Son, Musique ; Entendre

Qu’est-ce qu’un son ?

Un son est un phénomène périodique produit par une vibration mécanique (c'est-à-dire une suite de compressions et de dépressions en alternance) d’atomes dans un milieu élastique, (comme l’air, l’eau, le bois…à l’exception du vide) qui se propage dans ce milieu: ce sont les atomes qui transmettent la vibration sonore Cette vibration se propage sous forme d’onde : l’atome transmet son mouvement à l’atome voisin qui le transmet au suivant… : C’est une perturbation en mouvement.

Fig1 04

Trois éléments sont nécessaires à l’existence d’un son :

  • une source qui produit le son (voix, instrument…)

  • un milieu qui transmet la vibration (air, eau… sauf le vide)

  • un récepteur (l’oreille et l’ouïe)

Pouet 1

On peut comparer la propagation des ondes sonores avec les cercles concentriques provoqués lorsque l’on jette un caillou dans une étendue d’eau tranquille.

La vitesse de propagation d’une onde sonore dans l’air est de 340m/s.

Un son est dit pur lorsqu'il est uniquement composé d'ondes sonores d'une seule fréquence, c'est à dire dont la courbe est parfaitement sinusoïdale.

Un son est dit complexe lorsqu'il est composé d'une combinaison d'ondes sonores de différentes fréquences.

 

 

Le fondamental et les harmoniques

Le spectre d'un son est obtenu en identifiant les ondes de différentes fréquences qui le constituent et en indiquant leur amplitude.
Le spectre peut être représenté sur un diagramme où l'axe des abscisses correspond aux fréquences, celui des ordonnées correspond aux amplitudes et où chaque fréquence est représentée par un trait.

Lorsqu'un son est complexe la plus faible fréquence qu'il comporte est appelée « fréquence fondamentale ou fondamental ». Toutes les autres fréquences sont appelées « harmoniques » et leur fréquence est un multiple de celle du fondamental.


Spectre d un son purSpectre d un son complexe  

 

Le son est définit par 4 paramètres :

  • Sa période notée T : qui définit le rythme d’une musique. C’est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit à l'identique.

 Periode 1

  • Sa fréquence notée f  : qui définit la hauteur du son (s’il est aigu ou grave). Elle s’exprime en hertz. Elle est définie par les vibrations de l’objet créant le son et correspond au nombre de vibrations par seconde. Elle est égale à l'inverse de la période f= 1/T .

    Plus l’objet vibre rapidement, plus le son est aigu. La hauteur d'un son dépend de la fréquence du fondamental: lorsque celle-ci est faible le son est grave tandis que lorsqu'elle est élevée le son est aigu. Les sons à une fréquence comprise entre 20 Hz et 20 000 Hz sont perceptibles par l’homme. Il existe aussi des infrasons et des ultrasons dont les fréquences sont respectivement trop basses ou trop élevées pour être audibles par l'homme.

 

 L

 

  • Son intensité, notée L : définit la puissance ou le niveau d'un son, c'est-à-dire le volume, si le son perçu est faible ou fort. Elle se mesure en décibel (dB). Elle dépend du nombre de particules déplacées par la source, c’est à dire de la pression acoustique créée par la source. Elle est définie par l’amplitude de la courbe c'est-à-dire l’ampleur de l’oscillation de l’onde : plus l'amplitude est grande, plus son intensité est élevée.

 Sinus grad pour phase 1

 

 

  • Le timbre : il définit si un son est agréable ou désagréable. Chaque source sonore possède son propre timbre qui la caractérise. Le timbre d'un son dépend du nombre d'harmoniques qui accompagnent le fondamental  ainsi que de leur amplitude. Il est déterminé par la forme du signal. Il permet de différencier deux instruments jouant une note de même hauteur et de même amplitude.

    En musique, c’est lacouleur d’un instrument ou d’une voix, qui permet de reconnaître la personne qui parle ou l’instrument qui est joué. 

 

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Son et Musique

 

On trouve de nombreuses définitions de la musique, de la strictement scientifique à la plus artistique.

« La musique est l'art de combiner des sons », dirait un musicien.

« La musique est la science des sons considérés sous le rapport de la mélodie et du rythme » dirait le physicien.

« La musique est une suite de sons produisant une impression harmonieuse » dirait un simple auditeur.

 

On pourrait tout aussi bien citer la définition donnée par Danhauser, musicien et compositeur français qui a définit la théorie de la musique (1835-1896)

« La musique est l'art des sons :
      Le son est une sensation produite sur l'organe de l'ouïe par le mouvement vibratoire des corps sonores.
      Le son musical possède trois qualités spécifiques : la hauteur, l'intensité et le timbre
      La hauteur est le résultat de plus ou moins grand nombre de vibrations produites dans un temps donné ; plus il y a de vibrations, plus le son est aigu.
      L'intensité, ou la force du son, dépend de l'amplitude des vibrations.
      Le timbre est cette qualité particulière du son, qui fait que deux instruments ne peuvent être confondus entre eux quoique produisant chacun un son de même hauteur et de même intensité ».

 

Une chanson est composée généralement de deux types de musique:

-La musique instrumentale, c'est-à-dire la mélodie.

-La musique vocale, c'est-à-dire les paroles

 

 

 

Comment entendons-nous ?

 

Il faut d’abord savoir qu’entendre et écouter sont deux choses différentes : on entend une musique de fond sans vraiment y prêter attention. On écoute une musique quand elle nous transmet une émotion, lorsqu’on la ressent

Le récepteur sonore humain est l’oreille, qui est divisée en 3 parties :

-L’oreille externe, composée :

- Du pavillon : il collecte et dirige le son le long du canal auditif. Il sert aussi à amplifier un son de quelques décibels, de par sa forme ;

- Du conduit auditif externe (ou canal auditif), qui transmet le son jusqu’à l’oreille interne. Il mesure environ 25mm de long sur 10mm de large et est parsemé de poils et de glandes cérumineuses.

 

-L’oreille moyenne, composée :

-Du tympan : une membrane qui, percutée par l’onde sonore, se met à vibrer.

-Des osselets : le marteau (directement relié au tympan), l’enclume et l’étrier. Ces trois os transmettent les vibrations mécaniques du tympan dues à l’onde sonore jusqu’à l’oreille interne par le biais de la partie plate de l’étrier

 

-L’oreille interne, composée :

-De la cochlée : une structure osseuse en forme d’escargot remplie de liquide qui contient les cellules sensitives : les cellules cillées. Il en existe deux sortes : les cellules cillées externes qui amplifient les vibrations d’une fréquence précise, et les cellules cillées internes, qui transforment les vibrations mécaniques en message chimique qui transmet des impulsions nerveuses électriques.

-Du nerf auditifrelié aux cellules cillées qui transmet le message électrique jusqu’au cerveau

Oreille schema

La partie traduction du son se fait au niveau du lobe temporal du cerveau (centre de l’audition), qui crée un bruit, un son, une parole, une mélodie etc…

 

 

 

 

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