Cadres de piano : la fonte et la puissance

Les cadres de la puissance

La fonte a donné au piano équipé d’un cadre métallique la puissance nécessaire pour répondre aux attentes des compositeurs romantiques et contemporains… et pour se faire entendre dans les grands halls de concert.

Du clavecin, instrument aristocratique dédié aux salons au grand piano de concert romantique capable d’être entendu dans Carnegie Hall ou la Salle Pleyel (sans sonorisation), c’est un changement de technique, mais aussi de civilisation qui s’est opéré. La fonte y a sa part.

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La musique a besoin de caisse de résonance; les cordes pincées ou frappées ne peuvent être entendues que si elles sont « accrochées » physiquement à une surface qui va, elle aussi vibrer, mais amplifier le son. Les technologies utilisées se sont orientées dans deux directions: le volume, le plan. Le volume, c’est le violon, le plan, c’est la table d’harmonie du piano. Dans les deux cas, on joue de la qualité du matériau.

 

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La lyre antique, celle d’Orphée, est composée d’un cadre, de cordes et d’une caisse résonante. Les cordes de la lyre, en nombre très variable (pentacorde, heptacorde, etc.), étaient pincées, frappées du bout des doigts ou jouées avec un plectre. La table d’harmonie de peau ou de bois était collée sur les bords de la caisse; les deux bras imitaient deux cornes d’animaux et étaient maintenus par une traverse. On désigna cet instrument de noms divers: chelys (qui rappelle l’utilisation de la carapace de tortue comme caisse dans de nombreux cas), cithara, barbitos.

Flûte et lyre: un conflit de civilisation

L’étude comparée des légendes antiques laisse assez bien deviner le conflit de deux couches de civilisations, s’exprimant chacune par une musique propre et des instruments caractéristiques. L’une, sédentaire et agricole, engendre des mythes chthoniens célébrant en symboles le retour des saisons et la croissance des récoltes, principalement la vigne. Elle s’exprime par des percussions et des instruments à vent, dont l’aulos deviendra le chef incontesté. Autour de Dionysos s’organisent des processions carnavalesques où l’on chante, boit et danse, et d’où bientôt sortiront le dithyrambe, puis le drame satyrique, enfin la comédie et la tragédie classiques, même si, de temps à autre, cette origine se voit sporadiquement discutée.
Sur ces peuples sédentaires déferle, périodiquement, la masse tantôt pacifique et tantôt belliqueuse d’une autre civilisation, pastorale et nomade, qui possède elle aussi ses dieux, ses mythes et ses coutumes. Ses instruments préférés ne sont plus l’aulos à anche végétale, mais la lyre ou la cithare aux cordes de boyau animal. À Hermès et à Pluton, ils opposent Apollon, et le combat cruel de ce dernier avec le satyre Marsyas, joueur d’aulos, symbolise la lutte des deux conceptions; leur réconciliation finale marquera l’avènement d’une autre période, coïncidant à peu près avec l’entrée dans l’histoire.

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la leçon de piano

La lyre donne des pouvoirs surnaturels: Orphée charme les animaux, même les pierres. On connaît l’histoire d’Amphion: le fils d’Antiope et de Jupiter bâtit les murs de Thèbes en jouant de la lyre; au gré des sons, les pierres venaient prendre chacune sa place. La fortune du mot lyrisme nous rappelle cette importance.
La lyre, la cithare débouchent tout naturellement sur des instruments où les cordes ne sont plus verticales, entre les mains du citharède, mais couchées, ce qui permet d’augmenter la taille, le nombre des cordes. Le cymbalum hongrois (tympanon) en est un exemple.
Le Moyen-âge occidental verra émerger un instrument à cordes, horizontal, sur table d’harmonie plate, où sont tendues les cordes. Dans l’histoire du clavecin, quel est l’ancêtre? Le clavecin commence à apparaître, textes et documents iconographiques en font foi, notamment un manuscrit dû à Henri-Arnault de Zwolle, médecin et astronome à la cour de Bourgogne, puis auprès de Louis XI, à la fin du XVe siècle. Il prendra des noms divers: virginal chez les Anglais, épinette pour des instruments français plus simples, clavicembalo chez les Italiens. On utilise la corde grattée; le piano est une tout autre famille, celle des cordes frappées dont l’ancêtre est le clavicorde et plus ancien encore, le psaltérion et le tympanon.
Le piano est né de l’association d’un clavier utilisé comme base de la réalisation de l’écriture musicale et d’une percussion contre des cordes tendues sur une structure de résonance (cadre, caisse et table d’harmonie).
Bartolomeo Cristofori (vers 1709), aurait inventé la première mécanique de gravicembalo col piano e forte (« clavecin avec les nuances douces et fortes »): c’était un instrument à clavier et à marteaux susceptible de moduler l’intensité sonore en fonction d’une frappe plus ou moins accentuée sur la touche. Cet instrument, appelé d’abord « pianoforte », prit ensuite, par simplification, le nom de « piano ». Les premiers instruments fabriqués en Europe n’eurent guère de succès auprès des compositeurs et musiciens. Il fallut attendre 1770 pour qu’un disciple de Silbermann, Johann Andreas Stein, inventât la « mécanique autrichienne » au clavier souple et léger, manquant de force mais à la sonorité fine et chantante, laquelle enthousiasma Mozart, qui abandonna le clavecin au profit du nouvel instrument.

