heure et bien vite à le faire. Dans une conversation bruyante, il nous importe de rapporter les voix aux personnes : l’habitude nous rend ce travail facile ; mais s’il nous est absolument nécessaire de reconnaître des sons d’origine diverse, il ne nous sert de rien d’analyser dans un son particulier toutes les notes composantes ; cette analyse ne ferait que jeter le trouble dans notre sensibilité. Si nous avions acquis à force d’attention le privilège de décomposer tous les sons, ce morcellement perpétuel nous empêcherait de percevoir aussi aisément que nous le faisons par l’ouïe les phénomènes du monde externe.

Les impressions multiples qu’imprime au système nerveux une note escortée de ses parasites harmonieux se fondent, se marient donc d’ordinaire en une seule sensation. Il faut apporter à l’analyse de cette sensation une attention très grande, une certaine puissance, une certaine intensité d’abstraction pour y retrouver des impressions.diverses : cela peut se faire pourtant, et l’expérience intéresse autant le philosophe que le physicien. Frappez, par exemple, un ut sur un piano où les marteaux auront été soulevés pour donner aux cordes toute liberté, vous ne tardez pas à entendre, en prêtant attentivement l’oreille, deux notes supérieures, à peine perceptibles d’abord et bientôt plus distinctes [6]. Ces notes, qu’on dirait répercutées par l’écho, répondent à des vibrations trois fois, cinq fois plus rapides que celles de l’ut fondamental [7]. Pour faire plus facilement l’expérience, il faut se mettre à l’avance dans l’oreille, en la jouant à part, la note harmonique qu’on cherche à entendre [8].

Les instrumens à cordes sont les plus riches en harmoniques ; dans la plupart des instrumens à vent et surtout dans la voix humaine, il est beaucoup plus difficile de les entendre. Cependant Rameau les avait déjà très bien décelées dans la voix de l’homme [9]. Il avait remarqué que le son fondamental est escorté de deux notes aiguës, la quinte de l’octave et la tierce majeure de la double octave. C’est même à ce grand musicien que l’on doit les expressions de son fondamental et de sons harmoniques. Il essaya de baser sur le phénomène de la résonnance multiple toute la théorie musicale, et d’en déduire la formation de la gamme et jusqu’aux principales règles de l’harmonie. Son œuvre malheureusement devait rester imparfaite, car, sans moyens mécaniques d’analyser les sons, il connaissait trop peu d’harmoniques, et était réduit à tâtonner dans la direction où le poussaient, à défaut de la science, son génie profond et la délicatesse rare de ses perceptions. Helmholtz a complété l’œuvre imparfaite du musicien français : ses instrumens fournissent à l’harmonie des guides sûrs ; l’analyse des sons devient aussi aisée, aussi précise qu’elle était autrefois vague et difficile.

Depuis longtemps, les constructeurs d’orgues avaient senti la nécessité d’enfler les harmoniques de la note fondamentale. Les tuyaux d’orgue sont par nature relativement pauvres en harmoniques ; aussi, quand on tient à donner à une note beaucoup d’éclat et de puissance, on la renforce d’un jeu spécial, composé de trois à sept tuyaux d’étain accordés dans le rapport des consonnances harmoniques, c’est-à-dire à l’octave ou à la quinte les uns des autres (en Italie, on emploie aussi la tierce). Cet ensemble de tuyaux qui résonnent en commun se nomme une fourniture et s’emploie pour le plein jeu. Il donne à l’oreille la sensation d’une seule note, qui est la plus grave de l’assemblage ; les harmoniques aiguës n’ont pour effet que d’enrichir, d’assaisonner le son, de le timbrer. La théorie des fournitures était restée jusqu’à ce jour une énigme pour les physiciens comme pour les constructeurs d’orgues : elle s’explique très bien depuis que M. Helmholtz a démontré par l’expérience que tout son musical est analogue au chant d’une fourniture.

La connaissance des harmoniques devait, à cela près, rester stérile tant qu’on les prenait pour des échos fugaces, irréguliers, trop faibles pour que l’oreille eût besoin d’en prendre souci. On sait aujourd’hui qu’elles jouent un rôle prépondérant dans le phénomène du son, qu’elles lui donnent la qualité, le timbre, ce qu’on pourrait nommer la couleur. On fait de la musique grise avec des instrumens qui ne donnent qu’un son fondamental, des membranes, des diapasons, des cordes gênées en leurs mouvemens, des tuyaux d’orgue larges et fermés ; on fait de la musique colorée avec des cordes librement vibrantes, des tuyaux d’orgue renforcés de fournitures. Chaque son est alors plein d’harmoniques, et les impressions se pressent en foule sur l’appareil auditif.

On est surpris, dès qu’on se met à étudier les harmoniques, de les trouver quelquefois si sonores ; il ne faut point les tenir pour faibles parce qu’on a quelque difficulté à les distinguer, car cette difficulté tient moins à la faiblesse des vibrations qu’à un phénomène à la fois physiologique et psychologique. Nous n’avons aucune peine à rapporter des sons divers à des instrumens différens ; mais ce n’est point assez de dire que l’expérience nous a permis de les distinguer sans effort, il faut considérer que mille circonstances matérielles nous y aident sans cesse. Sur des instrumens divers, la même note a des phases d’intensité diverses ; elle éclate et meurt lentement sur un piano, elle s’enfle dans un instrument à vent ; sur le violon, surtout quand l’artiste est maladroit, une série de petites interruptions y ajoutent quelque chose de grinçant. Chaque instrument ou chaque voix suit de plus un rhythme particulier : les notes, ici rapides et voltigeantes, là sont lentes, solennelles ; les intervalles diffèrent aussi, tantôt les notes sautent, bondissent librement, tantôt elles montent et descendent avec lenteur. Enfin dans chaque instrument la production du son s’accompagne de petits bruits caractéristiques. L’archet du violon frotte, gratte, l’air siffle aux ouvertures des instrumens à vent ; le bruit sec des touches se mêle sur le piano aux vibrations des cordes. Notre sensibilité est habituée à toutes ces nuances, et ces circonstances expliquent pourquoi nous distinguons habituellement les sons, même à l’unisson ; mais qu’on fasse entendre à l’oreille la plus fine deux notes produites dans des conditions physiques absolument identiques, à l’octave par exemple l’une de l’autre, et l’oreille déroutée croira entendre seulement le son le plus grave, la note supérieure sera perdue, fondue dans la note inférieure [10]. L’oreille naturelle a peu d’aptitude à séparer des notes harmoniques ; aussi arrive-t-il constamment aux meilleurs musiciens de se tromper d’une octave. Le fameux violoniste Tartini [11], qui avait poussé très loin la théorie musicale, a surélevé d’une octave un grand nombre de tons qui naissent de la concurrence de deux sons.


