L'empreinte digitale de la pratique musicale
Il existe jusqu'à présent peu de données sur la manière dont l'homme et l'instrument de musique interagissent. Des chercheurs de l'ETH étudient désormais cette interaction à l'aide de capteurs. Leurs données de mesure pourraient aider à rendre la pratique plus efficace et plus intéressante et à éviter les maux typiques des musiciens comme les douleurs dues à une mauvaise posture.
Les musiciens professionnels, à commencer par les solistes, sont des athlètes de haut niveau. C'est avec une apparente facilité qu'ils tirent de leur instrument des sons magnifiques, mais cette facilité est durement acquise - avec des heures d'entraînement jusqu'à ce que même les morceaux les plus virtuoses sonnent sans faute à une vitesse époustouflante. Les musiciens se plaignent alors souvent de douleurs dans les doigts, les épaules, les articulations et le dos, et tentent de remédier aux maux typiques des musiciens par l'acupuncture, les médicaments, les massages ou la physiothérapie. Trouver les causes et y remédier s'avère souvent difficile, car elles sont à peine visibles de l'extérieur et souvent difficiles à déterminer pour le musicien lui-même. Par exemple, la pression d'un doigt sur la corde d'un violon peut être inutilement forte, ou le violon peut être mal placé et donc crispé sous le menton.
"Jusqu'à présent, il n'existe pratiquement pas de données mesurées sur l'interaction d'un musicien avec son instrument", explique Tobias Grosshauser, collaborateur scientifique de Gerhard Tröster, professeur à l'Institut d'électronique de l'ETH Zurich. Or, ces données seraient très utiles, notamment pour la médecine des musiciens, afin d'identifier la cause des douleurs.
Pratique plus efficace grâce au feedback du logiciel
C'est pourquoi Grosshauser et ses collègues développent des systèmes de capteurs qui, intégrés dans les instruments, mesurent la pression et la position des points de contact. Les capteurs de pression, de position et d'accélération peuvent également mesurer la posture du musicien, l'angle du bras, la position de la main et la synchronisation de la main droite et de la main gauche dans l'exercice de leurs fonctions respectives. Les données sont transmises à un ordinateur via un émetteur.
Le logiciel traite les données de mesure et génère un feedback pour le musicien, ce qui l'aide à développer une technique optimale et à s'exercer plus efficacement, explique Grosshauser. Une application pour tablette ou smartphone existe déjà. Elle représente les données de mesure sous forme de courbes et avertit par un signal rouge, par exemple lorsqu'un musicien appuie trop fort avec ses doigts sur les cordes de son violon.
En collaboration avec différentes hautes écoles de musique, notamment la Haute école des arts de Zurich et les hautes écoles de musique de Nuremberg et de Munich, Grosshauser et son équipe ont testé la sensibilité de la technologie pour mesurer par exemple la position d'un doigt. Le logiciel reproduit avec une grande précision les mouvements les plus fins, comme ceux que les musiciennes effectuent avec un doux vibrato sur le violon.
Ces données sont également intéressantes pour savoir dans quelle mesure les membres d'un ensemble jouent de manière synchronisée. Dans ce but, les chercheurs ont équipé plusieurs musiciens d'instruments munis de capteurs et ont saisi leur interaction au sein du groupe.
Avertisseur de fatigue pour les musiciens
Les capteurs et le logiciel détectent également la fatigue pendant la pratique, par exemple lorsque le violon n'est plus tenu correctement ou qu'un mouvement est exécuté avec moins de fluidité. Les chercheurs ont ainsi comparé les déclarations des musiciens sur leur état de fatigue avec l'épuisement lisible sur les données de mesure. "Souvent, on ne se rend pas compte, en plein exercice, à quel point on est déjà fatigué", explique Grosshauser, qui joue lui-même du violon professionnellement depuis des années. On pourrait intégrer dans l'application un avertisseur de fatigue, comme il en existe dans certaines voitures, afin qu'il invite à temps les pratiquants à faire une pause.
D'autres études et développements sont nécessaires avant que la technologie des capteurs et l'application ne soient prêtes à être commercialisées, mais Grosshauser et ses collègues se penchent déjà sur l'accueil que les musiciens réservent à cette technologie. "Les jeunes musiciens en particulier sont fascinés par le fait de pouvoir enregistrer leur propre jeu de cette manière", explique Grosshauser. Les musiciens professionnels ont jusqu'à présent des sentiments mitigés à l'égard de cette technologie, car certains sont gênés par le câblage de leur instrument bien-aimé. C'est pourquoi les chercheurs s'efforcent de minimiser encore le câblage, de sorte qu'il devienne pratiquement invisible.
D'un autre côté, cette technologie offre aussi la possibilité de formes d'expression entièrement nouvelles dans la musique, ce qui est intéressant aussi bien pour les solistes de concert que pour les amateurs. Par exemple, un violon équipé de capteurs peut être relié à un synthétiseur et ainsi être utilisé pour la musique électronique.
Sur scène et à la maison
Même les professeurs de musique ne voient pas toujours d'un bon œil cette avancée électronique. Mais l'objectif n'est pas de remplacer le professeur de musique par un logiciel, souligne Grosshauser. Les technologies des capteurs doivent plutôt aider à l'enseignement et à la pratique.
En outre, elles permettent pour la première fois de comparer des données sur différentes manières de jouer dans différentes situations - en classe, en s'exerçant à la maison et sur scène. Collée sur la touche du violon sous la forme d'un film fin et reliée par des câbles à l'émetteur qui se fixe sur le corps du violon, cette technologie prend déjà peu de place et peut donc être utilisée partout. "On remarque instinctivement que l'on joue différemment si l'on joue seul à la maison ou sur scène devant plusieurs centaines de personnes". Il est désormais possible de quantifier effectivement les différences et d'utiliser ces données, par exemple, pour déterminer l'origine des douleurs ressenties lors de la pratique musicale.
Références bibliographiques :
Grosshauser T, Candia V, Hindebrand H, Tröster G : Sensor Based Measurements of Musicians' Synchronization Issues. Actes de la Conférence internationale sur les nouvelles interfaces pour l'expression musicale (NIME), Université du Michigan, 2012 (pdf)
Grosshauser T, Tröster G : Further Finger Position and Pressure Sensing Techniques for Stringed and Keyboard Instruments. Nouvelles interfaces pour l'expression musicale, NIME13, 2013 (pdf)
Grosshauser T, Großekathöfer U, Tröster G : Fatigue Detection in Music Making Using Wearable Sensors, SMAC - Stockholm Music Acoustics Conference, 2013 (pdf)
Pour en savoir plus :
Les musiciens intéressés peuvent contacter Tobias Grosshauser par e-mail à l'adresse suivante