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4 RECHERCHE ET DÉVELOPPEMENT, L’UMR STMS
Participation au développement de Mlys2.0
(développement réalisé par M. Poletti au sein du département
Médiations recherche/création). Mlys est une interface pour
Modalys. Il s’agit d’une librairie d’objets Max/MSP dérivée de
Modalys qui permet de construire des instruments simples
dont le matériau peut être modifié (métal, bois,...pierre) ainsi
que les dimensions, et qui peuvent être mis en vibration de
plusieurs manières : frappé, frotté, pincé, soufflé...
Cette interface permet de contrôler Modalys directement en
temps réel à partir de Max/MSP. Les objets réalisés jusqu’ici
sont : la corde pincée, la plaque frappée ou mise en vibration
par un signal audio, un tube dans lequel on souffle à partir
d’une anche, une corde frottée. Mlys2.0 a été présenté au
Forum 2011 dans le cadre d’un atelier.
Applications artistiques
Parmi les compositeurs qui ont utilisé Modalys en 2011,
mentionnons Maurillo Cacciatore (Concerto pour midi keyboards,
11 instruments et électronique live) et Tomas Koljatic
(La Libra Quebrada pour harpe MIDI et électronique).
Applications dans le cadre de contrats industriels
Le premier a été réalisé avec une société (Oxylane) qui
conçoit, perfectionne et met en production des services et
articles de sport. Dans le cadre de la recherche et de l’innovation
de cette société, nous avons travaillé sur la mise au point
d’un moteur de synthèse basé sur la modélisation physique
et dérivé du moteur de Modalys pour permettre la création
originale de sons de sonnettes. En jouant sur la forme, sur
les matériaux et sur l’excitation de la sonnette, le moteur de
synthèse a permis de dégager des règles de conception avant
de passer à la phase de prototypage. Les différentes phases
du travail ont consisté à obtenir un modèle physique suffisamment
prédictif, en particulier pour les données d’amortissement
et ce pour des formes de plus en plus complexes,
de la plaque rectangulaire ou circulaire à des formes de
sonnettes existantes. La phase de conception de sonnettes
identitaires a été effectuée par un compositeur « designeur ».
Le deuxième contrat a été réalisé avec une société (Genesis),
spécialisée dans l’objectivation de la qualité sonore. Le travail
a consisté, comme précédemment, à la mise au point
d’un moteur de synthèse basé sur la modélisation physique,
dérivé du moteur de Modalys. Cet outil devait permettre
d’expérimenter sur des sonneries originales de montres
mécaniques pour une entreprise du secteur du luxe. La formation
à l’utilisation de cet outil faisait partie également de
ce contrat.
Autres recherches liées à la synthèse par modélisation physique
Afin d’améliorer le réalisme de la synthèse par modélisation
physique, plusieurs verrous scientifiques et techniques
sont aujourd’hui bien identifiés. Tenir compte du rayonnement
dans la synthèse, considérer les non-linéarités liées
aux grandes amplitudes de vibration, modéliser le contrôle
(geste) de l’instrumentiste font partie de ces verrous comme
l’est toujours le temps réel pour la synthèse de certains instruments.
Plusieurs contributions ont été apportées ces dernières
années sur ces sujets en collaboration avec les équipes EAC
(Espaces acoustiques et cognitifs) ou IMTR (Interactions
musicales temps réel). En 2011, nous avons poursuivi le
thème de recherche exploratoire intitulé « géométrie différentielle
et mécanique » sur la modélisation des non-linéarités
liées aux grandes amplitudes de vibration dans le cadre
de deux stages.
L’étude et la modélisation du geste des instrumentistes à
vent sont rattachées au développement de la « bouche artificielle
robotisée » pour la trompette réalisée en collaboration
avec l’équipe Analyse et synthèse des sons.
Géométrie différentielle et mécanique
Le sujet de recherche sur l’utilisation de la géométrie différentielle
pour la résolution de problème mécanique s’est
concrétisé en 2011 par l’encadrement de deux stages de
Master 2.
L’application de concepts hérités de la géométrie différentielle
à l’étude du comportement de systèmes dynamiques,
en considérant les trajectoires empruntées par ces derniers
comme des géodésiques, fournit des solutions générales
élégantes tout en s’affranchissant des non-linéarités artificielles
introduites par le paramétrage de l’espace ambiant à
l’aide de systèmes de coordonnées. L’utilisation des groupes
de Lie permet alors de considérer l’évolution temporelle du
système en fonction des transformations subies par l’action
d’un groupe. À l’aide de ce formalisme, une étude complète
du problème du corps rigide en rotation a été menée tout en
prenant en compte les symétries et invariances du système
en introduisant l’ellipsoïde liée à la conservation de l’énergie
totale ainsi que la sphère engendrée par l’invariance du
moment angulaire. L’intersection de ces surfaces fournit
ainsi les solutions du problème et permettra en outre de se
questionner sur la stabilité des états d’équilibre du système.
Nous montrerons ensuite, en prenant exemple sur le pendule,
que la prise en compte de l’énergie potentielle nécessite
l’introduction de la métrique de Jacobi. Cette étape permet
de pouvoir à nouveau considérer une surface traduisant la
conservation de l’énergie et déterminer alors les trajectoires
du système. La mise en rotation du pendule permettra finalement
de mettre en lumière un exemple simple de bifurcation
non-linéaire. Afin de conclure, ce manuscrit proposera des
pistes mathématiques telles que l’utilisation des connexions
ou des espaces fibrés qui pourraient permettre de compléter
et généraliser la méthode.
Nous verrons finalement que le point de vue adopté ici
semble pouvoir apporter d’intéressantes perspectives dans
des domaines tels que la recherche de modes non linéaires,
la synthèse sonore ou l’interaction gestuelle homme machine
[Humbert11a].
IRCAM – RAPPORT D’ACTIVITÉ 2011
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