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Programme de TS, enseignement de spécialité 2 aspects du son: 2- aspect physiologique ou subjectif correspond à l'interprétation du phénomène physique.

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2 Programme de TS, enseignement de spécialité

3 2 aspects du son: 2- aspect physiologique ou subjectif correspond à l'interprétation du phénomène physique par le système sensoriel son sensation auditive 1- aspect physique ou objectif dépend de paramètres liés à la source sonore et au milieu de propagation son vibration acoustique

4 à l'origine: étude des sons musicaux jusqu'au XVII ème s. "musique", totalement empirique HISTORIQUE au XXème siècle: développement de l'électroacoustique développement théorique puis expérimental aux XVIIIème et XIXème s. Newton ( ) rôle de l'élasticité dans la propagation sonore Bernouilli D. ( ) théorie cinétique des gaz d'Alembert ( ) traité de l'équilibre et du mouvement des fluides (1744) Savart ( ) hauteur du son, inventeur du sonomètre Helmholtz ( ) timbre du son, harmoniques Rayleigh ( ) théorie du son (1895)

5 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

6 2- Différentes vitesses f(v) v f max v*u théorie cinétique des gaz (Maxwell-Boltzmann) 2-1- vitesse d'agitation thermique

7 2-2- vitesse particulaire ou vitesse acoustique 2-3- célérité, vitesse du son c ne dépend que du milieu de propagation (nature, température,…) ; elle est indépendante de l'énergie initiale de la perturbation.

8 pour un gaz parfait:

9 3- Intensité (physique) sonore puissance acoustique surfacique, instantanée ou moyenne

10 4- Niveaux acoustiques niveau de X 1 / à X 2 : niveau acoustique relatif: niveau acoustique absolu: I 0 = W/m² p 0 = 2 x Pa

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12 II- Aspects physiologiques du son 1- Limites de l'audition

13 pertes d'audition en fonction de l'âge

14 2- Sensation d'intensité – Niveaux physiologiques

15 3- Sensibilité différentielle d'intensité 4- Sensibilité différentielle de fréquence

16 5- Effet de masque fréquence du son masqué 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

17 6- Effet de la durée des sons constante de temps de l'appareil auditif: 100 ms < < 200 ms

18 7- Le sonomètre

19 8- Dangers / audiométrie

20 III- Eléments d'acoustique musicale 1- Hauteur intervalle musical des fréquences N 1 et N 2 : hauteur absolue d'un son pur: hauteur relative: savart: octave:

21 2- Gamme 2-1- Deux types de gammes gamme diatonique DoRéMiFaSolLaSiDo tTTTTTt suite de notes comprises dans lintervalle dune octave définie par: la fréquence exacte de chacune des notes la rapport de fréquences entre notes consécutives ou

22 gamme chromatique notes altérées: DoRéFaSol 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 (6 ème s. av J.C.) gamme de Zarlino ( ) ou gamme naturelle gamme à tempérament égal

23 2-3- Hauteur absolue des notes 18ème s. note de référence: la par décret: la Hz (en France) 1953 conférence internationale:la Hz en pratique: la 3 moyen d'orchestre ~ 444 Hz

24 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

25 IV- Transducteurs électroacoustiques Transducteur électroacoustique Système électrique Système acoustique microphones hauts-parleurs

26 Principe - micro : déplacement d'un organe mécanique modification de l'état d'un circuit électrique - H.P. : moteur électrique déplacement d'un organe mécanique transducteur électromécanique

27 Principaux types de transducteurs 1- Conversion électrodynamique élément de conducteur mobile dans un champ d'induction

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29 exemple: transducteur à bobine mobile Bobine: solidaire d'un système mécanique qu'elle entraîne (H.P.) qui l'entraîne (micro) reliée à un système électrique d'alimentation (H.P.) consommateur

30 2- Conversion électrostatique relation entre grandeurs électriques et mécaniques d'un condensateur dont une armature est mobile nécessité d'un dispositif de polarisation pour que le condensateur au repos soit chargé

31 Transducteur électrostatique à électret électret: matériau diélectrique susceptible de conserver en permanence une polarisation électrique polymères: Teflon®, Mylar® films minces: 10 – 25 m

32 3- Conversion piézoélectrique déformation de certains matériaux lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique et, réciproquement, polarisation de ces matériaux sous l'action de contraintes mécaniques. monocristaux naturellement piézo. : quartz, LiNbO 3 céramiques ferroélectriques: "PZT"

33 Caractéristiques d'un microphone directivité sensibilité effet de taille

34 qualité piézo. électrodynamiqueélectrostatique

35 Caractéristiques d'un haut-parleur directivité = f (fréquence) rendement: puissance acoustique rayonnée / puissance électrique consommée réponse en fréquence

36 BIBLIOGRAPHIE 1- Généralités Le son, Que sais-je n° 293, PUF 2- Aspects physique et physiologique d'un son, acoustique musicale Vibrations et acoustique, Fleury et Mathieu, Eyrolles Acoustique, physique et perception, Liénard, Eyrolles Acoustique et musique, Leipp, Masson 3- Electroacoustique, transducteurs Electroacoustique, Rossi, Dunod Physique appliquée à la reproduction des sons et des images, Didier, Masson Le livre des techniques du son, Eyrolles Techniques des H.P. et enceintes acoustiques, Loyez, Eyrolles 4- Articles du BUP BUP n° 761, spécial " le son" A propos d'acoustique musicale: la question des gammes, Beaufils et Grente, BUP n° 775.


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