Construire une chifonie : choix de solutions possibles



Index

calcul du clavier, capodastres, cheviller, flancs, axe de roue et support, roue, dimensions des pièces de bois, touches et sautereau


Le texte s'élabore petit à petit, les dessins également :
Etat du plan de construction. Comme il est au format SVG, il s'affichera bien dans le navigateur Firefox (j'ai testé avec le 3). Pour zoomer, il est possible de faire "Contrôle +" ou "Contrôle -" quand l'image s'affiche. C'est dessiné en vectoriel et doit rester net.
Le dessin qui contient tous les dessins.
Je n'ai pas pu tester ce qui se passe avec Internet Explorer, mais il faut sûrement une version récente pour afficher l'image.

Introduction

L'ambition de ces quelques notes est de discuter des solutions possibles pour réaliser, au moindre coût, un instrument qui ait la logique de fonctionnement de la vielle à roue. La chifonie, dont la forme s'apparente à celle d'une boîte a été choisie parce qu'on peut se contenter de bois rectangulaires.

chifonieImage et texte empruntés au site  http://olivier-feraud.instrumentsmedievaux.org/text/chifonie.html
"La  chifonie est une forme première de la vielle à    roue     sans doute apparue au milieu du XIIIe siècle. Les cordes sont frottées par une roue en bois actionnée par un  manivelle.
Le clavier est diatonique.
A la différence des vielles à roue traditionnelles, il n'y a pas de chien (procédé mettant en mouvement un petit chevalet en équilibre sur la table de l'instrument)"

Chifonies fabriquées par de vrais luthiers

Si l'on souhaite un instrument de musique de bonne qualité, il est préférable de se tourner vers un luthier "de métier". A titre d'exemple, http://www.vielles-engles.com/chiffonie-chifonie.html pour une chifonie traditionnelle ou http://viellesrenard.free.fr/modeles.htm#VH si l'on veut un instrument qui intègre des matériaux plus contemporains.
Il convient de réfléchir : si l'on prend exemple sur la chifonie proposée par Henri Renard (voir image détaillée ici), on trouve deux rangs de touches donnant accès à 22 notes. L'instrument comporte 5 cordes, des chevilles mécaniques précises, un chevalet élaboré. Son prix est de 980 euros en février 2009 (voir site) avec les touches rotatives. Un instrument auto fabriqué, beaucoup plus pauvre en possibilités que celui-ci devra avoir un prix de revient beaucoup plus bas... ou alors il sera préférable de s'adresser à un luthier.

Un instrument bricolé à moindre coût


La vielle à roue est un instrument compliqué à réaliser correctement et dont le "marché" est étroit : il n'est fabriqué qu'en très petites séries ou quasiment à l'unité. La conséquence est qu'une vielle d'étude est beaucoup plus chère à l'achat qu'une guitare ou un violon d'étude, fabriqués en plus grandes quantités dans des pays où les coûts de réalisation sont moindres.
Le musicien désargenté risque d'écarter cet instrument non parce qu'il ne l'intéresse pas mais à cause de son prix.

Dans les explications qui suivent, l'intention est d'obtenir, pour peu d'argent et avec peu d'outillage, un instrument de musique fonctionnel qui permettra de jouer des pièces  simples pour vielle à roue.

Contrairement au modèle historique, l'instrument sera chromatique (il  aura deux rangées de touches). Il devra avoir un chien fonctionnel, permettant de s'initier aux rythmiques de la vielle à roue. Une version longue est même proposée pour qui veut découvrir ce qu'apporte une étendue sonore de deux octaves 1/2.

Il devra être tel qu'une personne qui débute avec lui n'aura aucune difficulté à passer ensuite à un véritable instrument de luthier.  De même un luthiste confirmé doit pouvoir jouer occasionnellement sur cette chifonie sans être trop dérouté par le clavier ou la manivelle.

Le bois utilisé (contreplaqué) n'a pas été choisi en fonction de ses qualités de résonnance, mais parce qu'il est facile à faire découper aux bonnes cotes dans les magasins de bricolage et qu'il ne se déforme pas en séchant.
Il ne sera peut-être pas très sonore, mais on ne considère pas ceci comme un handicap : il est parfois compliqué de trouver un lieu pour répéter sans "gêner les gens". On pourra toujours imaginer d'amplifier l'instrument par la suite si on pense que cela en vaut la peine.

