Analyse d`un son musical -

Term S
Spé physique
Acoustique musicale – son musical
Caractéristiques d’un son musical
Exp : Près d’un diapason ou d’un clavier musical, on place un microphone relié à l’interface d’acquisition
pilotée par le logiciel Synchronie.
On enregistre « l’image » du son sous forme d’une tension électrique. Les 5 expériences sont toutes
réalisées dans les mêmes conditions ( distance microphone – instrument, température, … )
Exp 1 : la3 émis par un diapason frappé doucement
Exp 2 : la3 émis par un diapason frappé plus fort
Exp 3 : la3 au clavier musical ( piano )
Exp 4 : si3 au clavier musical ( piano )
Exp 5 : la3 au clavier musical ( clavecin )


Ouvrir sous Synchronie le fichier « acoustique musicale ».
Déterminer période et fréquence ( ainsi que l’amplitude pour les exps 1 et 2 ) pour les 5 enregistrements et
compléter le tableau ci-dessous.
Exp 1
Exp 2
Exp 3
Exp 4
Exp 5
Période du son
( ms )
Fréquence du son
( Hz )
Amplitude de la
tension électrique
(V)

Répondre au questionnaire suivant pour préciser en quoi les enregistrements se ressemblent ou diffèrent.
1) Quelle est la grandeur physique de l’onde qui change lorsque l’intensité sonore change ? ( préciser les
expériences utilisées pour répondre )
2) Qu’est-ce qui différencie deux notes de musique, la et si par exemple joué par un même instrument ?
3) Quelles sont la(les) caractéristique(s) commune(s) de deux mêmes notes jouées par deux instruments
différents ? Quelles sont la(les) caractéristique(s) qui diffèrent ?
Définitions :
 Un son musical pur -------
 Un son musical complexe ------------
Analyse d’un son musical
L’analyse d’un son musical est basée sur le Théorème de Fourier = Une fonction périodique non sinusoïdale de
fréquence f est la somme de fonctions sinusoïdales de fréquences f , 2f , 3f .....
Principe de l'analyse d'un son musical ( analyse de Fourier ) :
Analyser un son musical de fréquence f consiste à déterminer les caractéristiques des sons purs ( sinusoïdaux ) de
fréquences f, 2f, 3f ... qui émis simultanément reproduiraient le son étudié.
Le son pur de fréquence f est appelé « fondamental »;.
Les sons purs de fréquences 2f, 3f, ... sont appelés « harmoniques 2, harmonique 3,…. ».
Le spectre d'un son musical est constitué de raies verticales indiquant les fréquences ( en abscisse ) et l'amplitude
du fondamental et de chaque harmonique ( en ordonnée ).

sous Synchronie ( avec l’aide fournie ), réaliser l’analyse du son de l’expérience 1 ( la3 émis par un diapason )
et préciser les fréquences et les amplitudes du fondamental et des harmoniques ( ne garder que les trois pics
les plus intenses )
Pic
Fréquence ( Hz )
Amplitude ( V )

3
1
2
3
sous Synchronie ( avec l’aide fournie ), réaliser l’analyse du son acquis (
)
et préciser les fréquences et les amplitudes du fondamental et des harmoniques ( ne garder que les trois pics
les plus intenses )
Pic
Fréquence ( Hz )
Amplitude ( V )

2
sous Synchronie ( avec l’aide fournie ), réaliser l’analyse du son de l’expérience 3 ( la3 émis par un piano ) et
préciser les fréquences et les amplitudes du fondamental et des harmoniques ( ne garder que les trois pics les
plus intenses )
Pic
Fréquence ( Hz )
Amplitude ( V )

1
1
2
3
Répondre au questionnaire suivant :
1) L’analyse de Fourier donne un spectre du signal observé. Comment l’axe des abscisses est-il gradué ? Que
représente chacune des barres du diagramme obtenu ?
2) Qu’est-ce qui caractérise un son pur comme celui du diapason lorsqu’on pratique une analyse de Fourier.
3) Le son produit par un piano est dit complexe. Qu’est-ce qui le différencie d’un son pur ?
Fiche d’aide à l’utilisation de Synchronie pour réaliser le spectre d’un son
( analyse de Fourier )



Sélectionner la fenêtre qui contient le signal périodique à analyser
Dans le menu Traitement, choisir Analyse de Fourier
Choisir le signal à analyser ( par exemple
U_1 )

sélectionner Périodes, comme partie à
traiter

cliquer sur l’icône Définir et cocher Mode
automatique puis OK

Puis cliquer sur l’icône Calculer. Une fenêtre d’analyse s’ouvre et présente le spectre sonore du signal.

A l’aide du réticule
aux 3 pics les plus intenses )
, déterminer les fréquences du fondamentale et des harmoniques ( se limiter