Le Piano

Texte de Nicolas von Auw
Édition originale : - (travail personnel de solfège au conservatoire)
Révision intégrale :
Version A1.00

Avant-propos

Mon intérêt pour le piano trouve son origine dans deux expériences marquantes. En , j'ai acquis un piano droit Yamaha U1, un modèle réputé pour sa sonorité et sa précision. Peu après, j'eus le privilège de visiter l'atelier de M. Escanez, facteur de pianos à Carouge (Genève), où j'ai pu observer un piano à queue de concert de la célèbre marque qu'est Steinway, en pleine révision complète, entièrement démonté. Déjà intéressé par la formation de facteur de piano, il me donna spontanément les classeurs des cours qu'il reçut lors de sa formation et lorsque je les lus, ils nourrirent davantage ma curiosité et m'incitèrent à approfondir mes recherches pour cet exposé.

Cette immersion dans l'univers de la facture instrumentale a révélé en moi une curiosité à connaître le fonctionnement réel et non imaginé de cet instrument plus complexe qu'il n'y paraît. La minutie des mécanismes, l'harmonie entre les matériaux et l'exigence artisanale m'ont profondément fasciné. J'exerce aujourd'hui ces qualités dans mon métier d'horloger, qui n'est pas sans rappeler quelques traits de personnalité du métier de facteur de piano.

1. L'histoire de l'instrument

Le prédécesseur du piano était le clavecin, un instrument à cordes pincées qui, du fait de cette mécanique, ne permettait pas de nuances dynamiques : qu'on presse la touche fortement ou qu'on l'effleure à peine, le volume sonore restait identique.
Pour enlever cette contrainte, c'est en 1709 que l'Italien Bartolomeo Cristofori imagina un "clavecin" à cordes frappées. Le principe s'apparente à celui de la cloche que l'on frappe : plus l'impact est violent (forte inertie), plus le son produit est puissant. Cette analogie mécanique fut appliquée aux cordes et a résolu le problème du son plat.
C'est cette innovation dynamique qui valut à l'instrument le nom de pianoforte (littéralement "doux-fort") dont l'abréviation commune est aujourd'hui piano.
Les premiers modèles ne comportaient que quatre octaves.
Bien que révolutionnaire, l'invention de Cristofori demeura peu connue hors d'Italie avant les années .
Gottfried Silbermann perfectionne le piano en lui donnant une forme triangulaire dont les cordes sont tendues à la verticale
Johann Andreas Stein (Augsbourg) améliore le mécanisme de Cristofori en créant la mécanique viennoise (dite Prellmechanik), caractérisée par des marteaux légers et une touche sensible, plébiscitée par Mozart et Haydn.
L'Anglais Americus Backers invente la mécanique à échappement (ancêtre de la mécanique anglaise), reprise par Broadwood en pour des pianos plus puissants.
Carl Leopold Röllig (Vienne) conçoit l'Orphica, un piano portable en forme de harpe couchée, muni d'un clavier étroit et transportable sur le dos.
Matthias Müller (Vienne) crée un piano compact à cordes diagonales, préfigurant les pianos droits modernes.
Le piano girafe apparaît. Ses cordes sont disposées verticalement au-dessus du clavier.
Sébastien Érard (Paris) invente le double échappement pour pianos à queue, permettant une répétition rapide des notes - une technologie toujours utilisée aujourd'hui.
Jean-Henri Pape (Paris) révolutionne la facture piano en remplaçant les peaux de marteaux par du feutre, améliorant la nuance sonore.
–
Heinrich Steinweg (fondateur de Steinway & Sons) révolutionne la facture piano avec :
  • Le cadre métallique d'une seule pièce (1855), renforçant la stabilité
  • Le croisement des cordes (overstringing), optimisant la résonance
  • La mécanique à répétition rapide, combinant les avancées d'Érard et de Broadwood
Dès
les pianos à queue et droits adoptent leur forme actuelle, synthétisant les inventions de Cristofori, Érard, Steinway et Broadwood. Les termes mécanique viennoise (légère) et anglaise (robuste) restent en usage pour décrire les styles de jeu.
Les cordes en acier, offrant une tension accrue et un son plus puissant, sont préférées à celles en boyaux.