Un livre sérieux sur la fabrication de la vielle

Pour qui souhaite lire un livre sérieux et documenté sur la réalisation étape par étape d'une vielle à roue, il sera intéressant de lire l'ouvrage de Michel Pignol  http://vielleroue.free.fr/
Ceci étant, reprenant un extrait de la présentation en ligne de l'ouvrage "La fabrication ne peut véritablement être engagée que par un lecteur averti des travaux d'atelier acceptant la réflexion, la théorie qui précédent l'action et la rigueur dans l'exécution!"
On est loin ici des ambitions affichées ici.
Pour réagir : lerautal

Calculs du perçage du clavier

Plusieurs possibilités sont proposées ici :
- Un clavier pour une longueur de corde vibrante (diapason) de 350 mm pour la chanterelle. C'est le standard actuel pour la vielle à roue (parfois appelée soprano).
- Un clavier rallongé d'un ton avec une longueur de corde vibrante de 393 mm pour la chanterelle : on y trouve, à l'identique avec le clavier usuel (avec les mêmes espacements et positions de touches) les notes du clavier usuel PLUS deux notes (vers les graves).
- Un clavier rallongé de trois tons et un demi-ton avec une longueur de corde vibrante de 524 mm pour la chanterelle : on y trouve, à l'identique avec le clavier usuel (avec les mêmes espacements et positions de touches) les notes du clavier usuel PLUS sept notes (vers les graves). Ce clavier est particulièrement intéressant par son étendue : il couvre deux octaves plus une quinte. Cet instrument correspond à certaines vielles longues dites "alto".

Chiffonie avec une chanterelle "normale"

Les mesures sont exprimées en millimètres, avec une décimale (millimètre et dixième de millimètre).
 
Ntouche LongVib Dsillet N1 N2 Dist-axes
0 350,0 0,0 sol 0
1 330,4 19,6 sol# re# 19,6
2 311,8 38,2 la mi 18,5
3 294,3 55,7 la# fa 17,5
4 277,8 72,2 si fa# 16,5
5 262,2 87,8 do sol 15,6
6 247,5 102,5 do# sol# 14,7
7 233,6 116,4 la 13,9
8 220,5 129,5 re# la# 13,1
9 208,1 141,9 mi si 12,4
10 196,4 153,6 fa do 11,7
11 185,4 164,6 fa# do# 11,0
12 175,0 175,0 sol 10,4
13 165,2 184,8 sol# re# 9,8
14 155,9 194,1 la mi 9,3
15 147,2 202,8 la# fa 8,8
16 138,9 211,1 si fa# 8,3
17 131,1 218,9 do sol 7,8
18 123,7 226,3 do# sol# 7,4
19 116,8 233,2 la 6,9
20 110,2 239,8 re# la# 6,6
21 104,1 245,9 mi si 6,2
22 98,2 251,8 fa do 5,8
23 92,7 257,3 fa# do# 5,5
24 87,5 262,5 sol 5,2

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Chiffonie avec une chanterelle étendue d'un ton

Les mesures sont exprimées en millimètres, avec une décimale (millimètre et dixième de millimètre).
Ntouche LongVib Dsillet N1 N2 Dist-axes
0 393,0 0,0 fa do 0
1 370,9 22,1 fa# do# 22,1
2 350,1 42,9 sol 20,8
3 330,5 62,5 sol# re# 19,7
4 311,9 81,1 la mi 18,5
5 294,4 98,6 la# fa 17,5
6 277,9 115,1 si fa# 16,5
7 262,3 130,7 do sol 15,6
8 247,6 145,4 do# sol# 14,7
9 233,7 159,3 la 13,9
10 220,6 172,4 re# la# 13,1
11 208,2 184,8 mi si 12,4
12 196,5 196,5 fa do 11,7
13 185,5 207,5 fa# do# 11,0
14 175,1 217,9 sol 10,4
15 165,2 227,8 sol# re# 9,8
16 156,0 237,0 la mi 9,3
17 147,2 245,8 la# fa 8,8
18 138,9 254,1 si fa# 8,3
19 131,1 261,9 do sol 7,8
20 123,8 269,2 do# sol# 7,4
21 116,8 276,2 la 6,9
22 110,3 282,7 re# la# 6,6
23 104,1 288,9 mi si 6,2
24 98,2 294,8 fa do 5,8
25 92,7 300,3 fa# do# 5,5
26 87,5 305,5 sol 5,2