II

De ce qui précède on peut conclure que le timbre musical résulte de la fusion de notes aiguës plus ou moins nombreuses, plus ou moins intenses, avec un son fondamental ; cette importante découverte donne le moyen de caractériser le rôle des divers instrumens de musique et d’en établir en quelque sorte la hiérarchie harmonique. Je commence par les instrumens dont la sonorité est non-seulement pauvre, mais encore enfermée dans de perpétuelles discordances. La cloche, le diapason, les harmonicas, les tambours et tambourins n’offrent aux musiciens que peu de ressources et d’un emploi périlleux. Les sons qu’on en tire s’accompagnent des parasites suraiguës en désaccord avec la note fondamentale. J’ai dit comment on peut corriger ce défaut dans le diapason, en le plaçant devant une boîte de résonnance. Il ne donne alors qu’une vibration, un son simple, toujours le même, et n’a dans l’orchestre qu’un genre d’utilité parfaitement connu.

Il ne serait pas aussi facile d’étouffer les dissonances de la cloche ; tout l’art des fondeurs s’applique à trouver empiriquement une forme telle que les notes supérieures ne jurent point avec la note fondamentale. En attendant, une oreille juste ne saurait goûter les carillons dont certaines villes sont si fières. La musique en est fausse, et ces dissonances perpétuelles, dont le retour régulier fait encore mieux ressortir l’aigreur, mettent à la torture une sensibilité quelque peu délicate. La cloche, il est vrai, a été employée dans des opéras pour produire certains effets dramatiques ; mais elle remplit alors d’autant mieux son rôle qu’elle jette une sorte de désarroi lamentable dans tout l’orchestre.

Les membranes offrent peu de ressources à l’harmonie. Les compositeurs modernes ont pourtant singulièrement abusé des timbales, et souvent le roulement s’en fait entendre tout à fait hors de propos. Le tambour ordinaire sert à marquer vigoureusement le rhythme d’une marche, le tambour de basque accentue la mesure d’une danse rapide ; mais ce sont là, il faut l’avouer, des instrumens de sauvages, et la science musicale peut les mépriser.

Les instrumens les plus dociles de l’harmonie seront toujours les cordes vibrantes : avec quelques violons, Mozart, Beethoven, portent l’âme humaine aux plus hauts sommets de l’émotion musicale ; rien n’ébranle l’être intérieur aussi profondément, rien ne lui imprime un élan aussi plein, aussi noble que les riches et puissans accords d’un orchestre d’instrumens à cordes. C’est pourquoi la lyre est encore le symbole de la grande harmonie, de celle qui combine des sons et non des bruits, qui a une âme enfin ; c’est pourquoi le violon, la viole, la harpe, sont avec elle les seuls attributs que les peintres donnent à la musique. C’est par la même raison que, dans un tableau célèbre, Dominiquin n’a pas hésité à montrer sainte Cécile jouant de la contre-basse. Les instrumens à cordes se divisent en deux classes : dans la première, on pince les cordes ou on les frappe ; dans la seconde, on les frotte avec un archet. À la première classe appartiennent le piano, la harpe, la guitare, la cithare et le violon par les pizzicati. Les cordes pincées ou frappées donnent un son très riche en harmoniques ; le nombre et l’intensité de ces dernières dépendent de la façon dont la corde est ébranlée, du point où on l’ébranle, enfin de l’épaisseur, de la raideur et de l’élasticité de la corde. Sur la harpe et la guitare, on pince la corde avec le doigt ; sur la cithare l’on se sert d’un anneau ou plectrum. Sur le piano, la corde est frappée vivement par un marteau. Plus le choc est grand, plus la force vive imprimée à la corde tend à y multiplier les ondulations harmoniques. Aussi y a-t-il avantage sur le piano à employer des marteaux lourds et très élastiques qui bondissent sur la corde. Les luthiers savent que la composition de ces marteaux a l’influence la plus directe sur le timbre de l’instrument. Avec un bon piano, on entend facilement les six premières harmoniques de chaque note ; la septième fait défaut, parce que les luthiers la suppriment en choisissant d’une manière convenable le point où le marteau heurte la corde [12].

Le frottement de l’archet détermine sur les cordes des vibrations dont la théorie n’est pas aussi simple que dans le cas du simple choc. Les notes harmoniques naissent toutefois avec facilité sous la douce torsion de l’archet. La note fondamentale ainsi obtenue est relativement plus puissante que celle d’un clavier ou d’une guitare ; les six premières harmoniques demeurent plus faibles, mais en revanche les plus aiguës, depuis la sixième jusqu’à la dixième, sont plus distinctes, ce qui donne au son total un éclat plus perçant. Tout le monde sait que les cordes du violon communiquent leur vibration à une boîte sonore, faite de bois mince et élastique, qui joue le rôle d’un résonnateur. La qualité, le timbre des sons tient non-seulement au coup d’archet, mais encore à l’élasticité plus ou moins parfaite de la caisse sonore, aux nuances les plus délicates de ses courbures. Un mauvais joueur n’arrachera d’un de ces violons que les artistes vénèrent et se disputent que des sons secs et grinçans : un bon violoniste réussira sans peine à tirer d’un instrument médiocre des sons tendres, nourris et onduleux.

