Programme de TS, enseignement de spécialité 2 aspects du son: 2- aspect physiologique ou subjectif...

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Programme de TS, enseignement de spécialité

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2 aspects du son:

2- aspect physiologique ou subjectifcorrespond à l'interprétation du phénomène physique par le système sensorielson sensation auditive

1- aspect physique ou objectifdépend de paramètres liés à la source sonore et au milieu de propagationson vibration acoustique

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• à l'origine: étude des sons musicauxjusqu'au XVIIème s. "musique", totalement empirique

HISTORIQUE

• au XXème siècle: développement de l'électroacoustique

• développement théorique puis expérimental aux XVIIIème et XIXème s.

Newton (1642-1727) rôle de l'élasticité dans la propagation sonore

Bernouilli D. (1700-1782) théorie cinétique des gaz

d'Alembert (1717-1783) traité de l'équilibre et du mouvement des fluides (1744)

Savart (1791-1841) hauteur du son, inventeur du sonomètre

Helmholtz (1821-1894) timbre du son, harmoniques

Rayleigh (1842-1919) théorie du son (1895)

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I- Aspects physiques du son

1- Mécanisme de propagation

• cas idéal de propagation d'une onde plane dans un fluide:

• nécessité d'un milieu matériel élasticité

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2- Différentes vitesses

<v>

f(v)

v

fmax

e

fmax

v* u

M

TR3u²v²u

théorie cinétique des gaz (Maxwell-Boltzmann)

2-1- vitesse d'agitation thermique

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2-2- vitesse particulaire ou vitesse acoustique

t

)t,x()t,x(v

2-3- célérité, vitesse du son

p²²c²t

c ne dépend que du milieu de propagation (nature, température,…) ; elle est indépendante de l'énergie initiale de la perturbation.

Z

c

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pour un gaz parfait: M

TRc

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3- Intensité (physique) sonore puissance acoustique surfacique, instantanée ou moyenne

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4- Niveaux acoustiques

• niveau de X1 / à X2 :

0I

Ilog10L

2

1

I

Ilog10L • niveau acoustique relatif:

• niveau acoustique absolu:

2

1

X

Xlog10L

I0 = 10-12 W/m²

p0 = 2 x 10-5 Pa

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II- Aspects physiologiques du son1- Limites de l'audition

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pertes d'audition en fonction de l'âge

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2- Sensation d'intensité – Niveaux physiologiques

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3- Sensibilité différentielle d'intensité

4- Sensibilité différentielle de fréquence

%3,02,0f

f

moy

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5- Effet de masque

fréquence du sonmasqué

fréquence du son masquant: f = 1200 Hz

niveau dont il faut augmenter le son masqué pour qu'il ait le même niveau physiologique qu'en l'absence de masque

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6- Effet de la durée des sons

constante de temps de l'appareil auditif:100 ms < < 200 ms

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7- Le sonomètre

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8- Dangers / audiométrie

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III- Eléments d'acoustique musicale

1- Hauteur

• intervalle musical des fréquences N1 et N2: 2

1

N

N

0N

NlogH

2

12

octave N

NlogH

• hauteur absolue d'un son pur:

• hauteur relative:

2

110

tvarsa N

Nlog1000H

• savart:

• octave:

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2- Gamme

2-1- Deux types de gammes

• gamme diatonique

Do Ré Mi Fa Sol La Si Do

tT T T T T t

• suite de notes comprises dans l’intervalle d’une octave

• définie par:

• la fréquence exacte de chacune des notes

• la rapport de fréquences entre notes consécutivesou

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• gamme chromatique notes altérées:

Do Ré Fa Sol

Do # Sol b

nouveaux intervalles:

• demi-ton chromatique, entre 2 notes du même nom• demi-ton diatonique, entre 2 notes de nom différent

2-2- Les principales gammes

• gamme de Pythagore (6ème s. av J.C.)• gamme de Zarlino (1517-1590) ou gamme naturelle• gamme à tempérament égal

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2-3- Hauteur absolue des notes

18ème s. note de référence: la3

1859 par décret: la3 435 Hz (en France)

1953 conférence internationale: la3 440 Hz

en pratique: la3 moyen d'orchestre ~ 444 Hz

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3- Timbre

qualité permettant de distinguer un son parmi d'autres ayant la même intensité et la même hauteur.

facteurs:

• harmoniques:• nombre• intensité relative• domaine de fréquences concerné

• partiels• transitoires• conditions d'écoute

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