Article proposé par Olivier Balch.

Les nouveaux programmes du cycle 4 introduisent l'analyse des signaux sonores.

Quelques applications pour tablettes et smartphones permettent de traiter une partie de ce nouveau programme sur les signaux sonores sans faire de gros investissements si l'établissement (ou vous) posséde une tablette.

Contenus des programmes du cycle 4

Attendus de fin de cycle
»» caractériser différents types de signaux (lumineux, sonores, radio…).
»» utiliser les propriétés de ces signaux

Connaissances et compétences associées
Notion de fréquence : sons audibles, infrasons et ultrasons.

La fréquence est mentionnée dans le programme, mais pas la période. Certains de mes collègues ne voient pas comment définir la fréquence sans parler de période, personnellement ça ne me gêne pas : je n'ai pas besoin de définir la fréquence pour utiliser cette grandeur caractérisant un signal sonore. Par exemple je ne définis pas la tension électrique (l'intensité du courant non plus d'ailleurs), ça n'empêche pas de la mesurer et de les utiliser.

On peut décrire un son pur en disant c'est une vibration caractérisée par une seule fréquence.

Période, motif élémentaire, détermination graphique de la période, relation fréquence-période ne font pas partie des attendus du programme, si le niveau de la classe ou de l'avance sur la progression permet d'aborder ces notions, pourquoi pas.

Les applications

Voici donc trois applications gratuites pour générer et analyser les sons :

1. Audio Test Tone Generator : génère des sons de différents types (son pur ou son complexe), on peut choisir la fréquence. Possibilité de lancer une séquence de sons dont la fréquence varie progressivement d'une valeur à une autre.
   A 16kHz les élèves (et les jeunes profs :) ) entendent un son désagréable, passé la quarantaine en général on n'entend pas le son. 20kHz très peu de monde entend.
   A noter : le haut parleur de la tablette ne rend pas toujours correctement les hautes fréquences (20 kHz audible alors que 16kHz inaudible), je n'ai pas eu ce problème avec des petites enceintes branchées sur la tablette (ni avec un casque audio).
2. Spectrum Analyzer : analyse le spectre de fréquence du son.
   Avec un son pur une seule pointe apparait dans la courbe, avec un son complexe plusieurs pics apparaissent. On l'observe en sifflant, chantant, jouant un instrument de mesure, ou avec l'application 1 (audio test tone generator). On observe le déplacement du pic
3. Audio Frequency Counter : pour ceux qui veulent aborder la forme du signal, permet de l'afficher. Marche bien pour un son pur, mais les signaux carrés ou triangulaires ne sont pas bien représentés.

Mise en oeuvre

Si l'on utilise Audio Test Tone Generator pour générer le son, deux possibilités :

• soit avec deux tablettes : une génère le son (soit par son haut parleur soit en y branchant des enceintes), l'autre analyse le son par son micro
• soit avec une seule tablette : on lance les deux applications et il faut jongler entre les deux pour modifier le son généré puis revenir à l'analyse du son.

Pour bien distinguer l'émetteur du récepteur, la solution à deux tablettes me semble à privilégier, mais on peut aussi générer le son avec une personne (chanter une note, siffler), un instrument de musique, un sifflet, un diapason, etc. Du coup une seule tablette est nécessaire (pour analyser le son).