Arrivons à un autre ordre d’instrumens, les instrumens à vent. Dans les uns, le courant d’air souffle contre une arête aiguë ; dans d’autres, il fait vibrer une sorte de langue élastique qu’on nomme anche. À la première classe appartiennent les flûtes et une nombreuse catégorie de tuyaux d’orgue. Dans la flûte, la bouche de l’artiste lance un courant d’air sur l’arête tranchante d’un orifice ouvert dans un tube cylindrique. Dans les orgues, on voit des tuyaux carrés en bois ouverts par le haut, ou des tuyaux cylindriques fermés en étain ; ces grandes colonnes d’air sont mises en vibration par le jet du vent contre un biseau tranchant. L’air reçoit une série de chocs sur ce biseau et produit un bruit qui est le mélange confus d’une multitude de notes. La colonne d’air, faisant office de résonnateur, s’approprie et enfle celles de ces notes dont les vibrations lui conviennent ; en se développant, ces notes font bientôt taire le petit murmure de l’orifice, et l’on n’entend plus, de loin surtout, que la puissante harmonie du son dominant. Le timbre du tuyau dépend donc du nombre et de l’intensité des harmoniques qu’il est apte à produire ; plus les tuyaux sont étroits, plus facilement la colonne emprisonnée peut se charger de vibrations ; plus au contraire on les élargit, plus la colonne d’air a peine à se subdiviser, et plus on donne de prédominance à la note fondamentale seule. C’est pour cela que les registres des cylindres minces et étroits représentent, si l’on me permet le mot, les instrumens à cordes dans le majestueux orchestre de l’orgue ; ce sont les registres du violon principal, du violoncelle, de la basse, de la viole. Ils fournissent un son riche et coloré, où l’on peut distinguer encore jusqu’à six harmoniques. Dans les tuyaux plus larges, les harmoniques s’évanouissent ; dans ce qu’on nomme les voix principales, dont le timbre caractérise essentiellement l’orgue, la note fondamentale domine, grave, molle et pourtant puissante, et les notes supérieures sont réduites à un rôle secondaire. Dans les tuyaux en bois, ces registres ne laissent plus entendre que l’octave avec une trace de la quinte aiguë, tout le reste a disparu.

La particularité des instrumens à vent tient à ce que la vitesse du jet de l’air a une action directe sur la note fondamentale ; en lançant le vent de plus en plus vite, on obtient, non pas la même note plus ou moins intense, mais une succession d’harmoniques. C’est ce qui fait qu’il ne faut point compter sur le vent pour obtenir les nuances du piano et du forte, pour enfler ou diminuer le son, on n’a d’autre moyen que de changer les registres, d’employer tantôt les plus retentissans, les plus timbrés, tantôt les plus doux et les plus voilés. L’organiste rencontre donc des difficultés toutes spéciales dans le jeu expressif ; il ne peut modifier l’accent que par saccades discontinues : aussi l’orgue ne convient-il pas comme les instrumens à cordes à certaine musique passionnée, qui berce la sensibilité musicale, la caresse et l’enveloppe d’entrelacemens souples et pour ainsi dire vivans. En revanche quelle majesté ne donne point à son jeu la plénitude de ses notes, qui, tant qu’elles sont tenues, conservent la même puissance ! Comme ces voix mâles, résolues, patientes, où l’on ne sent jamais l’émotion de l’homme, conviennent bien à une musique austère, qui ne cherche ses effets que dans les savantes combinaisons de l’harmonie ! Le caractère impersonnel de l’orgue en fait l’instrument religieux par excellence ; il y a quelque chose de plus implacable dans ses rugissemens et ses tonnerres que dans ceux d’un orchestre ordinaire, et dans les mélodies les plus douces et les plus tendres on sent je ne sais quelle sérénité, quel détachement de la passion humaine ; le trouble devient terreur, le plaisir extase. Raphaël voulant peindre la musique sacrée montre sainte Cécile offrant au ciel un petit jeu d’orgue qu’elle tient entre les mains : à ses pieds gisent en désordre et demi-brisés les instrumens de la musique profane, violes sans cordes, tambours de basque, triangles, tambourins.

Dans les instrumens à anche, les vibrations sont produites par une petite languette qui frémit sous le courant d’air venant d’une soufflerie ou des poumons. On use de ce moyen dans certains registres d’orgue, dans l’harmonium, dans la clarinette, le hautbois, le basson. Les lèvres humaines fonctionnent elles-mêmes comme anches membraneuses sur le cor, le trombone, l’ophicléide et en général sur les instrumens en cuivre. Ce qui caractérise le son dans ces derniers instrumens, c’est l’intensité des harmoniques les plus aiguës ; de là vient qu’ils ont un timbre dur, criard et perçant. On pourrait appeler les cuivres les instrumens de la dissonance : aussi ne doit-on les employer que dans un orchestre ; ils sont condamnés à un rôle accessoire, et il faut se garder de les y faire prédominer. En résumé, le musicien veut-il un son mou, sans force, pauvre en harmoniques, il a la flûte. Veut-il des sons musicaux pleins, mais clairs et encore amollis, il a le piano, les tuyaux d’orgue ouverts, certaines notes du cor. Veut-il un son creux, qui résulte de l’isolement des harmoniques impaires, il a les tuyaux d’orgue couverts. Veut-il un son nasal, où il n’y a de même que des harmoniques impaires, mais où dominent les plus aiguës, il a la clarinette. Veut-il des sons expressifs, perçans, riches, il a les instrumens à cordes, le hautbois, le basson. Veut-il enfin des sons aigus, durs et retentissans, il n’a qu’à choisir parmi les instrumens de cuivre.


