Mise en garde


Ceux qui pourraient penser que construire un orgue à anches est d'une grande facilité, puisqu'on n'a pas à fabriquer les flûtes, se trompent. Les anches sont à accorder, ce qui suppose déjà un banc d'essai avec une soufflerie à la bonne pression, parce que le faire sur l'instrument me paraît difficile voire impossible si on travaille en pression. Si augmenter la fréquence ne présente pas trop de difficultés, à part doigté et minutie, la baisser est plus délicat. En effet le fait de meuler la lame vibrante près de son point d'attache peut modifier les contraintes mécaniques de celle-ci et elle peut se cambrer vers le chassis ou l'inverse, très peu mais suffisamment pour que les attaques de notes soient modifiées, retard au démarrage surtout dans le basses.

C'est un point que je voulais signaler car il m'a posé quelques soucis, ça peut paraître simple mais donner la bonne cambrure à une languette n'est pas évident, il n'y a pas de règles c'est l'expérimentation qui juge et comme pour avoir le résultat il faut que l'anche soit en place sur l'instrument imaginez le nombre de démontages d'anches ou d'ouvertures de boîte à vent.

C'est un des problèmes mais il y en a d'autres que je vais essayer de vous faire découvrir dans ces quelques lignes.


Pression ou dépression

Les 2 fonctionnent, la preuve un accordéon joue aussi bien en tirant qu'en poussant le soufflet, alors que choisir ?

Voici un tableau des avantages et inconvénients des 2 solutions.

Pression

Dépression

Accessibilité des anches très difficile facile
volume les anches sont dans la boîte à vent -- moins bon les anches sont à l'extérieur -- meilleur
réglages du débit et des répétitions pas aisé mais faisable suivant le type de soupapes choisi pas aisé mais faisable suivant le type de soupapes choisi
facilité de construction les soupapes sont dans la boîte à vent, les clapets à l'extérieur (fig 1) les soupapes sont dans la boîte à vent, les clapets aussi (fig 2)
réglage des ressorts de clapets facile (dehors) difficile (dedans)
poussière pas de problème la flûte de pan aspire poussière et résidus de découpe du carton

Analyse :

Accessibilité : en pression les anches sont dans la boîte à vent et il faut démonter, en dépression elles sont à l'extérieur et l'accès est aisé. On peut améliorer en pression en montant les anches dans un tiroir, attention aux pbs d'étanchéité.

Volume : le son sort par l'ouverture du clapet alors qu'en dépression  tout est dehors.

Réglages : si on utilise des boursettes on peut avoir accès aux réglages, voir fig 1 applicable à la fig 2.

Ressorts : en pression les clapets et leurs ressorts sont extérieurs donc pas de difficultés,  en dépression il faut démonter, cependant  l'étanchéité est moins critique car le couvercle est aspiré sur la boîte à vent, un nombre réduit de vis suffit. Je n'ai pas réussi à avoir les ressorts au même tarage, sur les basses la fuite est plus importante et il faut compenser par la pression du ressort.

Poussière : c'est le gros point noir de la dépression, tout ce qui passe sur la flûte de pan est aspiré.


Fig 1                                                                                  Fig 2 (merci Pierre)

                                                

Historique de mon instrument

J'ai commencé cet orgue à anches parce qu'on m'avait fourni tous les jeux d'un harmonium, avec de belles anches en bronze. La boîte à vent a été construite suivant la figure 1 et le système de boursettes fonctionnait bien, le passage de cloison était fait avec un morceau de rayon de vélo guidé par tube laiton de 2 mm. Les réglages étaient efficaces et faciles d'accès. Les premiers problèmes sont venus de la consommation d'air, les anches d'harmonium sont gourmandes et j'ai dû modifier ma soufflerie pour avoir assez d'air. Ce premier obstacle passé l'orgue a commencé à jouer, hélas ces grosses anches ont une inertie importante à l'attaque et toutes les pressions, tous les réglages n'en sont pas venus à bout, il a fallu abandonner.

