Clef (organologie)
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Sur certains instruments à vent, les clefs constituent des dispositifs mécanisés permettant soit d'atteindre des orifices à boucher hors de portée des doigts, soit d'ouvrir des orifices supplémentaires normalement fermés. L'objectif est alors la suppression des défauts de justesse ou d'ergonomie de l'instrument.
Les hautbois, les saxophones, les clarinettes, les flûtes traverisères disposent d'un clétage élaboré.
Sommaire |
[modifier] Nécessité des clefs
L'anatomie humaine n'autorise la manipulation que de dix orifices avec les deux mains. La plupart des instruments cités n'emploient que 9 doigts, le pouce de la main droite étant souvent condamné au maintient de l'instrument.
Le cas de la flûte à bec montre qu'avec seulement 8 trous, on obtient toutes les notes de la gamme (les 7 situés au dessus du tuyau pour les notes de la gamme, et celui en vis à vis du pouce gauche pour favoriser le passage en mode harmonique). Il faut noter que la position de la main gauche placée en haut de l'instrument rend le petit doigt complètement inopérant parce que trop court pour atteindre le corps de l'instrument.
La gamme diatonique est alors complétée par des doigtés fourchés qui produisent les notes altérées avec une justesse pas toujours satisfaisante. De plus suivant la taille de l'instrument, les orifices se trouvent rapprochés ou écartés ce qui peut le rendre peu ergonomique.
Tous les instruments à clefs s'appuient sur cette disposition à 8 trous; le système de clefs apportant des extensions ou des facilités de jeu.
[modifier] Classification des clefs
Les différents clefs présentes sur ces instruments répondent à des besoins qui se distinguent par leur effet, et qu'il faut resituer à chaque fois par rapport à un instrument sans clef:
[modifier] Clef ergonomique
Lorsqu'un trou est trop éloigné des doigts, on met à disposition une rallonge directe, ou par pièce(s) interposée (s). C'est le cas de la plupart des clefs sur les grands instruments (Basson, saxophones, clarinette basse...)
Il en est de même pour les trous dont le diamètre est supérieur à celui des doigts. Dans ce cas on a recourt à des palettes portant un tampon, qui peuvent être en vis à vis des doigts ou déportés.
[modifier] Clef de transfert de doigté
A la clarinette en particulier, les petits doigts sont largement sollicités avec 4 ou 5 clefs à portée. En fait il s'agit de double-commandes évitant les glissés entre clefs comme pour le passage Do-Si dans le grave du saxophone (favorisé par ailleurs par des rouleaux). Une même note est alors accessible avec deux doigtés distincts.
[modifier] Clef d'extension de registre
Lorsque tous les doigts bouchent des trous, ou lorsque ils sont tous libéres, il est possible d'intervenir sur une clef pour obtenir, sur le même registre, soit une note supplémentaire plus grave en bouchant un trou (cas du Si grave au saxophone) soit une note plus haute en ouvrant un trou supplémentaire (cas du La médium à la clarinette qui contribua à sa première grande amélioration).
[modifier] Clef d'octave ou quintoiement
Sur tous ces instruments, cette clef permet le basculement à l'harmonique supérieure. Il s'agit souvent d'un orifice de petite taille placé près de l'embouchure.
Sur le saxophone cette clef est double, même si le mécanisme d'aujourd'hui rend le fait complètement transparent. Les modèles plus anciens disposaient de deux clefs actionnées par le pouce gauche, l'une pour les notes allant du Ré au Sol#, ouvrant un orifice en haut du fût principal, et une autre à partir du La, actionnant la clef du bocal. La plupart des solutions modernes reposent sur le principe du palonnier.
[modifier] Clef de dièse (#)
A partir d'un doigté donné, l'action sur une clef ouvre un orifice qui hausse la note d'un demi ton. C'est le cas du Sol# aigu de la clarinette actionné par le petit doigt de la main gauche, via une patte excentrée.
