Bien que Mozart n’ait pas de descendants vivants, son héritage musical perdure à travers de nombreux interprètes. Le dernier en date, né cet été, est un jumeau numérique.

Ce clone prodigieux a été conçu par le géant technologique allemand Siemens. Le mois dernier, l’entreprise a présenté ce système dans la ville natale de Mozart, Salzbourg.

Située au pied des Alpes, cette ville pittoresque accueille le prestigieux Festival de Salzbourg, dédié à la musique et au théâtre. Les notes classiques s’élèvent dans l’air chaud, résonnant sur les scènes extérieures et dans les salles d’opéra. Certaines ont même été intégrées dans le jumeau numérique.

Comme tout jumeau numérique, ce système est un modèle virtuel d’un équivalent du monde réel. Cependant, celui-ci se concentre de manière inhabituelle sur le son.

La technologie reproduit l’acoustique d’un bâtiment. En simulant les sons dans le domaine virtuel, le jumeau révèle les mécanismes sonores du monde physique.

« Nous sommes entourés d’acoustique en permanence, mais cela signifie que nous pouvons vraiment les vivre », déclare Julia Hoffman, directrice du développement du Festival de Salzbourg. « C’est une sensation totalement différente. »

Siemens envisage de nombreuses applications. Les architectes pourront concevoir des lieux avec une acoustique inégalée. Les constructeurs bâtiront des maisons avec une isolation phonique parfaite. Les événements adapteront les centres de congrès pour la musique, le théâtre et la danse. Les chefs d’orchestre personnaliseront les salles d’opéra pour leur musique. Les orchestres répéteront dans des répliques de vraies salles de concert.

Cependant, avant que ces rêves ne deviennent réalité, le jumeau numérique a dû passer une audition. Salzbourg a proposé deux tests redoutables : un lieu de festival légendaire et la musique de Mozart.

Technologie : Numérisation du son

Inaugurée en 1960, la Grande Salle du Festival de Salzbourg est un lieu emblématique pour les opéras et les concerts.

Construit sur d’anciennes écuries, cet auditorium carré possède une acoustique mondialement reconnue. Comme son nom l’indique, le lieu est également immense. La scène de 100 mètres est parmi les plus larges au monde, pouvant accueillir environ 2 200 spectateurs par performance.

Les sièges offrent des expériences musicales variées. Ils influencent également la musique. Les matériaux, les emplacements et les personnes assises affectent tous l’acoustique qui résonne dans la salle. Les tapis au sol, les musiciens sur scène et les instruments qu’ils jouent ont également un impact.

L’architecture joue également un rôle crucial dans le son. Lorsque le bâtiment renvoie les échos et les réverbérations dans des directions cacophoniques, des panneaux acoustiques sont installés sur les murs et les plafonds pour apaiser les tensions sonores.

Le jumeau numérique devait modéliser chacun de ces effets. Siemens a confié cette tâche à Simcenter, un portefeuille de logiciels dédié au développement et à la simulation.

Le logiciel a d’abord analysé les données concernant la forme, la structure et le contenu de la salle. Tous les matériaux sous-jacents ont ensuite été définis avec précision, car chacun peut faire varier le comportement des ondes sonores.

Les rideaux doux absorbent les ondes, tandis que les meubles en métal les réfléchissent. Lorsqu’elles rebondissent sur des murs en béton, elles génèrent une réaction acoustique distincte. Si elles touchent un siège, une autre réaction se produit.

Siemens a analysé ces effets à l’aide de deux techniques principales : les mesures de réponse impulsionnelle et le ray tracing. Ensemble, elles ont mesuré et simulé le flux sonore à travers la salle.

Technologie : Une scène virtuelle pour Mozart

Les ingénieurs ont d’abord installé 12 microphones autour de l’auditorium. Sur scène, 11 haut-parleurs de haute qualité ont été placés aux emplacements des instruments.

Chaque haut-parleur a ensuite envoyé de petits signaux dans la salle. Pendant un certain temps, ils ont transmis une large bande de fréquences à un volume et une durée précis.