2. Les différentes variantes de l'instrument

Nous ne parlerons pas ici des version électroniques.

Le piano droit
Les cordes sont placées à la verticales.
  • Hauteur : 116 à 135 cm
  • Touches: 88
  • Octaves: 7¼ (de La0 à Do8)
    Exceptions : certains vieux pianos tels que les Érard ou Pleyel possèdent couramment 85 touches au XIXe siècle (7 octaves, de Fa0 à Do8) car les compositeurs classiques, comme Mozart ou Beethoven par exemple, n'utilisaient pas les extrêmes graves modernes.
Les pianos à queue
Les cordes sont placées à l' horizontales, améliorant la résonance.
Son mécanisme possède généralement un double échappement (2 crans lors de l'appui sur une touche) ce qui lui permet une répétitions plus rapides des notes.
Il existe 4 tailles.
Le piano "Crapaud" (ou "Queue courte")
  • Son surnom viendrait de sa forme ramassée
  • Longueur : 1.50 à 1.80 mètre
  • Touches: 88
  • Octaves: 7¼ (de La0 à Do8)
    Exceptions: certains modèles anciens (avant ) pouvaient avoir 85 notes (Fa0 à Do8)
  • Son son est moins puissant qu'un demi-queue, mais conserve une bonne projection et son mécanisme est souvent simplifié (ex. : échappement simple)
  • Exemple actuel : Steinway S-155 (88 notes, 1.55 m).
Le piano "Demi-queue"
  • Une taille intermédiaire plus polyvalente
  • Longueur : 1.80 à 2.20 mètre(s)
  • Touches: 88
  • Octaves: 7¼ (de La0 à Do8)
  • Il possède un registre plus riche que le crapaud, surtout dans les basses
  • Il possède la mécanisme à double échappement en version standard depuis Érard)
  • Exemples : Steinway Model M (1.88 mètres), Bösendorfer 200 (2.00 mètres), Yamaha C2X (1.80 mètres)
Le piano "3/4 de queue"
  • Entre le demi-queue et le concert
  • Longueur : 2.10 à 2.30 mètres
  • Touches: 88
  • Octaves: 7¼ (de La0 à Do8)
  • Exception: Bösendorfer 225 : 92 touches (optionnel)
  • Il possède un son plus équilibré qu'un demi-queue, avec des basses mieux définies et est souvent choisi par les pianistes exigeants dans un cadre semi-professionnel.
    Exemples de modèles : Steinway Model B (2.11 mètres) considéré comme le "3/4 de queue" par excellence, Yamaha C3X (1.86 mètres), ou C5X (2.00 mètres ) parfois classés en demi-queue, selon les marques, Bösendorfer 214 (2.14 mètres).
Le piano "Concert" (ou "Queue de concert")
  • Longueur : 2.40 à 3.10 mètres
  • Touches: 88
  • Octaves: 7¼ (de La0 à Do8)
  • Exception: Bösendorfer 290 Imperial (2.90 mètres, avec 97 touches au lieu de 88)
  • Les cordes, plus longues, délivrent un son plus puissant et plus riche en harmoniques
  • l comporte en outre un cadre métallique renforcé (invention de Steinway de ) et une mécanique ultra-réactive
  • Exemples : Steinway D-274 (2.74 mètres, la référence mondiale), Fazioli F308 (3.08 mètres, le plus long piano de série au monde).

Il est intéressant de noter que tous les pianos possèdent en très large majorité 88 touches. Cette norme C'est imposée au XXe siècle (Steinway l'a généralisée dès les années ).
Les rares extensions (Bösendorfer, Fazioli 308) répondent à des demandes de pianistes recherchant des harmoniques supplémentaires (notes graves "fantômes" résonnant par sympathie).