[modifier] Clef de bémol (♭)
A partir d'un doigté donné, l'action sur une clef ferme un orifice qui baisse la note d'un demi ton. Cette démarche est celle appliquée sur la flûte à bec avec les doigtés fourchés. Moins courant (ce qui explique certainement une préférence de ces musiciens pour les dièses au détriment des bémols), c'est le cas du Si♭ fourche sur le saxophone ou la clarinette. Le système Boehm et ses anneaux sur les flûtes et les hautbois offre cette possiblité. En effet, une telle clef doit rester fermée pour toutes les notes inférieures.
[modifier] Clef de justesse
Les anneaux du système Boehm agissent sur des trous supplémentaires à ceux gérés directement par les doigts. Cela permet un raccourcissement sélectif de la colonne d'air en fonction du doigté. Cela apporte un grand confort d'exécution, ne requierant aucun correction ni des doigts ni de l'embouchure.
Sur le dernier modèles de la clarinette Récital de chez Selmer, une clef située sur le pavillon distingue les colonnes entre le grave (registre du chalumeau) et l'aigu (registre du clairon). De ce fait le Fa grave (qui quintoie sur le Do clairon) ne demande plus de correction au niveau de l'embouchure.
[modifier] Clef de substitution
Ces clefs auxiliaires sont destinées à l'exécution de note sur un autre doigté. Leur emploi pour une note maintenue est parfois peu recommandée en raison de la sonorité ou la justesse peu satisfaisante; elles sont alors utilisées dans l'exécution des trilles. Par exemple, les 4 grandes clefs sur le corps haut de la clarinette actionnées par le flan de l'index de la main droite donnent l'accès à un Si ou un Do clairon, tout en restant dans le registre du chalumeau.
[modifier] Exemple illustré
Sur la clarinette, on retrouve la plupart de ces clefs. Comme sur les autres instruments, il arrive que plusieurs fonctions soient attribuées à une même clef. Les repères sur image ci-contre renvoient aux commentaires suivants:
- O: c'est un orifice directement bouché par le doigt;
- A: clef de La médium, permet d'étendre le registre par un trou supplémentaire, lorsque tous les doigts sont dégagés;
- B: une clef de type anneau, qui force aussi la fermeture de D (Mi♭ fourche dans le registre grave)
- C: cléf du Do# chalumeau ou Sol# clairon. Elle est actionnée par l'auriculaire, les trois autres doigts bouchant leur trou respectif.
- D: clef du Mi♭ fourche (ou Si♭ dans l'aigu). Le Mi est obtenu lorsque seul l'index bouche le premier trou.
- E: Clefs d'extension pour les notes graves. Le trou bouché se trouve à l'extrémité de la clarinette (30 cm plus loin). Ces clefs sont doublées avec les commandes de l'auriculaire de la main droite.
- F: clefs de trilles. La main droite agissant sur une, mais plutôt deux clefs, d'où la disposition des touches.
(1) et (2) sont deux directions d'axe d'articulation. Sur l'axe (1), sont guidées deux clefs distinctes.
[modifier] Technologie
[modifier] cinématique
L'obturation des trous par les clefs nécessite un rapprochement relatif du bord de l'orifice et de l'élément obstruant. Même si le mouvement de translation semble le plus adéquat, la nature a privilégié les guidages en rotation (articulation osseuses) et la réalisation artificielle de telles liaisons est toujours moins problématique que celle des glissières. C'est pourquoi, toutes les clefs sont animées d'un mouvement de rotation. Maintenant, la disposition judicieuse des parties fonctionnelles (palettes, clapets et levier) permet de restituer un mouvement proche de la translation, d'obtenir un effet direct (fermeture) ou inverse (ouverture de l'orifice).
Les liaisons pivots sont construites sur deux principes essentiellement:
- des axes (3) traversant les clefs (4) et fixés à des paliers rapportés (2). Sur certains saxophones ces axes peuvent atteindre 20 cm de long pour seulement 4 mm de diamètre, et traversent plusieurs clefs. Cela requiert beaucoup de délicatesse dans le perçage des clefs.
- des vis pointeaux (3) maintenant les clefs en bout d'axe, également fixés sur des paliers rapportés. Cette solution offre une grande réduction des frottements donc une plus grande vélocité à l'instrument. Elle est surtout moins encombrante, mais ne permet pas l'alignement de plusieurs clefs. Seulement là aussi, pour les pièces de grande longueur la maîtrise du jeu mécanique est délicate.