Tous ces essais n'ont pas été inutiles, ils m'ont permis de découvrir quelques principes importants :

- une anche doit "baigner" dans le milieu ou la pression est la plus élevée, toutes arrivées d'air par des tuyaux, conduits ou autre trou ne donnera pas de bons résultats voire même empêcher l'anche de vibrer.

- chaque anche doit être placée sur une cavité dont le volume est adapté à la taille de l'anche.

- la fixation de l'anche sur le sommier doit être ferme, si le chassis n'est pas parfaitement bloqué sur le sommier l'anche vibre mal et cela engendre des résonnances parasites désagréables. Il y a 2 façons de fixer les anches : par des petits clous en périphérie du chassis sur lequel appuient les têtes, dans ce cas il faut intercaler des languettes de papier entre le chassis et le sommier pour rattraper les défauts de planéité. La deuxième façon est de coller à chaud les anches avec un résine spéciale faite de cire d'abeilles et de collophane, j'ai utilisé cette solution.

- les accès à tout doivent être faciles, démonter une flûte d'un orgue est enfantin on tire vers le haut et c'est fini, intervenir sur une anche n'est pas pareil. Déjà souvent, pour être à l'aise pour travailler, ce n'est pas une anche que l'on démonte mais tout le sommier et s'il est dans la boîte à vent c'est plusieurs dizaines de vis à défaire, alors pensons à la maintenance.

Exit les anches d'harmonium on passe aux anches d'accordéon. Le fabricant d'anches me demande plusieurs mois de délai pour la fourniture, j'achète un vieil accordéon et je récupère. Pas de grosses difficultés pour démonter les anches, les sommiers d'accordéon sont prévus pour être extraits facilement. Ces anches sont doubles il faut donc les scier pour n'en garder qu'une moitié. Beaucoup de précautions, pas de brutalités si le chassis est déformé par la scie ou par l'étau l'anche a de grandes chances de ne plus jamais fonctionner.

Pression ou dépression

on revient toujours à la même question. La soufflerie de la version "harmonium" est prévue pour fonctionner en pression alors on reste sur cette option mais pour contourner les points délicats du tableau comparatif, la solution : le tout électrique (un peu d'électronique quand même). Et puis si mes commandes sont électriques pourquoi ne pas prévoir une entrée MIDI. Voici le schéma de principe pour une voie.



Dans le presseur on place 29 LEDs infrarouge, dans les trous de la flûte de pan 29 phototransitors qui vont, via un ampli, exciter les électro-aimants  des clapets. Pour pouvoir basculer de carton à MIDI il y a un aiguillage à base de LS257 qui en fonction de la position d'un interrupteur prendront l'une ou l'autre entrée.

L'entrée MIDI sera faite par un lecteur de carte mémoire.

Réalisation

La soufflerie n'a rien d'extraordinaire sinon qu'elle fournit +/- 7 litres d'air par tour de manivelles (les anches d'harmonium consommaient pas mal).

Le presseur

Les 29 LEDs et leurs résistances sont cablées sur une plaque d'époxy fixée à la place du rouleau presseur cannelé. La pression du carton sur la flûte de pan se fait par un petit rouleau caoutchouc monté sur ressorts en corde à piano. Cette pression n'a pas besoin d'être très forte, juste pour plaquer le carton et éviter des passages de lumière parasite entre 2 trous contigus.










La flute de pan

En bois, percée de 29 trous de 3.5 mm entraxés de 4.2 mm. Le haut est fermé par une plaque de laiton d'épaisseur = 2 mm percée à 2.5 mm. Les phototransistors et leurs composants sont soudés sur une plaque de circuit imprimé fixée sous la flute de pan par deux petites vis à bois. Les phototransistors et les LEDs mesurent 3 mm de diamètre (en fait 3.17 mm) d'ou le perçage à 3.5 mm. Au bout de quelques cartons le comportement avait changé, il y avait répétitions sur les cloisons de renfort, plus des trucs un peu bizarres. Les poussières tombaient sur les phototransistors, les rendant moins sensibles. Un coup de soufflette et un transparent auto-collant sur la flûte de pan ont réglé le problème.




