FONCTIONNEMENT D'UN ORGUE
1. PRINCIPE DE BASE
L'orgue est un instrument à vent, joué avec un ou plusieurs claviers.
Le principe de fonctionnement d'un orgue est plutôt simple et semblable à une flûte : en appuyant sur les touches du clavier, l'organiste envoie de l'air dans les tuyaux. Il faut donc : des réservoirs d'air (les poumons), un clavier et des transmissions qui relient le clavier aux tuyaux.
2. ELEMENTS CONSTITUTIFS D'UN ORGUE
La mise au point d'un orgue est beaucoup complexe et délicate que ne peut laisser prévoir son principe de fonctionnement.
Il y a en fait 4 parties essentielles dans un orgue :
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A - l'alimentation en vent et les sommiers
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B - la transmission
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C - les tuyaux
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D - le clavier et les commandes de registres
A - Alimentation en vent et les sommiers
Avant l'usage de l'électricité, les soufflets sont actionnés manuellement par 1 ou plusieurs personnes selon les orgues.
Toutes les orgues modernes disposent aujourd'hui d'une soufflerie électrique constituée d'un ventilateur envoyant de l'air à débit constant dans un réservoir primaire. Des poids sont posés sur celui-ci pour obtenir une pression d'air prédéterminée. Ces réservoirs primaires jouent le rôle de régulateur de pression, et sont de véritables poumons destinés à emmagasinner l'air et le tenir en réserve suivant les demandes des sommiers. L'air ainsi comprimé est ensuite transmis via des tubes (appelés portevents) aux réservoirs secondaires sur lesquels sont aussi posés des poids pour augmenter la pression d'air. Enfin l'air est transmis au sommier, sur lequel sont posés les tuyaux.
Le débit d'air doit atteindre 1 mètre-cube par "jeu". Un orgue comprend de 5 à 110 jeux.
La pression d'air varie au départ entre 120 et 170 mm, et arrive à différentes valeurs selon les sommiers :
Clavier de Grand-Orgue : 100 à 120 mm
Clavier de Positif : 90 mm
Clavier de récit : 95 mm
Pédalier : 130 à 150 mm.
Dans les orgues anciennes, la pression, varie de 60 à 95 mm.
Si les pressions sont trop élevées, on dit que l'orgue crie ou hurle.
Le sommier est la partie la plus complexe de l'orgue. Il dispose d'un double système de guidage de l'air vers les tuyaux : l'ouverture ou la fermeture de soupapes commandées par les touches du clavier, et un système de canaux ou "gravures" laissant ou non passer l'air des soupapes aux tuyaux du registre sélectionné. Le sommier doit être parfaitement étanche bien que comportant des pièces mobiles et malgré leur taille pouvant atteindre 6 mètres.
B - Transmission
On appelle "transmission", l'ensemble des mécanismes qui relient les touches des claviers aux tuyaux.
Il existe 3 types de transmissions : mécanique, pneumatique et électrique.
La transmission mécanique est la plus ancienne et la plus répandue, mais aussi la plus fiable. Elle est constituée de vergettes, abrégés et barres d'équerres. Une vergette est une petite tringle de bois mince, terminée par un fil de laiton fileté qui sert d'axe à un écrou de cuir dur. La vergette doit transmettre instantanément au sommier le mouvement imprimé par le doigt sur la touche du clavier, mais elle ne remplit son office qu'en passant par l'abrégé. L'abrégé est un dispositif d'aiguillage autrefois en bois, aujourd'hui en duralumin. Sur une planche de forme trapézoïdale, ont été disposés des rouleaux munis à leurs extrémités des petits leviers où viennent s'accrocher les vergettes. Ces rouleaux peuvent pivoter, permettant de transmettre le mouvement. Les équerres ( à 2 leviers) servent d'intermédiaires entre une vergette horizontale et une vergette verticale. D'autres équerres servent à l'accouplement des claviers, ou bien aux tirants de registres.
La trasmission pneumatique est inventée en 1830 par l'Anglais BARKER. Ce système remplace la traction mécanique. Une machine pneumatique contenant un levier par note, est adjointe à chaque clavier. Ce levier fonctionne grâce à un petit soufflet qu reçoit de l'air à forte pression, dès que la touche du clavier s'abaisse. En 1865, le Français MOISSETIER imagine de remplacer le sommier mécanique par un sommier entièrement pneumatique. Plus besoin de vergettes, d'abrégés, ni d'équerres. Les différents éléments sont remplacés par des tubes de plomb dans lesquels circule l'air. Cette trasmission pneumatique s'applique aussi au tirage des registres. Cependant ce système se révèle peu concluant et plutôt regrettable. En effet, si les tubes transportant l'air aux tuyaux dépassent les 6 ou 7 mètres de long, il se produit un décalage entre le moment où la touche est abaissée, et l'instant où le tuyau chante. Ce qui gêne l'organiste. De plus, le fait que cette transmission supprime le contact direct de la touche au sommier, elle supprime de fait le "toucher " de l'organsite. Trop compliqué et peu sûr, le système pneumatique est aujourd'hui universellement abandonné.
