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Édition du: 19/09/2025

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NOMBRES & MUSIQUE

Construction de la gamme

 

Comment la gamme classique (Do, ré, mi, fa, sol, la, si) a été construite.

Elle vient de l'Antiquité …  Un montage mathématique résultant d'une coïncidence numérique:

Ce fait mathématique est à l'origine de pratiquement toute la théorie musicale : division de l'octave en douze demi-tons, et rôle primordial de la quinte dans les accords musicaux.

Voir Nombre 128 / Nombre 129,7…

    

 

Sommaire de cette page

>>> Enquête du comma: qui est le coupable ?

>>> Tableau ce comparaison

Débutants

Nombres

 

Glossaire

Nombres

 

 

 

Enquête du comma: qui est le coupable ?

Enquête du célèbre commissaire Matémate Hique

haut

 

Chapitre 1 – La scène du crime : un clavier suspect

Le commissariat était plongé dans un silence pesant, seulement troublé par le froissement des feuilles de dossiers. Au centre de la pièce, trônait un piano droit, noir, lustré, que l’on avait apporté comme pièce à conviction. Le commissaire Matémate, célèbre pour résoudre des affaires impossibles grâce à sa passion des mathématiques, faisait les cent pas.

Il s’arrêta, fixa les touches du clavier.

— Voilà le mystère, dit-il. Pourquoi donc ces touches blanches et noires alternées de manière irrégulière ? Deux noires, puis trois noires, avec des espaces différents… et ce long alignement de blanches… Qui a pu concevoir une telle structure ?

Ses inspecteurs, un peu perplexes, se contentèrent de hausser les épaules. Pour eux, ce n’était qu’un instrument. Pour Matémate, c’était une scène de mystère mathématique.

— Rien n’est laissé au hasard, poursuivit-il. Ces touches révèlent une logique cachée. Si je découvre qui l’a mise en place, je résoudrai l’énigme de la gamme de do majeur et de son comma.
  

Il sortit un carnet quadrillé, son "arme" favorite, et y inscrivit les lettres :

 

Do, ré, mi, fa, sol, la, si.

 

Puis il entoura en rouge les intervalles, cherchant un indice, comme un détective devant un code chiffré.

    

 

Chapitre 2 – L’ombre de Pythagore

Matémate savait où chercher. Tout le menait vers un homme qui, bien avant que les pianos n’existent, avait déjà mené sa propre enquête sonore : Pythagore.

Dans son esprit, Matémate reconstitua la scène antique. Pythagore, un soir, tendant l’oreille devant des forgerons martelant l’enclume. Certaines frappes semblaient s’accorder entre elles, d’autres juraient. Intrigué, le philosophe tendit des cordes, les pinça, puis remarqua quelque chose : lorsqu’une corde était divisée en deux, le son produit résonnait parfaitement avec l’original.

L’octave, murmura Matémate en notant dans son carnet: Rapport 2:1. Ce qui veut dire que deux fois plus longue ou deux fois plus courte, la corde chante à l’unisson supérieur ou inférieur.

Puis, Pythagore fit d’autres expériences : il divisa la corde en rapports simples. Lorsqu’elle vibrait aux deux tiers de sa longueur, le son obtenu se mariait avec le premier. C’était la quinte. Rapport 3:2, conclut Matémate.

L’oreille humaine aime les rapports simples entre nombres entiers. Voilà la clé.
  

Matémate griffonna :

 

Indice n°2 : Les sons harmonieux obéissent à des rapports simples. Pythagore aimait les nombres entiers… et les sons purs.

 

 

Chapitre 3 – Le jeu des quintes et des octaves

Dans son École, Pythagore ne se contentait pas de philosopher. Il expérimentait. Sur ses pas, Matémate, corde tendue à la main, compare les sons comme un enquêteur compare des empreintes.

Il découvre que Pythagore avait eu une idée lumineuse: monter de quinte en quinte : do → sol → ré → la → mi… et ainsi de suite.

Chaque fois, il multipliait la fréquence par 3/2. Et là, il fit une découverte troublante : 15 quintes empilées donnaient presque exactement 7 octaves. Presque… mais pas tout à fait.

Il y avait un minuscule écart, une faille dans le système, que les musiciens appelleraient plus tard le comma pythagoricien.

   

Matémate nota :

 

Indice n°3 : 15 quintes ≈ 7 octaves. Mais l’égalité parfaite n’existe pas. Il faut choisir comment répartir l'écart.

 

 

Chapitre 4 – Le repli des quintes

En feuilletant les archives, Matémate retrouva la méthode exacte imaginée par Pythagore. Le philosophe, toujours pragmatique, avait eu une idée de génie : replier les quintes dans l’espace d’une seule octave. 

En effet, chaque fois qu’il multipliait la fréquence d’une note par le rapport 3/2 — celui d’une quinte parfaite — le son montait, dépassant souvent la limite de l’octave de départ. Pour le ramener dans cette octave, il divisait alors la fréquence par 2, autant de fois que nécessaire. 

En partant d’un do et en montant ainsi de quinte en quinte, tout en repliant chaque nouvelle note dans l’octave initiale, Pythagore obtint sept notes distinctes: do, ré, mi, fa, sol, la, si. Cette suite formait une gamme agréable, équilibrée… mais pas parfaite : les quintes et les octaves ne coïncidaient pas exactement. 

