Topic physique vibratoire et acoustique

Salut salut!
Vous savez tous qu'un son est une onde de compression/décompression de l'air, générée par un corps en vibration (membrane de haut-parleur, corde de guitare...).
Voici donc, après le sujet sur la physique quantique, celui sur les ondes sonores!

Certains d'entre vous bossent ou étudient certainement dans ce domaine, et j'espère bien que vous pourrez répondre à questions qui me taraudent...


Premièrement : en ce qui concerne le timbre d'un instrument, j'aimerais comprendre ce qui le détermine... Imaginons deux instruments générant la même note et avec la même "force", c'est-à-dire si je ne m'abuse que les sinusoïdes représentant ces deux notes fondamentales auront la même fréquence et la même amplitude. Mais je suppose que les deux courbes représentant ces ondes sonores auront tout de même une allure différente... Quelle est la différence entre ces deux ondes? Le nombre d'harmoniques peut-être?


Ensuite ça concerne les haut-parleurs.
Je comprends parfaitement comment une membrane en vibration peut produire une onde sonore simple (j'aimerais dire "monochromatique" mais je ne sais pas si on peut utiliser ce terme).
Les harmoniques me posent déjà un petit problème : le membrane vibre-t-elle également avec des fréquences multiples de la fréquence fondamentale, ou ces ondes "secondaires" se créent-elles "toutes seules" une fois que l'onde à commencé à se propager dans l'air?
Mais alors ce qui m'échappe complètement, c'est comment une seule membrane pour reproduire simultanément tous les sons constituant une chanson impliquant plusieurs instruments...?


Bref, si vous avez des réponses à ces questions ou d'autres questions à poser ce topic est fait pour vous!

Bonnes question. Je ne suis pas expert mais j'ai quelques notions d'acoustiques.

La différence entre deux guitares c'est effectivement sur les harmoniques. Plus riches, plus dans les basses, plus dans les aigues etc... (bon puis y'a aussi le sustain, la dynamique des micros, le volume, etc..)

Ta question sur les membranes de HP est une bonne question. Mais en fait la membrane ne fais que reproduire par un deplacement une onde electrique. Or cette onde n'est que la transcription electromagnétique du mouvement de la corde. Donc comment la corde peut elle vibrer à plusieur frequence à la fois ?

En fait c'est tres simple :


Voila t'as l'addition de deux ondes différente. Ca ne te donne toujours qu'un deplacement unidirectionnel en fonction du temps... Et pourtant t'entend les deux ondes

Ps : c'est bien "monochromatique"

En fait l'onde que tu vois quand tu ouvres un fichier audio avec cooledit ou autre c'est à peu de choses près la représentation du déplacement qu'aura la membranne du HP.
Concernant ta première question, tous les paramètres physiques des matériaux qui composent ton instrument, la manière de les agencer, les trous etc influent sur la manière donc se propage l'onde de vibration de tes cordes. Toutes ces influences font que le son est ce qu'il est.

ce qui détermine la timbre d'un instrument est effectivement le nombres d'harmoniques et l'intensité des harmoniques propres a chaques types d'instrument, mais egallement a chaque instrument d'un type (deux guitares n'auront pas exactement le meme son, meme s'il s'agit du meme modele pour des raisons de propagation des ondes dans les materiaux constituant les instruments (ce n'est pas le meme morceau de bois)) pour étudier les ondes on fait appel a une représentation dite diagramme de Fresnel qui permet de determiner le nombre d'harmoniques aisément.
Pour ce qui est de ta question sur les hauts parleur je ne m'y connais pas beaucoup, mais il est certain que le son qui sort de tes hauts parleur est largement simplifié par rapport au son original (pertes d'harmoniques et des "sons parasites" qui font la spécificité de l'instrument) et ce avant meme d'etre transmis a tes haut parleur. de plus pour creer un effet de stéréo il faut regler un déphasage entre tes deux hauts parleur (par exemple dans un film pour qu'un son nous paraisse venir de la gauche il suffit que le haut parleur gauche l'emette une fraction de seconde avant le droit) ainsi qu'une différence d'intensité du signal entre les deux. mais je ne sasi pas comment cela est fait industriellement

Ca sent le programme de spé physique en Terminale

Moi je fais ça en ce moment.