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Chiffonie avec une chanterelle étendue de trois tons et un demi ton (alto)

Les mesures sont exprimées en millimètres, avec une décimale (millimètre et dixième de millimètre).
Ntouche LongVib Dsillet N1 N2 Dist-axes
0 524,0 0,0 do sol 0
1 494,6 29,4 do# sol# 29,4
2 466,8 57,2 la 27,8
3 440,6 83,4 re# la# 26,2
4 415,9 108,1 mi si 24,7
5 392,6 131,4 fa do 23,3
6 370,5 153,5 fa# do# 22,0
7 349,7 174,3 sol 20,8
8 330,1 193,9 sol# re# 19,6
9 311,6 212,4 la mi 18,5
10 294,1 229,9 la# fa 17,5
11 277,6 246,4 si fa# 16,5
12 262,0 262,0 do sol 15,6
13 247,3 276,7 do# sol# 14,7
14 233,4 290,6 la 13,9
15 220,3 303,7 re# la# 13,1
16 207,9 316,1 mi si 12,4
17 196,3 327,7 fa do 11,7
18 185,3 338,7 fa# do# 11,0
19 174,9 349,1 sol 10,4
20 165,0 359,0 sol# re# 9,8
21 155,8 368,2 la mi 9,3
22 147,0 377,0 la# fa 8,7
23 138,8 385,2 si fa# 8,3
24 131,0 393,0 do sol 7,8
25 123,6 400,4 do# sol# 7,4
26 116,7 407,3 la 6,9
27 110,2 413,8 re# la# 6,6
28 104,0 420,0 mi si 6,2
29 98,1 425,9 fa do 5,8
30 92,6 431,4 fa# do# 5,5
31 87,4 436,6 sol 5,2

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Le cheviller

cheviller
Commentaires

La pièce marquée Ch-1 est collée sur la pièce marquée Ch-2. Elle est percée de 4 trous de façon à permettre le passage des quatres chevilles (marquées ch-3 à Ch-6).

La pièce marquée Ch-2 est une des extrémités de la "boîte" que constitue la caisse de la chifonie.
Elle est percée de 4 trous qui permettent le passage des deux chanterelles, du bourdon grave et de la trompette.

Les pièces marquées ch-3 et Ch-4 sont deux chevilles, dont l'extrémité est dirigée vers le bas. L'une est utilisée pour tendre la trompette (ch-3), l'autre pour tendre le bourdon grave (Ch-4).

Les pièces marquées Ch-5 et Ch-6 sont deux chevilles dont l'extrémité est dirigée vers le haut. Elles sont utilisées pour tendre les chanterelles.

Sur le dessin, les chevilles sont représentées comme des chevilles traditionnelles de violon, mais on peut imaginer de mettre à la place des mécaniques de guitare ou tout autre système de tension.
Dans ce cas, il faudra  adapter la forme et la disposition de la pièce Ch-1.


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Les flancs

flancs Commentaires

Les deux flancs sont découpés dans une épaisseur de contreplaqué, par exemple de 8 millimètres d'épaisseur.
Ils sont percés des trous qui permettent le passage des tiges de touches.

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Les supports d'axe de roue


supports de l'axe Commentaires

Ces deux pièces sont réalisées chacune en collant deux épaisseurs du même contreplaqué (par exemple de 8 millimètres d'épaisseur).
L'avantage de faire ainsi est de pouvoir bloquer les roulements à bille dans l'épaisseur du contreplaqué (voir explications détaillées plus loin).

La pièce marquée Fix-1 reçoit l'un des roulements à bille dans lequel passe l'extrémité de l'axe de la roue (du côté du clavier).

La pièce marquée Fix-2 reçoit le second roulement à billes (celui qui est du côté de la manivelle). Elle est une des extémités de la "boîte" que constitue la caisse de la chifonie.
Elle est percé de 4 trous pour laisser passer les cordes.