La transmission électrique a donné lieu à de nombreux essais. Vers 1865, le Français PESCHARD faisait à l'orgue les premières applications de l'électricité. Il reprend à son compte l'invention du levier pneumatique de BARKER. La simple pile est d'abord appliquée au tirage de la soupape, puis l'électro-aimant, qui est destiné à agir sur les soupapes de décharge. Le courant est fourni par une dynamo ou par des accumulateurs. L'avantage de la transmission électrique est d'ignorer la distance. La console de l'orgue peut ainsi être mobile et détachée de l'orgue (St Eustache-Paris, Maison de la Radio). L'attaque se fait toujours instantanément et les conbinaisons sont tellement nombreuses que l'avenir de l'orgue paraît brillant. Il y a tout de même l'inconvénient majeur de l'éléctro-aimant, qui est sesnible à la poussière et l'humidité et de fait l'oxydation. Un autre désagrément de la transmission électrique, est le fait de supprimer le "toucher" de l'organiste. Beaucoup d'organistes préferent toujours la "résistance" de la transmission mécanique. Depuis les années 1980 environ, apparaît une solution intermédiaire : c'est-à-dire un orgue à traction mécanique, mais doté d'un tirage de registres électrique avec un combinateur programmable.
C - Tuyaux
Les tuyaux fonctionnent exactement comme une flûte, mais avec cette différence que chaque tuyau ne peut faire entendre qu'une seule note. C'est la raison pour laquelle il y a beaucoup de tuyaux dans un orgue : de 600 à 7800 selon les orgues. La taille des tuyaux se mesure en pieds (un pied vaut 0,3048 m). Il existe différentes longueur de tuyaux.
Le plus petit fait 1,3/5ème de pied.
Le plus grand mesure 32 pieds soit 10,50 mètres !
Un jeu de 8 pieds est celui dont le plus grand tuyau mesure 8 pieds, soit environ 2m40.
Un tuyau comporte plusieurs éléments : un pied, une bouche, des ouïes, des lumières, un biseau, une lèvre et un corps qui sert de résonnateur. Si le tuyau est bouché à son extrémité par une calotte, il sonne à l'octave inférieure. Les tuyaux sont en bois ou en métal : étain pur, ou bien un mélange d'étain et de plomb dans des proportions qui varient entre 25 et 70%.
Il y a 2 types de tuyaux :
- les tuyaux à bouche : ils fonctionnent comme une flûte à bec. Ils peuvent être ouverts ou fermés, cylindriques, coniques ou évasés, en métal ou en bois.
- les tuyaux à anche : ils fonctionnent comme la clarinette. Le son est produit par la vibration d'un langette en lation sur une autre languette qui est fixe, et le tuyau sert de résonnateur. Ces tuyaux ont une grande variété de formes. La forme, le diamètre ou la taille du tuyau ainsi que le matériau utilisé jouent sur leur timbre.
Les tuyaux sont groupés par jeu, et on regroupe les jeux par plan sonore et par famille. Chaque plan sonore est alimenté par un sommier qui est organisé par ton.
On peut tenir l'orgue pour une sorte de vitrail : avec le dessin, la couleur et la lumière correspondant aux 3 familles de tuyaux.
1 : les "fonds" évoquent les lignes du dessin. Il constituent la base de tout instrument.
2 : les "anches" correspondent aux couleurs, ce sont les jeux de détail ou de jeux de soliste
3 : les "mutations" représentent la lumière.
De même que les couleurs d'un tableau, les timbres d'un orgue peuvent se mélanger.
D - Clavier et commandes de registres
Le ou les claviers de l'orgue ainsi que les tirants de registres sont placés sur une console située généralement devant l'orgue. Pour la registration d'un morceau de musique, un ou plusieurs jeux sont sélectionnés pour chaque clavier. A chaque touche de clavier correspond un ou plusieurs tuyaux en fonction du nombre de jeux choisis.
3. GLOSSAIRE
Accouplement : dispositif permettant d'associer les jeux de 2 ou plusieurs claviers.
Buffet : partie visible de l'orgue comprenant boiseries et tuyaux de façade.
Clavier : ensemble de touches actionnées par les mains et par les pieds. Un orgue comprend de 1 à 5 claviers manuels comprenant de 48 à 64 notes.
Console : meuble réunissant tous les organes de l'orgue : claviers, tirants de jeux, tirasses, accouplement. C'est le cerveau de l'orgue.
Fonds : jeu d'orgue avec tuyaux à bouche.
Grand-Orgue : buffet principal de l'orgue par opposition au petit buffet qu'est le "Positif". C'est aussi le nom du clavier principal.
Jeu : appellé aussi "registre". C'est le timbre de l'instrument, sans distinction de sa famille. Exemple "jeu de trompette, de bourdon"...
Montre : jeu d'orgue dont toute les tuyaux sont placés en façade (dit "en Montre").
Mutations : jeux d'orgue faisant entendre divers harmoniques du son fondamental (tierce, quinte..).
Pédalier : clavier de pédale joué avec les pieds, comprenant de 15 à 30 notes. 4 types de pédalier : Allemand, Américain, Français, Itlaien.
Pied : unité de mesure ancienne utilisée pour désigner la hauteur du plus grand tuyau d'un jeu.
Positif : petit buffet placé en avant du grand buffet.. On l'appelle aussi le "positif de dos", puisqu'il est situé dans le dos de l'organiste. C'est aussi le nom du clavier secondaire.
Registre : pièce mobile actionnée par l'organiste, percée de trous et placée sur le sommier. Cette pièce permet de faire parler un "jeu".
Registration : art de combiner les "jeux" entre-eux, pour composer des mélanges de timbres sonores. Elle est soumise aux caractériqtiques de l'instrument utilisé. Elle se fonde sur l'analyse de la structure de l'oeuvre qu'elle contribue à mettre en lumière.
Sommier : caisse en bois qui supporte toute la tuyauterie et emmagasine l'air pour le distribuer aux tuyaux.
Tirasse : mécanique d'accouplement des différents claviers entre-eux et avec le pédalier.
Transmission : ensemble des éléments mécaniques qui relient les touches des claviers aux tuyaux pour les faire chanter.