Les violons construits par Stradivarius au dix-huitième siècle enchantent les mélomanes du monde entier par leur sonorité unique. D’innombrables hypothèses ont été émises pour tenter d’expliquer pourquoi ces instruments ont une sonorité si particulière. Est-ce que Stradivarius utilisait des couches de fonds, des substances minérales ou des vernis mystérieux? Une autre théorie attribue cette sonorité aux conditions climatiques particulières qui ont régné durant «l’âge d’or» de Stradivarius (1644- 1737). Durant le minimum de Maunder, une période de froid extraordinaire qui a duré de 1645 à 1715 avec de longs hivers et des étés frais, les arbres ont poussé lentement et régulièrement. Le bois de cette époque présenterait ainsi des caractéristiques de matériau spéciales, et entre autre aussi une sonorité extraordinaire. En collaboration avec Martin Schleske, maître luthier et physicien à Munich, les scientifiques de l’Empa ont réalisé des travaux de recherche sur les possibilités d’obtenir des caractéristiques acoustiques semblables en traitant le bois avec des champignons lignicoles.

La science des matériaux au service de la lutherie
La qualité sonore des bois de lutherie est déterminée dans une mesure déterminante par leurs caractéristiques physiques. Les bois de faible densité, offrant une vitesse de propagation du son élevée et une forte résistance à la flexion sont particulièrement bien adaptés à cet usage car ils provoquent une amélioration des caractéristiques de résonance de l’instrument et augmentent ainsi son rayonnement sonore. C’est précisément là que le bois présente un grand avantage par rapport à d’autres matériaux tels que le métal. Dans le bois d’épicéa, la vitesse de propagation du son se situe entre 4800 m/s et 6200 m/s et la densité de ce bois  varie entre 320 et 420 kg/m3. Par comparaison, l’acier présente une vitesse de propagation du son approximativement aussi élevée mais possède une densité extrêmement élevée de 7000 kg/m3 .
Le bois de lutherie doit aussi répondre à des exigences de qualité élevées. Il doit être exempt de nœuds, léger et présenter des cernes annuels réguliers et clairs. Les arbres dont le bois répond à ces exigences croissent en particulier aux altitudes élevées sur le versant Sud des Alpes. Le bois des arbres ayant poussé durant le minimum de Maunder possède, du fait d’une croissance ralentie, une densité très faible et des cernes annuels serrés, soit toutes les conditions que doit réunir un bois de lutherie de qualité.

Du bois infesté par les champignons pour des violons de maître
Le climat très particulier du minimum de Maunder n’est pas reproductible, Les scientifiques de l’Empa ont toutefois découvert une alternative: les champignons lignicoles. Ces champignons grignotent les parois cellulaires du bois et réduisent ainsi sa densité – une des conditions importantes pour obtenir une qualité sonore élevée. La majorité des champignons produisent toutefois simultanément une diminution de la vitesse de propagation du son et de la résistance à la flexion du bois – des effets secondaires indésirables.

Le secret consiste à trouver l’espèce de champignon qui réduise la densité du bois sans pour autant entraver la propagation des ondes acoustiques ni détruire la structure du bois. Un tel champignons permettrait de produire à volonté un bois de lutherie de haute qualité et similaire à celui des violons construits par Stradivarius.
Durant des mois, les scientifiques de l’Empa ont élevé différentes espèces de champignons qu’ils ont utilisées pour infester des planchettes de bois stérilisées qu’ils ont ensuite entreposées dans des étuves dans des conditions chaudes et humides. Les champignons ont proliférés, ont formé des fructifications bizarres à la surface des éprouvettes et leur mycélium s’est infiltré à l’intérieur du bois. Les planchettes ont été retirées des étuves les unes après quatre semaines, les autres après huit ou encore douze semaines et analysées après élimination des restes de champignons. Les scientifiques ont mesuré leur perte de masse, la vitesse de propagation du son, la résistance à la flexion, les fréquences propres et d’autres propriétés physiques dans les laboratoires de l’Empa.

La découverte du champignon adéquat
La recherche du maître champignon a été couronnée de succès. Les études effectuées montrent que plusieurs des espèces de champignons sélectionnées améliorent notablement la qualité de la sonorité du bois des échantillons de bois. Pour l’érable en particulier, utilisé traditionnellement pour le fond des violons, les résultats sont très prometteurs. Un brevet a déjà été déposé. Le défi qui reste à relever est d’étendre l’application de ce procédé appliqué jusqu’ici seulement sur de petites planchettes de 2.5 x 10 cm à des planches de bois de plus grande taille. Le premier violon en bois amélioré par des champignons ne sera ainsi prêt à jouer que d’ici deux à trois ans.

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