Le siècle suivant fut une féconde période de développement de la facture des pianos, ainsi que du répertoire consacré à cet instrument. En un demi-siècle furent inventées les principales techniques qui caractérisent encore les pianos d’aujourd’hui: mécanique renforcée de John Broadwood en Angleterre; double échappement de Sébastien Érard, breveté en 1821 (possibilité de retenir le marteau après un son frappé pour faciliter la répétition); cadres métalliques (Alpheus Babcock en 1825 aux États-Unis); cordes croisées (Henri Pape en 1828) et marteaux garnis de feutres

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détail d’un cadre de piano en fonte

Si on est passé du clavecin au piano, tel que nous le connaissons, c’est que les temps romantiques attendaient un tel instrument. Avec la fin de salons aristocratiques, le son raffiné mais discret de la corde pincée ne fait plus le poids: les concerts publics arrivent et le soliste doit se faire entendre d’un auditoire de plus en plus grand (ne serait-ce que pour rentabiliser les abonnements). Mais il y a autre chose: la musique du XVIIIe siècle est bâtie autour de l’ornement baroque ou rococo. La musique romantique, dès Mozart qui la préfigure, a besoin d’expressivité fondée sur la nuance, dont la capacité de moduler la puissance. Plus on avance dans le temps, plus on a besoin de faire gronder les basses, de faire chanter les notes médium, là où le piano excelle. Les compositeurs attendaient cette révolution technique pour mettre en ondes leurs exigences artistiques. On passe du préromantisme de Mozart à la virtuosité de Liszt pour aboutir à Stravinsky qui poussait la provocation très loin en disant: « je considère le piano comme incapable d’exprimer quoique ce soit » et qui le traitait comme une percussion. John Cage achèvera le tout en inventant le piano préparé, bricolé à coup de papier, de boulons… pour en changer la sonorité.

Comment avoir de la puissance?

L’évolution du piano tient également à l’évolution de la technique. Comment avoir de la puissance? En mettant des cordes plus fortes, plus grosses, tendues de plus en plus intensément. Mais le cadre bois traditionnel, généralement de l’épicéa, ne résiste pas à la tension demandée: le bois se fend. Il faudra donc attendre l’invention du cadre métallique par un Américain pour passer à la tension supérieure.
Ce mécanisme est très avantageux pour le jeu rapide. Amélioré par Henri Herz vers 1840, le principe du double échappement devint finalement le mécanisme standard des pianos à queue, utilisé par tous les facteurs. (La firme Erard déposa en France et en Angleterre, plusieurs centaines de brevets décrivant des améliorations importantes des pianos) Le déclin de la firme Erard fut en partie dû à sa volonté de conserver l’instrument à cordes parallèles (ou obliques) dans lequel l’homogénéité du son est meilleure entre les basses et les mediums. Malgré la tendance, Erard continua longtemps à produire instruments à cordes parallèles et instruments à cordes croisées. D’autres innovations importantes ont été apportées durant cette période:

