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En [[musique]], un '''octave''' est l’[[intervalle (musique)|intervalle]] séparant deux [[note de musique|notes]] de même nom. Divisée en plusieurs sous-intervalles, elle permet de définir les [[gamme musicale|gammes]].
En [[musique]], une '''octave''' est l'[[Intervalle (musique)|intervalle]] le plus [[Consonance (musique)|consonant]]. Elle sert de base à la construction des [[Gamme musicale|gammes]]. En [[acoustique]], cet intervalle correspond au doublement de sa [[fréquence fondamentale]].


En [[solfège]], son [[Renversement (musique)|renversement]] est l'[[unisson]]. En [[électroacoustique]], elle sert d'[[Échelle logarithmique|unité logarithmique]] de [[rapport]] de [[fréquence]]s.
Une octave ascendante, vers l'[[Aigu (musique)|aigu]], correspond à une division par deux de la longueur d'une [[Onde sur une corde vibrante|corde]] ou d'un [[Onde stationnaire dans un tuyau|tuyau]] vibrant dans un [[instrument de musique]]. La [[fréquence fondamentale]] du son le plus aigu de l'intervalle est le double de celle du plus [[Grave (musique)|grave]].

D’un point de vue [[harmonie|harmonique]], l’octave est l’intervalle le plus [[Consonance (musique)|consonant]]. Son [[renversement (musique)|renversement]] est un [[unisson]]. L'octave augmentée ou diminuée est rarissime{{Note|groupe=alpha|Voir [[Broderie (musique)|Broderie]].}}.

Par analogie, on utilise l'octave en [[électronique]] comme [[échelle logarithmique|unité logarithmique]] de rapport de fréquences.


== Définition ==
== Définition ==

{{exemple|nom=Exemples d'octaves justes|Commencent par une octave juste ascendante :
* ''[[SOS d'un terrien en détresse]]'',
* ''[[Chantons sous la pluie|Singin' in the rain]]'',
* ''[[Over the Rainbow (chanson)|Over the Rainbow]]'',
* ''[[All by Myself (chanson)|All by Myself]]'',
* ''[[I Will Always Love You]]'',
* ''[[Hero (chanson de Mariah Carey)|Hero]]'',
* ''[[Read All About It (Part III)]]''{{etc}}
}}
La notion d'octave appartient principalement au domaine musical.
La notion d'octave appartient principalement au domaine musical.


=== Principe d'équivalence ===
=== Principe d'équivalence ===

{{Infobox Liste de fichiers|titre01=Octave juste ''do-do''|fichier01=8j_-_octave_juste.ogg|type01=ogg}}
{{Infobox Liste de fichiers|titre01=Octave juste ''do-do''|fichier01=8j_-_octave_juste.ogg|type01=ogg}}
[[Jean-Philippe Rameau]] a énoncé le ''[[principe de l'identité des octaves]]'' : l'audition humaine a tendance à [[perception|percevoir]] comme identiques deux notes séparées par une octave, c'est-à-dire produites par des cordes ou des tuyaux dont l'un est deux fois plus long que l'autre. On parle aussi d'''équivalence des octaves'' ou de ''parenté des octaves''. Le statut particulier de l'octave dans l'audition a été étudié et confirmé par les études [[psychoacoustique]]s. Il est possible qu'il s'agisse d'un biais culturel ; mais il pourrait aussi avoir une base physiologique<ref>{{harvsp|Demany|1999|p=54}}.</ref>.


Le principe de l'identité des octaves était connu de l'Antiquité. Aristote écrit :
Dans la [[musique occidentale]], le [[système tonal]] et l'[[harmonie]] reposent sur ce principe : l'intervalle d'octave — plus précisément, l'octave juste — se reproduit de manière cyclique, quelle que soit l'[[échelle musicale|échelle]] adoptée. Cet intervalle est devenu le cadre privilégié des [[Hauteur (musique)|hauteurs musicales]] dans le cadre de la [[mélodie (composante de la musique)|composante mélodique]] de la musique.
<blockquote>L’antiphone [l'octave] est produit par (les voix) des enfants et celles des jeunes gens et des hommes, lesquelles diffèrent d’intonation dans le même rapport que celui de la ''nète'' [la plus aiguë] à l’''hypate'' [la plus grave]. Toute consonance est plus agréable qu’un son simple, pour quelles raisons, on l’a dit plus haut, et parmi ces consonances, l’octave est la plus agréable<ref>Aristote, ''Problèmes musicaux'', 39. Traduction française de Ruelle, ''Revue des Études grecques'' IV/15, 1891. [http://remacle.org/bloodwolf/philosophes/Aristote/problemesmusicaux.htm En ligne]</ref>.</blockquote>
[[Boèce]] répète ce principe vers 600<ref>A. M. S. Boetius, ''De institutione musica'', Livre 5, chapitre X. [http://boethius.music.indiana.edu/tml/6th-8th/BOEMUS5 En ligne]</ref>, puis [[Hucbald de Saint-Amand]] vers 900<ref>Hucbald de Saint-Amand, ''Musica'', vers 900, Gerbert, ''Scriptores'' I, p. 107</ref>, [[Francisco de Salinas]] en 1577<ref>Francisco Salinas, ''De musica libri septem'', Salamanca, 1577, p. 52-53</ref>, [[Jean-Philippe Rameau]] en 1722<ref>Jean-Philippe Rameau, ''Traité de l'harmonie réduite à ses principes naturels'', Paris, Ballard, 1722, p. 6-9.</ref> et nombre d'autres. Pour autant, il ne s'agit pas d'un phénomène universellement reconnu. {{citation|L'octave n'est en aucune manière un intervalle évident en lui-même dans la musique primitive}}, écrit [[Curt Sachs]]<ref>{{citation étrangère|langue=en|... the octave is by no means a self-evident interval in primitive music}}. {{Ouvrage|langue=en|prénom1=Curt|nom1=Sachs|lien auteur1=Curt Sachs|prénom2=Jaap|nom2=Kunst|lien auteur2=Jaap Kunst|responsabilité2=ed.|titre=The Wellsprings of Music|lieu=La Haye|éditeur=Martinus Nijhoff|année=1962|passage=54}}.</ref>.

