Au cours du chapitre précédent, nous avons vu que les sons peuvent avoir une structure fréquentielle variable, et qu'ils ne correspondaient pas toujours à des mouvements périodiques. Dans ce chapitre, nous allons voir que les sons que nous entendons peuvent résulter de la superposition de plusieurs ondes, et que plusieurs fréquences peuvent donc se superposer pour former un son perçu de manière unique.

Comme nous l'avons vu précédemment, un son est produit par une variation de pression dans un milieu. Cette variation correspond à une oscillation des particules.
Lorsque le mouvement des particules est sinusoïdale, on dit que le son produit est un son simple. Mais qu'arrive t-il quand plusieurs sons se propagent dans un même milieu ?
En première approximation, on peut dire que l'oreille perçoit un seul son résultant de l'interaction des différentes ondes se propageant dans le milieu. Le son produit est alors un son complexe.

Si on s'intéresse au comportement des molécules du milieu, on constate qu'elles sont soumises à plusieurs forces  provenant des variations de pression induites par les différents sons. Le mouvement des particules est donc lié à la somme des forces s'exerçant sur elles, comme le montre l'animation suivante.

Pour un son complexe, la courbe de variation de l'amplitude en fonction du temps est la somme des courbes correspondant aux sons simples qui le compose.

Dans l'exemple précédent, deux sons simples de fréquences respectives 100 Hz et 300 Hz et de même amplitude sont ajoutés. Notez qu'en visualisant le signal (cf. animation ci-dessous), on voit apparaître un motif périodique principal de période 10 ms. A ce motif se superpose un motif secondaire de période d'environ 3 ms. Cela signifie qu'en visualisant un son complexe, on peut théoriquement retrouver les fréquences des sons simples qui le compose.
Si la détermination de la plus basse fréquence dans le signal complexe (fréquence fondamentale) se révèle assez simple visuellement, la détermination de la fréquence plus élevée (celle du signal rouge) est plus ardue puisque le motif correspondant se répète non identique à lui-même.
Gardez cependant à l'esprit qu'à partir d'un son complexe, on peut retrouver les fréquences des sons simples qui le compose.

Dans l'exemple précédent, deux sons simples sont ajoutés. Il est bien évidemment possible d'en ajouter trois, quatre, etc. de manière à générer des sons de plus en plus complexes. L'application interactive suivante vous permet d'ajouter jusqu'à 3 sons simples pour lesquels vous choisissez les fréquences et les amplitudes.

Les différents exemples de ce chapitre montrent que l'on peut décrire un son complexe en indiquant la fréquence et l'amplitude des sons simples qui le composent. Par exemple, le son du premier exemple peut être décrit par un tableau indiquant pour chaque son simple sa fréquence et son amplitude :