Petites pièces géométriques
Petites pièces géométriques
Une géométrie du son et de la musique
Rapport de projet de recherche-création
Auteur
Gilbert Nouno (HEM)
Publié: 21 Mai 2025
Resumé
Le projet Petites pièces géométriques - Short Geometric Pieces - propose un ensemble de compositions sonores spécifiquement conçue pour le Musée Ariana de Genève, où l’architecture et les objets du lieu participent directement à l'œuvre. Il s'agit d’une installation spatiale composée de courtes pièces électroniques dirigées par un bras robotique simple équipé d’un haut-parleur expérimental ultra-directionnels à ultrasons, capables de projeter le son comme un mince faisceau de lumière, souvent appelé “laser acoustique”.
L’interaction entre l’acoustique réelle, l’électronique analogique, la composition et la perception du son dans l’espace fait de ce projet une recherche-création à la croisée de plusieurs disciplines.
La réalisation de l’installation inclut la composition de pièces originales par cinq étudiants sélectionnés à la Haute école de musique de Genève, la fabrication des haut-parleurs, la programmation du bras actioneur (via Arduino et DMX), ainsi que l’organisation d’ateliers pédagogiques et d’un concerts/installation en collaboration avec le département musique et mouvements de la HEM.
Les Petites pièces géométriques proposent une réflexion artistique sur la place de l’espace comme élément central de la composition, tout en ouvrant des perspectives vers l’improvisation - la danse et le mouvement. Le projet, ancré dans le réseau ACTOR, a pu toucher à la fois un public spécialisé et un public plus large.
L'installation au musée Ariana
Au cœur de ce projet se trouve le Musée Ariana (Musée Suisse de la Céramique et du Verre) à Genève. L'installation a fait partie de l'événement Vibrations, décrit comme "une folle semaine musicale en mouvement à l'Ariana". Cinq étudiants en composition ont participé à la création de cette œuvre : Léo Albisetti, Jorge Benjamin Care Gaete, Manuela Guerra, Sergei Leonov et Dzovinar Mikirdistian.
Les compositions ont incorporé de manière unique des sons dérivés de l'échantillonnage des objets en céramique et en verre présents dans le musée, transformant les artefacts physiques en matériel sonore.
Technologie des haut-parleurs ultrasoniques
La pierre angulaire technique du projet est un système expérimental de haut-parleurs ultrasoniques qui modifie fondamentalement la façon dont le son est perçu dans l'espace. Contrairement aux haut-parleurs conventionnels qui diffusent le son dans toutes les directions, les haut-parleurs ultrasoniques projettent un faisceau audio hautement directionnel qui ne se matérialise que lorsque les ondes ultrasoniques entrent en contact avec une surface.
Implémentation technique
Plusieurs schémas expérimentaux de haut-parleur ultrasonique existent et nous somme partis du schema existant suivant (Codeparade 2018) :
Le système fonctionne à travers la série d'étapes suivantes :
Encodage : Le son audible est encodé en le modulant avec une onde porteuse ultrasonique. Similaire à la radio FM, le signal audio passe d'abord par un filtre passe-haut pour éliminer le décalage continu, puis module une onde carrée de 40 kHz.
Modulation de Largeur d'Impulsion : Le projet a initialement utilisé la modulation de largeur d'impulsion (PWM), où la largeur de chaque impulsion est déterminée par l'entrée audio. Le timer (NE555 sur le schema) générateur d’ondes carrées est modulée avec des seuils d'entrée audio, la fréquence porteuse doit être alignée avec les spécifications des éléments émetteurs ultrasoniques en ajustant les valeurs de résistance et de capacité qui l’entourent.
Amplification et Projection : Le signal modulé alimente un réseau de transducteurs céramiques ultrasoniques (TCT40-16T/R-1.2.3) connectés en parallèle pour augmenter l'amplitude. Comme les haut-parleurs ultrasoniques individuels sont petits et peu puissants, plusieurs unités sont disposées dans une configuration en grille pour obtenir une pression sonore suffisante.
4. Contrôle Directionnel : Un microcontrôleur Arduino avec un contrôleur DMX personnalisé gère la direction de projection, permettant au son de "scanner" l'environnement selon des motifs géométriquement précis dont la logique aléatoire est codée dans le microcontrôleur.