Le statut particulier de l'octave dans l'audition a été étudié et confirmé par des études [[psychoacoustique]]s. Il est possible qu'il s'agisse d'un biais culturel ; mais il pourrait aussi avoir une base physiologique<ref>{{harvsp|Demany|1999|p=54}}.</ref>.


=== Acoustique musicale ===
=== Acoustique musicale ===

Du point de vue de la production du son musical, si une [[Onde sur une corde vibrante|corde]] ou une [[Onde stationnaire dans un tuyau|colonne d'air dans un tuyau]] vibre dans son [[mode normal]] à une fréquence de {{unité|''f''|Hz}}, une corde ou colonne de la moitié de sa longueur sonnera à l'octave supérieure (doublement des vibrations, ''f'' multiplié par deux). Diviser encore par deux la longueur aboutit à deux octaves (quart de la longueur, ''f'' multiplié par quatre), diviser encore par deux donne le huitième de la longueur et trois octaves.
Du point de vue de la production du son musical, si une [[Onde sur une corde vibrante|corde]] ou une [[Onde stationnaire dans un tuyau|colonne d'air dans un tuyau]] vibre dans son [[mode normal]] à une fréquence de {{unité|''f''|Hz}}, une corde ou colonne de la moitié de sa longueur sonnera à l'octave supérieure (doublement des vibrations, ''f'' multiplié par deux). Diviser encore par deux la longueur aboutit à deux octaves (quart de la longueur, ''f'' multiplié par quatre), diviser encore par deux donne le huitième de la longueur et trois octaves.
{{exemple|nom=Exemple des flûtes à bec|* La [[flûte à bec]] [[ténor]] mesure environ {{unité|60|cm}},
{{exemple|nom=Exemple des flûtes à bec|* La [[flûte à bec]] [[ténor]] mesure environ {{unité|60|cm}},
* la [[soprano]], sonnant une octave au-dessus, mesure environ {{unité|30|cm}},
* la [[soprano]], sonnant une octave au-dessus, mesure environ {{unité|30|cm}},
* le garklein, 15 cm.}}
* le garklein, 15 cm.}}
À l'opposé, pour descendre d'une octave la longueur doit être multipliée par deux, pour deux octaves par quatre, et pour trois octaves, par huit.
À l'opposé, pour descendre d'une octave, la longueur doit être multipliée par deux, pour deux octaves par quatre, et pour trois octaves, par huit.
{{exemple|nom=Exemple des hautbois|Le [[hautbois]], d'environ {{unité|60|cm}} sonne deux octaves au-dessus du [[basson]], d'à peu près {{unité|240|cm}} et trois octaves au-dessus du [[contrebasson]], d'environ {{unité|480|cm}}.}}
{{exemple|nom=Exemple des hautbois|Le [[hautbois]], d'environ {{unité|60|cm}}, sonne deux octaves au-dessus du [[basson]], d'à peu près {{unité|240|cm}} et trois octaves au-dessus du [[contrebasson]], d'environ {{unité|480|cm}}.}}
Voir également les longueurs des [[Tuyau d'orgue|tuyaux d'orgue]].
Voir également les longueurs des [[Tuyau d'orgue|tuyaux d'orgue]].


=== Physique ===
=== Physique ===
Les études sur les cordes et tuyaux vibrants des instruments de musique ont débouché sur la notion physique de [[fréquence]]. En définissant un [[son musical]] par sa [[fréquence fondamentale]], on relie, malgré quelques anomalies, la perception musicale de la [[Hauteur (musique)|hauteur]] et la [[physique]]<ref>{{harvsp|Castellengo|2015|p=230}}.</ref>. L'intervalle d'octave correspond au doublement de la fréquence fondamentale.

Les études sur les cordes et tuyaux vibrants des instruments de musique ont débouché sur la notion physique de [[fréquence]]. En définissant un [[son musical]] par sa [[fréquence fondamentale]], on relie, malgré quelque anomalies, la perception musicale de la [[Hauteur (musique)|hauteur]] et la [[physique]]<ref>{{harvsp|Castellengo|2015|p=230}}.</ref>. L'intervalle d'octave correspond au doublement de la fréquence fondamentale.
{{Exemple|nom=Octaves du ''la''|
{{Exemple|nom=Octaves du ''la''|
Si on choisit comme point de départ la [[note de musique|note]] ''la'', la fréquence fondamentale du [[diapason]] standardisé est {{unité|440|Hz}}. Les octaves situées de part et d'autre de cette note auront pour extrémités les fréquences : 55, 110, 220, 440, 880, {{unité|1760|Hz}}, et ainsi de suite{{Note|groupe=alpha|On parle ici de sons musicaux suffisamment riches en [[partiel (acoustique)|partiels]] [[Harmonique (musique)|harmoniques]]. Pour un [[Onde monochromatique|son pur]], sans harmoniques, la perception d'un même intervalle tonal exige une multiplication de la fréquence par un facteur qui augmente avec la fréquence. On a déterminé à partir d'expériences avec les [[signal sinusoïdal|sons purs]] une [[échelle de Mel]] qui diverge notablement de la [[Suite géométrique|progression géométrique]] prévue par la théorie musicale {{harv|Demany|1999|p=46-47}}. Les instruments de musique comportant des [[Partiel (acoustique)|partiels]] pratiquement [[Harmonique (physique)|harmoniques]], ceux-ci contribuent à la sensation sonore, et pour la musique l'écart à la théorie est en pratique moindre. Pour une octave qui sonne juste, il faut augmenter un peu la fréquence d'accord au-delà de {{unité|500|Hz}}. Pour la note la plus aigüe du piano, cet ajustement est de l'ordre de {{unité|20|[[Cent et savart|cents]]}}, soit 1 % (voir [[Inharmonicité du piano]]). Cette légère divergence est sans commune mesure avec celle de l'échelle des mels : c'est que même pour les notes les plus aiguës du piano, les trois premières harmoniques sont présentes et dans le domaine audible.}}.}}
Si on choisit comme point de départ la [[note de musique|note]] ''la'', la fréquence fondamentale du [[diapason]] standardisé est {{unité|440|Hz}}. Les octaves situées de part et d'autre de cette note auront pour extrémités les fréquences : 55, 110, 220, 440, 880, {{unité|1760|Hz}}, et ainsi de suite{{Note|groupe=alpha|On parle ici de sons musicaux suffisamment riches en [[partiel (acoustique)|partiels]] [[Harmonique (musique)|harmoniques]]. Pour un [[Onde monochromatique|son pur]], sans harmoniques, la perception d'un même intervalle tonal exige une multiplication de la fréquence par un facteur qui augmente avec la fréquence. On a déterminé à partir d'expériences avec les [[signal sinusoïdal|sons purs]] une [[échelle de Mel]] qui diverge notablement de la [[Suite géométrique|progression géométrique]] prévue par la théorie musicale {{harv|Demany|1999|p=46-47}}. Les instruments de musique comportant des [[Partiel (acoustique)|partiels]] pratiquement [[Harmonique (physique)|harmoniques]], ceux-ci contribuent à la sensation sonore, et pour la musique l'écart à la théorie est en pratique moindre. Pour une octave qui sonne juste, il faut augmenter un peu la fréquence d'accord au-delà de {{unité|500|Hz}}. Pour la note la plus aigüe du piano, cet ajustement est de l'ordre de {{unité|20|[[Cent (musique)|cents]]}}, soit 1 % (voir [[Inharmonicité du piano]]). Cette légère divergence est sans commune mesure avec celle de l'échelle des mels : c'est que même pour les notes les plus aiguës du piano, les trois premières harmoniques sont présentes et dans le domaine audible.}}.}}