III

Occupons-nous enfin de l’instrument par excellence, de la voix humaine : l’étude en a été singulièrement facilitée par le miroir laryngien ou laryngoscope, instrument perfectionné et vulgarisé par un physiologiste, M. Czermak. Ce petit appareil permet de regarder à l’aise dans l’arrière-bouche et d’apercevoir les vibrations qui accompagnent la parole. Les ligamens vocaux agissent à la façon de deux lèvres membraneuses qui, en se fermant et s’entr’ouvrant rapidement, produisent un son, et la chambre résonnante de la bouche ne fait qu’enfler les notes chantées par le larynx. L’anche du larynx, jouissant d’une merveilleuse contractilité, a sur celle des instrumens ordinaires le privilège de pouvoir donner une immense variété de sons. Le mouvement discontinu de l’anche, qui ferme et ouvre alternativement le passage de l’air, se prête d’une façon toute spéciale au développement des harmoniques, et dans le bruit perçant d’une anche libre métallique vibrante l’oreille armée de résonnateurs peut en discerner jusqu’à vingt. Dans une belle voix humaine, il y a une richesse d’harmoniques incroyable. Le son et le timbre d’un instrument à anche sont nécessairement modifiés par la colonne d’air à laquelle se communiquent les mouvemens de la languette. Cette masse d’air agit comme un véritable résonnateur qui enfle certaines notes de l’anche au détriment des autres. Il faut donc considérer l’instrument de la voix humaine comme une anche à note variable, complétée par un résonnateur à résonnance variable. La glotte est l’anche, la bouche le résonnateur. Il est impossible d’imaginer un appareil plus ingénieux, qui montre mieux à quel point les œuvres de la vie dépassent et humilient toujours celles de l’industrie humaine. Tandis que la glotte frémissante chante sur tous les tons de l’échelle musicale, la bouche et la langue docilement se contractent, s’enflent, se creusent, se modèlent, de façon à faire résonner inégalement les harmoniques, et à donner ainsi au son total les timbres les plus différens. À ces timbres, bien autrement distincts que ceux qu’on obtient par des artifices divers du même instrument de musique, on donne le nom de voyelles. Tel chœur d’harmoniques est a, tel autre o, un troisième i ; les diphthongues qui permettent de passer des unes aux autres par des gradations sans fin ne sont autre chose que des combinaisons intermédiaires.

Cette théorie des voyelles, qui a été proposée pour la première fois par le physicien anglais Wheatstone et que M. Helmholtz a mise au-dessus de toute contestation, présente à l’esprit je ne sais quoi de singulier qui d’abord choque l’esprit. Cela tient à ce que la voix humaine est, de tous les sons, celui que nous sommes le moins habitués à analyser. Il ne nous vient jamais à l’esprit de considérer une émission de voix autrement que comme une chose simple ; nous sommes trop habitués à l’écouter avec d’autres préoccupations que les sons ordinaires ; pour nous, la voix a une valeur symbolique, représentative, une expression qui en déguise la nature purement matérielle. Aussi, malgré l’extrême complexité harmonique de la voix humaine, elle se dérobe à l’analyse plus que les sons de tout autre instrument, et les résonnateurs artificiels sont ici particulièrement nécessaires. La richesse de la voix dépend, on le comprend aisément, de l’état de la glotte et surtout de la fermeture plus ou moins hermétique de cet orifice. Le moindre rhume irrite les lèvres de l’anche et altère la qualité des sons. À une glotte qui ferme mal correspond une voix terne, sourde, pauvre ; quand les ligamens vocaux débordent et battent l’un contre l’autre, le timbre devient dur et rauque. Un infiniment petit fait ces voix enchanteresses dont le charme victorieux nous procure de si vives jouissances.

Au moment où la voix naît sur les lèvres tremblantes de la glotte, elle se compose d’une série de vibrations accordées sur une longue série d’harmoniques. Si rien ne la modifiait, les notes supérieures diminueraient graduellement d’intensité en s’écartant de la note fondamentale, : et c’est bien ce qui arrive à peu près lorsqu’on chante la bouche grande ouverte, et que par conséquent le résonnateur buccal agit avec le moins d’efficacité ; mais quand on diminue l’orifice de ce résonnateur et qu’on en modifie la forme, soit à l’aide des lèvres, soit à l’aide de la langue, il se produit une véritable sélection parmi les harmoniques ; celles dont la vibration peut s’accorder avec les dimensions nouvelles du résonnateur s’accusent fortement, les autres sont étouffées, et c’est ainsi qu’est modifié le timbre de la voix. Le professeur de philosophie de M. Jourdain n’était pas si sot quand il expliquait doctement à son élève étonné de quelle façon il faut remuer la bouche et la langue pour prononcer les diverses voyelles.

Il n’est pas difficile de découvrir quelles sont les vibrations appropriées au résonnateur humain dans les diverses formes qu’il peut prendre, et il importait de le chercher pour savoir quelles sont les notes qui donnent, qu’on me permette le mot, la couleur aux diverses voyelles. Tenez un diapason vibrant devant la bouche, et il résonnera plus fort quand la vibration buccale sera d’accord avec la sienne. A l’aide d’une série de diapasons accordés, M. Helmholtz a pu chercher ainsi les notes favorites du résonnateur buccal [13]. Il résulte de ses délicates expériences que, pour chaque voyelle, pour chaque diphthongue, il y a sur l’échelle musicale des notes privilégiées qui donnent au son sa couleur spécifique et sa pleine valeur. Sans employer l’artifice des diapasons, qui décèlent si bien les notes buccales, écoutez simplement quelqu’un chanter des gammes sur les diverses voyelles, et vous serez surpris de trouver dans la même voix tantôt une si belle sonorité, tantôt tant de maigreur et un caractère si voilé. Pour tirer le meilleur parti possible de l’instrument vocal, on ne devrait chanter sur une voyelle que certaines notes [14].

