ARCHITECTURES ET SONS DE MOTEURS

Si les rapports de fréquence dominants d'un son moteur correspondent à des intervalles harmoniques équivalents à ceux des gammes musicales occidentales avec un écart inférieur à  environ 1,5 %, on peut reproduire sommairement ce son avec un instrument de musique ou synthétiseur produisant des fréquences sinusoïdales sans harmonique (par exemple son de flûte) en jouant celles utilisées pour la simulation du son moteur (voir article) pour l’ensemble des cylindres (et par collecteur sur un 4 temps équipé) pour un régime moteur compatible avec les notes de la gamme, mais en ne conservant que celles de plus forte intensité sans dépasser 15 dB d'écart, soit pour les moteurs à allumage commandé (non Diesel), uniquement les fréquences proportionnelles à :

- N-1, N, 2N (avec N = nombre de cylindres) si moteur à intervalles d'allumage égaux pour l'ensemble des cylindres (et pour les cylindres couplés sur le même collecteur d'échappement si 4 temps équipé) sauf monocylindre et bicylindre

- 1N, 2N, 3N, 4N, pour monocylindre (avec 1N facultatif car fréquence fondamentale souvent trop basse et non audible mais modifiant pas la tonalité perçue)

- durée du cycle et intervalle d'allumage maxi si bicylindre ou par collecteur primaire sur 4 temps avec intervalles d'allumage inégaux uniquement pour l'ensemble des cylindres ou uniquement pour les cylindres couplés sur le même collecteur.

Exemple de son à 6600 tr/min d’un 6 cylindres en ligne 4 temps avec couplage primaire 3-1 à 240° de l’échappement : 110 Hz, 165 Hz, 275 Hz, 330 Hz, 660 Hz soit approximativement sur un clavier de gamme tempérée : La1, Mi2, Do#3, Mi3, Mi4

Exemple de son à 6600 tr/min d’un monocylindre 4 temps : La1, Mi2, La2

Exemple de son à 6600 tr/min d’un bicylindre 4 temps calé à 360° avec collecteur 2-1 : La1, La2

Voir tableau ci-après précisant les moteurs 4 temps à allumage commandé dont les intervalles de fréquence dominants (indépendants du régime moteur) sont compatibles avec les gammes musicales occidentales, avec les notes et fréquences correspondantes d'un clavier tempéré associé à un timbre sans harmonique, pour un régime de 7850 tr/min, avec quelques particularités :

- accord parfait majeur (correspondant aux harmoniques successifs des rangs 4, 5, 6) d'un 6 cylindres à intervalles d'allumage égaux si collecteur 6 en 3 et couplage à 360° (pour rappel un accord musical comprend au moins 3 notes avec un nom différent, et une tonalité majeure donne un son plus consonant avec une ambiance joyeuse contrairement à une tonalité mineure)

- moteurs 8 et 12 cylindres théoriquement non compatibles avec intervalles de la musique occidentale avec rapports de fréquence dominants de 8/7 (1,143) et 12/11 (1,091) avec écart > 2 % par rapport au rapport de fréquence d'un ton de la gamme tempéré (1,122) et de celle de Pythagore (1,125) correspondant à un rapport de 9/8 d'un moteur 9 cylindres à intervalles d'allumage égaux

- moteur 10 cylindres avec rapport de fréquence de 10/9 (1,111) à peu près compatible avec le ton de la gamme tempéré (1,122) en considérant l'absence de confusion possible avec un moteur 9 cylindres non présent en automobile et moto

Les rapports de fréquence correspondant à des intervalles musicaux sont présentés ci-après du plus consonant vers le plus dissonant :

CONSONANCES PARFAITES

- OCTAVE = rapport de fréquence 2/1 = intervalle de 12 demi-tons (8 degrés ou 8 notes à partir de DO)

Rapport de fréquence présent sur tous les moteurs mais dominant à basse fréquence (bourdonnement) sur bicylindres à intervalles d’allumage égaux et dans une moindre mesure sur 4 temps avec échappement à couplage primaire 2-1 à 360°,  avec des fréquences doubles (à l’octave supérieure) sur bicylindres 2 temps calés à 180° par rapport à celles des bicylindres 4 temps calés à 360°

RE1 + RE2 à 8800 tr/min = bicylindres 4 temps de type flat twin ou bicylindres en ligne calés à 360°

à 4400 tr/min = bicylindres 2 temps calés à 180°

- QUINTE JUSTE = rapport de fréquence 3/2 = intervalle de 7 demi-tons (5 degrés ou 5 notes à partir de DO)

Rapport de fréquence dominant sur bicylindres 4 temps à intervalle d’allumage de 240°-480°

Rapport de fréquence dominant après l’octave sur 3 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage égaux de 240° mais avec des fréquences supérieures de 3/2 par rapport à celles des bicylindres 4 temps calés à 240°-480°

Rapport de fréquence dominant après l’octave sur 3 cylindres 2 temps à intervalles d’allumage égaux mais avec des fréquences doubles par rapport à celles des 3 cylindres 4 temps et triples par rapport à celles des bicylindres 4 temps calés à 240°

Rapport de fréquence présent sur monocylindres, 3 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage de 180°-360°-180° (Laverda 1000/1200 calées à 180° des années 70 à 80), sur 4 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage égaux avec couplage 2-1 à 180° (boxer, 4 cylindres en ligne de moto avec avec échappement 4 en 2, ...) et sur 6 et 12 cylindres 4 temps à couplage primaire 3-1 à 240°

