Travail Personnel Encadré Sur Le Son TS

Introduction

L

e son est une chose tellement banale dans notre vie de tous les jours que l’on oublie très vite le sens et la signification physique de ce terme qui est loin d’être évident.

Nous allons d’abord nous intéresser à la définition physique d’un son : « Onde mécanique correspondant à la propagation de déformations et de contraintes dans un milieu élastique ou visco-élastique. » Nous allons maintenant définir les quelques termes qui peuvent être inconnus :

Onde mécanique: Une onde mécanique est le phénomène de propagation d’une perturbation dans un milieu matériel sans transport de matière.

Exemple : Quand on lance une pierre dans l’eau il y a une onde qui se produit sous forme de vague. Cette onde va se propager plus loin dans l’eau.

Milieu élastique : Milieu qui a la propriété de se déformer et qui peut revenir à sa position initiale.

Exemple : Une éponge est un milieu élastique car lorsqu’on la déforme, elle reprend sa forme initiale. L’air et l’eau sont également des milieux élastiques.

Comme toutes les autres ondes, le son a 2 caractéristiques principales que l’on développera plus tard dans ce TPE :

Sa fréquence en Hertz (Hz)

Son amplitude en Décibel (dB)

Pour quelques informations :

0 dB représente le seuil audible pour l’oreille humaine

30 dB représentent un lieu calme en pleine campagne

60 dB représentent une conversation courante

110 dB représentent un concert ou une discothèque

180 dB représentent une fusée lors de son décollage

A partir de 85 dB il y a un danger pour l’oreille et à partir de 130 dB c’est de la douleur pure et simple.

Problématique : Il s’agira de montrer en plus des propriétés principales du son, les appareils permettant de reproduire ce son ainsi que différentes manières de numériser un son.

Les appareils permettant de reproduire du son des premières inventions à nos jours

Les premiers appareils entièrement mécaniques

Le phonotographe

Le plus ancien enregistrement connu aujourd’hui date de 1860. Il s’agit d’un enregistrement d’une dizaine de secondes de « Au clair de la lune » chanté par l’inventeur du phonautographe Edouard-Léon Scott de Martinville. Le phonautographe est un appareil inventé en 1857 permettant d’enregistrer un son sans pour autant pouvoir le restituer. En 2008, on a réussi à reconstituer numériquement cet enregistrement qui est d’une qualité très médiocre.

Le phonographe

Le premier véritable enregistreur de son, fût le phonographe d’Edison en 1877. A la différence du phonautographe, il permet également de lire un enregistrement effectué au préalable. Pour pouvoir enregistrer un son, il suffit de parler ou de chanter dans un cornet qui fait vibrer un stylet sur un cylindre en cire mit en rotation manuellement à l’aide d’une manivelle. Rapidement cependant, on mit en place un moteur mécanique que l’on devait remonter toujours avec une manivelle à chaque utilisation comme une montre. Le stylet va alors graver un sillon mécanique qui pourra être lu avec le même stylet (avec une pression moindre) et le même cornet, qui permet l’amplification acoustique du son à la lecture

Le gramophone

Emile Berliner améliorera en 1888 le système mis au point par Edison : il remplaça le cylindre par un disque qui permet la production en grande quantité d’enregistrements sonores par la technique du pressage de disques. Ceux-ci sont fabriqués en usine. Les disques mesurent en général 25 où 30 cm de diamètre pour 3 à 5 minutes d’écoute par face. L’appareil lisant ces disques est appelé gramophone. Il fonctionne selon le même principe que le phonographe (on les confond d’ailleurs très souvent), excepté le support bien sûr. Un stylet qui est généralement une aiguille à coudre est en contact avec le disque en rotation (vitesses de 90 tours/min puis 78 tours/min à partir des années 1920). L’amplification est réalisée par un pavilon, qui est une sorte de grand cornet.

Les appareils électriques destinés à la lecture ou à l’enregistrement

La platine tourne-disque

Plus communément appelée « platine vinyle », la platine tourne-disque est un appareil électrique destiné à lire des disques à gravure mécanique, comme les disques 78 tours, mais qui est aussi capable de lire des disques microsillons (ou plus communément vinyles). Le disque microsillon a été inventé en 1948. Le disque en lui-même est proche du disque de gramophone à quelques différences près :

La matière première n’est plus du shellac (matière à base de sécrétion d’un insecte d’Asie), mais du vinyle. Cela permet une quasi suppression du bruit de fond, une reproduction de toutes les fréquences audibles (voir 2.1) et une réduction des coûts de la matière première

Les sillons sont plus fins et il y a moins d’espace entre eux.

La vitesse de rotation passe de 78 tours/min à 45 tours/min pour les singles et 33 tours/min pour les albums.

Les 2 dernières améliorations permettent de passer de 5 minutes à 30 minutes sur une face de 30 cm de diamètre.

Le disque microsillon doit être lu par un saphir ou un diamant, plus fin et résistant qu’une aiguille à coudre. Ce saphir est relié à une cellule transformant la vibration mécanique en signal électrique par le phénomène de l’induction (voir 1.5). Cette cellule est reliée à un amplificateur qui est relié à un ou des hauts parleurs en stéréophonie (les disques vinyles étant stéréo à partir des années 1960).

Un appareil appelé électrophone est composé d’une petite platine, d’un amplificateur et d’un haut-parleur (parfois deux). Il est bien plus économique que toute une installation avec des composants séparés. Néanmoins, la qualité de son est nettement

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