Tourne-disque : l’aiguille transforme les sillons en musique

Un tourne-disque joue la musique quand l’aiguille suit le sillon en spirale du disque et que ses minuscules ondulations la font vibrer. Ces vibrations deviennent ensuite du son : dans un vieux gramophone, par une fine membrane et un pavillon ; dans une platine moderne, par un aimant et une bobine qui produisent un signal électrique que l’amplificateur renforce.

Sur un modèle de tourne-disque, tu le verras sur trois parties : le plateau, le bras avec l’aiguille et l’engrenage, c’est-à-dire les roues dentées qui font tourner le plateau. Une rotation régulière aide la note à garder sa hauteur, et le frottement de l’aiguille dans le sillon use peu à peu le disque comme l’aiguille.

Comment le mouvement de l’aiguille dans le sillon devient du son

Le son est enregistré sur le disque sous la forme du sillon. Une machine taille le disque en gravant le mouvement du son dans la paroi du sillon, et la lecture suit le chemin inverse : l’aiguille (techniquement la pointe de lecture) glisse sur la paroi du sillon et vibre selon ses ondulations. Le bras sur lequel se trouve l’aiguille avance lentement sur le disque, car c’est le sillon qui le guide.

Un vieux gramophone n’a pas besoin d’électricité. L’aiguille est reliée à une fine membrane située dans le boîtier sonore. La membrane vibre avec l’aiguille, met en mouvement l’air dans le bras, et cet air continue vers le pavillon, qui transmet le son à la pièce. Le pavillon s’élargit peu à peu à partir du bras, ce qui aide à faire passer le son d’un tube étroit à un grand espace.

Une platine moderne transforme les vibrations en électricité. L’aiguille est montée sur une fine tige qui, dans la cellule, déplace un aimant entre des bobines, ou des bobines dans le champ d’un aimant. Le mouvement crée dans la bobine une petite tension électrique qui correspond à la forme du sillon. L’amplificateur la renforce et le haut-parleur en refait du son.

La forme du sillon varie selon l’époque. Les disques plats de Berliner ont un sillon dans lequel l’aiguille oscille d’un côté à l’autre, alors que les cylindres d’Edison avaient un sillon à mouvement vertical, de haut en bas. Les disques stéréo ont des parois de sillon inclinées de 45 degrés, et chaque paroi porte un canal, le gauche ou le droit.

Pourquoi le plateau doit tourner régulièrement

L’aiguille suit la forme du sillon, mais la hauteur du son dépend aussi de la vitesse à laquelle le sillon défile sous l’aiguille. C’est pourquoi les disques ont une vitesse définie : 33⅓, 45 ou 78 tours par minute. Si tu règles la mauvaise, le disque ne sera pas abîmé, mais la musique ira trop vite ou trop lentement ; vérifie donc la vitesse indiquée sur le disque avant la lecture.

La vitesse doit aussi être régulière. Si elle varie, la hauteur du son varie aussi : une variation lente ressemble à un son qui ondule et, à l’extrême, la musique sonne comme si elle était ivre.

Une rotation régulière n’a rien d’évident. Pendant un passage fort, le sillon freine légèrement le plateau, surtout avec les entraînements plus simples. Un plateau lourd se comporte comme un volant d’inertie : sa vitesse change lentement et non par à-coups, ce qui explique qu’on en utilise un sur certains tourne-disques.

Un vieux gramophone règle cela de façon mécanique. Les premiers appareils exigeaient que quelqu’un tourne la manivelle en permanence. Plus tard, on remontait une fois un ressort avec la manivelle, des roues dentées transmettaient son énergie au plateau et un régulateur centrifuge, typiquement trois poids sur des ressorts, gardait la vitesse stable.

Pourquoi les disques et l’aiguille s’usent

Pendant la lecture, l’aiguille frotte contre les parois du sillon, et ce frottement use les deux : le disque et la pointe de l’aiguille. La fine poussière qui se glisse entre eux se comporte comme une poudre abrasive.

Une aiguille usée abîme aussi le disque : des méplats aux arêtes vives se forment sur la pointe et peuvent endommager le sillon. Une force d’appui plus élevée use le disque plus vite ; règle donc la force d’appui d’après le mode d’emploi du tourne-disque.

On ne peut pas fixer un nombre d’heures précis après lequel il faut changer l’aiguille, car il dépend de la force d’appui, de la forme de la pointe et de la propreté. Quand le son se dégrade au point que tu l’entends, l’aiguille est peut-être usée depuis un moment déjà.

Sur les anciens gramophones à pavillon, le bras usait lui aussi le disque. Sur certaines machines plus anciennes, le pavillon était relié fixement au boîtier sonore de l’aiguille, si bien que le sillon devait aussi tirer une partie du poids du pavillon, et un pavillon très lourd pouvait user un disque en quelques lectures seulement. C’est pourquoi le pavillon a ensuite été fixé en place et le bras relié à lui par une articulation.

Tu peux ralentir l’usure avec trois vérifications :

• Poussière. Avant la lecture, passe une brosse douce sur le disque et sur l’aiguille. La poussière dans le sillon agit comme une poudre abrasive.
• Force d’appui. Règle-la d’après le mode d’emploi du tourne-disque. Une force trop grande use le disque, une force trop faible peut déformer le son.
• Aiguille. Si les aigus disparaissent et que le son est sale, vérifie l’aiguille et change-la selon le mode d’emploi.

Ce qu’il faut observer sur un modèle de tourne-disque

Un modèle en bois de tourne-disque n’a pas besoin de jouer, mais il montre la même chaîne de pièces : l’entraînement, le plateau, le bras avec l’aiguille et le pavillon. Les pièces que possède le modèle et la façon de les commander, tu les trouveras dans sa notice ; la marche à suivre ci-dessous n’est qu’une orientation sur ce qu’il faut observer.

1. Plateau et engrenage. Si tu entraînes le modèle avec une manivelle, tourne-la lentement et observe le plateau. Un mouvement fluide indique que l’engrenage travaille régulièrement. Si le plateau se coince, sursaute ou saute toujours au même endroit, il peut y avoir du frottement à cet endroit, et la façon de le trouver est décrite dans l’article sur le mécanisme bloqué.
2. Bras avec aiguille. Regarde comment le bras pivote dans son articulation et comment l’aiguille touche le disque. Sur un vrai tourne-disque, l’aiguille doit reposer légèrement sur le disque, car une force trop grande use le disque. Si le bras du modèle bouge difficilement ou frotte, vérifie dans la notice que l’articulation est bien assemblée.
3. Pavillon ou haut-parleur. Si le modèle a un pavillon, observe comment il s’élargit de la partie étroite près du bras jusqu’à l’ouverture. C’est ainsi que, sur un vrai gramophone, le son est transmis à la pièce.

Cette même façon d’observer aide aussi pour d’autres mécanismes, par exemple pour les horloges à coucou.

Un modèle mécanique de tourne-disque du catalogue montre certaines de ces pièces en mouvement. Lesquelles exactement, tu le verras dans sa description.

Questions fréquentes