SOL1 + RE2 à 8800 tr/min = V2 4 temps à 45° avec manetons décalés de 75° (ex : Suzuki VX 800 des années 90)

CONSONANCES IMPARFAITES

- TIERCE MAJEURE = rapport de fréquence 5/4 = intervalle de 4 demi-tons (3 degrés ou 3 notes à partir de DO)

Rapport de fréquence dominant après l’octave sur 5 cylindres en ligne à intervalles d’allumage égaux

Rapport de fréquence présent sur V10 4 temps à couplage primaire 5-1 à 144°

- SIXTE MAJEURE = rapport de fréquence 5/3 = intervalle de 9 demi-tons (6 degrés ou 6 notes à partir de DO)

Rapport de fréquence dominant sur bicylindres 4 temps à intervalle d’allumage de 288°-432°

Rapport de fréquence présent sur 6 cylindres 4 temps à intervalles d'allumage égaux de 120° avec couplage primaire 3-1 à 240°

FA1 + RE2 à 8800 tr/min = V2 4 temps à 72°(ex : Moto Morini 350/500 des années 70, 1000 Voxan)

- TIERCE MINEURE = rapport de fréquence 6/5 = intervalle de 3 demi-tons

Rapport de fréquence dominant après l’octave sur 6 cylindres à intervalles d’allumage égaux avec échappements séparés ou collecteur 6 en 1

Rapport de fréquence présent sur 3 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage de 270°-180°-270° (Triumph 900/1200 Tiger avec calage T-Plane), sur 6 cylindres et sur 12 cylindres à couplage primaire à 120° (collecteurs 6-1)

- SIXTE MINEURE = rapport de fréquence 8/5 = intervalle de 8 demi-tons

Rapport de fréquence dominant sur bicylindres 4 temps à intervalle d’allumage de 270°-450°

Rapport de fréquence présent sur 3 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage de 270°-180°-270° (Triumph 900/1200 Tiger avec calage T-Plane) et sur V8 crossplane à couplage primaire 270°-450°

FA1# + RE2 à 8800 tr/min = V2 4 temps à 90° ou bicylindres en ligne 4 temps calés à 270°

CONSONANCE MIXTE (dissonante à basse fréquence et consonante à haute fréquence)

- QUARTE JUSTE = rapport de fréquence 4/3 = intervalle de 5 demi-tons (4 degrés ou 4 notes à partir de DO)

Rapport de fréquence dominant sur bicylindres 4 temps calés à 180°, et sur bicylindres 2 temps calés à 180° mais à des fréquences doubles (à l’octave supérieure)

Rapport de fréquence dominant avec la quinte sur 3 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage de 180°-360°-180° (Laverda 1000/1200 calées à 180° des années 70 à 80) et sur 4 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage égaux avec couplage 2-1 à 180° (boxer, 4 cylindres en ligne de moto avec avec échappement 4 en 2, ...) avec dans ce dernier cas des fréquences identiques à celles des bicylindres 4 temps calés à 180°

Rapport de fréquence dominant après l’octave sur 4 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage égaux avec échappements séparés ou collecteur 4 en 1, mais à des fréquences doubles (à l’octave supérieure) de celles des bicylindres 4 temps

Rapport de fréquence présent sur 3 cylindres 4 temps à intervalles d’allumage de 270°-180°-270° (Triumph 900/1200 Tiger avec calage T-Plane)

LA1 + RE2 (dissonant) à 8800 tr/min = bicylindres 4 temps calé à 180°

à 4400 tr/min = V2 2 temps à 90° avec vilebrequin unique (ex : Aprilia 250 RS)

MI3 + LA3 (plus consonant) à 13200 tr/min = bicylindres 4 temps calé à 180°

à 6600 tr/min = V2 2 temps à 90° avec vilebrequin unique (ex : Aprilia 250 RS)

DISSONANCES

- SEPTIEME MINEURE = rapport de fréquence 16/9 = intervalle de 10 demi-tons

Rapport de fréquence dominant sur bicylindres 4 temps à intervalle d’allumage de 315°-405°

Rapport de fréquence présent sur V10 4 temps à intervalles d’allumage égaux de 72° avec 2 collecteurs 5-1

MI1 + RE2 à 8800 tr/min = bicylindre 4 temps calé à 315° (ex : Husqvarna 900 Nuda)

Pour V2 à 45° longue course de grosse cylindrée type Harley Davidson avec régime inférieur à 7000 tr/min, fréquence trop basse pour clavier de synthétiseur

- SECONDE MAJEURE OU TON MINEUR = rapport de fréquence 10/9 = intervalle proche de 2 demi-tons ou 1 ton (9/8 sur gamme musicale de Pythagore).

Rapport de fréquence présent sur V10 4 temps à intervalles d’allumage égaux de 72°

MI4 + FA4# à 8800 tr/min

- DEMI TON MAJEUR = rapport de fréquence 16/15 = intervalle d’un demi-ton

Rapport de fréquence présent sur V16 4 temps à intervalles d’allumage égaux de 45° et dans une moindre mesure sur 8 cylindres 4 temps à intervalles d'alumage égaux sur l'ensemble des cylindres et par collecteur

DO4# + RE4 à 4400 tr/min sur V16 4 temps