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Harmonium Expresseurisé

Posted 31/12/2020

Transformation d'un Harmonium

Contexte

Un Harmonium. Fermé à clef. Perdu dans une tribune. Perdu dans une église. En montagne. A La Ruchère exactement. En Chartreuse.

Les souris ont trouvé un agréable refuge dans le clavier fermé par le lourd couvercle. Elles ont ingénieusement utilisé des partitions pour se construire un nid douillet, transmis de générations en générations.

Intrigué. Ouvert en forçant la clef. Découverte des dégâts. Puanteur. 

Idée

L'Harmonium est un instrument qui a été diffusé au XX°  dans les églises de France et de Navarre. L'idée était de faciliter l'accès à la musique, avec un bel instrument moins onéreux qu'un orgue.

Je me suis dit : pourquoi ne pas prolonger cette idée dans le XXI° siècle , tout en gardant l'idée de "faciliter l'accès à la musique", ainsi que le beau meuble ?

Evolution versus rénovation

Oui. Ce n'est pas du tout de la rénovation. Seul le meuble, le clavier et les tirettes (l'aspect extérieur) est conservé. Toute l'ingéniosité mécanique de l'époque est supprimée.

il faut constater que la rénovation à l'identique de l'époque, en gardant toute la mécanique, est un projet ambitieux, complexe, qui demande une expertise et un budget temps & argent hors de portée pour la petite église du hameau de La Ruchère. Personne ne viendra jamais dépenser tant d'argent pour rénover cet harmonium rongé par les souris depuis des décennies.

J'ai fait un constat : la rénovation ne se ferait jamais. Alors que je peux faire évoluer l'instrument. En gardant ce qui a fait la raison d'être de cet Harmonium : offrir à tout visiteur de l'église un un bel instrument, facile et agréable à jouer.

Le projet

  1. Démonter le clavier et le système de tirettes. Nettoyer les décennies de crottes de souris & autres choses peu reluisantes.
  2. Supprimer toute la mécanique. Oui : cela fait mal au cœur de supprimer ce concentré de technologie, cette création de micromécanique d'une ingéniosité stupéfiante. Des centaines de tirettes, de tringleries. Toutes ajustées au demi-millimètre, individuellement. La table d'anches, les feutrines, les soufflets ... Mais je n'aurais pas pu rénover tout ça. Trop complexe. Comment réaccorder la table d'anches ? Comment maintenir son accord dans une église de montagne ? Comment restaurer les feutrines, soufflets en cuirs, rongés par les souris ?
  3. Puis, recréer. Réinventer des capteurs électromécanique qui détectent les mouvements des tirettes et l'appui sur les touches du clavier. Electroniser. Mettre les fonctionnalités musicales dans un microcontrôleur. Générer un rendu sonore de qualité. Amplifier le son. Et enfin, tout réassembler dans le meuble.

Réalisation

Après un grand nettoyage, les touches du clavier sont enfin mobiles à nouveau, ainsi que les tirettes. 

Des interrupteurs sont sélectionnées, et des pièces 3D sont modélisées et imprimées pour coupler les touches & tirettes avec les interrupteurs. Des ressorts avec plongeurs sont rajoutés pour assouplir le toucher du clavier. La partie mécanique est finie.

Les interrupteurs sont tous câblés dans une matrice de fils. Un microcontrôleur scrute cette matrice et en déduit les actions sur le clavier & les tirettes. La partie électrique est terminée.

De longues lignes de code en langage C viennent se compiler dans le microcontrôleur (disponible sur github). Elles rajoutent tout un ensemble de fonctionnalités ingénieuses. Un mode de base propose un usage "traditionnel" de l'orgue : le clavier est jouable comme sur un orgue normal.

Expresseur oblige ... un mode assisté - Expresseurisé - est rajouté : des partitions de musique peuvent être jouées en suivant la ligne rythmique imprimée sur la partition. Un recueil de partitions est disponible en mode papier, recopié à l'identique dans la carte SD du microcontrôleur.  Chaque partition est bien sûr  jouable de façon "classique" sur le clavier pour les plus doués. Mais en sélectionnant le mode "Expresseur", il est possible de suivre simplement au clavier la ligne rythmique Expresseur de la partition, afin de donner vie à la pièce de musique. Le jeu simplifié sur le clavier laisse l'instrumentiste libre de son interprétation, en choisissant tous les paramètres  tels que sons, équilibrage des voix, rubato, legato, staccato, tempo, .. 

Une carte de son SoundBlaster-X2 permet de générer un rendu audio de qualité très raisonnable, avec des sons très variés. La qualité du son et le vaste choix d'instrument permettent d'offrir de nombreuses sonorités. Cela ne correspond pas à un grand orgue comme Organteq, mais cela est amplement suffisant pour l'ambition de ce projet. La justesse est bien sûr immédiate (ce qui a dû être problématique avec un harmonium traditionnel dans une église de montagne). La latence nulle permet un jeu réactif.

La sortie audio est envoyée dans des enceintes.

Pas d'ordinateur, ni écran...

Un mode d'emploi permet à tout visiteur de découvrir cet instrument. D'en jouer traditionnellement, ou d'utiliser le mode "Expresseurisé".

Photos

Vue d'ensemble du clavier, des tirettes et du microcontrôleur 

 

 

 Détail du capteur sous chaque touche du clavier : un interrupteur Omron-D3C et un plongeur (un clou ..) avec un ressort sont intégrés dans une pièce  imprimée en PLA-3D (design sous openscad

 

 

 

Détail du couplage mécanique entre les touches du clavier et les interrupteurs, avec le câblage électrique matriciel (diodes).

 

Détail des tirettes et des pièces imprimées en PLA 3D, afin d'actionner des interrupteurs simples, cablés dans la matrice électrique.

 

 

 Détail du microcontrôleur Teensy 3.6 qui décode la matrice des interrupteurs, lit les fichiers Expresseur sur la carte SD embarquée, rajoute la logique musicale, et envoie en MIDI les ordres musicaux à la carte Sound-Blaster-X2 de Serdashop. Le rendu sonore de la carte X2 sort sur jack vers des enceintes amplifiées.

 

Vue d'ensemble du clavier et des tirettes de l'harmonium, avant réintégration dans le meuble.

 

Le clavier réintégré dans le meuble :

 

Vidéo :