* l’utilisation de trois cordes au lieu de deux pour toutes les notes sauf les plus graves.
* le cadre métallique: situé au-dessus de la table d’harmonie, il sert à contenir la tension des cordes. Le cadre métallique fut la solution permettant de résister alors que les cordes devenaient plus épaisses, plus tendues et en plus grand nombre (la tension des cordes d’un piano de concert moderne avoisine les 20 tonnes). Le cadre métallique fur inventé en 1825 à Boston par Alpheus Babcock, achevant la tendance d’utiliser de plus en plus de parties métalliques pour renforcer le piano.
* le croisement des cordes, les cordes basses, passant au-dessus des cordes blanches, et portant sur un chevalet séparé. Cette configuration répartit mieux les tensions mais permet surtout une plus grande longueur de cordes donc une plus grande puissance.
* les marteaux recouverts de feutre: les cordes en acier, plus dures, nécessitent l’usage d’un marteau plus mou afin de conserver une belle sonorité. Les marteaux recouverts de feutre compressé furent introduits par le fabricant parisien Jean-Henri Pape en 1826; ils sont désormais utilisés universellement.
* la pédale tonale, inventée en 1844 par Jean Louis Boisselot et améliorée par le facteur Steinway en 1874.
Le piano de concert moderne atteignit sa forme actuelle aux alentours du début du XXe siècle. L’importance de la mécanique, très complexe, est vantée par Yamaha, grand rival de Steinway « Les cadres des pianos sont moulés sous vide, ce qui permet d’éliminer les défauts et les imperfections de la fonte, puis fixés par un système de connexion réglable permettant de contrôler précisément la position des cordes, essentielle pour obtenir une qualité sonore optimale. Un collecteur de vibration en métal assure une connexion entre le barrage et le cadre, réfléchissant l’énergie sonore à travers la structure harmonique pour offrir une plus grande résonance. »
« Les tables d’harmonie et les barres de table en épicéa massif offrent une grande amplitude sonore. Les tables d’harmonie sont en épicéa clair de grande qualité, traité par un système exclusif qui garantit la voûte, appelée charge pour la table d’harmonie. »
« Ce système est encore renforcé par les barres de table en épicéa disposées sur toute la longueur de la table et solidement mortaisées et collées dans la ceinture intérieure. Des essences de bois de grande densité et à grain fin sont choisies pour confectionner les chevalets, afin d’assurer une transmission optimale des vibrations des cordes. Les crémaillères et les pointes des chevalets permettent également la parfaite position des cordes et la transmission de leurs vibrations »
« Produites à partir de fils d’acier spécial et de cuivre pur, les cordes sont installées à l’aide d’équipements spéciaux pour assurer une stabilité et une régularité parfaites de la tension. Le système d’échelle duplex, permet d’accorder les longueurs non “vibrantes” des cordes, afin d’enrichir le son fondamental avec des harmoniques complémentaires. »
La technique de la fonte sous vide adoptée au Japon n’a pas toujours existé. La fonte des cadres de piano dont la Haute-Marne s’était fait une spécialité à Saint-Dizier, Allichamps, puis ensuite à Dommartin, Chevillon et Vaux-sur-Blaise, était donc une production à la fois classique et délicate compte tenu de la complexité et de la dimension de la pièce, notamment pour les grands pianos à queue. Dommartin-le-Franc présente toute une série de modèles de la fonderie Viry à Allichamps en bois pour pianos familiaux (le piano droit) jusqu’au grand piano de concert. D’autres modèles métalliques coulés par la famille Cordier sont également conservés: les grands noms des facteurs de piano sont inscrits dans la fonte, témoignant de la renommée de la fonte. C’est une activité pratiquement éteinte parce que les productions françaises sont disparues: plus de donneurs d’ordre, alors qu’il existe un marché, mais qui a été pris pour l’entrée de gamme par les facteurs asiatiques et pour le haut de gamme par les incontournables Steinway, Yamaha, Bösendorfer…

Dominique Perchet

(article publié dans la revue Fontes n° 60-61)


À propos de la fabrication des cadres à piano

(propos recueillis par Elisabeth Robert-Dehault)

Cette fabrication a été originale: c’est, sur le plan technique, une prouesse. Pourtant, nous ne disposons que de peu de documentation. Aussi l’ASPM a été recueillir des souvenirs de personnes qui ont connu cette activité.

François Viry

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« Les cordes des pianos sont fixées sur un cadre qui doit résister sans déformation à des tensions importantes. Au départ, ce cadre a été réalisé en bois. Mais, avec les variations de la température et de l’humidité de l’air, le piano est vite désaccordé. On remplaça le bois par la fonte en cherchant un compromis entre rigidité et poids. La structure du cadre est donc très évidée et est munie de nombreuses nervures pour qu’elle soit suffisamment résistante. Mais, au moment du refroidissement après la coulée de la pièce, les nervures créent des tensions qui produisent un voilage du cadre. »
« Pour obtenir des pièces les plus planes possibles, le modèle qui sert à les mouler doit être légèrement cintré à l’inverse des déformations constatées. Seule l’expérience et des essais successifs permettent d’obtenir un résultat acceptable. »
« Une fois la coulée faite, il faut laisser le cadre refroidir dans le moule sans le décocher immédiatement. Toujours pour éviter des déformations ultérieures, on stockait les cadres à l’air libre pendant plusieurs mois. Pour gagner du temps, on leur fait de préférence subir un traitement dans un four de stabilisation. »
« Le fondeur de cadres à piano doit mettre au point une qualité de fonte à la fois résistante, facile à percer et possédant une bonne coulabilité. »

