Principe de fonctionnement du vibrato

Un vibrato mécanique permet de modifier la hauteur des notes en faisant varier la tension des cordes pendant que l’on joue.

Le levier agit sur un mécanisme mobile relié aux cordes. Selon le système, on peut les détendre, les tendre davantage, ou faire les deux.

Le principe paraît simple. Le vrai défi est ailleurs : faire revenir toutes les cordes exactement à leur tension d’origine lorsqu’on relâche le levier.

C’est ce problème que les différents systèmes de vibrato tentent de résoudre, chacun à leur manière.

Vibrato ou tremolo ?

Commençons par régler une vieille confusion de vocabulaire.

En musique :

le vibrato fait varier la hauteur d’une note

le tremolo fait varier son volume.

Le système mécanique d’une guitare qui agit sur la tension des cordes produit donc bien un vibrato.

Pourtant, Fender a appelé le système de la Stratocaster Synchronized Tremolo dès 1954. L’appellation est restée, au point que l’on parle encore aujourd’hui de tremolo arm, trem block ou simplement de trem. Fender reconnaît lui-même que le terme est techniquement incorrect.

Dans cette série, nous parlerons donc de vibrato, même lorsque le fabricant utilise le mot tremolo.

Une idée plus ancienne que la Stratocaster

La Stratocaster n’a pas inventé le principe.

Clayton « Doc » Kauffman, qui travaillera ensuite avec Leo Fender, dépose dès 1929 un brevet décrivant un cordier mobile capable de modifier la tension des cordes et leur hauteur. Le brevet est accordé en 1932. Son Kauffman Vibrola équipera notamment des instruments Rickenbacker et Gibson.

Paul Bigsby développe ensuite dans les années 1940 un système beaucoup plus abouti, à l’origine pour remplacer un vibrato Kauffman peu fiable sur une guitare de Merle Travis. Bigsby présente encore aujourd’hui son mécanisme comme le premier vibrato de guitare ayant rencontré un véritable succès commercial.

Lorsque Fender conçoit la Stratocaster au début des années 1950, le problème existe donc déjà depuis longtemps :

Comment faire varier la hauteur des cordes tout en conservant un instrument stable ?

Ce que l’on modifie réellement

La hauteur produite par une corde dépend principalement de sa longueur vibrante, de sa masse et de sa tension.

Pendant l’utilisation d’un vibrato, le mécanisme agit principalement sur la tension. La longueur vibrante peut aussi varier légèrement selon la géométrie du système ; elle n’est pas rigoureusement fixe lorsque le chevalet se déplace. La corde reste la même, mais l’effet mécanique dominant est la variation de tension.

C’est donc essentiellement sur sa tension que l’on agit:

Si la tension diminue, la note descend.

Si la tension augmente, la note monte.

Le levier n’est donc qu’une commande mécanique permettant de modifier simultanément la tension de plusieurs cordes.

Un équilibre de forces

Sur de nombreux systèmes, les cordes tirent le mécanisme dans un sens tandis qu’un ou plusieurs ressorts le tirent dans l’autre.

Lorsque les deux forces s’équilibrent, le vibrato reste à sa position de repos.

C’est particulièrement visible sur une Stratocaster : les cordes tirent le chevalet vers le manche tandis que les ressorts situés à l’arrière du corps le rappellent dans la direction opposée. Fender décrit précisément ce réglage comme un équilibre entre tension des cordes et tension des ressorts.

Cette idée d’équilibre est fondamentale pour comprendre les vibratos flottants.

Flottant ou en butée

Un vibrato peut être réglé de différentes manières.

Dans un montage flottant, le mécanisme reste en équilibre sans reposer fermement contre une butée.

Il peut alors se déplacer dans les deux directions :

en détendant les cordes pour faire descendre les notes ;

et, si sa construction le permet, en les tendant davantage pour les faire monter.

Dans un montage plaqué contre le corps, le mécanisme possède au contraire une position de repos mécanique fixe. On peut généralement encore détendre les cordes, mais le mouvement dans l’autre direction devient impossible ou fortement limité.

Sur une Stratocaster, les deux réglages sont possibles. Fender donne d’ailleurs des procédures différentes selon que l’on souhaite laisser le chevalet flotter ou le maintenir contre le corps.

Aucune des deux solutions n’est intrinsèquement meilleure.

Elles répondent simplement à des usages différents.

Tous les mécanismes n’offrent pas les mêmes possibilités de réglage. Une butée n’est pas nécessairement un blocage complet.

Le point zéro

Lorsqu’on relâche le levier, le mécanisme doit revenir à sa position initiale.

On peut appeler cette position le point zéro.

Si le chevalet revient exactement à cet endroit, mais que les cordes n’ont pas retrouvé exactement la même tension qu’avant, la guitare sera malgré tout désaccordée.

C’est pourquoi la stabilité d’un vibrato ne dépend pas uniquement du vibrato lui-même.

Toute la chaîne mécanique de la corde entre en jeu.

Les points de friction

Une corde ne se contente pas de relier une mécanique à un chevalet.

Elle passe par plusieurs zones où elle peut frotter ou se bloquer :

• le sillet
• les guides-cordes
• les pontets
• parfois des rouleaux ou d’autres pièces intermédiaires

Lorsque le vibrato détend la corde, celle-ci doit pouvoir se déplacer légèrement à travers ces différents points.

Au retour, elle doit refaire exactement le trajet inverse.

