Acoustique (adjectif qui vient du Grec signifiant " relatif à la perception sonore ")
Nous allons ici aborder quelques notions sur le " son ", non pas un cours d'acoustique pur et dur, mais seulement une petite approche du sujet.
Le son est une sensation, comme la vue, l'odorat et le toucher, on le définit comme :
" Toute variation de pression pouvant être détecté par l'oreille". Ces variations de pression, sont des phénomènes de compression et de décompression qui génèrent un mouvement ondulatoire.
Le son se propage dans l'air à la vitesse de 340 m par seconde pour arriver jusqu'à ces merveilleux récepteurs que sont nos oreilles. Nous allons décomposer l'oreille humaine en trois parties :
1-L'oreille externe, constitué du lobe et du canal auditif, reçoit les ondes sonores qui excitent le tympan.
2-L'oreille moyenne, composée de 3 petits os qui sont articulés et maintenus en place par des muscles et ligaments.
3-L'oreille interne, constitué de canaux semi-circulaires et du limaçon, rempli de liquide (lymphe). C'est ce liquide qui transmet chaque stimulus à la membrane basilaire elle-même recouverte de milliers de cellules sensorielles, qui transmettent l'information au cerveau par impulsions nerveuses…Ouf ! On arrête là !
Bon prenons une image afin de mieux visualiser ce dont nous parlons. Nous allons prendre l'exemple d'un caillou jeté dans l'eau, lorsqu'il pénètre la surface de l'eau, il la pousse (compression), puis l'eau qui a été poussé remonte (décompression).
Les ondes visibles à la surface de l'eau représentent bien le mouvement ondulatoire, la distance et le nombre qui séparent les ondes, nous indiquent le temps et l'intensité de la vibration.
La vitesse de la vibration est la fréquence (en Hertz)
Le niveau de compression et de décompression est l'amplitude (en décibels)
SHEMA
Dans l'onde sonore, la distance qui sépare deux points s'appelle la longueur d'onde, cette longueur dépend de la vitesse de propagation du son, plus la vitesse est grande et plus le son est aigu, inversement plus la vitesse est lente et plus le son est grave.
Exemple : prenons le LA 440 Hertz = 440 vibrations par seconde
Maintenant prenons le LA 220 Hertz qui est situé une octave en dessous donc plus grave LA 220 Hz = 220 vibrations par secondes. Et si l'on prend le LA 880 Hz qui est une octave au-dessus du LA 440 Hz, vous l'avez deviné : 880 vibrations par seconde.
Alors quand une note est jouée, et que le son s'amoindrit dans le temps et finit par mourir, que se passe-t-il ? Et bien le son s'amoindrit en amplitude, mais son mouvement reste toujours égale à lui-même.
Mais si le son d'une note n'était qu'une simple courbe sinusoïdale, il serait bien désagréable à écouter, c'est pour cela que, comme l'a si bien dit M. Fourier : " Le son musical est une somme de mouvements sinusoïdaux et non pas un seul mouvement sinusoïdal " Et c'est ce que l'on appel LE SPECTRE HARMONIQUE.
Si vous pensez que le spectre harmonique est un fantôme blanc, vous n'y êtes pas du tout ! Le spectre harmonique d'une note est constitué du son principal de cette note (fondamentale) et de toutes ses harmoniques, chaque harmonique est un multiple de la fréquence du son principal.
Pour illustrer ce phénomène prenons le spectre harmonique (une partie du moins) d'un SOL grave d'une Fréquence de 100 Hz
Ici H1 Représente l'harmonique 1 qui est la fondamentale.
Lors d'une harmonisation d'un piano, l'accordeur travail sur la forme et la structure des marteaux. Par ponçage ou piquage des têtes de marteaux, il durcit ou attendrit en des points déterminés afin de modifier le timbre des notes. Par son expérience et un geste précis, il sait de quelle manière agir pour obtenir le timbre voulut. L'harmonisation consiste à faire ressortir certaines harmoniques plus que d'autres, faire ressortir les harmoniques aigus pour avoir une sonorité claire voir métallique ou faire ressortir les harmoniques grave-médium, pour une sonorité plus feutrée (ronde).
Résumons :
On définit le son par :
1-Sa hauteur (sa fréquence en hertz)
2-Son intensité ou sa puissance (son amplitude en décibels)
3-Son timbre (son spectre harmonique)
4-Sa durée (en secondes)
1-La fréquence est le nombre de variations par secondes, plus le nombre de variations est grand, plus le son est aigu, et vice versa.
La gamme audible d'un être humain est approximativement de 20 Hz à 20000 Hz (la gamme d'un piano s'étend de 27 Hz à 4186 Hz).
2-L'intensité dépend de la puissance d'ébranlement de la source. Lorsque l'on prend un gros caillou et qu'on le jette très fort dans l'eau, le mouvement ondulatoire sera beaucoup plus grand que si l'on jette doucement un petit caillou.
3-Le timbre est le résultat du mode d'ébranlement, du nombre d'harmoniques et de la disposition de ces harmoniques. Si l'on frappe une cloche avec un marteau en métal, les harmoniques engendrées seront différentes que si cette même cloche est frappée avec un marteau en bois. (Ding ! et Bong !)
4-La durée correspond au temps de l'émission sonore.