Voir également  l’article sur la famille Viry

Bernard Cordier

IMG_8582 « Allichamps a fabriqué des cadres à piano en fonte probablement dès 1901 pour pianos droits et à queue, et a travaillé pour Gaveau, Pleyel, Klein, Erard. Un catalogue aurait été édité par la fonderie dans les années 1920. Des cadres ont également été fabriqués pour l’Angleterre et la Norvège. »
« Entre 1979 et 2003, à Allichamps, puis Dommartin-le-Franc et Chevillon, M. Cordier a poursuivi la fabrication des cadres pour Rameau (disparu en 1985). Cette entreprise deviendra Piano de France à Alès, puis Pleyel-Gaveau après le rachat des brevets aux Allemands. Après 2003, Piano de France confiera la fabrication des cadres à une entreprise tchèque. Entre le cadre en bois et le cadre en fonte, il y a eu la fabrication de cadres en bois et fonte. »
« Un cadre à piano doit être rigoureusement plat. Pour cela, il fallait un modèle en bois légèrement cintré afin de compenser la déformation de la fonte au moment du refroidissement dans le moule. Le calcul de la contre-flèche se faisait de façon empirique au début, par cintrage progressif du modèle. La mise au point pouvait prendre plusieurs mois. »
« Jusqu’en 1947-1948, les moules étaient serrés à la main. Puis le moulage se fera sur des secoueurs (machines à mouler Klein – Montreuil-sous-Bois, dont la taille était adaptée à la surface du cadre à piano. Le mouleur terminait toujours le serrage du moule à la main. »
« La fabrication se fait en fonte GL semi-phosphoreuse ou en fonte hématite aujourd’hui, et non GS pour respecter la sonorité. La mise au point du bain est très précise. La coulée se fait à 3 poches, au centre du moule et à la périphérie afin que la température soit uniforme »
« L’entreprise Cordier continue d’usiner les cadres tchèques à Vaux-sur-Blaise, avec une machine à commande numérique. L’usinage consiste à percer le cadre de 480 trous de diamètre 6 mm pour accrocher les cordes. Autrefois le perçage se faisait avec une perceuse à bras. »
« La concurrence japonaise et nord-coréenne menace la poursuite de la fabrication de piano française. »

 

PS.   A Saint-Dizier, les Fonderies de La Noue se sont également spécialisées dans la fabrication des cadres à piano (fin XIXe siècle et début XXe siècle.). Segor à Beurey-sur-Saulx en a par ailleurs fait après 1945 (Monsieur Chartier, président de Segor, était l’ancien directeur des Fonderies de La Noue). L’ASPM a fait couler des petits cadres à piano miniatures en bronze à partir d’un modèle de presse-papiers des fonderies de La Noue datant du début du XXe siècle.


ANATOMIE D’UN CADRE DE PIANO MODERNE

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Le piano moderne nécessite une structure solide, notamment pour soutenir l’importante tension des cordes. C’est pourquoi les matériaux utilisés dans la construction d’un piano comprennent le bois massif et des pièces en métal épaisses. Ainsi, même un petit piano droit peut peser aux alentours de 130 kg, et qu’un grand piano de concert de type Steinway D pèse 480 kg. Le plus grand piano à queue actuel, le Fazioli F308 pèse 691 kg.
Classiquement, le piano repose sur de grosses poutres, nommées barrage. Sur le piano droit, elles se situent derrière l’instrument.
Sur le piano ancien, il n’y a pas d’autre structure de renforcement. C’est ce qu’on appelle – à tort, puisqu’ils n’ont pas de cadre – des pianos à cadre bois. Sur le piano moderne, on a commencé à ajouter, du côté des cordes, de petits renforts métalliques, puis de grandes poutres métalliques parallèles (sur les pianos à cordes parallèles), puis un cadre monobloc en fonte, permettant le croisement des cordes.
Sur certains pianos droits économiques, le cadre métallique est fait de telle manière qu’il n’y a plus besoin de barrage (cadre autoporteur).
Le piano est entouré d’une caisse en bois, nommée ceinture.


 

 

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