Sons harmoniques et non harmoniques avec l'étude du son des cloches

La différence entre sons harmoniques et inharmoniques est fondamentale en acoustique musicale et en organologie (étude des instruments). Un son harmonique, comme celui produit par un hautbois, une flûte ou une corde de guitare, est caractérisé par un spectre de fréquences suivant la série harmonique: f, 2f, 3f, 4f... où f est la fréquence fondamentale. Cette structure régulière résulte du mode de vibration de l'instrument: une colonne d'air ou une corde vibrante génère naturellement des ondes stationnaires dont les fréquences sont des multiples entiers de la fondamentale. En revanche, un son inharmonique, typique des cloches, des gongs ou des plaques métalliques, présente un spectre où les fréquences supérieures ne sont pas des multiples entiers de la fondamentale. Cette irrégularité s'explique par la géométrie complexe de ces objets qui peuvent vibrer simultanément selon plusieurs modes indépendants. Dans une cloche, les modes de vibration dépendent de sa forme précise et de la répartition des masses. Les fréquences typiquement présentes incluent le "hum" (fondamentale), la "tierce" (environ 1,2 fois la fondamentale), la "quinte" (1,5 fois), et l'"octave" (2 fois), mais leur rapport exact varie selon la cloche. C'est cette structure inharmonique qui donne aux cloches leur sonorité distinctive et reconnaissable entre toutes. Le spectre de fréquences de FizziQ utilise la transformée de Fourier rapide (FFT) pour décomposer le signal sonore et visualiser ces composantes spectrales. L'outil permet d'identifier précisément les fréquences présentes dans chaque son et d'observer directement cette différence fondamentale entre instruments harmoniques et inharmoniques.