3. Nomenclature de la mécanique du piano

Les touches
Fabriquées en ébène ou en poirier, autrefois en Ivoire.
Le levier d'échappement
C'est la pièce qui envoie la tête du marteau vers la corde.
La barre de repos
C'est la pièce qui support pour le marteau lorsqu'il n'est pas actionné.
Le meuble (ou ceinture)
En bois sur les vrais pianos et en plastique pour les pianos électroniques.
Le meuble, que l'on appelle aussi est en faite la boîte du piano. C'est son extérieur. C'est elle qui tient assemblée toutes les pièces du piano.
Elle ne doit pas être confondue avec la caisse de résonance.
Il est composé, pour un piano droit, de plusieurs planches de bois assemblées au Barrage les unes entre elles.
Pour un piano à queue, C'est comme une ceinture de bois plié et moulu à la forme physique du piano.
Le cadre
Les cordes sont tendues au dessus de la table d'harmonie sur un cadre en fonte.
D'un côté, elles sont attachées sur des sortes de tiges appelées pointes d'accroche ( définition et photo non trouvées), par des bouclettes (sortes de noeuds qui permettent d'accrocher les cordes au cadre) comme des crochets.
Aux extrémités, des cordes sont enroulées autour des chevilles .
Cette pièce est usinée en une seule pièce de métal. Il représente environ le tiers du poids total du piano (pour mon piano de 250 Kg, ce serait 83 Kg env.). Le cadre est doré et vernis de plusieurs couches.
Le chevalet
Cette élément est également nommée mécanique du piano.
En bois dur enduit de graphite (carbone, comme la mine de crayon gris). Il a 2 fonctions :
Le chevalet est une pièce collée sur la table d'harmonie. C'est une pièce très importante, car C'est elle qui va transmettre l'énergie de la vibration des cordes jusqu'à la table d'harmonie.
Sa surface est enduite de graphite pour faciliter le captage des vibration via la table d'harmonie. Les cordes sont accrochées à des pointes de métal enfoncées en diagonale sur le dessus du chevalet.
Le bois est taillé en forme d'escalier à angles droits
La noix
C'est la partie du marteau qui est poussée par le levier d'échappement, recouverte de cuire.
Le marteau
Cette pièce fait également partie de la mécanique du piano.
Il repose dans la fourche et sa tête est recouverte de cuir. C'est lui qui frappe la corde pour la faire vibrer.
Le feutre du marteau
C'est le textile qui enrobe le marteau, en feutre.
Les cordes
Cette pièce fait également partie de la mécanique du piano.
Dans le piano, on trouve 3 sortes de cordes différentes selon 3 registres : les graves, les moyennes et les aiguës.
Les graves, situées dans la partie gauche du piano, sont en acier, entourée de fil de cuivre.
Lorsqu'on appuie sur une note de ce registre, le marteau cogne sur qu'une seule corde.
Il y en a un total de 16 cordes graves, dont la première est un La.
Les cordes du registre moyen sont elles aussi entourées de cuivre, mais elles sont plus minces que les graves.
Contrairement aux graves, les cordes sont doubles, ce qui veut dire que le marteau frappe 2 cordes.
Il y a 40 cordes pour ce registre. La premier note moyenne est un Do Dièse. Les cordes du registre des aigus sont en acier non recouvertes de cuivre.
Contrairement aux cordes moyennes, les cordes sont triples : le marteau frappe 3 cordes en même temps.
Il y a 108 cordes aiguës et la première note est un LA.
Il faut savoir qu'à l'intérieur du piano la tension totale des cordes est de 7 tonnes.
Les étouffoirs
Cette pièce fait également partie de la mécanique du piano.
C'est un feutre taillé en forme de V pour les cordes des basses et aigües qui vient reposer sur celle-ci lorsque l'on enclenche pas de pédales.
La barre d'étouffoir
Support pour l'étouffoir lorsqu'il n'est pas actionné.
Bras de levier avant (ou levier d'échappement
C'est une pièce qui envoie la tête du marteau vers lacorde.
Le houssoir
Le ressort de houssoir
L'attrape
C'est une pièce qui attrape la queue du marteau dans sa rechute.
La fourche
Les pédales
Sur un piano droit comme sur un piano à queue, il peut y avoir 2 ou 3 pédales, en fonction de la nécessité de l'instrument :
  • La Pédale forte
    Toujours présente, actionne une barre de laiton ou maillechort qui retirent tous les étouffoirs qui sont contre la corde pour retenir le son, dans ce cas. Dès qu'on la relâche, les étouffoirs reviennent se positionner contre les cordes pour couper les sons.
  • La Pédale douce ou tonale
    Si elle est présente, elle sera toujours disposée au centre du trio des pédales. Généralement présente, retient une note précise pré-définie en la jouant par le pianiste, qui sera l'unique retenue pendant un morceau. Pour le fonctionnement, C'est idem que pour la pédale forte, à l'exception que ce n'est dans ce cas qu'un étouffoir qui est retenu.
  • La Pédale de sourdine
    Comme son nom l'indique, elle permet d'étouffer, réduire le son de vibration des cordes.
La table d'harmonie
Fabriquée en pin, est derrière le cadre.
Quand on presse sur une note, C'est grâce à la table d'harmonie ( table de résonance ) que le son vibre et peut résonné. C'est elle qui va influencer le son du piano, et assure la production d'un son de qualité. Sans elle, le son serait sourd.
Les vibrations de la corde est transmise à une sorte de creux ( comme pour le violon ), qui amplifie le son.
Les éclisses
Fabriquées en hêtre, en érable ou en poirier.
Les chevilles
Fabriquées en acier.
C'est la petite clé qui permet de tendre les cordes. Elles sont vissées dans le sommier des chevilles.
Le Sommier des chevilles
Fabriquées avec 6 couches d'érable (bois dur).
Le sommier des chevilles est l'une des pièces les plus importantes du piano car sans lui, l'accordement du piano serait tout le temps déréglé. Si un piano se désaccorde sans cesse de suite après son ré-accordage, cela veut dire que le sommier des chevilles est abîmé.
Sa texture doit permettre un bon serrage et un vissage-dévissage facile des chevilles.
L'âme
Fabriquée en saule, en tilleul ou en chêne.
Le Barrage
Le barrage, C'est la partie du piano qui soutient la table d'harmonie. Il est renforcé par des poutres en bois. Il doit être très stable et très solide. De plus la structure de la table d'harmonie a tendance à se déformer et se tasser sur elle-même ; un élément à prendre en compte lors de sa mise en forme.
En fait, ce sont les que l'on voit derrière le piano (qui est conseillé de placer contre un mur non porteur, ou ne donnant pas sur l'extérieur de l'habitation, pour un meilleur rendu de son).
La Contre-attrape et l'attrape
Pièce qui attrape la queue du marteau dans sa rechute.
Le Levier d'échappement
Pièce qui envoie la tête du marteau vers la corde.