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La roue, ses annexes et sa fixation

Plusieurs solutions sont possibles pour qui ne dispose pas d'un tour à bois ou de l'outillage pour découper une forme ronde de la taille nécessaire.
Parmi celles-ci, retenons :
- L'achat d'une roue et d'un axe préfabriqués.
- L'utilisation d'une roue de chariot léger achetée dans un magasin de bricolage.

Achat d'une roue toute faite

Henri Renard, luthier, propose, sur son site, quelques pièces pour la fabrication de la vielle à roue :
http://viellesrenard.free.fr/tarifs.htm#pd
Les diamètres sont les suivants :140, 160, 180, 200 mm. (190 mm est possible aussi). Largeur : 16 mm pour les roues en médium et 18 mm pour le contreplaqué.
H.R. propose également des axes (voir son site).

Roue de chariot en matériaux synthétiques

bloc roue Commentaires

On retrouve les pièces Fix-1 et Fix-2  dans lesquelles sont percés les évidements pour introduire les roulements à billes Rb1 et Rb2.

Sur l'Axe (tige filetée de 6 millimètres de diamètre) est vissé un manchon (marqué Manchon sur le dessin). Celui-ci est collé à la roue et l'ensemble est serré entre les écrous Ecr3, Ecr4, Ecr5.

Du côté de la pièce Fix-2, le roulement et l'axe sont bloqués par les écrous Ecr1 et Ecr2, positionnés et serré de façon à éviter le glissement longitudinal de l'axe, mais sans introduire de contraintes entre les pièces Fix-1 et Fix-2.

Le chevalet est positionné, même si sur le dessin il ne semble reposer sur rien.

Le fait de positionner le chevalet permet de donner certaines cotes au dessin.

Une chanterelle est représentée par une ligne pointillée de façon à faire comprendre comment elle traverse la pièce Fix-2.

Deux exemples de roues trouvées dans un magasin de bricolage

Exemple pris chez Castorama, parce que c'est proche de chez moi :

Manchon permettant de réduire le diamètre de la tige filetée.

Voir dans le catalogue Castorama. L'objet y est décrit ainsi :
Manchon acier bichromaté. Dimensions : Ø 6 x 8 x 30 mm. En sachet de 4 pièces. Raccordement de deux tiges filetées de même diamètre. Prolongation d¿une fixation à la longueur voulue. Réglage de la longueur de tige pour permettre la mise à niveau de l¿assemblage.
Le manchon est collé avec une colle forte (araldite ou tout autre) pouvant adhérer sur le pourtour du manchon (en fer) et l'intérieur de la roue (en plastique).

Manchon pouvant garnir la périphérie de la roue

Si le frottement de la roue sur les cordes n'est pas bon, on peut imaginer d'entourer le caoutchouc d'une tranche découpée dans un manchon de PVC. A titre d'exemple, le manchon à coller pour joindre des tuyaux de PVC de 140 mm serait un bon choix. Voir par exemple : http://www.plasmo.net/cbx/s4_article977_1653.htm
Le seul problème est son prix. La dépense pourrait se justifier si l'on fabrique plusieurs roues.

L'axe

Tige filetée de 6 millimètres de diamètre.
Comment déterminer sa longueur ?
Si l'on se repère d'après l'image ci-dessus et en allant de gauche vers la droite, et en supposant que les pièces Fix-1 et Fix-2 sont constituées de deux épaisseurs de contreplaqué de 7 mm, on peut calculer sa longueur :
14 millimètre (partie à l'intérieur de Fix-1),
+ épaisseur des deux écrous Ecr5 et Ecr4
+ la moitié de la longueur du manchon (30 millimètres divisé par deux sur l'exemple).
+ 25 mm + 50 mm
+ épaisseur de Fix-2
+ longueur de dépassement de l'axe : cela dépend du type de manivelle. Avec une manivelle standard, on peut prendre 30 mm.

La manivelle

Parfois les viellistes ont remplacé leur manivelle par une qui leur convenait mieux, et il est possible de leur racheter ce qu'ils n'utilisent plus.

