L'orgue électromagnétique Hammond

L'orgue « HAMMOND » représente, au point de vue conception et réalisation, un véritable exploit technique. Malgré certaines imperfections, c'est, dans l'ordre de la musique électrique polyphonique, l'instrument le plus ingénieux en même temps que le plus simple.

En effet, ici le nombre des jeux est illimité, et cependant, il n'y a dans l'instrument que quatre-vingt-onze générateurs de sons. C'est à l'aide de ces quatre-vingt-onze fréquences de base, que sont obtenus les cent vingt et un sons fondamentaux de la gamme tempérée et tous leurs harmoniques jusqu'à 12000 périodes par seconde.

Techniques

Multiplication des timbres.

Le principe d'utilisation des fréquences fournies par le générateur pose, d'après l'expérience, que n'importe quel timbre peut être reconstitué, pourvu que soit fournie sa fondamentale, ainsi que huit harmoniques soigneusement dosés en amplitude.
Or, l'harmonique supérieur d'une fondamentale quelconque est aussi la fondamentale de la même note à l'octave supérieur.

En faisant le tableau des fréquences fondamentales à créer pour obtenir les 121 sons de la gamme tempérée, ainsi que leurs six harmoniques supérieurs, on s'aperçoit qu'effectivement le nombre des fréquences propres à créer n'excède pas ce nombre de 91.
Quant aux harmoniques inférieurs, ils existent ipso facto puisqu'il n'en faut que deux et que ce sont, ou bien les deux notes portant le même nom aux deux octaves inférieurs, ou bien rien du tout ; pour le premier octave, par exemple, ces harmoniques seraient inaudibles, n'atteignant pas la fréquence de 16 Hertz, seuil inférieur d'audibilité.

Mélange des sonorités

Toute l'ingéniosité du système réside dans la façon dont sera réalisée automatiquement, avec une simplicité désarmante, la composition synthétique des timbres cherchés. Chaque touche porte, sous sa face inférieure, neuf contacts en argent. A chacun de ces neuf contacts aboutit un fil provenant d'un générateur choisi, selon la position du contact sous la touche, de telle sorte qu'il corresponde soit à la fondamentale, soit à l'un des six harmoniques supérieurs, soit à l'un des deux harmoniques inférieurs. De la sorte, sous le clavier sont alignés très rigoureusement tous les contacts représentant les fondamentales, les harmoniques 2, 3, etc.

Neuf barres courent, parallèlement, tout au long du clavier, juste au-dessous des rangées de contacts. Ces barres conductrices sont connectées par ailleurs à un dispositif de tirettes qui ne sont en somme que des contacts à plots, prélevant une quantité plus ou moins importante de spires d'un transformateur à prises multiples. Il est donc bien évident que l'énergie modulée appliquée à une barre par l'enfoncement d'une touche se trouvera modifiée, dans le secondaire du transformateur, exactement en proportion du nombre de spires prélevées au primaire par les tirettes. Selon la position des tirettes correspondant à chaque barre, le timbre engendré dans le secondaire du transformateur, c'est-à-dire dans le haut-parleur après amplification, aura les caractéristiques que l'on voudra, ou plus exactement qu'on reconstituera par synthèse, d'après une analyse préalable des timbres usuels de l'orgue. On voit qu'il était difficile de trouver procédé plus ingénieux et en même temps plus économique.

Schéma de principe

Pour simplifier la figure, nous avons réduit à trois fréquences seulement les composantes de chaque timbre au lieu de 9. En G₁, G₂, G₈, trois roues dentées, de 8, 4 et 2 dents, entraînées par le même arbre. En A₁, A₂, A₃, les barreaux aimantés entourés d'une bobine constituant les générateurs de sons. Des fils partent de ces alternateurs pour venir en contact avec les barres B₁, B₂, B₃, lorsque la touche t est enfoncée. Ces barres peuvent être reliées à des combinaisons préparées d'avance ou bien aux tirettes R₁, R₂, R₃, qui, selon leur position, branchent les barres sur l'une quelconque des neuf prises du primaire du transformateur T. À la sortie de ce transformateur les courants modulés sont amplifiés en D (où peut également entrer en action le dispositif de trémolo), puis attaquent le haut-parleur H.