Le rapport des fréquences fondamentales de deux notes à l'octave est donc de 2 ; pour deux notes séparées de <math>n</math> octaves, le rapport entre les fréquences est de <math>f_1 / f_0 = 2^n</math>. On a donc <math>n = \log_2 \left( \frac{f_1}{f_0} \right)</math>. Ceci établit une [[échelle logarithmique]] des fréquences, dont l'unité est l'octave. L'écart en octaves entre deux fréquences <math>f_0</math> et <math>f_1</math> quelconques est :
Le rapport des fréquences fondamentales de deux notes à l'octave est donc de 2 ; pour deux notes séparées de <math>n</math> octaves, le rapport entre les fréquences est de <math>f_1 / f_0 = 2^n</math>. On a donc <math>n = \log_2 \left( \frac{f_1}{f_0} \right)</math>. Ceci établit une [[échelle logarithmique]] des fréquences, dont l'unité est l'octave. L'écart en octaves entre deux fréquences <math>f_0</math> et <math>f_1</math> quelconques est :
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Un écart <math>E</math> nul correspond à un rapport de fréquence unitaire, donc des fréquences égales. Si l'écart est positif, la fréquence <math>f_1</math> est plus grande que la fréquence <math>f_0</math>. Les définitions de la physique sont indépendantes de la perception humaine ; mais s'il s'agit de fréquences sonores audibles, le son correspondant à <math>f_1</math> est plus aigu. Inversement, si l'écart est négatif, la fréquence <math>f_1</math> est plus petite que la fréquence <math>f_0</math> et le cas échéant le son en est plus grave.
Un écart <math>E</math> nul correspond à un rapport de fréquence unitaire, donc des fréquences égales. Si l'écart est positif, la fréquence <math>f_1</math> est plus grande que la fréquence <math>f_0</math>. Les définitions de la physique sont indépendantes de la perception humaine ; mais s'il s'agit de fréquences sonores audibles, le son correspondant à <math>f_1</math> est plus aigu. Inversement, si l'écart est négatif, la fréquence <math>f_1</math> est plus petite que la fréquence <math>f_0</math> et le cas échéant le son en est plus grave.


L'octave que l'acoustique définit rigoureusement ne coîncide pas exactement avec la perception musicale pour [[Inharmonicité du piano|les notes les plus aigües du piano]].
L'octave que l'acoustique définit rigoureusement ne coïncide pas exactement avec la perception musicale pour [[Inharmonicité du piano|les notes les plus aiguës du piano]].


=== Usage technique ===
=== Usage technique ===


Les techniques de l'[[électronique]] se sont appliquées, depuis les années 1920, à la reproduction musicale. On exprime souvent les rapports de fréquences du [[signal électrique]] en octave et en fractions d'octave, bien qu'on préfère souvent la [[Décade (physique)|décade]]<ref>{{ouvrage|prénom=Tahar |nom=Neffati| titre=L'électronique de A à Z|éditeur=Dunod|lieu=Paris|année=2006|passage=213}}.</ref>. Par exemple, les filtres de pondération des mesures de la [[sonie]] se définissent en tiers d'octave ou en octave ; les réglages des [[égaliseur]]s dits graphiques présentent une [[Fader|tirette]] verticale par [[tiers d'octave]] ; la pente d'un [[filtre électronique]] s'exprime souvent en ''[[décibel]]s par octave''.
Les techniques de l'[[électronique (technique)|électronique]] se sont appliquées, depuis les années 1920, à la reproduction musicale. On exprime souvent les rapports de fréquences du [[signal électrique]] en octave et en fractions d'octave, bien qu'on préfère souvent la [[Décade (physique)|décade]]<ref>{{Ouvrage|prénom1=Tahar|nom1=Neffati|titre=L'électronique de A à Z|lieu=Paris|éditeur=[[Éditions Dunod|Dunod]]|année=2006|passage=213|isbn=}}.</ref>. Par exemple, les filtres de pondération des mesures de la [[sonie]] se définissent en tiers d'octave ou en octave ; les réglages des [[égaliseur]]s dits graphiques présentent une [[Fader|tirette]] verticale par [[tiers d'octave]] ; la pente d'un [[filtre électronique]] s'exprime souvent en ''[[décibel]]s par octave''.