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Déterminer les dimensions

Longueur des flancs.

longueur des flancs

Elle se calcule par la formule : épaisseur de Fix-1 + épaisseur de Fix-2 + 5à millimètres + longueur du diapason.
Cette dernière longueur est fonction du choix du type d'instrument que l'on va fabriquer.
Dans les tableaux de calcul du clavier donnés plus haut, cette valeur sera de 350 mm ou 393 mm ou 524 mm.
Si l'on a choisi du contrepalqué de 7 mm, Fix-1 et Fix-2 seront épais chacun de 14 mm.
Ci-dessous, un tableau effectuant les calculs pour les valeurs idiquées :

Fix-1 Diapason Constante Fix-2 Long. du flanc
14 350 50 14 428
14 393 50 14 471
14 524 50 14 602

Si l'on décide d'utiliser le même matériau pour les flancs, le fond et le couvercle, il faudra 4 longueurs égales à ce qui vient d'être calculé.

Largeur du fond et du couvercle selon une première logique d'assemblage


largeur du fond

Elle se calcule en additionnant l'épaisseur de chacun des flancs, deux fois une largeur laissée pour le débattement des bourdons et le diamètre de la roue.
En prenant l'exemple d'une roue de 145 mm de diamètre et du contreplaqué de 7 mm, cela donnera :
7 + 15 + 145 + 15 + 7 = 189 mm
On prendra 190 mm qui sera plus évident à demander à l'atelier de découpe.
Si l'on décide de prendre la même largeur pour les flancs, le fond et le couvercle, il nous faudra 4 longueurs de 190 mm de large.
Il sera "malin" de faire découper une seule longueur que l'on recoupera en 4 à la scie à main.

Pour une chifonie avec diapason de 350 mm :
Soit : 428 * 4 = 1712 mm. On demandera 172 cm de long sur 19 cm de large.

Pour une chifonie avec diapason de 393 mm :
Soit : 471 * 4 = 1884 mm. On demandera 189 cm de long sur 19 cm de large.

Pour une chifonie avec diapason de 524 mm :
Soit : 602 * 4 = 2408 mm. On demandera 241 cm de long sur 19 cm de large.

Remarque : cette logique d'assemblage a le mérite de n'utiliser qu'une seule largeur de bois, mais dans le bas de la caisse, la tranche du fond n'est pas masquée par les flancs, ce qui, avec certains contreplaqués ne sera pas très joli.

Pour cette raison, on peut imaginer une seconde logique d'assemblage.

Largeur du fond et du couvercle selon une seconde logique d'assemblage

largeur fond 2

Cette logique est plus esthétique, mais les côtes de découpe sont plus variées.
Le dessin est donné pour aider le lecteur à réfléchir. Charge à lui de définir les dimensions de bois qui lui conviennent.

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Les touches, les sautereaux

Différentes logiques de réalisation peuvent être proposées. Certaines vont être présentées ici.

Touche composée d'une baguette de section rectangulaire ou carrée.

trou pour passage de touche Commentaire

C'est la solution la plus courante pour les claviers de vielles.
Si l'on ne dispose que d'un outillage réduit, le moyen le plus simple sera de percer un trou rond dans les flancs de clavier (voir 1 sur l'illustration) puis à modifier la forme de chaque trou à la lime (voir 2 sur l'illustration).
Si l'on considère que pour la chifonie la plus courte on aura 40 fois cette opération à réaliser "au mieux" ce n'est pas une perspective encourageante.

Touche composée d'un corps de forme cylindrique


trou sautereau 2 Commentaire

Dans ce cas, la tige de touche est par exemple faite avec de la corde à piano, des rayons de bicyclette, du bois pour tourillon, de la tige filetée, du tube de faible section...
L'avantage, est qu'il suffit de percer des trous ronds pour donner le passage à la tige de touche (voir 1 sur l'illustration).
Dans la réalité, il faut percer un second trou pour passer une goupille qui empêche la touche de tourner sur son axe (voir 2 sur l'illustration).
Pour la même chifonie on percera 40 trous de type 1 et 20 trous de type 2 (dans le seul flanc qui est du côté des touches).

