Pour visualiser cette propagation nous pouvons prendre l’exemple de l’ondulation dans l’eau, lorsqu’un galet tombe dans celle-ci, ce sont les vagues qui se déplacent mais l’eau reste en même endroit. Par analogie, nous pouvons comparer le son avec une corde de piano vibrante, la principale différence entre la corde vibrante, le galet dans l’eau ou l’onde sonore, c’est que cette dernière et l’ondulation de l’eau se propagent dans toutes les directions, ces ondes sont aussi appelées ondes mécaniques.

 Dessin représentant les ondes mécaniques

La distance dessinée qui sépare deux zones de surpression est appelée longueur
d’onde, symbolisée par la lettre lambda λ [mètre]. La longueur d’onde est directement liée à la période (donc à la fréquence) du système en mouvement ainsi qu’à la vitesse à laquelle l’onde sonore peut se propager. La vitesse de propagation de l’onde sonore est appelée célérité notée c.
Elle dépend de la nature, de la température ainsi que de la pression du milieu, dans notre cas seul l’air nous intéresse. Nous considérons l’air comme proche d’un gaz parfait (sa formule étant P.V =n.R.T, le P se mesurant en pascal Pa, le V étant le volume en m³, le T en kelvin K, n en mole et R étant une constante des gaz parfaits, valant 8,32, unité du système internationale); dans l’air la pression a très peu d’influence sur la vitesse du son, nous pouvons alors donner la formule suivante définissant la célérité de manière général:

 où ρ est la masse volumique du gaz et χ sa compressibilité adiabatique qui est autrement dit l’évolution du comportement de fluides, notamment les gaz dont l’air (adiabatique voulant signifier: aucun échange de chaleur entre le système et le milieu extérieure).

1. L’importance du milieu environnant
Pour bien comprendre ce que peut être la nature d'un son, il faut savoir que le milieu où l’on se trouve,dans lequel l'es ondes se propagent, détermine directement la quantité et surtout la qualité du son perçu. Ce qui signifie que ce milieu (où l’on se trouve donc présent autour de la source sonore) va fortement influencer notre perception du son. Nous avons tous déjà entendu la différence d’écoute dans une petite salle ou dans une église, par exemple, en effet lorsqu’on joue du piano dans une église le son sera plus fort, on pourra alors entendre des échos, que l’on peut aussi entendre dans une vallée.

Pour démontrer l’importance de l’espace autour de la source sonore, l’exemple le plus frappant est l’absence d’un son dans le vide (donc sans air). Comme dans le vide il n’y a alors pas de molécules, celles-ci ne peuvent pas se déplacer donc émettre une onde de ce fait il ne peut y exister d’onde sonore.

En plein air, par exemple au milieu d’une grande plaine utilisée pour un concert de musique, nous parlons de propagation en champ libre, c’est à dire pratiquement sans obstacles ni réflexions. Les auditeurs entendent essentiellement les ondes en provenance directe de la source sonore.

Toutefois, les caractéristiques physiques du milieu ambiant dépendent toujours d’un nombre considérable de facteurs. Entre autres, la température, l’humidité, la pression du milieu ambiant, les forces liants les molécules entre elles, vont fortement influencer la propagation d’une onde sonore.

Dans un local plus ou moins clos, les ondes sonores traversent des milieux acoustiques différents ou rencontrent des obstacles. Elles subissent dans leur propagation des phénomènes de déviations ce qui va donner naissance à de nouvelles ondes qui vont se mélanger aux ondes déjà présentes. Cela entraîne des zones d'espace dans lesquelles l’onde initiale se retrouvera déformée en quantité et en qualité. Nous parlons d’interférences.

2. L’acoustique musicale pour les instruments à cordes, en particulier le piano
La corde du piano présente une trop petite surface pour produire un son assez audible,malgré sa tension qui est d’environ 800 newton (plus la tension influence sur l’inharmonicité).La corde transmet donc sa vibration à la table d’harmonie par le chevalet, grâce à la position surélevée de ce dernier par rapport aux agrafes et aux pointes d’accroche. Cette position permet à la corde de transmettre plus facilement son énergie vibratoire tout en rigidifiant la table, ce qui en améliore le rendement, seulement jusqu’à un certain point: c’est la charge.

De nombreux pianos modernes sont équipés de «maisonnettes» ou «d'échelles duplex» dans les aigus et le haut médium, ce sont petits sillets situés entre le chevalet la pointe d'accroche elles ont été inventé par Steinway, ces équipements ont pour objectif de créer une harmonique supplémentaire pour enrichir les sons aigus. Ils sont accordés à la fréquence de la note ils réduiraient l'énergie de la corde par un effet de filtre, légèrement désaccordés, ils rajouteraient de la brillance inharmonique (l’inharmonicité définit la nature d’un son musical dont les composantes, que l’on appelle partiels ne sont pas des harmoniques, autrement dit, ce ne sont pas des multiples entiers de la fréquence fondamentale) qui se mélange au spectre (c’est-à-dire la fréquence en fonction du temps) déjà naturellement inharmonique des cordes du piano; la deuxième solution pour rendre le son audible, semble donc plus appropriée...

3. Les trois modes vibratoires d’une corde de piano
Il existe trois modes de vibrations pour une corde frappée:

• Le mode transversal: observable à l'œil nu, la fréquence est inversement proportionnelle à la longueur. Plus on tend la corde et plus la hauteur de la fréquence est haute (son aigu). C’est la fréquence fondamentale de la corde. Elle est accompagnée théoriquement d’harmoniques justes dont l’amplitude est inversement proportionnelle à leur rang (exemple: l’harmonique 3 est à une amplitude 3 fois plus faible que le fondamental). Dans la réalité, on s’éloigne de ce modèle d’autant plus que la corde est raide, c’est-à-dire moins longue, moins fine et moins tendue.

• Le mode longitudinal: la corde s’étire et se contracte périodiquement, les amplitudes sont très faibles. Cette vibration implique une élasticité de la corde. Cette vibration correspond plus au " timbre " de la corde plutôt qu’à sa hauteur. A l’exemple de la vibration transversale, ce mode vibratoire est accompagné de son cortège d’harmoniques de tous rangs.

• Le mode de la vibration d’octave: il existe dans la quasi-totalité des instruments à cordes, le point de fixation n’étant jamais rigide, elle favorise l’harmonique 2. En effet, pendant une période de la vibration de la corde, le point de fixation mobile aura bougé deux fois, produisant ainsi un son à l’octave du fondamental transversal. Ce mode vibratoire est lui aussi accompagné de son cortège d’harmoniques de tous rangs.

Ces trois modes (il existe un quatrième mode, le mode de vibration de torsion, mais il ne s’applique pas au piano ou plus généralement aux instruments à cordes frappés) combinés en vibration globale dans lesquelles le premier mode (transversale) est prépondérant, déterminant le spectre ainsi que le timbre du son produit.

Ici le mode de vibration de torsion est aussi représenté,mais il ne nous intéresse pas.