Science et son

Les élèves de la classe de 3e6 du collège Pierre-Olivier Malherbe à Châteaubourg rencontrent Michel et Lucie de l’Espace des sciences. Ils sont venus avec des maquettes pour parler du son avec l’aide de Mme Angenard (professeur de physique-chimie). En parallèle de ces activités, Mme Hillion (professeure d’éducation musicale) et Mme Caré (professeure de français) font un atelier d’écriture, d’enregistrement et de montage sonore. Les élèves ne sont pas seuls puisque deux artistes sont présents : Jean-Noël et Maël de la compagnie Engrenages, qui assistent aux ateliers et récoltent une matière première potentielle pour la création du spectacle.

Atelier d’enregistrement sonore

Répartis en groupe de 3 ou 4 , les élèves doivent rédiger un texte et l’enregistrer. Pour les orienter, Mme Caré leur a proposé divers thématiques et styles différents. Un groupe a choisi d’écrire une version Rap comique du mythe d’Echo en s’appuyant sur la version d’Ovide. Un autre groupe écrit une symphonie verte en s’inspirant des bruits de la Nature. Un autre se lance dans une symphonie urbaine en s’inspirant des bruits de la ville. Pour les aider, ils ont a disposition des fiches de champs lexicaux, un dictionnaire des synonymes et aussi un livre sur les bruits d’animaux ! Mme Caré propose même à un groupe de trouver l’inspiration en manipulant des petits instruments, comme des appeaux.

Une fois le texte rédigé, c’est le moment de l’enregistrement. Chaque groupe attrape une tablette et va s’isoler dans une autre salle ou un couloir. L’enregistrement ne doit pas prendre trop de temps, puisque c’est aussi le moment pour l’habillage sonore. En plus du découpage, le logiciel d’enregistrement permet d’ajouter des effets comme de l’écho ou de la réverbération.

Une fois l’exercice exécuté, Mme Hillion prend le temps de diffuser les compositions de certains groupes. Cette écoute permet d’avoir une idée des résultats possible à la fin du processus créatif (écriture, enregistrement, montage, mixage).

Ateliers scientifiques

Pour aborder le son d’une manière scientifique, les élèves font 4 expériences différentes. Les élèves, toujours répartis en groupe, répondent à des questions en passant sur 4 tables différentes :

Intensité, danger et prévention :

Cet atelier parle de la sécurité lié au son. Le but est de faire différentes mesures avec un sonomètre qui donne une valeur en décibel d’un son. Plus le son est fort, plus les décibels seront élevés. Ensuite, les élèves notent le niveau de dangerosité des différents sons mesurés (douloureux, fatigant etc) et le temps d’écoute limite. Ils s’appuient sur un document de référence à propos des risques liés au niveau sonore. Le son ambiant de la pièce est mesuré. Un buzzer est aussi mis à disposition (alimentée par un panneau photovoltaïque). Les élèves peuvent ensuite comparer leurs enregistrement à l’intensité d’autres sons.

La propagation du son :

Dans cet atelier, les élèves font sonner un diapason posé sur une boite, qui constitue leur résonnateur. Ils intercalent des tiges de différents matériaux entre le diapason et le résonnateur pour savoir quelle matière le son est capable de traverser. Une fois les tests effectués, ils pourront savoir si le sons se propage dans le bois, le métal ou le plastique. Ils peuvent même faire le test avec de l’eau : pour cela ils posent un bécher d’eau sur le résonateur et le diapason sur un flotteur. Un élève tape avec une baguette sur le diapason pendant que les autres écoutent si le son arrive jusqu’au résonateur.

3 élèves qui font une expérience avec un diapason

Une petite expérience supplémentaire permet de tester la propagation du son dans une ficelle :

description d'une expérience sur la propagation du son dans une fourchette
https://www.espace-sciences.org/juniors/experiences/la-fourchette-pas-discrete Illustrations : William AUGEL

Visualisation d’une onde sonore :

Pour cette expérience, les élèves ont a disposition une maquette issue d’une exposition itinérante de l’Espace des sciences. Dans un tube transparent, des billes de polystyrènes se soulèvent lorsque qu’un son sort des haut-parleurs de chaque côté. Il est possible de varier la fréquence du son (plus ou moins grave) qui traverse le tube. L’allure générale des billes va dessiner une onde qui change en fonction de la fréquence choisie. La vibration de la membrane du haut-parleur se propage aux molécules composant l’air à proximité de la membrane. Cette vibration se propage de proche en proche à toutes les molécules de l’air. Chaque molécule fait un mouvement de va-et-vient autour de sa position initiale (de haut en bas), constituant un signal en forme de vague, que l’on appelle « signal sinusoïdal » en mathématiques. Ce mouvement se reproduit à intervalle de temps régulier, il est périodique. Plus la fréquence est élevée c’est-à-dire plus la vibration est rapide, plus le son est aigu et plus les vagues du signal se resserrent. Les élèves dessinent le nombre de vagues qu’ils observent sur 3 fréquences proposées : 150 Hz, 380 Hz et 570 Hz.

Voir le son :

Dans une autre maquette issue de la même exposition que la précédente, les élèves font vibrer des lames métalliques de différentes tailles. Un laser est fixé sur chaque lame et vibre à la même fréquence. Les lasers pointent dans la direction d’un cylindre rayé en rotation. Ce dispositif tournant permet de visualiser une onde pour chaque laser. Les élèves peuvent comparer les ondes de chaque lame qui diffèrent puisque les sons produits par les lames n’ont pas la même fréquence.

Une fois que chaque groupe est passé par tous les ateliers, Michel fait une mise en commun pour s’assurer que les notions scientifiques autours du son sont bien comprises. Il montre également que l’air est une matière où se propage le son et c’est grâce à cela qu’il arrive jusqu’à nos oreilles. Lorsque Michel met un réveil dans une cloche à vide et qu’il enlève de l’air, le son diminue en intensité. Avec une cloche à vide plus puissante, il est possible d’enlever davantage d’air et le son disparaît totalement.

Il est l’heure de manger pour tout le monde. L’après-midi sera dédiée à la pratique musicale avec les artistes.

Lucie Wronka, Espace des sciences.