La partie du piano dite mécanique peut être sortie du meuble du piano sur le même principe qu'un tiroir, et regroupe :

4. Le son du piano

Le son est la résultante de l'agitation des molécules de la matière, se propageant sous forme de vagues (sinusoïde).

Plus un son est aiguës, plus la cadence des sinusoïde se rétrécit et devient serrée.

(La vitesse de propagation du son dans l'air est d'environ 330/340 mètres par seconde.)

Le piano est accordé à partir de la note de référence La, qui vibre à la fréquence de 440.000 Hertz (abrégé Hz).
Chaque note a ensuite sa propre fréquence, (vagues serrées ou non) qui lui donne son timbre.
Quelques valeurs:

Dans un piano, la fréquence (f) d'une corde est déterminée par 3 mesures :

  1. La longueur de la corde (l en mm)
  2. Le diamètre de la corde (d en mm)
  3. La puissance de tension (F en daN)

Pour exemple, si l'on raccourcis la longueur (l) d'une corde, on va changer la fréquence (f) de sa corde. En l'occurrence, on va l'augmenter.
À l'inverse, si l'on rallonge la corde (longeur l), la fréquence (f) de celle-ci va descendre. Si l'on change le diamètre d'une corde en le diminuant, la fréquence (f) de la corde va monter.
Et si l'on augmente son diamètre, sa fréquence va diminuer.
Si l'on augmente la puissance de tension (F), la fréquence de la corde va monter. Inversement, si l'on en diminue sa puissance de tension (F), la fréquence diminuera. En fonction de tous ces facteurs que l'on vient de voir, on a pu établir une loi physique pour la longueur des cordes, définie comme suite :
Le nombre de vibration se comporte en rapport inverse à la longueur de la corde, si l'épaisseur de la corde et la puissance de tension restent les même.