Si cette théorie est exacte, on comprend qu’on puisse en essayer la reproduction artificielle. Cette tentative avait été faite déjà par un physicien anglais, M. Willis. Prenant un tuyau d’orgue à anche dont il pouvait faire varier la longueur, il en tirait, en allongeant successivement la colonne d’air vibrante, les sons de l’i, de l’e, de l’a, de l’o, de l’u ; mais dans cette expérience on ne faisait point la vraie synthèse des voyelles, on obtenait seulement des effets de résonnance variable sur le son très complexe émis par la languette de l’anche. M. Helmholtz a opéré cette synthèse en mêlant diversement des sons simples, dégagés d’harmoniques. Nous avons déjà dit que les diapasons fournissent le meilleur moyen d’obtenir des notes de cette espèce. Le premier appareil construit par M. Helmholtz portait huit diapasons accordés suivant la note dite B[15] et les sept premières harmoniques de cette note. Devant chaque diapason est placée une boite de résonnante cylindrique accordée à la note, et qui peut s’ouvrir ou se fermer rapidement à l’aide d’un couvercle mobile : les sept couvercles sont mis en mouvement, comme les marteaux d’un piano, par le jeu des doigts sur un clavier. Sur ce piano à huit notes de M. Helmholtz, où des diapasons tiennent lieu de cordes, chaque fois qu’on appuie sur une touche, le résonnateur correspondant s’ouvre, et les vibrations du diapason, sourdes et étouffées jusque-là, s’enflent et font entendre une note simple. Les huit diapasons sont tenus constamment en vibration, parce que chacun d’eux est placé entre les deux pôles d’un électro-aimant qui, 120 fois par seconde, s’aimante et se désaimante [16].

Voilà donc les huit diapasons harmoniques en mouvement : la vibration en reste muette, tant qu’on laisse immobiles les touches du clavier ; mais sitôt qu’on les presse, les résonnateurs se découvrent, et les notes se font entendre. On comprend qu’on puisse ainsi les combiner de toute façon. En jouant de ce singulier instrument, on s’assure que les mélanges divers d’harmoniques engendrent des voyelles diverses. La différence des timbres est surtout sensible au moment où l’on change les doigts de place, et où l’on passe d’un son composite à un autre. Avec ses huit diapasons, M. Helmholtz a obtenu tous les sons voisins de ce que l’on pourrait nommer les voyelles graves, ou, o, eu. Le premier diapason de la série, chantant seul, donnait un ou sourd, beaucoup plus étouffé que la voix humaine ne saurait le produire ; en appuyant sur les touches suivantes, on faisait monter le son à l’o ; pour obtenir quelque chose d’analogue à l’a, il fallait rester dans les notes supérieures du clavier. Dans un second appareil, tout semblable d’ailleurs à celui que nous venons de décrire, M. Helmholtz ajouta quatre harmoniques plus aiguës aux précédentes, et il put s’élever ainsi librement jusqu’à l’a et à l’e ; l’i échappait encore, parce que le timbre particulier de cette voyelle est dû à une harmonique suraiguë que le courant ne fait plus vibrer assez fortement. Le problème de la synthèse des voyelles n’en était pas moins résolu en principe. Le détail ne regarde plus que les constructeurs d’appareils de physique ; mais aucun des grands établissemens scientifiques de notre pays n’a encore fait construire de piano à voyelles, et l’on conçoit qu’un physicien ne puisse souvent faire lui-même de tels appareils, nécessairement fort coûteux.


IV

L’analyse qui précède était indispensable pour bien faire comprendre le caractère de l’oreille, car après l’instrument vocal il faut étudier l’instrument auditif. C’est encore à M. Helmholtz qu’on doit d’avoir enfin pénétré le secret de ce petit appareil bizarre, caché aux profondeurs de la tête et d’une anatomie si étrangement compliquée. Ce que nous apercevons de l’oreille au dehors est peu de chose, un simple porte-voix : le secret est au dedans, dans la partie la plus cachée où, de proche en proche et par un véritable dédale, aboutissent les vibrations du dehors. L’oreille ne sent, n’apprécie en aucune façon la forme géométrique des ondes sonores qui viennent mourir contre ses parois ; mais elle jouit de cette étonnante propriété de reconnaître dans l’onde totale toutes les ondes particulières qui la composent. Les ondes simples ou répondant à des notes élémentaires sont seules perçues à l’extrémité de l’appareil auditif. Là, l’oreille décompose naturellement les sons, comme le prisme décompose les couleurs. Cette faculté extraordinaire donne la clé de la sensation auditive. Pour bien comprendre ce phénomène, examinons un moment ce qui se passe dans un clavier ordinaire, si l’on vient à chanter une note avec force au-dessus des cordes, en leur donnant toute liberté de vibrer. L’onde sonore composite qui part de la bouche rencontre toutes les cordes, mais elle ne remue sympathiquement que celles dont les vibrations s’accordent avec une des harmoniques de la voix ; chaque corde choisit l’onde composante qui lui convient, et la retient en laissant passer toutes les autres. Quatre, cinq, six cordes même, entreront en vibration, bien que l’onde issue de la bouche soit géométriquement, matériellement, une onde unique ; chantez a, et la caisse du piano répondra sourdement a ; chantez o, l’écho confus dira o. Il s’opère donc mécaniquement sur l’échelle des cordes du piano une décomposition de tout son complexe en ses notes élémentaires : une seule onde fait vibrer plusieurs cordes.