Si elle accroche dans une gorge de sillet, par exemple, la tension peut ne pas se redistribuer correctement entre la partie située devant et derrière le sillet.

Le vibrato peut donc être revenu parfaitement à sa position initiale tandis que la corde, elle, reste légèrement fausse.

C’est une des raisons pour lesquelles accuser immédiatement le chevalet lorsqu’une guitare se désaccorde peut conduire à chercher le problème au mauvais endroit.

Toutes les cordes sont liées

Sur un vibrato flottant, les cordes participent toutes au même équilibre.

Cela a plusieurs conséquences.

Lorsque l’on tire fortement une corde lors d’un bend, sa tension augmente. Elle tire alors davantage sur le mécanisme, qui se déplace légèrement. Les autres cordes perdent un peu de tension et leur hauteur descend.

Si une corde casse, la variation est encore plus importante : une partie de la traction exercée sur le vibrato disparaît brusquement et l’équilibre général change.

Le phénomène n’est donc pas un défaut de fabrication.

Il découle directement du fonctionnement d’un système flottant.

Changer de cordes change aussi le vibrato

Un jeu de cordes plus gros nécessite généralement davantage de tension pour atteindre le même accordage.

Sur un vibrato flottant, cette augmentation de tension déplace son point d’équilibre.

Même chose si l’on change d’accordage.

Passer d’un Mi standard à un accordage plus bas réduit la tension des cordes et permet aux ressorts de tirer davantage le chevalet dans l’autre direction.

Un changement de tirant ou d’accordage peut donc nécessiter un nouveau réglage du vibrato.

Fender le précise d’ailleurs dans ses procédures de réglage : la tension des ressorts doit être adaptée lorsque les caractéristiques des cordes changent.

Pourquoi plusieurs systèmes ?

Si tous les vibratos cherchent simplement à modifier la tension des cordes, pourquoi en existe-t-il autant ?

Parce que les compromis peuvent être très différents.

On peut privilégier :

• une grande amplitude
• une action très douce
• une excellente stabilité d’accordage
• une mécanique simple
• un faible encombrement
• la possibilité de monter et descendre la hauteur
• la facilité de changement des cordes

Un système conçu pour de légères oscillations de hauteur n’a pas besoin des mêmes solutions mécaniques qu’un système destiné à des descentes extrêmes de plusieurs tons.

C’est pourquoi un Bigsby, un Fender synchronisé, un Floyd Rose, un Kahler ou un TransTrem peuvent tous être appelés vibratos tout en ayant des architectures radicalement différentes.

Nous les verrons séparément.

Le levier

Le bras de vibrato fournit simplement un bras de levier.

Plus il est long, plus il permet d’appliquer facilement une force importante au mécanisme avec un mouvement relativement précis de la main.

Sa longueur, son angle, son point de fixation et la géométrie du système influencent donc directement la sensation de jeu.

Deux vibratos capables de produire la même variation de hauteur peuvent malgré tout demander des mouvements très différents au guitariste.

Cette sensation fait partie intégrante de leur caractère.

Et le sustain ?

Comme tout élément placé entre la corde et le corps de l’instrument, un vibrato participe aux échanges d’énergie mécanique.

Sa masse, sa rigidité, ses points de pivot et la façon dont il est fixé influencent donc le comportement de l’ensemble.

Mais il faut éviter le raccourci selon lequel un chevalet fixe aurait nécessairement beaucoup de sustain et un vibrato peu.

Les interactions sont plus complexes et dépendent de l’ensemble de l’instrument.

Un vibrato bien conçu n’est pas simplement un chevalet auquel on aurait ajouté une poignée.

La conception de la Stratocaster en fournit d’ailleurs un bon exemple : Fender a abandonné un premier prototype à rouleaux jugé insatisfaisant avant de développer le système synchronisé définitif, dans lequel l’ensemble chevalet et cordes se déplace comme un seul mécanisme.

Ce qui fait un bon vibrato

Un bon système doit finalement remplir quelques fonctions assez simples à énoncer :

• permettre une variation de hauteur contrôlable
• revenir de manière répétable à son point zéro
• conserver des réglages d’action et d’intonation exploitables
• ne pas provoquer de frottements ou de jeux mécaniques excessifs
• rester utilisable sans transformer chaque changement de corde en procédure de maintenance aéronautique.

La manière d’obtenir ce résultat varie énormément d’un système à l’autre.

C’est justement ce qui rend leur étude intéressante.

Pour isoler un mauvais retour à l’accordage sur un instrument monté, consultez les tests de stabilité de l’accord.

En résumé

Un vibrato modifie la hauteur des notes en changeant mécaniquement la tension des cordes.

Sur de nombreux systèmes, sa position de repos résulte d’un équilibre entre la tension des cordes et celle des ressorts.

Un système flottant peut généralement travailler dans les deux directions, mais toutes les cordes deviennent alors mécaniquement interdépendantes.

Et surtout, la stabilité d’accordage ne dépend pas uniquement du vibrato : elle dépend de tout le trajet parcouru par la corde et de la capacité de chacun de ses points de contact à revenir exactement à sa position initiale.

Le principe est donc assez simple.

Les solutions imaginées pour le mettre correctement en pratique le sont beaucoup moins.

Le parcours commence par le Bigsby, puis compare les solutions Fender, Gibson, Floyd Rose et Kahler. Le tableau permet aussi de rejoindre directement le mécanisme qui vous intéresse.

Références techniques

• Le brevet du Kauffman Vibrola, US 1,839,395