Je m’intĂ©resse Ă  la musique…

Comment la musique peut-elle ĂȘtre comprise grĂące aux mathĂ©matiques ou Ă  la physique? Comment les avancĂ©es technologiques aident-elles les artistes Ă  exprimer leur talent et Ă  le partager avec leur public? Comment la musique contribue-t-elle Ă  notre comprĂ©hension des capacitĂ©s cognitives humaines?

© Alain Herzog

…j'entreprends des Ă©tudes Ă  l'EPFL

La musique nous entoure au quotidien et joue un rĂŽle majeur au sein de toutes les cultures humaines connues. Qu’il s’agisse d’interprĂ©ter, voire de composer ou de reconstituer des Ɠuvres musicales, de dĂ©velopper des techniques permettant d’immerger complĂštement une audience, ou encore d’analyser la maniĂšre dont le cerveau traite et ressent des sĂ©quences auditives, les contributions de la science et de l’ingĂ©nierie Ă  la musique sont multiples et offrent des perspectives intĂ©ressantes aux ingĂ©nieures et ingĂ©nieurs de l’EPFL qui souhaitent participer Ă  ces dĂ©veloppements.

Mathématiques

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Si Pythagore est liĂ© aux mathĂ©matiques grĂące Ă  son fameux thĂ©orĂšme, il a aussi grandement contribuĂ© Ă  l’établissement des premiĂšres thĂ©ories musicales en calculant notamment les rapports sonores des intervalles musicaux les plus harmonieux. Rapports de frĂ©quences entre les notes, nombre d’or ou encore motifs gĂ©omĂ©triques, les outils mathĂ©matiques sur lesquels les musiciennes et musiciens s’appuient pour composer leurs Ɠuvres sont nombreux, et de multiples liens entre ces domaines d’apparence Ă©loignĂ©s continuent d’ĂȘtre exploitĂ©s pour nous prouver qu’ils sont en rĂ©alitĂ© intimement liĂ©s, illustrant ainsi la citation du philosophe et mathĂ©maticien Leibniz au XVIIIe siĂšcle: « La musique est un exercice d’arithmĂ©tique secrĂšte, et celui qui s’y livre ignore qu’il manie les nombres ».

Pour mieux comprendre la musique, il faut d’abord s’attarder sur les sons et leur propagation. Les vibrations des instruments provoquent des compressions de l’air qui se propagent, crĂ©ant ainsi des notes, qui peuvent ĂȘtre reprĂ©sentĂ©es par des courbes sinusoĂŻdales montrant l’évolution de la pression de l’air en fonction du temps. Toutes les musiques peuvent donc ĂȘtre traduites en Ă©quations et en courbes pour ĂȘtre Ă©tudiĂ©es Ă  la lumiĂšre des lois physiques qui les rĂ©gissent, et permettre l’analyse des sons qui les composent, leur possible dĂ©formation, et leur impact sur l’oreille humaine.

Génie électrique et électronique

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L’électroacoustique englobe toutes les techniques de production, d’enregistrement et de reproduction des sons par des moyens Ă©lectriques. Elle a dĂ©sormais une place prĂ©pondĂ©rante dans le monde de la musique et son Ă©tude permet d’aller toujours plus loin dans la fidĂ©litĂ© des sons restituĂ©s Ă  l’audience, au point de rĂ©ussir Ă  l’immerger complĂštement dans la musique. Haut-parleurs directionnels ou encore micros capables de ne capter que certaines frĂ©quences, nombreuses sont les avancĂ©es s’appuyant sur des concepts de traitement du signal et d’acoustique permettant de maĂźtriser au mieux les rĂ©verbĂ©rations et phĂ©nomĂšnes d’absorption des sons, et ainsi d’aider les musiciennes et musiciens Ă  exprimer leur talent et Ă  le partager.

Informatique et communications

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GrĂące Ă  des techniques avancĂ©es de vision par ordinateur et aux puissances de calcul dĂ©sormais disponibles, il est possible d’analyser d’énormes quantitĂ©s de partitions de façon automatique. La data science peut ainsi nous informer sur l’évolution des structures harmoniques utilisĂ©es dans le temps ou les spĂ©cificitĂ©s des styles musicaux liĂ©s Ă  certaines rĂ©gions ou Ă©poques. À partir de lĂ , des intelligences artificielles sont capables de composer des mĂ©lodies originales en respectant les spĂ©cificitĂ©s d’un style donnĂ©, tout en s’assurant qu’aucune autre ne leur ressemble. En appliquant ces techniques Ă  un corpus donnĂ©, il est Ă©galement possible d’essayer de complĂ©ter des Ɠuvres inachevĂ©es, tout en gardant en tĂȘte que la musique reste une activitĂ© humaine sujette Ă  de nombreuses variations liĂ©es au vĂ©cu de celles et ceux qui la pratiquent.

© Matthieu Gafsou / EPFL 2019

Ingénierie des sciences du vivant

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La musique rythme notre quotidien et peut nous faire ressentir d’intenses Ă©motions, ce qui en fait un sujet de recherche fascinant Ă  exploiter en neurosciences. Il est ainsi possible de s’appuyer sur la musique pour mieux comprendre les capacitĂ©s cognitives humaines, notamment la façon dont le cerveau traite et reprĂ©sente des sĂ©quences auditives et syntaxiques complexes. La prĂ©diction du ressenti induit par diffĂ©rentes mĂ©lodies en fonction des cultures et rĂ©gions du monde est Ă©galement un sujet d’intĂ©rĂȘt pour les Ă©quipes de recherche. Enfin, l’ADN pourrait devenir un moyen de stockage de choix pour conserver des archives musicales entiĂšres.

Outils d’orientation

Orientation thématique

Les implications de certaines expertises dans des domaines phares sont parfois insoupçonnées. Pour relever ensemble des défis de portée mondiale, des passionnés de divers domaines doivent mettre à profit leurs connaissances.

Le Bachelor Ă  l’EPFL

L’EPFL permet d’accĂ©der Ă  la plupart des disciplines de l’ingĂ©nierie, des sciences exactes et de l’architecture. Au niveau Bachelor, 13 programmes sont proposĂ©s.