Les harmoniques des sons

Fonctionnement des harmoniques d’un son

Il existe un phénomène très particulier dans l’espace musical : quand on joue une note de musique, sur un instrument par exemple, un ensemble de fréquences est généré. Il y a donc plusieurs sons qui résonnent. Ceci est un principe physique universel qui a eu une importance primordiale depuis l’apparition de la musique. Ces différents sons qui résonnent s’appellent les harmoniques.

Une des singularités de la musique occidentale est d’avoir peu à peu attribué une fréquence fixe à chaque note de musique. Ainsi, chaque hauteur d’un son est donc déterminée par ce qu’on appelle « une fréquence ». Cette fréquence s’exprime en Hertz (symbole : Hz).

Par exemple, de nos jours, nous nous référons à un diapason dont la note de musique LA est déterminée par la fréquence 440 Hz. Dans ce cas le son effectue 440 vibrations par seconde.

Imaginons que l’on joue la note LA à la fréquence 440 Hz. Quand le son est joué il y a une multitude de fréquences qui sont jouées en même temps et qui sont toutes des multiples de la fréquence fondamentale :

  • La fréquence fondamentale H1 (Harmonique 1) a une fréquence N de 440 Hz
  • La seconde fréquence émise par cette note est égale à 2N = 2 x 440 = 880 Hz, qu’on appellera H2 (Harmonique 2)
  • La troisième fréquence est 3 x 440 = 1320 Hz, qu’on appellera H3 (Harmonique 3)
  • La quatrième fréquence est 4 x 440 = 1760 Hz, qu’on appellera H4 (Harmonique 4)
  • Et ainsi de suite avec d’autres fréquences : H5, H6, H7, H8…

À chaque passage d’octave une division par deux s’opère. Par conséquent, cela va avoir un grand impact sur notre perception des sons. En effet, les hauteurs des sons H2, H3, H4, etc. ne vont pas être n’importe quelle fréquence, elles vont correspondre à des notes de musique singulières.

Ce phénomène des harmoniques des sons est comparable au principe organique de la division cellulaire.

Intervalles entre les différentes fréquences des harmoniques

Quand on double la fréquence d’un son, cela revient à monter d’une octave. Le son H2 correspond donc au même son que H1 mais à une octave plus haute. H4 correspond donc au même son que H2 mais une octave plus haute et au même son que H1, mais deux octaves plus hautes. Pareil pour H8 qui est du coup le même son que H1, 3 octaves plus hautes.

L’intervalle entre H2 et H3 s’appelle une « quinte ». H3 correspond au cinquième degré de la gamme majeure (le premier degré étant la fondamentale). Le double de H3 étant H6, il est logique que H6 corresponde au même son que H3 une octave plus haute.

L’espace entre H4 et H5 définit l’intervalle de tierce majeure. H5 correspond donc au troisième degré de la gamme majeure. Enfin, l’espace entre H4 et H7 introduit l’intervalle de septième mineure. H7 correspond au septième degré bémol de la gamme majeure.

Ces distances ou intervalles entre les différentes fréquences des harmoniques vont être incroyablement présents dans la grande majorité des musiques du monde.

Pour en savoir plus sur ce sujet, nous vous invitons à lire l’article sur l’espace musical et la hauteur des notes de musique, où nous soulignons l’importance du phénomène des harmoniques dans la manière dont l’espace musical est constitué.

Lien entre les harmoniques des sons et la musique tonale

Nous voyons donc que les harmoniques d’un son correspondent à une suite arithmétique. Un son peut se décomposer en une série de fréquences simples, toutes multiples de l’harmonique fondamentale.

Il faut retenir en premier lieu le principe singulier du phénomène d’octave, puis de l’intervalle de quinte. Ce dernier engendre le cycle des quintes et dont découlent la gamme majeure et la gamme chromatique, comme si tous ces éléments théoriques provenaient de ce phénomène des harmoniques des sons.

On trouve enfin dans cette suite d’harmoniques deux grands piliers de l’harmonie tonale :

  • L’apparition de l’accord parfait majeur (1-3-5), avec H4, H5 et H6
  • L’accord de septième de dominante (1-3-5-7b), avec H4, H5, H6 et H7

Si nous insistons sur l’importance des harmoniques, c’est qu’elles permettent de lier la réalité acoustique du son à la genèse des concepts de la musique tonale.

Regardez notre article sur les gammes et le cycle des quintes pour en savoir plus.

Conclusion

Comme nous l’avons vu, un son musical a une nature complexe du fait notamment de sa richesse en harmoniques. Ces harmoniques des sons permettent de comprendre la nature complexe de chaque son, mais leur perception nécessite une acuité auditive très particulière. En effet, les harmoniques sont faiblement perceptibles dans un environnement sonore normal. La bonne nouvelle c’est que vous pouvez développer votre oreille musicale avec des exercices de ear training pour les entendre !