On distinguera de plus les axes des clefs pivotant, parallèles à l'instrument (cas du dessin), de ceux, tangentiels, des clefs basculant. La géométrie diffère un peu mais les solutions retenues sont identiques sur le principe
[modifier] étanchéïté
C'est le point délicat des clefs. Même si le guidage est réalisé avec soin, la fermeture parfaite d'un orifice n'est pas garantie car elle exige une coïncidence irreprochable du tampon et du bord de l'orifice. Ceci ne pourrait être obtenu, en série, qu'avec une précision irréaliste dans la fabrication des pièces. Il y a donc un réglage systématique de chaque instrument ce qui justifie en partie leur coût. Les clefs, sont alors légèrement redressées par le luthier. La vérification de l'ajustement est occulaire: une lampe insérée dans l'instrument et l'opérateur recherche les fuites éventuelles de lumière. Il n'est pas possible d'essayer un instrument en cours de fabrication. Une autre solution consiste en un collage en position des tampons sur les clefs. Autrefois on utilisait la cire chaude qui en refroidissant solidarisait le tampon à sa clef en lui attribuant le contact idéal avec le trou.
Cependant le recours à des matériaux souples, s'apparentant à la texture de la peau autorise quelques imprécisions tout en assurant l'oburation complète. Suivant la taille des trous à boucher, de 1 mm à 8 cm, on a recours à des matériaux divers, souvent d'origine naturelle: liège, cuir, baudruche.
Certains grands tampons disposent au centre d'une pièce métallique dont le rôle est de favoriser la vibration de la colonne d'air. Cette pièce entre en résonance avec la note jouée, ce qui accentue la puissance de l'instrument. En organologie cet élément est appelé résonateur.
[modifier] ressorts
Les clefs n'étant actionnées que dans un seul sens, il y a nécessité d'un dispositif de rappel: c'est la fonction des ressorts. Le problème technologique réside dans le faible encombrement autorisé et le réglage de la souplesse (ou raideur) de ces composants. Ils doivent être fermes pour entraîner un rapide retour des clefs ou pour garantir l'étanchéïté d'un contact mais rester suffisamment souples pour que le musicien puisse s'y opposer sans peine.
La principale configuration employée est celle de ressort en flexion:
- Pour les clefs à axe longitudinal (pivotant donc), il s'agit souvent d'aiguilles, en acier, plantées dans les paliers, parallèlement à l'axe de la clef, et appuyé sur une protubérance radiale de cette dernière. Le réglage du ressort est alors réduit à un simple bandage du ressort, c'est à dire une éventuelle déformation permanente déplacant son point neutre. Particulièrement cassant, le ressort doit alors être localement détrempé, ce qui s'obtient par simple chauffage de quelques secondes avec un briquet par exemple.
- Pour les clefs d'axe tangentiel (basculant donc), on a recours à une lamelle métallique fixée directement sur la clef et s'appuyant sur le corps de l'instrument. Là aussi le réglage de la raideur se fait par bandage. C'est le cas, sur la clarinette, de la clef de quintoiement ou des grandes clefs de trilles.
[modifier] matériaux
Les clefs généralement réalisées en maillechort, sont constituées d'un ensemble d'éléments assemblés par brasure. Ce matériau reste suffisamment ductile ce qui permet les réglages par déformation à froid: le luthier peut à l'aide de pinces dont les mors sont recouverts d'un feutre, tordre les clefs sans les briser, pour rectifier leur géométrie. L'apparence monobloc des clefs est dûe au plaquage métallique: il peut s'agir de nickel, de chrome, d'argent d'or et exceptionnellement de platine.
Les tampons sont réalisé en baudruche pour les petites tailles (hautbois et clarinette) ou en cuir pour les plus grandes dimensions (saxophone).
Les clefs de vidange des instruments cuivres disposent d'un tampon en liège. Cette clef n'intervient pas dans le jeu mais seulement pour éliminer l'eau accumulée par condensation dans le tuyau.
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