Les choses se passent absolument de la même manière dans l’oreille ; l’appareil où l’onde sonore vient, après divers voyages, se heurter au système nerveux, est un véritable clavier. Les anatomistes n’ont pendant longtemps été occupés que des parties de l’oreille qui sont les chemins du son, et qui servent à transmettre l’onde sonore au liquide où baignent les terminaisons du nerf auditif. Du pavillon de l’oreille externe, l’onde arrive au tympan, en traverse la caisse, et se transporte par des intermédiaires étrangement compliqués jusqu’au labyrinthe, là se trouve enfermé le limaçon où elle rencontre enfin le clavier nerveux. La petite caverne osseuse du labyrinthe est baignée par un liquide où flotte enroulée en spirale une membrane d’une extrême délicatesse. Le microscope y a découvert récemment environ trois mille petites fibres qui sont les terminaisons des filamens du nerf acoustique. L’onde qui de fenêtre en fenêtre a passé jusqu’au labyrinthe, vient frapper enfin le clavier spiral du limaçon. Les fibres dites de Corti (du nom du physiologiste italien qui le premier les a observées) sont comme les cordes du petit piano : celles qui dans l’onde totale pourront saisir la vibration élémentaire qui leur convient se mettront sympathiquement en branle, le son sera décomposé, dissocié comme sur un piano ordinaire ; seulement les vibrations élémentaires du clavier nerveux, pénétrant toutes ensemble dans le nerf acoustique, apportent à la sensibilité des impressions simultanées qui se marient dans une sensation unique, à moins que la volonté mise en éveil ne fasse un grand effort pour tenir les impressions bien distinctes.

Le clavier nerveux est bien autrement riche, autrement sensible que les claviers ordinaires ; ceux-ci aujourd’hui ont quatre-vingt-quatre notes, l’oreille en a trois mille environ. Entre les limites où les sons demeurent perceptibles, elle peut apprécier les plus subtiles, les plus exquises nuances ; elle possède trente-trois touches en moyenne par intervalle d’un demi-ton. Cette délicatesse lui permet d’apprécier le timbre des sons avec une facilité merveilleuse. Elle peut analyser dans le flot mélodieux que lui apporte un orchestre des centaines de notes, chargées non-seulement de leurs harmoniques, mais encore de ces notes accessoires que fait naître la juxtaposition de sons divers. Les accords succèdent aux accords, les modulations s’enchevêtrent, un air fugué reparaît à des hauteurs toujours nouvelles, les crépitations des croches et des doubles croches enveloppent comme d’une poussière sonore le lent mouvement des masses harmonieuses, la flûte jette un soupir timide au milieu des cris déchirans du cuivre, mille voix humbles, lugubres, rustiques, sourdes, plaintives, moqueuses, accompagnent un chant qui tantôt s’enfle et tantôt s’évanouit ; mais rien n’est perdu pour l’oreille. L’œil n’aperçoit pas plus clairement les couleurs et les contours d’un tableau.

L’oreille est si habituée à recueillir des sons et des bruits, qu’un silence absolu lui cause je ne sais quelle peine étrange. On éprouve ce mal sans nom sur les très hautes montagnes, quand par hasard il n’y règne aucun vent et qu’on a dépassé la dernière zone de la végétation. Plus aucun de ces mille petits bruits qui troublent encore la solitude des forêts : une branche qui craque, un insecte qui vole, une feuille qui tombe ou qui remue, l’eau qui partout s’écoule, suinte, descend les petits barrages des mousses, des pierres, des racines. Tout est immobile, glacé, muet. L’oreille est si peu habituée à l’inertie absolue, qu’à défaut de bruits objectifs elle se crée des bruits subjectifs. L’ouïe est de tous les sens celui qui le plus facilement a des hallucinations. La solitude a ses voix comme elle a ses visions.

L’admirable délicatesse de l’organe auditif se révèle à la facilité avec laquelle, sans les voir, nous pouvons, au son de leur voix, reconnaître les personnes. L’oreille fait des distinctions que ne peuvent enseigner les grammaires : celles-ci froidement dissèquent les sons, ne comptent qu’un tout petit nombre de voyelles, mais en chacun de ces sons génériques elle discerne une foule de nuances, d’espèces. À des intonations particulières, nous devinons le sexe et l’âge et la nationalité. Cette sensibilité peut atteindre une intensité presque maladive. Telle page que vous lirez les yeux secs, sans aucune émotion, arrachera des larmes à une personne nerveuse, dans la bouche d’un bon acteur. L’émotion de la voix humaine a sur la plupart de nous une contagion irrésistible ; l’éloquence, qui sera toujours le plus sûr moyen d’entraîner les hommes, renferme, il faut l’avouer, une part tout à fait physique, matérielle, un je ne sais quoi qui touche notre fibre la plus humaine et l’ébranle avec une irrésistible puissance.

Notre espèce est assurément privilégiée, puisqu’elle jouit, en même temps que d’un instrument musical admirable, d’une étonnante richesse de perception ; que nous soyons actifs ou passifs, notre organisation musicale est également remarquable. Il faut avouer cependant que l’instrument passif est encore plus riche que l’instrument actif. Une bonne voix moyenne est enfermée entre deux octaves ou deux octaves et demie, et le chanteur le plus exercé peut à peine gagner une octave de plus. Chaque larynx a ses servitudes : la basse-taille, le ténor, le baryton, l’alto, le soprano, ne peuvent échanger leurs rôles. La gamme de l’oreille est infiniment plus étendue que celle de la voix : preuve que l’homme n’est pas seulement fait pour s’écouter lui-même.

En résumé, M. Helmholtz, en démontrant d’une manière expérimentale et à l’aide d’instrumens nouveaux, le caractère composite du son, a opéré dans l’acoustique toute une révolution. Sa fine analyse fournit les moyens de retrouver tous les élémens qui constituent des notes quelconques, et qui, sur des instrumens divers, leur communiquent cette qualité particulière que dès longtemps on a qualifiée du nom de timbre. Elle permet de classer au point de vue de la richesse harmonique tous les instrumens de musique, elle donne le secret de leurs vertus comme de leurs défauts, et explique le charme de la voix humaine en même temps que les délicates métamorphoses qui nous permettent de créer à volonté ces timbres distincts que l’on nomme les voyelles.