Les sautereaux traditionnels


Dans le cas où la tige de la touche est de section carrée ou rectangulaire (logique majoritaire sur la vielle) les sautereaux sont pourvus d'un axe cylindrique qui rentre dans la touche et qui peut permettre leur rotation, pour l'accord de l'instrument. Pour simplifier la réalisation des sautereaux, certains luthiers préfèrent percer le sautereau et le traverser d'un boulon que l'on bloque sous la touche avec un écrou.
La grande difficulté de réalisation est ici qu'il faudrait les fabriquer "à l'identique" (à la longueur près, puisque les sautereaux des touches noires sont plus courts).
Si l'on prend l'exemple de la chifonie longue, qui a 30 touches, cela fait 60 sautereaux à réaliser "bien". Et ce n'est pas facile.

sautereaux engles
Sautereaux classiques sur touches.
sautereau classique




Sautereau classique
sautereau vis

Sautereau à vis

Les sautereaux à la façon de Monsieur Bleton, luthier

sautereaux bleton Commentaires

Monsieur Bleton à imaginé de remplacer les tiges de touches classiques par un corps cylindrique (de la corde à piano). Les sauteraux sont  traversés par les tiges et peuvent tourner autour de cet axe, ce qui permet un accordage facile du clavier.
Sur l'illustration de gauche, le dessin du sautereau a été "géométrisé à l'excès"  pour attirer l'attention du lecteur sur le fait que le sautereau comporte deux zones :
- en haut la partie qui entre en contact avec la corde
- en bas la partie qui est traversée par la tige de touche.

La double ligne pointillée représente la tige de touche.

La solution de M. Renard

Monsieur Henri Renard propose des vielles qui peuvent être équipées d'un système de touche sur portion de cylindre. Voici ce que j'en ai compris, la solution de M. Renard est peut-être différente. Le site de M. Renard.
sautereaux renard Commentaires

Plutôt que d'utiliser des tiges de touches, on fabrique des "quartiers de cylindres minces" d'un rayon un peu plus petit que celui de la roue.
Ces quartiers peuvent tourner sur un axe commun qui prolonge celui de la roue (mais il y a bien-sûr une interruption entre les deux axes, sinon la rotation de la roue entraînerait tout !).
Sur la tranche des quartiers, on dispose des sautereaux.
Une pression sur la touche provoque la rotation (marquée "Basculement" sur l'image) du quartier.

Cette solution, remarquable de logique, suppose une fabrication précise.
M. Renard utilise des matériaux synthétiques et un mode d'usinage des pièces qui n'est pas traditionnel.



Remarque : H.R. vend des sautereaux en polyamide renforcé. Voir prix sur son site : http://viellesrenard.free.fr/tarifs.htm#pd

Solution retenue

Tiges de touches cylindriques, en tige filetée de 3 millimètres, ce qui permettra, si nécessaire, de bloquer les sautereaux avec des écrous de serrage.
Sautereaux réalisés dans un matériaux dur de forme homogène. Un bon candidat pourrait être le tourillon de hêtre de 8 millimètres de diamètre (ou de 6, si l'on est plus habile) parce qu'on le trouve régulièrement dans les magasins de bricolage.

sautereaux sur tiges
Afin de permettre le glissement aisé de la tige filetée dans les flancs de clavier, il faudra ajouter de petits morceaux de tubes de laiton.
Par chance, on trouce également du tube de 4 millimètres de diamètre, dans lesquels la tige filetée de 3 millimètres coulisse "bien".
Sur l'image, les lettres A et B désignent les deux petits tubes de laiton placés dans les flancs de clavier.

Remarque : le frottement de la tige filetée peut générer des bruits désagréables (à vérifier) en particuler dans la partie du clavier qui est proche du cheviller. Dans ce cas, il pourrait être souhaitable d'intercaler un joint de matériel assourdissant les bruits entre les flancs de clavier et le tube de laiton (autour de A et B sur la figure).
Il existe par exemple, dans les fournitures de modélisme, des durites de diamètre interne 4 mm et de diamètre externe 7 mm.
Voir par exemple durites Graupner.

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Capodastres


capodastres Commentaires

Il sera intéresant de mettre en place un capodastre coulissant sur le bourdon grave (cas du dessin ci-contre) et sur la trompette (en vis-à-vis).
Ceci étant et quelle que soit la solution technique retenue, il sera prudent de mettre en place tous les éléments de mise en oeuvre des capodastres avant d'assembler les flancs de clavier.

Les documents accompagnant la réalisation pratique, attireront l'attention sur l'étape où la décision doit être prise (et la réalisation effectuée).

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