Le sommier

C'est ici que sont creusées les cavités des anches, son épaisseur est de 10 mm. Pour faciliter l'usinage les cavités débouchent sur les cotés, elles sont ensuite refermées par un morceau de bois ayant pour largeur, la largeur de la cavité et pour longueur le trou laissé par l'anche, comme ceci la longueur de la cavité est adaptée à la longueur de l'anche. La hauteur de ces bois est de 13 mm, ça permet de laisser dépasser un talon sur lequel s'appuie l'anche pendant le collage. La largeur des anches est de 10 mm, les cavités font elles 8 mm pour garder 1 mm de chaque coté pour le collage. Ce sommier est ensuite fixé sur le couvercle de la boîte à vent par 9 vis à bois (il faut éviter les déformations).










Les clapets

Ils sont taillés dans une baguette de 6 mm d'épaisseur et de 14 mm de large, leur longueur est de 22 mm. On les colle sur une bande de cuir qui sert à la fois d'étanchéité et de charnière. Coté articulation on perce 2 trous de 1 mm espacés de 4 mm dans lesquels viendra se coller une corde à piano de 0.8 mm pliée en fer à cheval et qui servira de levier pour le basculement.

Les électro-aimants

ref :  Aimant Typtds-06A 12Vdc de chez Conrad. Dimensions L=26 x H=20 x l=16. Ils sont vissés sur une cornière alu de 30 x 30 dont une aile est retaillée à 20 mm, l'entraxe de fixation = 17 mm. Dans la chape du noyau on place l'extrémité filetée d'un rayon de vélo plié à 90°, elle est maintenue en place par un axe en bois tiré d'une pique à apéritif. La partie filetée traverse le levier en CaP, 2 écrous en cuir permettent de régler l'ouverture du clapet. 

Le ressort est en CaP de 0.4 mm qui est pliée, il est maintenu par une des vis de fixation de la bobine et est en plus gainé par du souplisseau pour éviter les coincements dans la chape. Une petite goutte d'araldite sur la tige du ressort, et sans toucher la gaine, évite à celle-ci de remonter, le bas du ressort est plié à 90° sur une longueur de +/- 2 mm après mise en place du souplisseau pour l'empêcher de tomber. (clic sur la photo pour zoom)

L'électronique

Des plus simples, pas grand chose à dire. Voir schéma

Le seul point un peu ardu est le cablage de la carte d'aiguillage, sur une carte de 140 x 40 mm il arrive une centaine de fils (29 x 2 pour les entrées + 29 pour la sortie + les alims) il faut bien repérer ses fils, les mettre dans le bon trou et ne pas trop gigiter pour la soudure.



Astuce

Qui dit électronique, dit alimentation électrique et dans ce cas une batterie 12 V ; 6 Ah chez Conrad. Lorsqu'un carton est terminé il faut (faudrait) couper l'alim par un interrupteur pour économiser la batterie qui doit fournir 29 x 20 mA pour les LEDs et si le presseur est baissé 29 x 175 mA pour les 29 électro-aimants, en tout plus de 5 A, ce qui n'est pas bon du tout pour la batterie et pour mes pistes de cartes. Comme mon expérience me dit que l'interrupteur sera oublié 9 fois sur 10, j'ai automatisé la coupure de l'alim par une tempo électronique dont voici le plan et les photos. 









Le principe est simple, quand la came de la manivelle actionne le switch, le relais colle et reste dans cet état pendant 6 secondes, au bout de ce temps il décolle et l'alim est coupée. Au passage d'un carton la came ferme le switch environ toutes les secondes et le processus est entretenu, à la fin du carton, 6 secondes et on coupe. Il suffit d'un tour de manivelle pour tout réenclencher. A noter sur la photo centrale, sur la paroi de la caisse, le jack du chargeur qui permet de recharger la batterie.


Une autre

Peut-être avez-vous remarqué sur la photo du sommier une petite plaque collée à droite de celui-ci, il y en a une autre au fond de la boîte à vent. A ces endroits la boîte à vent est découpée et j'ai fermé par du CP de 0.8 mm d'épaisseur, ces panneaux se comportent comme la membrane d'un haut parleur et transmettent (ou sont censés le faire) les vibrations de l'air à l'extérieur de la boîte à vent.


Un peu de technique

pour plus de détails : ici