{{exemple|nom=Exemple — pente d'un filtre du premier ordre
{{exemple|nom=Exemple — pente d'un filtre du premier ordre
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}}


Le spectre sonore s'étend sur une dizaine d'octaves de quelques [[hertz]] à environ {{unité|16|kHz}}. Les mesures acoustiques pouvant s'étendre dans les [[infrason]]s et dans les [[ultrason]]s, la norme ISO 266:1997 définit des intervalles d'octave, demi octave et tiers d'octave autour de la fréquence de référence de {{unité|1|kHz}}, centrés de {{unité|1.25|Hz}} à {{unité|20|kHz}}.
Le spectre sonore s'étend sur une dizaine d'octaves, de quelques [[hertz]] à environ {{unité|16|kHz}}. Les mesures acoustiques pouvant s'étendre dans les [[infrason]]s et dans les [[ultrason]]s, la norme ISO 266:1997 définit des intervalles d'octave, demi-octave et tiers d'octave autour de la fréquence de référence de {{unité|1|kHz}}, centrés de {{unité|1.25|Hz}} à {{unité|20|kHz}}.


== Solfège ==
== Solfège ==
L'octave est l'[[Intervalle (musique)|intervalle]] qui sépare deux [[note de musique|notes]] de même nom<ref>{{Ouvrage|prénom1=Adolphe|nom1=Danhauser|lien auteur1=Adolphe Danhauser|titre=Théorie de la musique|lieu=Paris|éditeur=[[Hachette Livre|Hachette]]|année=1872|passage=9|lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k9627276t}}.</ref>
Pour différencier les octaves de notes de même nom, on indique un numéro d'octave. Le changement d'octave se fait à partir du ''do'' : on passe du ''si<sup>2</sup>'' au ''do<sup>3</sup>''. La convention française donne le numéro ''3'' à l'octave qui contient le ''la'' du [[diapason]] à {{unité|440|Hz}}, qui se note « [[A440|la<sup>3</sup>]] ». Dans ce système, le ''la'' de 220 Hz sera le ''la{{exp|2}}''.

Pour différencier les octaves de notes de même nom, on indique un numéro d'octave. Le changement d'octave se fait à partir du ''do'' : on passe du ''si<sup>2</sup>'' au ''do<sup>3</sup>''. La convention française donne le numéro ''3'' à l'octave qui contient le ''la'' du [[diapason]] à {{unité|440|Hz}}, qui se note « [[La 440|la<sup>3</sup>]] ». Dans ce système, le ''la'' de 220 Hz sera le ''la{{exp|2}}''.


Les logiciels d'édition et composition musicales les plus répandus utilisent la convention dite ''scientifique'', en vigueur aux États-Unis, dans laquelle la numérotation des octaves commence à zéro, et qui par conséquent ont une unité de plus. Le ''la<sup>3</sup>'' est ainsi noté ''A{{exp|4}}''<ref>{{harvsp|Abromont|2001|p=564}}</ref>.
Les logiciels d'édition et composition musicales les plus répandus utilisent la convention dite ''scientifique'', en vigueur aux États-Unis, dans laquelle la numérotation des octaves commence à zéro, et qui par conséquent ont une unité de plus. Le ''la<sup>3</sup>'' est ainsi noté ''A{{exp|4}}''<ref>{{harvsp|Abromont|2001|p=564}}</ref>.


Dans le système français (et plus largement dans la notation latine), au-dessous de l'octave 1 se trouve l'octave -1. Il n'y a pas d'octave zéro<ref>{{harvsp|Abromont|2001|p=37-38}} ; Pierre FLEURY, Jean Paul MATHIEU, ''[https://books.google.fr/books?id=NgAsAAAAIAAJ&q=%22pas+d%27octave+z%C3%A9ro%22&dq=%22pas+d%27octave+z%C3%A9ro%22&hl=fr&sa=X&ei=vtQbVbOtHYblUoyRhLAJ&ved=0CCAQ6AEwAA Traité de physique générale et expérimentale]'', [[Eyrolles]], 1962</ref>. Dans le système américain, la numérotation va de 0 à 8.
Dans le système français (et plus largement dans la notation latine), au-dessous de l'octave 1 se trouve l'octave -1. Il n'y a pas d'octave zéro<ref>{{harvsp|Abromont|2001|p=37-38}}</ref>{{,}}<ref>Pierre Fleury et Jean Paul Mathieu, ''[https://books.google.fr/books?id=NgAsAAAAIAAJ&q=%22pas+d%27octave+z%C3%A9ro%22&dq=%22pas+d%27octave+z%C3%A9ro%22&hl=fr&sa=X&ei=vtQbVbOtHYblUoyRhLAJ&ved=0CCAQ6AEwAA Traité de physique générale et expérimentale]'', [[Eyrolles]], 1962</ref>. Dans le système américain, la numérotation va de 0 à 8.


<center>'''Correspondances des différents systèmes de notation'''</center>
<center>'''Correspondances des différents systèmes de notation'''</center>
[[Fichier:Octaves notation.png|center|900px]]
[[Fichier:Octaves notation.png|center|900px]]