La puissance du son est donnée en décibels.
Voici un tableau qui montre quelques exemples de production de décibels, en sachant que l'échelle des décibels est logarithmique (exponentielle).
De la plus faible à la plus forte production de son :

  1. Environ 10 dB : chuchotement
  2. Environ 30 dB : réveil
  3. Environ 40 dB : musique douce
  4. Environ 50 dB : parole normale
  5. Environ 60 dB : musique forte
  6. Environ 70 dB : train en marche
  7. Environ 75 dB : piano de concert joué en Forte
  8. Environ 110 dB : orchestre symphonique
  9. Environ 140 dB : seuil d'audibilité maximal

Chaque piano a un son particulier qui lui est propre. Ceci provient de la nature des matériaux choisis lors de la construction et du type de procédé de fabrication.

Pour un piano, il est important que le fabricant choisisse des produits de qualité, tels que le bois, élément très important. À l'heure actuelle, le bois est séché à l'aide de machines à air chaud, ce qui permet d'accélérer la production des pianos.

Auparavant, il était stocké pendant une durée variable allant de 2 à 5 ans dans de grands hangars aérés (ouverts mais couverts). Il existe plusieurs procédés de production. Pour une partie des pianos Yamaha (ainsi que pour d'autres marques), on fabrique industriellement l'instrument, c'est-à-dire que ce sont des machines qui construisent et assemblent le piano. L'Homme n'a plus qu'à en faire le réglage à la main (et encore). Pour Yamaha, ces pianos sont fabriqués en Angleterre.

Une autre partie de la production de leurs instruments se fait encore à la main (en Chine), où les composants sont assemblés artisanalement. Le réglage (accordage) se fait manuellement.

Ces deux facteurs influencent aussi la qualité du son du piano (expérience faite).

Aujourd'hui, les plus grands pianos, tels que les Steinway, sont fabriqués artisanalement. C'est précisément ce savoir-faire qui explique le prix élevé de ces instruments.

Parmi les principales marques - Yamaha (qui a racheté Kemble), Steinberg, Steinway, Schimmel, etc. - leur classement international lors de concours dédiés à la qualité sonore a contribué à forger leur réputation, qu'elle soit excellente ou plus modeste. Cette notoriété influence directement leur prix sur le marché.

Dans ce classement des meilleurs sons, Steinway occupe la première place. Si la deuxième position varie selon les critères, Yamaha se distingue régulièrement en troisième position, confirmant ainsi son excellence dans le domaine.

5. Le piano dans l'histoire de la musique

Le piano a traversé beaucoup de périodes de l'histoires de la musique :

6. Analyse musicale

Chopin : Nocturne N° 2, Opus 9 en Mi Bémol Majeur, dédiée à Mme. Camille Pleyel.

Introduction
Il y a 3 thèmes :
  • Le refrain est repris tout au long du morceau et légèrement modifier, il C'agit du thème 1.0, 1.1, 1.2 et 1.3
  • Le couplet numéroté par le chiffre 2 est repris 2X
  • Le dernier thème (numéro 3) amène à Ia conclusion du morceau
Développement du thème
  • Mesures 0 à 4 : thème 1.0
  • Mesures 5 à 7 + 2 temps de la mesure 8 : thème 1.1 basé sur le 1.0
  • Mesure 8 (fin des 2 derniers temps) à 12 + 2 temps de la mesure 13 : thème 2
  • Mesure 13 (fin des 2 derniers temps) à 15 + 2 temps de la mesure 16 : thème 1.2. La fin de cette partie est légèrement différente de 1.1. Il est basé sur le thème 1.0 et 1.1
  • Mesures 16 (fin des 2 derniers temps) à 20 + 2 temps de la mesure 21 : thème 2
  • Mesures 21 (fin des 2 derniers temps) à 23 + 2 temps de la mesure 24 : thème 1.3. Une petite appoggiature t à noter dans la mesure 22, ainsi que la fin du thème qui finit en blanche. Basé sur les thèmes 1.0, 1.1 et 1.2
  • Mesures 24 (fin des 2 derniers temps) à 32 : thème 3, passage intermédiaire amenant à la conclusion finale de la mesure 32 à 34
  • Mesure 34 : fin et conclusion.

Bibliographie

Beaucoup d'informations de ma présentation proviennes de cours professionnels de facteur de piano.
Quelques unes des autres sources :