Pour corriger cette imperfection, les musiciens inventèrent plus tard la gamme tempérée, divisant l’octave en 12 demi-tons égaux. 

Matémate comprit alors : les touches blanches du piano correspondent à ces sept notes de base, tandis que les touches noires représentent les altérations, indispensables pour jouer dans toutes les tonalités. 

 

Matémate poursuit ses notations :

 

 

Indice n°4 : La gamme de do majeur est née du pliage des quintes dans une octave et en retouchant la répartition pour obtenir douze intervalles égaux.
Les touches noires sont les chaînons manquants pour obtenir les douze notes.

 

 

Chapitre 5 – Interrogatoire des suspects : Dièse et Bémol

(Deux silhouettes pénètrent dans la salle d’interrogatoire. L’une est fine, acérée, presque tranchante : Dièse. L’autre est ronde, pesante, presque floue : Bémol. Face à eux, le commissaire Matémate ajuste ses lunettes et ouvre son carnet.)

Matémate : Vous deux… qui êtes-vous vraiment ?

Dièse (sifflant) : Je suis l’ascension. J’ajoute un demi-ton à une note. Ré devient ré, fa devient fa. Je suis le pas vers l’aigu.

Bémol (voix grave) : Moi, je rabaisse. J’enlève un demi-ton. Si devient si, mi devient mi. Je suis le glissement vers l’ombre.

Matémate (note dans son carnet) : Donc vous êtes des doublons ? Des alias ?

Dièse : Pas tout à fait. Parfois, nous désignons le même son — fa et sol, par exemple. Mais selon le contexte, l’un de nous est préféré à l’autre.

Bémol (ricane) : Nous sommes les touches noires du piano. Sans nous, pas de modulation, pas de tension, pas de mystère.

Matémate (regarde son clavier) : C’est donc vous qui occupez ces groupes de deux et trois, coincés entre les blanches. Un rôle discret… mais indispensable.

  

Indice n°5 : La gamme de do majeur, apparemment simple, cache des zones d’ombre. En ajustant les fréquences, les touches noires — dièses ou bémols — prennent leur place sur le clavier. Elles ne sont ni doublons ni intrus, mais les agents secrets de la modulation, de l'altération.

 

 

Chapitre 6 – Le verdict

Matémate s'empresse de résumer dans son carnet:

*       Le coupable : Pythagore, ou du moins sa théorie des rapports simples.

*       Le mobile : créer une gamme harmonieuse basée sur les intervalles les plus purs à l’oreille humaine.

*       Le modus operandi : empiler des quintes, les replier dans l’octave, et ajuster pour obtenir sept notes bien accordées.
La disposition des touches blanches et noires sur le piano n’était pas un hasard :

*     Les blanches représentent la gamme naturelle issue de cette construction.

*     Les noires comblent les intervalles pour permettre de jouer dans toutes les tonalités, tout en conservant la logique visuelle héritée de cette gamme originelle.

*       Le mystère du comma est levé. Une solution a été trouvée avec la gamme tempérée. Est-ce la seule possibilité ?

 

Alors, finalement, il tente une synthèse:

L'intervalle de douze quintes représente une étendue légèrement supérieure à sept octaves, la différence étant le comma pythagoricien. Lorsque la dernière quinte est raccourcie pour donner à l'ensemble une étendue valant exactement sept octaves : elle forme la quinte dite « du loup » car elle est très dissonante … La gamme tempérée est une solution; il y en a d'autres !

       

Matémate sourit.

 

Il avait résolu l’énigme, mais savait qu’il restait d’autres mystères : le tempérament égal, les gammes exotiques, les micro-intervalles…

Pour l’instant, il se contenta de poser ses doigts sur le clavier et de jouer un do majeur.

La vérité, pensa-t-il, peut parfois se résumer à sept notes bien placées.

 

 

 

 

 

 

 

 

Tableau ce comparaison

haut

 

Gamme pythagoricienne et gamme tempérée

 

 

Lecture

 

*    k est le rang de la note dans la gamme pythagoricienne à partir du La4.

*    La gamme pythagoricienne est obtenue par empilement des quintes: chaque nouvelle note est obtenue en prenant la fréquence de la précédente et en la multipliant par 3/2. Ex: 660 = 440 × 3/2.

*    Les notes effectives de la gamme pythagoricienne reprennent ces fréquences en les divisant par 2, autant de fois que nécéssaire, pour que la note retenue retourne dans l'octave 440-880 Hz (du Do4 au Do5). Ex: 1485/2 = 742,5.

*    Les colonnes "notes" identifient les notes les plus proches dans la gamme tempérée (la gamme classique, celle utilisée notamment pour le piano).

*    Les fréquences de la gamme tempérée correspondent à une répartition régulière des douze notes de l'octave (de la gamme). Le rapport entre chacune est de:

*    L'écart est donné en cents.

 

Gamme tempérée

 

Reprises des notes vues ci-dessus, remises dans l'ordre habituel de la gamme.

 

Notez  la  nouvelle position de l'indice k.

 

 

 

 

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*      Wikipédia - Accord pythagoricien

*      Edutheque - La gamme pythagoricienne

*      Kartable - La gamme de Pythagore

*      Pythagore tuning – Azimuth

*      Tempéraments - X. Terrasa

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