L'oreille humaine perçoit les sons dans des fréquences comprises entre quelques [[hertz]] et {{unité|15000|Hz}}{{Note|groupe=alpha|Les limites de reproduction des systèmes [[Hi-fi|haute-fidélité]] sont {{unité|20|et=20000|Hz}} ; en [[audiométrie]] on explore de {{unité|125|Hz}} à {{unité|16|kHz}} et pour les mesures de [[bruit]], on considère les basses fréquences à partir de {{unité|1|Hz}}, et jusqu'à {{unité|14|kHz}}. Les études [[psychoacoustique]]s ont montré que les personnes entraînées peuvent identifier les intervalles musicaux entre sons purs entre {{unité|60|Hz}} et {{unité|5|kHz}} environ {{harv|Demany|1999|p=48}}. Pour les sons musicaux en dessous de {{unité|60|Hz}}, les partiels plus aigus permettent d'identifier la note, bien qu'avec moins de précision. La limite aigüe est un peu plus haut que la note la plus aigüe du piano ([[Inharmonicité du piano|accordée à {{unité|4.2|kHz}} environ]]).}}, bien qu'en fait les limites dépendent du niveau sonore et de la durée du son et varient d'individu à individu<ref>{{ouvrage| langue = fr| prénom1 = Mario| nom1 = Rossi| lien auteur1 = Mario Rossi (ingénieur)| titre = Audio| lieu = Lausanne| éditeur = Presses Polytechniques et Universitaires Romandes| numéro d'édition = 1| année = 2007| isbn=978-2-88074-653-7| passage=126-130}}.</ref>. La note la plus grave d'un [[piano]] normal est le la{{exp|-2}} à {{unité|27.5|Hz}}{{Note|groupe=alpha|La note la plus grave du piano de concert [[Bösendorfer|Bösendorfer 290]] est le do{{exp|-2}}, à {{unité|16.35|Hz}}}}.
L'oreille humaine perçoit les sons dans des fréquences comprises entre quelques [[hertz]] et {{unité|15000|Hz}}{{Note|groupe=alpha|Les limites de reproduction des systèmes [[Hi-fi|haute-fidélité]] sont {{unité|20|et=20000|Hz}} ; en [[audiométrie]] on explore de {{unité|125|Hz}} à {{unité|16|kHz}} et pour les mesures de [[bruit]], on considère les basses fréquences à partir de {{unité|1|Hz}}, et jusqu'à {{unité|14|kHz}}. Les études [[psychoacoustique]]s ont montré que les personnes entraînées peuvent identifier les intervalles musicaux entre sons purs entre {{unité|60|Hz}} et {{unité|5|kHz}} environ {{harv|Demany|1999|p=48}}. Pour les sons musicaux en dessous de {{unité|60|Hz}}, les partiels plus aigus permettent d'identifier la note, bien qu'avec moins de précision. La limite aigüe est un peu plus haut que la note la plus aigüe du piano ([[Inharmonicité du piano|accordée à {{unité|4.2|kHz}} environ]]).}}, bien qu'en fait les limites dépendent du niveau sonore et de la durée du son et varient d'un individu à l'autre<ref>{{Ouvrage| langue=fr| prénom1=Mario| nom1=Rossi| lien auteur1=Mario Rossi (ingénieur)| titre=Audio| lieu=Lausanne| éditeur=Presses Polytechniques et Universitaires Romandes| année=2007| numéro d'édition=1| pages totales=782| passage=126-130| isbn=978-2-88074-653-7| lire en ligne=https://books.google.com/books?id=n6VrGMyYtkkC&printsec=frontcover}}.</ref>. La note la plus grave d'un [[piano]] normal est le la{{exp|-2}} à {{unité|27.5|Hz}}{{Note|groupe=alpha|La note la plus grave du piano de concert [[Bösendorfer|Bösendorfer 290]] est le do{{exp|-2}}, à {{unité|16.35|Hz}}}}.

{{exemple|nom=Exemples d'octaves justes|Commencent par une octave juste ascendante :
* ''[[Chantons sous la pluie|Singin' in the rain]]'',
* ''[[Over the Rainbow (chanson)|Over the Rainbow]]'',
* ''[[All by Myself (chanson)|All by Myself]]'',
* ''[[I Will Always Love You]]'',
* ''[[Hero (chanson de Mariah Carey)|Hero]]'',
* ''[[Read All About It (Part III)]]''{{etc}}
}}


== Divisions de l'octave ==
== Divisions de l'octave ==
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=== Octave et décade, cent et savart ===
=== Octave et décade, cent et savart ===
{{article détaillé|Cent et savart}}
{{article détaillé|Cent (musique)|Savart (musique)}}


Les petits écarts de fréquences se repèrent sur des échelles dont la plus petite division est inférieure au seuil de discrimination des auditeurs. Le [[Cent et savart|cent]] se définit comme un centième de demi-ton, c'est-à-dire un mille deux centième d'octave.
Les petits écarts de fréquences se repèrent sur des échelles dont la plus petite division est inférieure au seuil de discrimination des auditeurs. Le [[Cent (musique)|cent]] se définit comme un centième de demi-ton, c'est-à-dire un mille deux centième d'octave.


On exprime aussi ces écarts en [[Décade (physique)|décade]], c'est-à-dire en logarithme décimal de l'écart entre deux fréquences, autrefois plus simple à calculer. L'octave garde la faveur des praticiens entraînés à reconnaître des intervalles musicaux à l'oreille. Le millième de décade s'appelle le [[Cent et savart|savart]].
On exprime aussi ces écarts en [[Décade (physique)|décade]], c'est-à-dire en logarithme décimal de l'écart entre deux fréquences, autrefois plus simple à calculer. L'octave garde la faveur des praticiens entraînés à reconnaître des intervalles musicaux à l'oreille. Le millième de décade s'appelle le [[Savart (musique)|savart]].


La norme ISO 266:1997<ref>{{lien web|url=http://www.iso.org/iso/fr/catalogue_detail.htm?csnumber=1350 |titre=ISO 266:1997 Acoustique -- Fréquences normales |site=iso.org |consulté le=11 juin 2015}}.</ref> définit des bandes en décades et dixièmes de décades.
La norme ISO 266:1997<ref>{{lien web|url=http://www.iso.org/iso/fr/catalogue_detail.htm?csnumber=1350 |titre=ISO 266:1997 Acoustique -- Fréquences normales |site=iso.org |consulté le=11 juin 2015}}.</ref> définit des bandes en décades et dixièmes de décades.


