1. Les caractéristiques
des ondes sonores

2. Fréquences sonores audibles
Les êtres humains entendent entre 20 Hz et 20 kHz
Les êtres humains entendent entre 20 Hz et 20 kHz

3. Un son est caractérisé par sa
fréquence
● Une onde sonore de ● Une onde sonore de
basse fréquence est haute fréquence est
perçue grave perçue aigue
● La note perçue correspond à la fréquence de l'onde
sonore
ex : le La de référence dit La 440 correspond à une
onde sonore de 440 Hz (l'écouter)

4. Un son est caractérisé par sa
fréquence
● Mais la fréquence ne suffit pas à caractériser un
son :
Régler le synthétiseur comme ci-dessus et observer l'oscilloscope
lorsque vous jouer toujours la même note mais en choisissant sinus,
carré et triangle.

5. Il existe des sons simples et
des sons complexes
s (V)
2
1,5
1
0,5
0
-0,5
-1
-1,5 Son pur
Son pur
-2
2 4 6 8 10
t (ms)
sons complexes
sons complexes

6. Comment décrire un son
complexe ?
Un son complexe peut
être perçu comme la
somme de plusieurs
sons purs.
Exercices :
●
« Jouer » avec ce simulateur. Ajouter des fréquences et
écouter comment le son est modifié.
Rq : si ça ne marche pas, essayer ce simulateur en anglais.
●
Dans l'onglet « jeu », essayer d'atteindre le niveau le plus difficile

7. Comment décrire un son
complexe ?
Un son complexe peut
être perçu comme la
somme de plusieurs
sons purs.
Les différentes fréquences qui constituent un son complexe
Les différentes fréquences qui constituent un son complexe
peuvent être représenter sur un spectre
peuvent être représenter sur un spectre

8. Analyse spectrale
La première fréquence correspond à la note jouée,
La première fréquence correspond à la note jouée,
c'est la hauteur
c'est la hauteur
Les suivantes sont les harmoniques
Les suivantes sont les harmoniques

9. Analyse spectrale
La première fréquence correspond à la note jouée,
La première fréquence correspond à la note jouée,
c'est la hauteur
c'est la hauteur
Les suivantes sont les harmoniques
Les suivantes sont les harmoniques
Le nombre et l'amplitude
Le nombre et l'amplitude
des harmoniques constitue
des harmoniques constitue
le timbre
le timbre

10. Analyse spectrale
Pour un son issu d'un instrument naturel,
Pour un son issu d'un instrument naturel,
toutes les harmoniques sont des multiples du
toutes les harmoniques sont des multiples du
fondamental :
fondamental :
Ici, fondamentale, f1 = 588 Hz
Ici, fondamentale, f1 = 588 Hz
Harmoniques :
Harmoniques :
● f2 = 1176 = 2 x 588 Hz = 2xf1
●
f2 = 1176 = 2 x 588 Hz = 2xf1
● f3 = 1764 = 3 x 588 Hz = 3xf1
f3 = 1764 = 3 x 588 Hz = 3xf1
●

11. Timbre d'un instrument
Deux instruments différents jouant la même
Deux instruments différents jouant la même
note se distinguent par leur timbre
note se distinguent par leur timbre

12. Applications
Exercices 16 p52 & 25 p54
●

13. Un son est caractérisé par son
amplitude
● Un son « fort » est ● Un son « faible » est
caractérisé par une caractérisé par une
grande amplitude de petite amplitude de
l'onde sonore l'onde sonore
● Mais l'intensité sonore ne suffit pas à caractériser la
sensation de faible ou fort :
2 trompettistes ne font pas deux fois plus de bruit
qu'un seul

14. Décrire le niveau sonore
● Intensité sonore :
intensité du signal sonore reçue
par l'oreille
→ I s'exprime en W.m-2
● L'oreille humaine perçoit les sons de
1,0x10-12 w.m-2 à 25 w.m-2
● Niveau sonore :
L comme Level s'exprime
en décibel → dB

15. Le niveau sonore est adapté pour
décrire la sensation
● Lorsque plusieurs instruments jouent ensemble, les
intensités sonores I s'ajoutent,
● Pas les niveaux sonores L

16. Lien Intensité-Niveau sonore
I
L=10⋅log ( )
I0
● L en dB, I en W.m-2 et I0=10-12 W.m-2
● Où log est une fonction mathématique telle que
log(10n) = n

17. Utilisation relation
niveau sonore / intensité
I L
L=10⋅log ( ) I = I 0⋅10 10
I0
● Mise en œuvre :
– Calculer L pour I = 5.10-6 W.m-2
– Calculer I pour L = 80 dB
– Exercices 17p52, 21p53