La guitare électrique

Théorie et pratique

Les micros

Le micro de guitare est composé :

Composition d'un micro : bobine/aimant

L'aimant et la bobine sont fixes, ni l'un ni l'autre ne se déplace au cours du temps, ce qui différencie le micro de guitare des micros de chant, etc ...

Pour simplifier l'explication, on va parler d'un micro à 1 aimant, mais le principe reste le même pour une vraie guitare 6 cordes / 6 aimants.

Comment la vibration de la corde est elle transformée en signal électrique par le micro de la guitare électrique ?


I. La vibration de la corde devant les micros

Le problème posé est le suivant : pour appliquer le principe d'induction (bobine/aimant), il faut soit un déplacement de l'aimant devant la bobine, soit un déplacement de la bobine devant l'aimant. Or dans le cas d'un micro de guitare, l'aimant et la bobine sont fixes.

La corde est placée à proximité de l'aimant. Le champ magnétique aimante partiellement la corde. Si on déplace la corde devant l'aimant, le champ magnétique de ce dernier varie. Si on considère le micro entier (ensemble aimant/bobine), déplacer la corde devant le micro revient à déplacer l'aimant devant la bobine.

Ainsi, on peut se ramener au phénomène d'induction dans un micro "classique" : l'aimant se déplace au cours du temps devant la bobine.

La corde vibre devant les micros

II. Phénomène d'induction : bobine/aimant

On déplace un aimant devant une bobine et on observe la tension aux bornes de la bobine :

Bobine et aimant, l'induction

On vient de mettre en évidence le phénomène d'induction :

La variation d'un champ magnétique inducteur dans une bobine branchée dans un circuit est à l'origine d'un courant induit variable dans ce circuit.

Une force mécanique est donc tranformée en tension électrique. Autrement dit, la vibration de la corde est transformée en onde électrique.

III. Tension de sortie

En observant le signal de sortie du micro, on s'aperçoit que le son de la guitare n'est pas "pur" (le signal n'est pas une sinusoïde).

L'onde à la sortie est complexe et périodique. On peut donc la décomposer, à l'aide du théorème de Fourier, en une somme de plusieurs sinusoïdes dont les fréquences sont des multiples de celle du signal.

Ainsi, on a la fonction f qui donne la valeur de la tension au cours du temps.

f(x)=b1\sin x+b2\sin 2x+b3\sin 3x+b4\sin 4x+...

On décompose donc l'onde de sortie grâce au théorème de Fourier. Pour cette onde, toutes les sinusoïdes de fréquence mutiple n'interviennent pas dans l'onde de sortie (exemple, la sinusoïde dont la fréquence est multipliée par 2 est nulle).

Décomposition de l'onde de sortie en sinusoïdes

Ce sont les harmoniques qui font le timbre (la "couleur") du son d'une guitare. C'est ce qui différencie ce son à celui d'un violon, de la voix, d'un piano, ...

Sources

Voir la bibliographie.

La guitare électrique. Théorie et pratique. Projet de TPE.

LERAY Luc, LINDER Jean-Rodolphe, VAGINAY Yann