Non content d’expliquer comment naît le son, comment, suivant les circonstances, il se charge d’harmoniques plus ou moins nombreuses, M. Helmholtz nous fait voir aussi de quelle façon s’opère la sensation musicale. L’oreille est un véritable prisme acoustique ; elle décompose toute note en ses vibrations élémentaires ; chaque fibrille nerveuse retient dans un concert quelconque un seul mouvement : les sensations sont toujours localisées, et la synthèse de l’impression ne se refait que dans le nerf acoustique, dont les fibres du limaçon sont les derniers rameaux dressés continuellement vers le monde externe. Resterait à montrer que la loi de décomposition du son en notes multiples, que M. Helmholtz a si bien établie, renferme aussi le secret de l’harmonie. Les accords en effet naissent spontanément dans un son fondamental, qui s’accompagne de ses échos naturels. Aussi, après avoir fait l’analyse du son, M. Helmholtz a-t-il complété son œuvre en recherchant dans cette analyse même les lois de la combinaison des notes. Il a réussi ainsi à jeter une lumière nouvelle sur la création des gammes et sur les développemens de la musique, monophone et déclamatoire chez les Grecs, chorale et encore purement mélodique au moyen âge, de nos jours enfin devenue tout harmonique.

Auguste Laugel.


  1. La note la plus basse d’un orchestre est le mi inférieur de la contre-basse, qui correspond à 41 vibrations par seconde ; la note la plus haute est le supérieur de la petite flûte, qui nécessite 4752 vibrations par seconde.
  2. Sur quelques orgues, on a construit récemment des tuyaux qui n’ont que 16 vibrations par seconde ; mais des notes si basses, de même que les plus hautes, ne produisent sur l’oreille que des effets peu satisfaisans ; elles ne doivent être employées que rarement et comme des auxiliaires des octaves supérieures.
  3. On sait que, pour représenter aux yeux les mouvemens vibratoires, on les figure par des courbes sinueuses pareilles à celles qu’offrent à la surface de l’eau des ondes successives : la hauteur de l’onde peint au regard l’intensité du son, la longueur de l’onde figure la vitesse de la vibration et par conséquent la tonalité ; la forme enfin de l’onde, variable à l’infini, représenterait le timbre.
  4. La gamme est composée de sept sons principaux : la tonique, la seconde, la tierce, la quarte, la quinte, la sixte, la septième ; l’octave, qui fait suite, recommence la même série d’intervalles. Les deux tons majeur et mineur se distinguent en ce que l’intervalle de la tierce est différent dans ces deux gammes ; la tierce est alors dite ou majeure ou mineure. Prenons un exemple pour mieux faire comprendre ces termes ; je suppose la gamme en ut :
    ut, ré, mi, fa, sol, la, si, ut.