Alors que les signaux circulaient dans la salle, les microphones enregistraient leurs effets. Les résultats ont ensuite été envoyés pour analyse.

« Grâce à cette technologie, nous obtenons la signature sonore unique de la salle », explique Arnold Holler, responsable de l’engagement chez Siemens Simcenter.

Siemens a ensuite intégré cette signature dans la salle numérique.

Avec des microphones et des haut-parleurs virtuels aux mêmes emplacements que leurs homologues physiques, les tests sonores ont été répétés. Des modèles informatiques ont ensuite examiné le comportement acoustique.

« Nous corrélons la simulation avec les mesures et cartographions le modèle à la réalité », déclare Holler. « Avec cela, vous obtenez le jumeau numérique. Sinon, vous n’avez qu’un modèle numérique. »

Assurée que leur réplique était entièrement développée, l’équipe a lancé le double virtuel.

Le jumeau final reproduit d’innombrables configurations musicales. Les utilisateurs peuvent alors explorer l’impact sur chaque siège de la salle.

Depuis des emplacements distants, ils peuvent expérimenter avec des sons, des matériaux et des agencements. Tous leurs ajustements pourraient transformer l’acoustique. En les simulant dans un jumeau numérique, ils créeront des preuves pour des décisions dans le monde réel.

D’autres jumeaux acoustiques numériques sont déjà en préparation. Mais la technologie doit encore convaincre les sceptiques. Pour dissiper leurs doutes, Siemens s’est tourné vers le fils préféré de Salzbourg.

Technologie : Mozart entre sur la scène numérique

Siemens a intégré le jumeau numérique dans une application XR. Nommée « Le Son de la Science », l’application nous transporte dans un modèle 3D de la Grande Salle du Festival de Salzbourg. Nous explorons la musique jouée dans le lieu, ajustant les sons et les structures au fur et à mesure que nous écoutons.

Nous déplaçons les instruments, élargissons les orchestres, ajoutons des panneaux acoustiques et écoutons les effets depuis différents sièges de la salle. Chaque changement a un impact audible sur l’acoustique.

Stephan Frucht, directeur artistique du programme des arts de Siemens, a choisi la 29e Symphonie de Mozart pour cette expérience. Alliant textures transparentes et techniques sophistiquées, la musique met en valeur les capacités du jumeau numérique.

Compositeur de renom, Frucht a enregistré la piste dans un studio à Berlin. Chaque instrument a été enregistré sur des fichiers individuels, tous intégrés au jumeau numérique. Les signaux audio ont ensuite été introduits dans le logiciel XR.

L’application XR ouvre une fenêtre sur le potentiel des jumeaux acoustiques numériques. Elle met également en lumière Siemens sous un nouveau jour.

Technologie : L’avenir numérique de la musique

Fondée en 1847, Siemens possède une longue histoire d’excellence en ingénierie. L’entreprise basée à Munich est également le plus grand fabricant industriel d’Europe. Cependant, la société actuelle se concentre davantage sur les logiciels.

Les jumeaux numériques sont un élément central des affaires d’aujourd’hui. Ils sont utilisés pour surveiller et améliorer diverses opérations industrielles, des usines de fabrication aux réseaux énergétiques.

Le système de Salzbourg démontre que les jumeaux peuvent également optimiser les conditions acoustiques. Frucht a des ambitions encore plus élevées pour le projet. Il croit que la musique peut influencer les applications industrielles.

« Après tout, l’innovation peut aussi venir de la culture », dit-il.

Il évoque un précédent établi par le deuxième fils musical préféré de Salzbourg : Herbert von Karajan. Ce chef d’orchestre autrichien célèbre (et controversé) a inauguré la Grande Salle du Festival. Il a également participé au développement du compact disc. Un de ses enregistrements a été le premier œuvre jamais pressée sur ce support.

La légende raconte qu’il a également défini les paramètres du CD. Il aurait exigé qu’un seul disque puisse contenir la 9e Symphonie de Beethoven, ce qui a conduit à une capacité de 74 minutes.

Si la musique a un impact similaire sur les jumeaux numériques, Mozart pourrait avoir une toute nouvelle lignée de descendants.