Depuis quelques années, les milieux professionnels de la lutherie s*interrogent sur la rareté, la qualité et les prix des bois entrant dans la constitution des- instruments de musique à cordes. rϋη ce qui concerne les archets nécessitant des. bois durs à haute per¬ formance mécanique, tel que le PEH AiBOαC, importé du Brésil, les problèmes d'approvisionnement se posent de la même manière. L'accroissement prodi¬ gieux, durant ces dernières décades, de la consommation pour la construc¬ tion et le mobilier nécessitent des abattages s*opérant de plus en plus vers le coeur de la forêt plus chaud et plus humide. U. en résulte des essences d» rbres ayant des structures fibreuses de plus en plus relâchées, ce qui confère aux objets des caractéristiques mécaniques amoindries.

Far ailleurs, les exportateurs face à cette situation, conscients des perspectives de pénuries (les cycles de régénération de ces essences d'ar¬ bres se comptent en siècles), tendent à hausser leurs prix et instituent dea réglementations d'approvisionnement de plus en plus rigides, notamment ris à vis de la liberté du choix des lots.

Cette situation incite donc, pour protéger cette branche artisiique, à rechercher des solutions de remplacement satisfaisantes.

Ainsi, les nouveaux matériaux composites à haute performance mécani¬ que (haut module d'élasticité et haute résistance pour une faible densité) ^• tel que les fibres de carbone récemmentcommercialisées sont les seules à pouvoir apporter une solutio comme nous avons pu le vérifier par la réali¬ sation de prototypes suivant le procédé décrit ci-après.

Ce procédé, que nous nous proposons de développer, relève de la tech¬ nique du moulage par moule en demi-coquilles symétriques par rapport au plan de symétrie d'une baguette modèle traditionnelle (Fig. 1) et de celle du "drapage" ou de la "stratification" des matériaux filamentaires unidi¬ rectionnels enrobés de résine polymérisant à la température ambiante.

H consiste, plus précisément (Fig _* 2), à disposer longitudinalement de» faisceaux (201) de mèches de fibres de carbone, préalablement imprégnés d'une résine pigmentée, dans les deux demi-empreintes des moules.

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Ces moules d _θ mi-coquill.β3 sont munis de 2 pions de centrage assurant la parfaite position des deux éléments au moment de leur assemblage par collage ou surmouïagβ. us sont de plus munis des "noyaux" assurant la re¬ production de tous les évidements fonctionnels de la baguette d'archet conventionnelle (Fig _* 1 et 2) à savoir s

- la mortaise de la pointe (202)

- la mortaise (203) pour le logement du système vis-écrou de mise sous tension des crins

- l'alésage (204) pour le passage de la vis du bouton de commande

- la portée avant de cette vis (205)

_% Ces moules peuvent être soit métalliques avec gravure de l'empreinte ou réalisés beaucoup plus économiquement à l'aide d'un châssis en bois rempli d'une résine silicone qui assurera le surmoulage direct de la ba¬ guette modèle.

Le nombre et les différentes longueurs des mèches de carbone cons¬ tituant les faisceaux (201 ) dont dépendent en définitive les propriétés mécaniques de la baguette sont définis par le. calcul qui tient compte des caractéristiques de la fibre (densité, section, module d*élasticité),cde délie (densité, module d'élasticité) et de la rigidité que l'on souhaite conférée à la baguette.

L'expression mathématique donnant le nombre If de mèches en fonction de la section D (variable le long de la baguette) est pour une demi- empreinte : _w TT ^£ a~ R D*

^{H "} * ^x ζ^ς ^x ς où E_ est le module'.de la fibre de carbone Ep celui de la résine

E_ celui du bois que l'on se propose de remplacer- D le diamètre de la baguette en un point considéré de la longueur de cette dernière Sg la section de la mèche de fibre de carbone

Le système de résine destiné à l'enrobage de» fibres de carbone a été choisi en fonction des critères suivants _t .

- bonne compatibilité a*ec la fibre de carbone, notamment du point de vue de la mouillabilité

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O H

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- condition de mise en oeuvre (polymérisation à température ambiante pour éviter les déformations après cuisson)

- bonne résilience (résistance au choc)

- aptitude à la pigmentation

^: Le système retenu est du type "résine époxyde assouplie" poly érisant à "froid" qui lui confère les propriétés attendues, c'est-à-dire :

- un. module d'élasticité de 2000 MPa et

- un allongement à rupture de 8 à.10 %

Une baguette d'archet de violoncelle a été réalisée suivant le pré¬ sent procédé à titre de démonstration.

Sa définition a été établie à partir des caractéristiques de poids et d ¹ élasticité d'une baguette traditionnelle en bois de FEHH BOUC. Le diagramme de la Fig. 3 permet de jjuger du résultat obtenu.

La préparation des faisceaux de mèche3 s'effectue sur un plan de travail adapté illustré par la Fig.4. Ce dispositif permet de regrouper les opérations de débit^d'enduction (401) des mèches (402) et de consti¬ tution des faisceaux à leur longueur souhaitée.

Après dépôt d'un agent séparateur (démoulage) dans les empreintes des moules, on coule une certaine quantité de la résine préalablement mi- xée et pigmentée de manière à constituer la "peau" externe des pièces.

Le drapage des faisceaux dans les moules s'effectue suivant la con¬ figuration schématisée par la Fig _* 2 en commençant par le faisceau prin¬ cipal se prolongeant en s'épanouissant dans la pointe (206). Quelques mè¬ ches de renfort (207) de la mortaise (202) sont disposées perpendiculai¬ rement aux trajectoires du faisceau principal.