L'un des défis techniques était d'aligner la fréquence porteuse avec la fréquence de résonance optimale des éléments ultrasoniques (environ 40 kHz selon la fiche technique mais la mesure a du être faite préciséement à l’aide d’un oscilloscope et moyennée sur l’ensemble des transducteurs).
L'Expérience psychoacoustique
Ce qui rend cette technologie fascinante est la façon dont elle transforme l'expérience de l'auditeur dans l'espace. Comme l'écrit Léo Albisetti dans sa réflexion sur le projet :
"La forme de l'installation sonore est toujours particulière en ce qu'elle se situe à mi-chemin entre l'objet de musée et le concert. ... En définitive, l'ultime objectif de l'installation sonore pourrait être celui de rendre le visiteur captif et l'auditeur libre, et ceci dans une seule personne et au même moment."
Le système de haut-parleurs ultrasoniques atteint cet effet avec :
Une matérialisation du son : Le son audible n'émerge que lorsque les ondes ultrasoniques frappent des surfaces dans l'environnement — murs, objets, et même personnes. Cela crée l'illusion psychoacoustique que le son provient de ces surfaces plutôt que du haut-parleur lui-même.
La géométrie spatiale : En contrôlant le mouvement du faisceau ultrasonique, la composition crée ce qu'Albisetti décrit comme "un rebond quasi-géométrique" des sons contre les sols et les murs, révélant le son "dans une présence fugitive."
Une attraction mutuelle : Plutôt que le visiteur s'approchant du son ou le son s'approchant de l'auditeur, le système crée une "attraction mutuelle" entre la personne et le son. La nature hautement directionnelle des haut-parleurs ultrasoniques captive l'attention des visiteurs, rendant impossible de passer devant l'installation sans remarquer ses propriétés acoustiques inhabituelles.
Approche musicale
Le projet a donné lieu à plusieurs variations de pièces, notamment "Vases Communicants" de Sergei Leonov, qui a été adaptée en trois versions :
Une version pour concert
Une version pour installation fixe
Une version filtrée par le haut-parleur ultrasonique
Les compositions utilisaient des sons échantillonnés à partir d'objets en céramique et en verre du musée, soulignant le lien entre les artefacts physiques et leurs propriétés acoustiques. Cette approche a établi un dialogue entre l'art visuel de la collection du musée et l'art sonore créé par les étudiants.
Dimensions philosophiques
Au-delà des aspects techniques et musicaux, le projet a abordé des questions philosophiques plus profondes sur la perception et l'expérience. Comme le note Albisetti dans sa conclusion, l'installation "Petites pièces géométriques" démontrait sa valeur en étant simultanément une recherche artistique et une expérience psychoacoustique.
De façon particulièrement intrigante, il suggère que l'installation "transformait peut-être moins la musique que la personne qui la perçoit, ce qui engendrait presque une expérience sociologique et philosophique." Cette transformation de la perception de l'auditeur plutôt que du son lui-même indique les implications plus larges de ces technologies sonores spatiales.
Exemples sonores
Développements futurs
La projection sonore étant très expérimentale – avec une equalisation très haut-medium dûe à la nature des transducteurs céramiques à ultrasons, il serait intéressant d’explorer plus en détail le domaine des ultrasons et des techniques associées, notamment :
- Améliorer le prétraitement par une mise en œuvre de la convolution avec des fonctions inverses pour traiter les artefacts de modulation (cela a été fait légèrement en partie avec l’aide de Malte Kob)
- Conernant la modulation : Exploration la modulation d'amplitude au lieu de la modulation de largeur d'impulsion pour obtenir de meilleurs niveaux et caractéristiques spectrales
- Effets de focalisation : poursuite de l'investigation de "l'effet de focalisation surprenant" observé pendant le projet
Conclusion
Le projet "Petites pièces géométriques" représente une exploration significative de la façon dont l'espace physique peut être intégré dans la composition musicale grâce à une technologie audio innovante. En utilisant des haut-parleurs ultrasoniques pour projeter le son selon des motifs hautement directionnels, les compositeurs ont créé une installation qui transforme la relation entre l'auditeur, le son et l'environnement.
Cette approche estompe les frontières entre l'expérience du concert et celle du musée, entre l'écoute active et passive, et entre le physique et le sonore. L'œuvre qui en résulte démontre le potentiel des nouvelles technologies à non seulement créer de nouvelles expériences acoustiques, mais aussi à remettre en question notre compréhension fondamentale de la façon dont nous percevons et interagissons avec le son dans l'espace.
