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Identifiant IdRef : 226429954
Notice de type Rameau

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Informations

Langue d'expression : Francais, Anglais
Date de naissance :  2013
Note publique d''information : 
Cette étude porte sur le steeldrum, aussi appelé steelpan, percussion mélodique de Trinidad et Tobago, fabriquée à partir de bidons métalliques dont une des faces subit un ensemble de déformations irréversibles afin d'obtenir une cuve principale à l'intérieur de laquelle sont façonnées les différentes notes de l'instrument. Cette thèse s'organise autour de deux axes. D'une part les processus de fabrication sont étudiés afin de mieux comprendre le travail du facteur et de proposer une modélisation de la première étape de fabrication. D'autre part, des études vibratoires sont menées sur l'instrument fini, pour comprendre la dynamique complexe responsable de son timbre. La première partie rend compte de l'évolution des caractéristiques vibratoires au cours de la fabrication. On remarque une forte localisation vibratoire au moment de la création des notes, des évolutions marquées des amortissements et des fréquences propres lors du chauffage, et des relations harmoniques après l'accordage final. La seconde partie se concentre sur la première étape de fabrication au cours de laquelle le haut du bidon est martelé pour obtenir une calotte sphérique concave. Ce processus de plasticité est modélisé analytiquement sous les hypothèses de von Karman par une structure mince soumise à des contraintes initiales. L'influence du changement géométrique et celle de l'état de contraintes résiduelles sont alors quantifiées sur les paramètres dynamiques de la structure dans son nouvel état d'équilibre. Enfin la dernière partie s'intéresse aux vibrations de l'instrument terminé qui présente un comportement dynamique caractéristique des systèmes non linéaires géométriques. En mode de jeu usuel, des échanges d'énergie entre les modes sont clairement audibles. Cette richesse de timbre provient des résonances internes dues à l'accordage, si bien que des couplages complexes sont mesurés pour des amplitudes vibratoires très faibles. Des modèles originaux de résonances internes sont proposés.

Note publique d''information : 
This study is devoted to the steelpan, a harmonically tuned percussion from Trinidad and Tobago. It consists in a steel barrel subjected to several steps of irreversible metal forming to obtain a main spherical bowl within wich convex domes are formed. This work is mainly focused on two topics. Firstly, the study of the making processes allows us to gain a better understanding of the work of the tuner in order to propose a model of the first step of steelpan making. Secondly, a vibration analysis of the steelpan, at the end of this process, is performed to understand its dynamics which is responsible of its particular tone. In the first part of the manuscript we study the evolution of the dynamical parameters during manufacturing. In particular, mode localization after note forming, strong variations of modal dampings, natural frequencies after burning and harmonic relationships after fine tuning are observed. The second part of the manuscript focusses on the first step of manufacturing during which the top of the barrel is hammered to obtain the spherical shell. The shell is analytically modeled as a nonlinear von Karman plate and the plastic strains are introduced as initial inelastic strains. The effect of the geometry and of the residual stress fields are separately quantified on the dynamical parameters of the structure in its final equilibrium state. The last part is concerned with the complex nonlinear dynamics of the steelpan at the end of the forming process. During normal playing, energy exchanges between modes are clearly identifiable: they result in a rich sound due to numerous internal resonances. Modal coupling are measured even for small amplitudes of vibrations. Original models of internal resonances are proposed

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