== Autres dénominations ==
== Autres dénominations ==
L'intervalle d'octave a parfois été appelé autrefois, surtout dans des publications anglophones, par son nom grec issu du [[pythagorisme]] : '''diapasôn''', faisant suite au diatessarôn ([[Quarte (musique)|quarte]]) et au diapente ([[quinte]])<ref>{{ouvrage|titre=A new dictionary of the French and English languages|année=1905|passage=330|lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6359806b/f352}}. ; {{article|prénom=Jean |nom=Manold|titre=Dialogue des morts|périodique=Le Mercure musical|numéro=1|année=1905|passage=351|lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k57152392/f365}}.</ref>.
L'intervalle d'octave a parfois été appelé, surtout dans des publications anglophones, par son nom grec issu du [[pythagorisme]] : '''diapasôn''', faisant suite au diatessarôn ([[Quarte (musique)|quarte]]) et au diapente ([[quinte]])<ref>{{Ouvrage |langue=en |titre=A new dictionary of the French and English languages |année=1905 |passage=330 |lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6359806b/f352}}</ref>{{,}}<ref>{{article|prénom=Jean |nom=Manold|titre=Dialogue des morts|périodique=Le Mercure musical|numéro=1|année=1905 |passage=351|lire en ligne=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k57152392/f365}}.</ref>.


== Annexes ==
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=== Bibliographie ===
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* {{Ouvrage | prénom1=Adolphe | nom1=Danhauser | titre=Théorie de la musique | sous-titre=Édition revue et corrigée par Henri Rabaud | lieu=Paris | éditeur=Henry Lemoine | année=1929 | pages totales=128 | ismn=979-0-2309-2226-5 | id=Danhauser1929}}
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* {{Guide de la théorie de la musique}}
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* {{Ouvrage | prénom1=Pierre-Yves | nom1=Asselin | titre=Musique et tempérament | éditeur=Éditions JOBERT | année=2000 | pages totales=236 | isbn=2-905335-00-9}}
* {{Ouvrage | prénom1=Pierre-Yves | nom1=Asselin | titre=Musique et tempérament | éditeur=[[Éditions Jobert]] | année=2000 | pages totales=236 | isbn=2-905335-00-9}}
* {{ouvrage|prénom=Michèle |nom=Castellengo |titre=Écoute musicale et acoustique : avec 420 sons et leurs sonagrammes décryptés |lieu=Paris |éditeur=Eyrolles |année=2015 |isbn=9782212138726 |isbn10=2212138725 |pages totales=541, + DVD-rom |préface=Jean-Sylvain Liénard et Georges Bloch|présentation en ligne=http://www.eyrolles.com/Audiovisuel/Livre/ecoute-musicale-et-acoustique-9782212138726|passage=229-279 « Perception des qualités sonores : la hauteur des sons isolés »}}
* {{Ouvrage|prénom1=Michèle|nom1=Castellengo|préface=Jean-Sylvain Liénard et Georges Bloch|titre=Ecoute musicale et acoustique|sous-titre=Avec 420 sons et leurs sonagrammes décryptés|lieu=Paris|éditeur=[[Eyrolles]]|année=2015|pages totales=541, + DVD-rom|passage=229-279 « Perception des qualités sonores : la hauteur des sons isolés »|isbn=978-2-212-13872-6|isbn10=2212138725|présentation en ligne=http://www.eyrolles.com/Audiovisuel/Livre/ecoute-musicale-et-acoustique-9782212138726}}
* {{chapitre | prénom1=Laurent | nom1=Demany | titre chapitre=Perception de la hauteur tonale | auteurs ouvrage=Botte & alii | titre ouvrage=Psychoacoustique et perception auditive | lieu=Paris | éditeur=Tec & Doc | année=1999 | passage=48}}
* {{chapitre | prénom1=Laurent | nom1=Demany | titre chapitre=Perception de la hauteur tonale | auteurs ouvrage=Botte & alii | titre ouvrage=Psychoacoustique et perception auditive | lieu=Paris | éditeur=Tec & Doc | année=1999 | passage=48}}


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* [[Gamme tempérée]]
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* [[Circularité de hauteur sonore]]
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== Notes et références ==
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Octave juste do-do.

En musique, une octave est l'intervalle le plus consonant. Elle sert de base à la construction des gammes. En acoustique, cet intervalle correspond au doublement de sa fréquence fondamentale.

En solfège, son renversement est l'unisson. En électroacoustique, elle sert d'unité logarithmique de rapport de fréquences.

Définition[modifier | modifier le code]

La notion d'octave appartient principalement au domaine musical.

Principe d'équivalence[modifier | modifier le code]

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Octave juste do-do
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Le principe de l'identité des octaves était connu de l'Antiquité. Aristote écrit :

L’antiphone [l'octave] est produit par (les voix) des enfants et celles des jeunes gens et des hommes, lesquelles diffèrent d’intonation dans le même rapport que celui de la nète [la plus aiguë] à l’hypate [la plus grave]. Toute consonance est plus agréable qu’un son simple, pour quelles raisons, on l’a dit plus haut, et parmi ces consonances, l’octave est la plus agréable[1].

Boèce répète ce principe vers 600[2], puis Hucbald de Saint-Amand vers 900[3], Francisco de Salinas en 1577[4], Jean-Philippe Rameau en 1722[5] et nombre d'autres. Pour autant, il ne s'agit pas d'un phénomène universellement reconnu. « L'octave n'est en aucune manière un intervalle évident en lui-même dans la musique primitive », écrit Curt Sachs[6].

Le statut particulier de l'octave dans l'audition a été étudié et confirmé par des études psychoacoustiques. Il est possible qu'il s'agisse d'un biais culturel ; mais il pourrait aussi avoir une base physiologique[7].

Acoustique musicale[modifier | modifier le code]

Du point de vue de la production du son musical, si une corde ou une colonne d'air dans un tuyau vibre dans son mode normal à une fréquence de f Hz, une corde ou colonne de la moitié de sa longueur sonnera à l'octave supérieure (doublement des vibrations, f multiplié par deux). Diviser encore par deux la longueur aboutit à deux octaves (quart de la longueur, f multiplié par quatre), diviser encore par deux donne le huitième de la longueur et trois octaves.

