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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
p²
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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