L'intérieur de l'orgue Hammond

Dans le long carter situé au bas de l'instrument se trouvent les 91 générateurs dont on aperçoit les cosses de sortie, Tout ce bloc est suspendu élastiquement et est entraîné par un moteur synchrone. À droite, le carter du transformateur à prises multiples et du dispositif de trémolo. À côté, le tableau de répartition des combinaisons préparées d'avance et toujours modifiables. En haut, nous aperçevons les bornes de sortie des tirettes prélevant plus ou moins de spires sur le primaire du transformateur prises multiples. À gauche, le pré-amplificateur, qui est relié par un câble à l'amplificateur de puissance.

Générateurs électromagnétique à roue dentées

Les générateurs constituant l'âme de l'orgue Hammond sont, eux aussi, d'une extrême simplicité. Ce sont des roues dentées tournant devant des petits barreaux aimantés, eux-mêmes entourés d'une bobine. Un arbre, fractionné en douze portions animées de vitesses différentes, mais toutes tributaires du même moteur d'entraînement synchrone, porte quatre-vingt-onze roues de 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 192 dents. Lorsque les dents passent devant l'extrémité du barreau aimanté, elles engendrent, dans ce dernier une modification de son état magnétique, puisqu'elles sont en fer doux. Cette modification de l'état magnétique induit à son tour, dans la bobine, un courant alternatif dont la fréquence est déterminée par le nombre de dents passant par seconde devant l'extrémité du barreau aimanté.

Chacun des alternateurs ainsi formés est relié, selon sa fréquence, au contact représentant la fondamentale, les harmoniques 2, 3, etc. de chacune des touches, dont l'analyse sonore révèle la présence de cette fréquence.

Pour faciliter la tâche de l'organiste, un certain nombre de combinaisons synthétiques sont réalisées d'avance, à raison de neuf par clavier, au moyen d'un tableau répartiteur dont l'aspect rappelle celui d'un standard téléphonique.

Dans le circuit secondaire du transformateur à prises multiples est intercalé un dispositif introduisant, au gré de l'exécutant, le trémolo, ainsi qu'un potentiomètre relié à la pédale d'expression. Un pré-amplificateur situé, comme les générateurs, dans la console même de l'orgue, commande un câble conduisant à l'amplificateur de puissance, qui est logé dans le même coffret que les diffuseurs.

Claviers de l'instrument

Nouveauté vraiment originale, cet orgue est aisément transportable, ce qui permet à un artiste d'entreprendre sans difficulté une tournée avec son instrument.

A gauche de chacun des deux claviers se trouve un octave de couleur inversée. Ce ne sont pas là des touches de jeu, mais les clefs des combinaisons préparées. Le si sert à désenclencher les autres touches. Deux de ces dernières correspondent aux combinaisons libres que l'organiste compose lui-même en enfonçant plus ou moins les tirettes que l'on aperçoit alignées au-dessus du clavier supérieur. Le bouton placé à gauche des tirettes commande le trémolo. La pédale, au-dessus du pédalier à deux octaves, est reliée au potentiomètre d'expression totale.

Nous avons dit au début de cet article que, bien qu'excellent, cet instrument n'était cependant pas parfait. En effet, s'il apporte une infinie souplesse grâce à sa faculté d'opérer un nombre pratiquement illimité de combinaisons de timbres, il n'en reste pas moins que toutes les fréquences engendrées sont pures et rigoureusement justes.

Or, dans l'orgue classique, comme dans la plupart des orgues nouvelles, il existe des jeux désaccordés par construction, tels que la voix humaine ou la voix céleste, dont le cortège d'harmoniques n'est pas uniquement composé de fréquences justes et dont précisément l'élément désaccordé donne le caractère vivant si important au point de vue artistique.
Pour le moment, l'orgue Hammond ne peut produire ces sonorités.