Exemple des flûtes à bec :
  • La flûte à bec ténor mesure environ 60 cm,
  • la soprano, sonnant une octave au-dessus, mesure environ 30 cm,
  • le garklein, 15 cm.

À l'opposé, pour descendre d'une octave, la longueur doit être multipliée par deux, pour deux octaves par quatre, et pour trois octaves, par huit.

Exemple des hautbois :

Le hautbois, d'environ 60 cm, sonne deux octaves au-dessus du basson, d'à peu près 240 cm et trois octaves au-dessus du contrebasson, d'environ 480 cm.

Voir également les longueurs des tuyaux d'orgue.

Physique[modifier | modifier le code]

Les études sur les cordes et tuyaux vibrants des instruments de musique ont débouché sur la notion physique de fréquence. En définissant un son musical par sa fréquence fondamentale, on relie, malgré quelques anomalies, la perception musicale de la hauteur et la physique[8]. L'intervalle d'octave correspond au doublement de la fréquence fondamentale.

Octaves du la :

Si on choisit comme point de départ la note la, la fréquence fondamentale du diapason standardisé est 440 Hz. Les octaves situées de part et d'autre de cette note auront pour extrémités les fréquences : 55, 110, 220, 440, 880, 1 760 Hz, et ainsi de suite[a].

Le rapport des fréquences fondamentales de deux notes à l'octave est donc de 2 ; pour deux notes séparées de octaves, le rapport entre les fréquences est de . On a donc . Ceci établit une échelle logarithmique des fréquences, dont l'unité est l'octave. L'écart en octaves entre deux fréquences et quelconques est :

Écart en octaves :

avec le logarithme de base 2, qu'on peut calculer en divisant le logarithme du rapport par celui de 2 dans la même base.

Un écart nul correspond à un rapport de fréquence unitaire, donc des fréquences égales. Si l'écart est positif, la fréquence est plus grande que la fréquence . Les définitions de la physique sont indépendantes de la perception humaine ; mais s'il s'agit de fréquences sonores audibles, le son correspondant à est plus aigu. Inversement, si l'écart est négatif, la fréquence est plus petite que la fréquence et le cas échéant le son en est plus grave.

L'octave que l'acoustique définit rigoureusement ne coïncide pas exactement avec la perception musicale pour les notes les plus aiguës du piano.

Usage technique[modifier | modifier le code]

Les techniques de l'électronique se sont appliquées, depuis les années 1920, à la reproduction musicale. On exprime souvent les rapports de fréquences du signal électrique en octave et en fractions d'octave, bien qu'on préfère souvent la décade[9]. Par exemple, les filtres de pondération des mesures de la sonie se définissent en tiers d'octave ou en octave ; les réglages des égaliseurs dits graphiques présentent une tirette verticale par tiers d'octave ; la pente d'un filtre électronique s'exprime souvent en décibels par octave.

Exemple — pente d'un filtre du premier ordre :

La pente d'un filtre passe haut du premier ordre peut se dire :

  • de 6 dB par octave,
  • de 20 dB par décade,
  • de 1.

Dans ce dernier cas, on sous-entend que la pente de l'asymptote sur le diagramme de Bode est 1, c'est-à-dire que le logarithme du niveau est égal à celui du rapport de la fréquence à la fréquence de coupure.

Le spectre sonore s'étend sur une dizaine d'octaves, de quelques hertz à environ 16 kHz. Les mesures acoustiques pouvant s'étendre dans les infrasons et dans les ultrasons, la norme ISO 266:1997 définit des intervalles d'octave, demi-octave et tiers d'octave autour de la fréquence de référence de 1 kHz, centrés de 1,25 Hz à 20 kHz.

Solfège[modifier | modifier le code]

L'octave est l'intervalle qui sépare deux notes de même nom[10]

Pour différencier les octaves de notes de même nom, on indique un numéro d'octave. Le changement d'octave se fait à partir du do : on passe du si2 au do3. La convention française donne le numéro 3 à l'octave qui contient le la du diapason à 440 Hz, qui se note « la3 ». Dans ce système, le la de 220 Hz sera le la2.

Les logiciels d'édition et composition musicales les plus répandus utilisent la convention dite scientifique, en vigueur aux États-Unis, dans laquelle la numérotation des octaves commence à zéro, et qui par conséquent ont une unité de plus. Le la3 est ainsi noté A4[11].

Dans le système français (et plus largement dans la notation latine), au-dessous de l'octave 1 se trouve l'octave -1. Il n'y a pas d'octave zéro[12],[13]. Dans le système américain, la numérotation va de 0 à 8.

Correspondances des différents systèmes de notation

L'oreille humaine perçoit les sons dans des fréquences comprises entre quelques hertz et 15 000 Hz[b], bien qu'en fait les limites dépendent du niveau sonore et de la durée du son et varient d'un individu à l'autre[14]. La note la plus grave d'un piano normal est le la-2 à 27,5 Hz[c].

Exemples d'octaves justes :

Divisions de l'octave[modifier | modifier le code]

Demi-ton[modifier | modifier le code]

La gamme au tempérament égal divise l'octave en douze intervalles en progression géométrique. Chacun de ces demi-tons correspond à un rapport de fréquences fondamentales de , soit environ 1,06.

Tiers d'octave ou dixième de décade[modifier | modifier le code]

L'intervalle du demi-ton, utile à la musique, est trop étroit pour des applications scientifiques et techniques. Dans ce contexte, on divise, si nécessaire, l'octave en tiers. Un tiers d'octave correspond à un rapport de fréquences d'un peu plus d'un quart (1,26 environ). On retient facilement la série des valeurs normalisées, 100, 125, 160, 200, 250, et ainsi de suite, les valeurs doublant en trois étapes.

La série ISO 266:1997 en tiers d'octave et celle en dixième de décade coïncident à moins de un pour cent près. Une décade correspond à un facteur 10, dix tiers d'octave correspondent à un facteur 10,08[d]. Le principe d'incertitude rend la différence négligeable pour les durées d'analyse ordinaires.