    La tierce est la troisième note, mi, la quinte est la cinquième note, sol. L’intervalle de la tierce majeure est celui d’ut à mi ; l’intervalle de la tierce mineure, un peu moindre, est celui d’ut à mi bémol ou mi diminué. La série des sons harmoniques comprend l’octave aiguë, la quinte de cette octave, les deux notes parasites que des oreilles peu exercées entendent le plus facilement, la double octave, la tierce majeure et la quinte de la double octave. Après ces six notes s’offre une note dissonante qui provient de la division spontanée de la corde en sept parties : quand cette note se fait encore entendre, elle donne au son quelque chose de strident. Sur les trois notes qui suivent, encore plus aiguës, deux seulement rentrent dans l’échelle des consonnances. Il n’est guère nécessaire de suivre plus loin cette série, qui, en théorie seulement, n’a point de limites, car, à mesure que les notes qui s’ajoutent au son fondamental s’éloignent de la tonique, elles perdent rapidement d’ordinaire en intensité.
  5. L’accord parfait est formé de la tonique, de la tierce, de la quinte et de l’octave. Deux notes sont dissonantes lorsque, résonnant ensemble, elles se troublent mutuellement de manière à produire des intermittences périodiques de force et de faiblesse, qu’on nomme des battemens. Toute sensation intermittente irrite et fatigue les nerfs ; c’est ce qui explique le déplaisir causé à l’oreille par les battemens. Deux notes sont consonnantes quand les vibrations qui les produisent ne se contrarient point de manière à produire des battemens.
  6. Le sol de l’octave supérieure et le mi de la double octave.
  7. Les vibrations de vitesse double et quadruple (qui répondent a l’octave et à la double octave) sont beaucoup plus difficiles à saisir.
  8. On pourrait croire, puisqu’on entend mieux ce que l’on veut entendre, qu’il y a dans le phénomène une illusion de l’esprit ; mais les incrédules sont bien faciles à détromper. Prenons une fine corde métallique : en vibrant, elle se divisera spontanément en deux, trois, quatre, cinq parties, pour donner toutes ses harmoniques ; les points de division se nomment les nœuds et restent immobiles dans le mouvement relatif. Entre deux nœuds se place ce qu’on nomme un ventre, point où l’élan vibratoire entraîne la corde le plus loin possible de sa position primitive. Cela étant bien compris, supposons que la corde vibre pleinement de façon à donner toutes ses harmoniques (et on peut en obtenir jusqu’à seize à la fois) ; il sera facile de supprimer à volonté certaines d’entre elles en touchant légèrement du doigt ou avec un pinceau les points de la corde où la théorie apprend à l’avance que doivent se trouver les ventres correspondant à ces harmoniques. Si je touche le milieu de la corde, toutes les harmoniques d’ordre impair disparaissent ; si l’arrêt porte au tiers de la longueur, les nos 3, 6, 9 font défaut. On peut varier et nuancer cette expérience à l’infini, appuyer plus ou moins légèrement sur le point de la corde qu’on veut étouffer, faire passer le son par des gradations successives, depuis le timbre le plus plein jusqu’au timbre le plus grêle, l’enrichir et l’appauvrir à volonté ; l’oreille suit docilement toutes ces métamorphoses. Elle ne perçoit plus les harmoniques dès qu’elles viennent à manquer ; celles-ci ont donc une réalité absolue et indépendante des sensations subjectives de l’observateur.
  9. Elémens de Musique. Lyon 1762.
  10. Helmholtz en a fait l’expérience en faisant vibrer l’air dans deux carafes à l’orifice desquelles aboutissaient des tuyaux de caoutchouc où un soufflet faisait passer de l’air. Quand la carafe accordée sur la note la plus grave entrait en vibration, elle faisait entendre une note étouffée dont le timbre rappelait le son de la diphthongue ou ; quand les deux carafes vibraient ensemble, on entendait toujours le son fondamental, seulement l’addition du deuxième son, qui était l’octave harmonique du premier, donnait au son total le timbre d’o.
  11. Traité de l’Harmonie, 1754.
  12. Il suffit, nous l’avons dit, pour supprimer une vibration, de déterminer un nœud à un des points où cette vibration nécessiterait un ventre ; touchez, par exemple, le milieu de la corde, et elle ne pourra vibrer dans son entier, ni par tiers, ni par cinquièmes, etc. Sur le piano, les marteaux sont placés de telle façon qu’ils frappent les cordes en des points placés environ entre le septième et le neuvième de leur longueur. L’expérience de deux siècles a conduit les luthiers à adopter cette règle empirique, et la théorie démontre qu’elle a précisément pour effet de supprimer ou du moins d’affaiblir considérablement la septième et la neuvième harmonique, qui sont toutes deux en dissonance avec la tonique. Dans les hautes octaves, les cordes sont très courtes et très raides, et on les frappe encore plus près de l’extrémité pour laisser plus de liberté au développement des harmoniques et pour donner au son du brillant. Sur ces parties élevées de l’instrument, les harmoniques ont peine à naître à cause de l’extrême tension des cordes ; mais dans les parties moyennes et basses il arrive que certaines harmoniques sont plus intenses que le son fondamental lui-même. Le toucher a une influence marquée sur ce phénomène ; aussi n’y a-t-il pas d’instrument dont le timbre soit aussi variable, aussi souple, aussi personnel que celui du piano. Sous des doigts habiles, il se prête aux effets les plus divers, et semble prendre des voix différentes au gré de l’artiste.
  13. Dans ses diverses positions, ce résonnateur s’accorde sur des notes différentes ; qu’un chanteur tienne, par exemple, devant la bouche un diapason qui donne fa2, et qu’il chante une des sous-harmoniques de cette note (c’est-à-dire une note dont fa2 soit une harmonique supérieure) successivement sur a, o, i, u, ou, et on entendra le diapason résonner plus vigoureusement pour ou que pour les autres voyelles ou diphthongues. S’il met devant la bouche un diapason accordé au si bémol de l’octave supérieure (si bémol3), c’est l’o alors qui agitera plus fortement le diapason ; un autre diapason accordé à l’octave du précédent sera plus sensible à l’a. Que conclure de là ? C’est que lorsque le résonnateur buccal prend la forme qui convient à l’ou, il enfle toute note dont fa2 est une harmonique ; quand la bouche s’adapte à l’o, elle enfle tout son qui a si, parmi ses harmoniques ; quand elle donne l’a, la note buccale se hausse encore d’une octave. Pour certaines diphthongues et voyelles, le résonnateur mobile a deux vibrations propres ; pour ai, e, i, u, l’une des deux notes buccales est extrêmement aiguë.
  14. D’une façon générale, on réserverait les ou, les o aux voix de basse, les a, les i, les u aux voix de soprano. Qui n’a remarqué d’ailleurs que, lorsqu’une chanteuse descend à ses cordes les plus basses, le son de sa voix tourne toujours forcément à l’ou ? C’est cet accent sourd qui donne une expression particulière à la voix dite de contralto. Les belles voix de soprano se complaisent aux sons a, i, o ; c’est pourquoi la langue italienne, si riche en terminaisons de cette espèce, prête à ces voix un charme ; tout particulier. Tous les chanteurs connaissent par expérience l’affinité de certaines voyelles pour certaines notes, et savent en tirer parti à l’occasion.
  15. C’est un si bémol très grave qui correspond à 120 vibrations seulement par seconde.
  16. Lorsque le courant passe, la fourche du diapason s’écarte par l’attraction des deux pôles qui font face à ses extrémités, et, quand le courant est interrompu, Il fourche revient à sa place primitive. Chaque électro-aimant donne donc 120 secousses par seconde à chaque diapason ; le diapason de la note la plus grave, qui répond précisément à 120 vibrations par seconde, se met à vibrer avec beaucoup d’ampleur et de force ; la première harmonique qui suit, accordée pour un nombre double de vibrations, reçoit un choc nouveau après deux vibrations ; elle peut donc se mettre aussi en branle, bien qu’un peu plus faiblement, et ainsi de suite jusqu’à la dernière harmonique, qui ne reçoit une impulsion nouvelle de l’aimant qu’après avoir exécuté sept allées et venues vibratoires. Mais comment obtenir un courant qui, par seconde, s’interrompe précisément 120 fois, pas une fois de plus ni de moins ? C’est à l’aide d’un autre diapason, accordé aussi à 120 vibrations, dont les mouvemens mêmes ouvrent ou interrompent un courant, combinaison bien facile à réaliser, car il suffit qu’un petit stylo léger, attaché à l’extrémité d’une branche du diapason, sorte à chaque vibration d’une cuvette pleine de mercure, de façon à interrompre un courant dont le bain de mercure fait partie.