Pour le timbre, ta question m'interesse vu que je connais pas la reponse, et ta seconde aussi

Aaaah ok merci bien pour ces explications et ce très chouette dessin de bobba, j'y vois un peu plus clair.
Bon c'est vrai aussi qu'avec deux ondes ça paraît simple, perso j'ai quand même tendance à me dire qu'avec plusieurs ondes superposées ça doit vite devenir le bordel - surtout si on y ajoute toutes les harmoniques - et que le signal au bout d'un moment doit vraiment plus ressembler à rien!
Remarque quand on entend certains groupes ça paraît plausible...

Et ça explique aussi qu'il puisse y avoir des différences énormes de qualité entre les différents haut-parleurs!

Au fait merci lokeil j'ai étudié vite fait la représentation de Fresnel mais maintenant je comprends à quoi ça sert... Et très intéressant cette histoire de déphasage pour la stéréo!

Pour Bouriquet en fait je suis en deuxième année de fac de physique-chimie, et là avec les partiels dans 10 jours je bouffe de la vibratoire mais sous sa forme la plus calculatoire, la plus... chiante!
Mais ça m'a donné envie de me réintéresser à ce programme de TS spé physique effectivement, que de bons souvenirs.
Par contre au TP noté à la fin de l'année je suis tombé sur la modulation/démodulation ça fait pas plaisir plaisir...

Ben ca ressemble à rien en regardant le signal "brut" ca fait des creux et des bosses dans tous les coins sans périodicité apparente mais quand tu fais l'analyse spectrale, si c'est pas du bruit blanc, tu retrouves plein de fréquences "uniques" (les fondamentales et les harmoniques de tous les instruments). Sur un diagramme avec l'amplitude en fonction de la fréquence t'auras de pics sur chaque fréquence présente dans ton signal (les fréquences émises par le bassiste, le gratteux, le chanteur, le batteur...)et pouf ton oreille "voit" tout ça et te fait écouter une sonate de Mozart ou un petit Kyo des familles

hop c'est pas faux....

mais pour être un peu plus precis, il faut en fait un micro decalage entre le signal de gauche et celui de droite (delay par exemple)
Si le delay appliqué est inferieur a 50 ms on percevra un son stereo (difference interaurale de temps et difference interaurale de phase qui te permettent la localisation du son dans le plan horizontal) s'il est superieur a 50 ms on percevra a partir de ce moment la deux signaux distinct....
Mais la on rentre dans le domaine de psycho acoustique.....

voila un bon topic!

si je peut apporter ma petite contribution ça me ferai plaisir! (c'est mon domaine en plus je suis ingé en acoustique, enfin j'essaie!))

Ben tiens ça m'intéresserait de connaître ton parcours depuis le bac crazybumblebass!
Ingé en acoustique ça pourrait me tenter ça si j'en ai la possibilité...

Et Guyome t'as l'air bien renseigné aussi, tu fais quoi?

yo sim41 (ça faisait un bail....)
BTS audiovisuel option son pour ma part....
Je vais probablement tester Louis Lumiere derriere(même si je me fait pas trop d'illusion) et sinon la fac....
Au pire je pourrais bosser direct a la sortie du BTS....

voilou

crazybumblebass, c'est quoi la difference entre acousticien et inge acoustique? C'est quoi ton parcourt?? (merci )

Ingé en acoustique: maths sup/spé, école d'ingé non?
(Enfin chez moi, c'est ça, c'est peut-être comme ingé son un truc fait pour tromper certains)

b a ingénieur en acoustique, c'est ingénieur acousticien.
C'est a dire que tu es a la base ingénieur généraliste, mais tu te spécialise dans ce domaine qui inclu toute la mécanique vibratoire et tous les phénomènes acoustiques. en vrac : vibration des structures ( en ce moment on fait une étude pour peugeot), acoustique des salles, absorbtion isolation, analyse modale et analyse SEA etc etc.

mon parcours c'est prépa (donc 2 ans) pis apres concours pour les écoles d'ingé, a noter que l'école ou je suis recrute aussi pas mal par DUT, IUT, DEUG.

Oula sa m'interresse drolement ce sujet là! je suis en sup et en préparation de TIPE (sortes d'exposés) j'ai commencé un sujet sur l'acoustique, cet entrainement ne durant que 5 min je ne compte pas trop approfondir.
Connaissez vous des sites traitant de ce sujet avec des cours? J'ai parcourus Google mais n'y ai pas trouvé grand chose...

c'est quoi ton sujet? je peut peut etre de filer des supports de cours.