Après la dépose des autres faisceaux, on insère et cale dans l'axe des deux demi-éléments un noyau central profilé (208) réalisé dans un matériau de faible densité (balsa ou polystyrène expansé).

Après observation du temps nécessaire à la polymérisation à tempé¬ rature ambiante, on procède au déraoulagβi à la mise à la cote d'épaisseur des deux éléments de la baguette, puis~à leur assemblage provisoire par adhésif double face pour permettre les contrôles- de mas3β et de position du centre de gravite.

Bien qu'il ^, n'existe pas encore de spécifications relatives à la position du centra de gravité des baguettes d'archet, il serait possible, à ce stade du procédé, d'effectuer 'des corrections soit à la pointe par

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détourage ou lestage, soit, par lestage dans le prolongement de la portée - avant de la vis du bouton (205).

L'assemblage définitif des deux éléments de la baguette est ensuite assuré par collage sous pression, à température ambiante, à l'aide du même système de résine décrit ci-dessus, ce qui assurera ainsi la parfaite ho-- mogénόitό mécanique de l'ensemble.

Le correct maintien ^"a leur position relative des deux éléments pendant le durcissement de la colle est obtenu par leur mise en place dans leurs empreintes respectives et munis de leurs noyaux. Après fermeture du moule, on exerce une pressio mécanique de manière à chasser l'excédent de colle.

Les dernières opérations de finition avant le montage classique de l'archet consistent à ébavurer l'excédent de colle, poncer et polir la baguette.

Le contrôle de la caractéristique d'élasticité de la baguette s'ef¬ fectue par l'essai de flexion du type à une extrémité encastrée (voir le schéma accompagnant la Fig» 3).Cet essai simple peut être aisément réali¬ sé à l'aide de l'appareil dont le principe est illustré par la Fig. 5. Il comprend un bâti (501) supportant un système de serrage (502) de l'extré¬ mité côté hausse de la baguette assurant., ainsi, l'encastrement désiré.

Ce système de serrage est réglable en position dans le plan verti¬ cal"dubâti et latéral de l'étau (502) pour tenir compte des diverses for¬ mes et dimensions suivant les types de baguettes. Au droit de la pointe de l'archet, le bâti supporte le système d'application de l'effort constitué par s

- une vis (503) se vissant dans l'étrier (504) lié au bâti et agis¬ sant sur la pièce (505) assure la compression du ressort étalonné (506). La pièce (505) est porteuse de deux indexes (507) et (508) permettant la lecture d'une part,des déplacements de la pointe de i'archet sur la ré¬ glette graduée (509) fixée au bâti et, d'autre part des efforts appliqués lus sur la réglette (510).

Les avantages découlant de l'emploi du présent procédé de réalisa¬ tion de baguettes d'archets en matériau composite, par rapport à l'état actuel de la technique, sont nombreux. 3n effet, en plus du fait qu'il constitue un paliatif satisfaisant aux carences éventuelles des matériaux naturels, ce procédé entraîne les avantages suivants :

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- une mise en oeuvre simple, industrielle, ne nécessitant que peu de fa¬ çonnage à l'outil, comparativement à celle des baguettes traditionnelles en bois exigeant une habileté manuelle exceptionnelle ou même vis-à-vis d'autres procédés (# ) par enroulement circonférentiel de fibres nécessi¬ tant alors des. machines spéciales à bobiner.

- ajustage précis et continu des propriétés mécaniques de rigidité et de la asse de la baguette permettant ainsi une optimisation rapide de la définition d'un archet en fonction des desideratas personnels de l'ar¬ tiste

- respect de la forme générale actuelle propre à chaque type d'instrument, cette forme résultant d'une longue évolution à travers plusieurs siècles

- une plus grande résistance mécanique globale pour une masse équivalente aux archets traditionnels, grâce à la disposition longitudinale des faisceaux fibreux parallèlement à la fibre neutre de la baguette, com¬ parativement à d'autres dispositions, ou, dans le cas des baguettes en bois dont la texture est correctement orientée, mais aléatoirement in¬ terrompue par l'outil de coupe

- cet aspect est encore plus intéressant dans la zone critique de la pointe où, grâce à la prolongation (206) des trajectoires des mèches du faisceau principal du fût de la baguette et à leur repartition dans toute l'étendue de la pointe, on obtient ici une solidité nettement su¬ périeure aux baguettes de bois

- une meilleure stabilité dans le temps au vieillissement et aux varia¬ tions de température et d'hygrométrie de l'atmosphère ambiante. Le car¬ bone ne vieillit pas et son coefficient de dilatation thermique est pratiquement négligeable

- le procédé par moulage des baguettes d'archets assure, par ailleurs, l'interchangeabilité avec les accessoires rapportés (hausse et boutons) qui seraient fabriqués suivant un procédé de moulage. Actuellement, l'interchangeabilité de ces accessoires est rendu impossible par la confection artisanale

- enfin, le choix de la disposition longitudinale des faisceaux de fibres assure, dans une certaine mesure, un aspect esthétique rappelant celui du veinage du bois, puisque l'orientation de la texture de ce dernier- coïncide avec celle, des fibres de mèches de carbone du présent pro¬ cédé

* Brevet d'invention N°1515007 G10D PV N°77682 "Perfectionnements aux archets des. instruments de musique"

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