Le Générateur à roues phoniques:
Un ensemble mécanique, qui démarre grâce à un moteur synchrone et asynchrone, des mètres de fil de coton qui amène quelques gouttes d'huiles par capilarité aux roues du générateur, des pignons, des roues dentées, des bobines magnétique et des dizaines de câbles électrique à relier.... C'est la magie du fameux générateur à roues phoniques "made in Hammond"
Les générateurs à roues phoniques, pourquoi autant de roues ?
On parle de 91/82/86/87/96 voir 12 roues phoniques, qu’est ce qu’il y à de logique dans tout cela alors ?
Une octave sur un clavier correspondra à 12 notes. La différence entre un LA d'une octave et celui de l'octave supérieur, c'est que le deuxième est le double du premier (par ex.: 880 = 440 x 2) Ceci est à peu près vrai pour toutes les notes sur l'ensemble des octaves (en fait, pas tout à fait, car le clavier est tempéré. Mais simplifions, et considérons que c'est vrai)
A partir de cette base, Laurens Hammond conçoit ses générateurs de la façon suivante : pour une octave donnée, on a pour chaque note le même nombre de dents pour chacune des 12 roues phoniques, mais 12 rapports d'engrenages différents. Pour l'octave suivante, on garde les mêmes rapports d'engrenages respectivement, mais on double le nombre de dents de la roue phonique. Ainsi, par exemple, si on obtient un LA440 avec une roue phonique à 32 dents et un rapport d'engrenage, et bien le LA880 est obtenue avec le même rapport, mais avec une roue phonique de 32 x 2 = 64 dents, pour passer logiquement de 440 à 880 Hz.
Par construction, la 1ère octave (en 16') est obtenue avec des roues phoniques de 2 dents (difficiles de faire moins !), puis l'octave suivante avec des roues phoniques de 4 dents, puis 8 dents, puis 16 dents, puis 32, 64, 128 et 256 dents, soit au total 8 groupes de 12 roues phoniques. Donc 8 x 12 = 96 roues phoniques.
96 roues, OK, on arrive d'emblée au générateur des H-100, X-77 et E-100. Sauf que, en 1935, Hammond était incapable d'usiner avec assez de précision des roues phoniques de 256 dents. Il dût donc se résigner à sélectionner des roues phoniques de 192 dents pour la dernière octave. En combinant ces 192 dents avec les rapports d'engrenages existants, il n'était en fait pas possible d'aller au delà du FA# (voilà pourquoi les foldbacks commencent au SOL) Et de DO à FA#, cela fait 7 notes, où, 7 roues phoniques correspondantes de 192 dents.
Donc : (7 x 12) + 7 = 84 + 7 = 91 roues phoniques.
Figurez-vous que les premières roues phoniques à 2 dents donnaient une sonoritée très rêches qui dérangeaient les petites oreilles de notre ami Laurens. Il décide donc de les supprimer après que quelques modèles A aient déjà été produits. Sans rentrer dans le détail, les roues de 2 dents sont supprimées, et le générateur passe à 82 roues. Les graves sont donc obtenues par foldbacks, comme les aiguës. Mais là encore, cette solution ne le satisfait pas non plus. Alors il conçoit des roues de 2 dents dites "complexes", qui produisent déjà volontairement des harmoniques pour arrondir un peu les fréquences. Ces roues de 2 dents sont alors des cas isolées, puisqu'au contraire, toutes les autres roues ne sont censées générées, après filtration, que des fondamentales sans harmoniques ! Et pour compliquer les choses, comme Laurens n'est encore que moyennement convaincu du résultat, il décide de réserver ces roues de 2 dents au pédalier uniquement pour les tirettes 16/8. Donc le générateur retrouve ses 91 roues, avec des roues de 2 dents "complexes" dédiées uniquement au pédalier, tandis que la première octave des claviers en 16' est obtenue par foldback du 8'.
Donc BC, BV, B-2, B-3 et tous les dérivés (C, CV, D, C-3, RT-3, A-100 etc.) ont le même générateur de 91 roues phoniques.
Quand le M sort, le clavier commence au FA, et le pédalier s'arrête au SI. Donc sans rentrer dans le détail, 5 roues sont superflues, et le générateur passe de 91 - 5 = 86 roues phoniques.
Quand sort les L-100 et M-100, le pédalier va jusqu'au DO, donc une note de plus que le M (M-2/M-3). Logiquement, le générateur passe à 87 roues phoniques
Puis au cours des années 60, la technologie permet enfin d'usiner précisément des roues de 256 dents, et les générateurs passent enfin à 96 roues. Les foldbacks dans les aiguës ne commencent donc plus au SOL, mais au DO suivant. Logique !
Quant au générateur à 12 roues du X-66, il marque de façon isolée la transition entre l'électromécanique et l'électronique à base de LSI chez Hammond.
Un ensemble de roues et capteurs ressemblent à ceci :
Les roues sont jumelées, et sont entrainés par une unique roue dentée (elle-même entrainée par un pignon sur l'arbre principal du générateur, que l'on ne voit pas ici) Les deux roues tournent donc à la même vitesse. Remarquez l'ingénieux ressort hélicoïdal à faible nombre de spire, qui entraine en rotation par friction les roues phoniques. Nous y reviendrons plus tard.
Chaque roue à un diamètre d'env. 4,8 cm. Vous remarquerez qu'une protection antirouille orange est déposée sur les dents :
Voici une roue à deux dents:
Voici une roues de quatres dents:
Voici une roue de huits dents:
Voici une roue à 16 dents:
Voici une roue de 32 dents:
Voici une roue de 64 dents:
Voici une roue de 128 dents:
Voici une roue de 192 dents:
Il faut tout de même avouer que l'usinage de ces roues était une prouesse technique, car n'oublions pas que nous sommes en 1935!!! Un travail de précision exemplaire se cache à l'intérieur du générateur à roues phoniques des orgues Hammond.
Plus haut, nous avons parlé du ressort de friction pour entraîner deux roues jumelées. Pourquoi ce système ? Hé bien imaginez qu'à la suite d'un réglage malencontreux, où, de dilatation importante due aux variations de température comme dans les églises, un capteur vienne toucher une roue, et la bloquer dans sa rotation.
Sans ce ressort, la conséquence serait désastreuse : blocage instantané du générateur, et panne mécanique importante à coup sûr. Mais grâce à ce ressort, en cas de problème, la roue défectueuse et sa roue jumelée sont certes bloquées en rotation, mais elles sont du coup désolidarisées de la ligne d'arbre, et le générateur peut continuer à tourner sans casse. certes, on perd deux fréquences, mais on ne casse rien. Une fois l'anomalie localisée, on décale un peu le capteur et ça repart !
Cet article ainsi que les photos, à été rédigé sur base d'informations offerte par Stéphane des "Amis de l'orgue Hammond" lors d'une discution communautaire sur le forum.