Son et musique. Leçon 1

Le Son. Qu’est-ce que c’est ?

Le son désigne à la fois un phénomène physique objectif ainsi qu’un phénomène physiologique et psychologique en relation avec la sensation auditive induite. La première base de compréhension du phénomène sonore est de revenir aux notions physiques. Le son est une variation de pression de l’air, qui correspond à un phénomène périodique, une onde avec des caractéristiques que nous allons définir.

Le Son. Qu’est-ce que c’est ?

Rappel de physique
L’onde sonore
L’idée que le son est un phénomène ondulatoire est très ancienne. Il semble qu’elle ait été suggérée pour la première fois par l’architecte romain Marcus Vitruvius Pollio, il y a environ 2000 ans. Préoccupé par l’architecture des amphithéâtres, où il est essentiel de contrôler l’écho, il comparait le son à des vagues d’eau qui se déplacent dans l’espace « onde après onde ». Cette merveilleuse image a marqué le début de la physique du son, appelée acoustique (du grec okoustikos qui veut dire : ce qui concerne l’ouïe).
Eugène Hecht, Physique, 1999, De Boeck

Le son est, physiquement, un ébranlement élastique des éléments du milieu où il se produit, ce milieu étant un gaz, un liquide ou un solide.
C’est un phénomène vibratoire provoqué par une variation rapide de la pression (pression atmosphérique, quand l’émetteur est dans le milieu aérien) qui se propage de proche en proche.
Le son a besoin d’un corps pour se propager et ne peut exister dans le vide.
Il consiste en un mouvement oscillant de particules matérielles autour de leur position normale d’équilibre. Les vibrations qui se propagent ainsi sont longitudinales, c’est-à-dire qu’elles ont lieu dans la direction même de propagation ; les molécules qui composent l’air (le milieu ébranlé) sont donc déplacées dans cette direction d’une façon périodique. A un instant donné, la condensation des molécules – c’est-à-dire la pression – dans l’air est maximale, à d’autres moments elle est minimale.

Il est assimilable (le mouvement) à celui d’une série régulière d’ondes se propageant à la surface d’une eau, primitivement calme, par suite d’un choc. Il est à noter que lorsqu’un mouvement vibratoire se propage, ce n’est pas la matière du milieu vibrant qui se déplace dans le sens de propagation, mais uniquement le mouvement.
En pratique, un corps sonore tel qu’une corde vibrante, la peau d’un djembé, la membrane de haut-parleur, produit lorsqu’il est mis en mouvement un phénomène vibratoire du milieu environnant. Grâce à l’élasticité de ce milieu, la vibration se propage sous la forme d’onde.
Au fur et à mesure de la propagation l’onde sonore perd de l’énergie. Le son se propage à environ 340 mètres par seconde (en milieu aérien, à une température de 20° (le son se propage plus vite en milieu chaud que froid). Dans le vide, le son ne peut se propager.
Le passage de cette onde acoustique produit une variation de la pression atmosphérique qui est captée par l’oreille et interprétée par le cortex cérébral, donc par la conscience, comme une sensation auditive.
Par extension physiologique, le son désigne la sensation auditive à laquelle cette vibration est susceptible de donner naissance (la perception auditive sera développée dans une autre leçon).
Observons ce qui se passe lors de la propagation des ronds dans l’eau suite à un ébranlement de la surface, ainsi nous comprendrons mieux le phénomène des ondes sonores.

1ère constatation Plus on s’éloigne du point d’impact plus l’amplitude (hauteur de vagues) diminue.
2ème constatation Un bouchon de liège à la surface de l’eau va suivre l’amplitude du liquide, il montera et descendra, sans changer de place.
3ème constatation La distance entre deux crêtes ou deux creux est identique.
4ème constatation S’il n’y a pas répétition du choc, la surface de l’eau redevient calme. Il en est de même pour une onde sonore, plus on s’éloigne de la source plus le niveau de bruit diminue. Comme pour l’eau, les molécules ne se déplacent pas, mais transmettent l’énergie aux molécules adjacentes. Si la source de bruit s’arrête le son décroît.