Octave et décade, cent et savart[modifier | modifier le code]

Les petits écarts de fréquences se repèrent sur des échelles dont la plus petite division est inférieure au seuil de discrimination des auditeurs. Le cent se définit comme un centième de demi-ton, c'est-à-dire un mille deux centième d'octave.

On exprime aussi ces écarts en décade, c'est-à-dire en logarithme décimal de l'écart entre deux fréquences, autrefois plus simple à calculer. L'octave garde la faveur des praticiens entraînés à reconnaître des intervalles musicaux à l'oreille. Le millième de décade s'appelle le savart.

La norme ISO 266:1997[15] définit des bandes en décades et dixièmes de décades.

Autres dénominations[modifier | modifier le code]

L'intervalle d'octave a parfois été appelé, surtout dans des publications anglophones, par son nom grec issu du pythagorisme : diapasôn, faisant suite au diatessarôn (quarte) et au diapente (quinte)[16],[17].

Annexes[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Adolphe Danhauser, Théorie de la musique : Édition revue et corrigée par Henri Rabaud, Paris, Henry Lemoine, , 128 p. (ISMN 979-0-2309-2226-5)
  • Claude Abromont et Eugène de Montalembert, Guide de la théorie de la musique, Librairie Arthème Fayard et Éditions Henry Lemoine, coll. « Les indispensables de la musique », , 608 p. [détail des éditions] (ISBN 978-2-213-60977-5)
  • Pierre-Yves Asselin, Musique et tempérament, Éditions Jobert, , 236 p. (ISBN 2-905335-00-9)
  • Michèle Castellengo (préf. Jean-Sylvain Liénard et Georges Bloch), Ecoute musicale et acoustique : Avec 420 sons et leurs sonagrammes décryptés, Paris, Eyrolles, , 541, + DVD-rom (ISBN 978-2-212-13872-6, présentation en ligne), p. 229-279 « Perception des qualités sonores : la hauteur des sons isolés »
  • Laurent Demany, « Perception de la hauteur tonale », dans Botte & alii, Psychoacoustique et perception auditive, Paris, Tec & Doc, , p. 48

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. On parle ici de sons musicaux suffisamment riches en partiels harmoniques. Pour un son pur, sans harmoniques, la perception d'un même intervalle tonal exige une multiplication de la fréquence par un facteur qui augmente avec la fréquence. On a déterminé à partir d'expériences avec les sons purs une échelle de Mel qui diverge notablement de la progression géométrique prévue par la théorie musicale (Demany 1999, p. 46-47). Les instruments de musique comportant des partiels pratiquement harmoniques, ceux-ci contribuent à la sensation sonore, et pour la musique l'écart à la théorie est en pratique moindre. Pour une octave qui sonne juste, il faut augmenter un peu la fréquence d'accord au-delà de 500 Hz. Pour la note la plus aigüe du piano, cet ajustement est de l'ordre de 20 cents, soit 1 % (voir Inharmonicité du piano). Cette légère divergence est sans commune mesure avec celle de l'échelle des mels : c'est que même pour les notes les plus aiguës du piano, les trois premières harmoniques sont présentes et dans le domaine audible.
  2. Les limites de reproduction des systèmes haute-fidélité sont 20 et 20 000 Hz ; en audiométrie on explore de 125 Hz à 16 kHz et pour les mesures de bruit, on considère les basses fréquences à partir de 1 Hz, et jusqu'à 14 kHz. Les études psychoacoustiques ont montré que les personnes entraînées peuvent identifier les intervalles musicaux entre sons purs entre 60 Hz et 5 kHz environ (Demany 1999, p. 48). Pour les sons musicaux en dessous de 60 Hz, les partiels plus aigus permettent d'identifier la note, bien qu'avec moins de précision. La limite aigüe est un peu plus haut que la note la plus aigüe du piano (accordée à 4,2 kHz environ).
  3. La note la plus grave du piano de concert Bösendorfer 290 est le do-2, à 16,35 Hz
  4. Dix octaves correspondent à une multiplication de fréquence dix fois par deux, soit en tout 1024, tandis que trois décades font un facteur 1000. On compare le rapport d'une décade à la racine cubique de celui de dix octaves. La racine cubique de 1024 est à peu près 10,08.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Aristote, Problèmes musicaux, 39. Traduction française de Ruelle, Revue des Études grecques IV/15, 1891. En ligne
  2. A. M. S. Boetius, De institutione musica, Livre 5, chapitre X. En ligne
  3. Hucbald de Saint-Amand, Musica, vers 900, Gerbert, Scriptores I, p. 107
  4. Francisco Salinas, De musica libri septem, Salamanca, 1577, p. 52-53
  5. Jean-Philippe Rameau, Traité de l'harmonie réduite à ses principes naturels, Paris, Ballard, 1722, p. 6-9.
  6. « ... the octave is by no means a self-evident interval in primitive music ». (en) Curt Sachs et Jaap Kunst (ed.), The Wellsprings of Music, La Haye, Martinus Nijhoff, , p. 54.
  7. Demany 1999, p. 54.
  8. Castellengo 2015, p. 230.
  9. Tahar Neffati, L'électronique de A à Z, Paris, Dunod, , p. 213.
  10. Adolphe Danhauser, Théorie de la musique, Paris, Hachette, (lire en ligne), p. 9.
  11. Abromont 2001, p. 564
  12. Abromont 2001, p. 37-38
  13. Pierre Fleury et Jean Paul Mathieu, Traité de physique générale et expérimentale, Eyrolles, 1962
  14. Mario Rossi, Audio, Lausanne, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, , 1re éd., 782 p. (ISBN 978-2-88074-653-7, lire en ligne), p. 126-130.
  15. « ISO 266:1997 Acoustique -- Fréquences normales », sur iso.org (consulté le ).
  16. (en) A new dictionary of the French and English languages, (lire en ligne), p. 330
  17. Jean Manold, « Dialogue des morts », Le Mercure musical, no 1,‎ , p. 351 (lire en ligne).