2ème partie - Chapitre 3 : Combinaison des sons
Ces compléments explorent plusieurs aspects liés à la combinaison de sons de fréquences identiques ou différentes. Nous définirons en particulier la différence de phase entre deux sons périodiques et nous étudierons un curieux phénomène appelé le battement. Enfin, un court paragraphe sera consacré à la musique et plus particulièrement aux accords et aux gammes. |
Au cours de cette partie, nous avons vu plusieurs fois des sons complexes obtenus en sommant des sons simples. A chaque fois, la forme de l'onde résultante est obtenue en faisant la somme instant par instant des amplitudes de chacune des ondes constituantes. Nous avons également indiqué que la connaissance des fréquences présentes dans le signal suffisait à le caractériser. En fait, en disant cela, on néglige un paramètre qui peut être important dans certains cas : la phase. Mode d'emploi Dans les deux fenêtres du haut sont affichés deux sons purs de fréquences identiques ou différentes suivant la case cochée en haut. La fenêtre du bas affiche le son complexe (son 3) résultant de la superposition des sons simples 1 et 2. En agissant sur le curseur, on décale le son 2 par rapport au son 1. Lorsque le curseur est à zéro, les deux signaux ont une amplitude nulle à l'instant T0. Lorsque l'on décale le curseur vers la droite, le son 2 est en retard sur le son 1 (son amplitude est nulle après T0). En déplaçant le curseur vers la gauche, c'est évidemment l'inverse. Les trois boutons "haut-parleurs" permettent d'écouter chacun des signaux générés pendant 3 secondes. Constatations 1. La forme d'onde du signal 3 se répète de manière périodique en modifiant la phase : c'est logique, les signaux 1 et 2 étant périodiques, une avance ou un retard supérieur à une période (par exemple 2,3 période) est équivalent à une valeur de décalage inférieure à une période (0,3 période dans cet exemple). 2. Lorsque les fréquences des signaux 1 et 2 sont différentes, le fait de modifier le déphasage modifie la forme de l'onde résultante mais agit peu sur le son produit : l'oreille humaine perçoit les fréquences présente dans le son plutôt que le déphasage des composantes. 3. Lorsque les fréquences des sons 1 et 2 sont identiques, le déphasage agit de manière plus directe. En effet, s'il est nul, l'amplitude du signal résultant est double de celle du signal simple. A l'inverse, si ce déphasage est de une demi-période, l'amplitude du son résultant est nul ! On dit que les deux signaux sont en opposition de phase. |
Lorsque l'oreille entend un son constitué de deux sons simples de fréquences F1 et F'1 voisines, un phénomène de battement se produit ; la légère différence des deux périodes induit : Cet effet de battement est utilisé par les musiciens pour accorder leurs instruments :lorsque les deux notes produites sont proches, on perçoit le phénomène de battement. Lorsque les instruments sont parfaitement accordés, le phénomène de battement disparaît car les deux notes ont des fréquences parfaitement égales. La démonstration interactive suivante permet de tester l'effet de battement en fonction des hauteurs des deux sons et de leur écart fréquentiel. Mode d'emploi Dans les deux fenêtres du haut sont affichés deux sons purs de fréquences plus ou moins proches. La fenêtre du bas affiche le son complexe (son 3) résultant de la superposition des sons simples 1 et 2. En cochant l'une des cases sur le coté, on détermine la fréquence du son 1. En agissant sur le curseur, on décale la fréquence du son 2 par rapport à celle du son 1. Lorsque le curseur est à zéro, les deux signaux ont la même fréquence. Les trois boutons "haut-parleurs" permettent d'écouter pendant 3 secondes chacun des signaux générés. Constatations 1. Lorsque les fréquences sont identiques, les deux sons étant en phase, le son 3 perçu est un son pur. 2. Lorsque les fréquences des signaux 1 et 2 sont légèrement différentes, l'oreille humaine perçoit un phénomène de battement. 3. Si les fréquences deviennent trop distantes, le phénomène de battement disparaît et on entend un son complexe constitué de deux sons simples. 4. Si, pour une fréquence F1 donnée, vous recherchez la différence de fréquence (F'1-F1) limite au delà de laquelle vous percevez 2 sons, vous constaterez que cette fréquence varie en fonction de F1. En effet, l'oreille humaine est plus ou moins sensible aux différences de fréquence en fonction de la hauteur des sons (cf. Partie 3 Chapitre XXX). . |
Un instrument de musique comme un piano ou une guitare est capable d'émettre différentes notes. Une note correspond à un son de fréquence fondamentale donnée. Si on ne peut émettre qu'une note à la fois (cas de la flûte), l'instrument est dit monodique. Si on peut émettre plusieurs notes simultanément, il s'agit d'un instrument polyphonique et le son résultant est un accord. De manière générale, les instruments à vent sont monodiques, même si certaines techniques permettent tout de même d'émettre des accords (il suffit d'écouter certains morceaux de John Coltrane au saxophone pour s'en convaincre). De nombreuses autres gammes existent, et le lecteur est invité à consulter les sites proposés ci-dessous pour en savoir plus. En particulier, les gammes sont définis en utilisant également des bémols, et il n'y a pas équivalence parfaite entre la# et sib par exemple. La raison de cette différence est expliquée dans le premier site cité dans les liens... Bonne lecture ! |
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