Qu’est ce que le son ?
Le son répond à une définition complexe et fascinante. Les différents aspects théoriques du son sont ici présentés en quatre parties.
- Pas de son sans onde
- La fréquence fondamentale et les fréquences harmoniques
- Les sons harmoniques et les sons inharmonques
- Les caractéristiques d’un son
Une onde sonore se propage par oscillation. Pour ce faire, elle a besoin d’un milieu élastique (gaz, liquides, solides). Dans le cas de l’audition, c’est l’air qui fait office de milieu élastique et l’oreille perçoit l’onde comme une différence de pression. Si nous faisons par exemple résonner un bol chantant, celui-ci se met à vibrer et l’air qui l’entoure se met à bouger. Ce mouvement devient parfaitement visible quand on remplit le bol d’eau. Dans l’air par exemple (au niveau de la mer et à une température de 20 degrés Celsius), les ondes se propagent à une vitesse d’environ 330 m/s. Elles se propagent encore beaucoup plus rapidement dans l’eau, atteignant une vitesse d’environ 1.500 m/s. Lorsqu’on sait que le corps humain est composé d’environ 80 % de liquide, il est facile d’imaginer comment les ondes d’un bol chantant se propagent dans l’organisme. Lors d’un massage sonore avec des bols chantants, l’air et le corps sont ainsi utilisés comme conducteurs de l’onde. Cela signifie que le signal acoustique n’est pas seulement perçu par les oreilles, mais également par l’ensemble du corps, sous la forme d’un stimulus vibrotactile. Quand l’onde se propage dans des liquides ou des gaz au repos, l’air par exemple, on parle d’onde longitudinale. Quand l’onde sonore se propage dans un corps solide, on parle alors d’onde transversale. L’onde se propage à la vitesse du son, notée « c », et transporte l’énergie vibratoire. Selon la forme qu’elle a, l’onde est interprétée comme étant un son, un son harmonique, un son inharmonique ou un bruit. Le principe de fréquence fondamentale et de fréquences harmoniques était déjà connu de Pythagore il y a plus de 2.000 ans. Lors de ses recherches sur le monocorde, il a décrit de façon mathématique le rapport de fréquence des harmoniques. Il a découvert qu’une corde vibrait d’abord de façon chaotique et que seuls les multiples entiers de la fondamentale se stabilisaient. La « série harmonique » montre toujours la même série d’intervalles (et donc toujours la même mélodie), indépendamment de la fondamentale. Une corde de guitare permet de faire l’expérience soi-même. Lorsque nous faisons vibrer la corde entière, nous entendons la fondamentale mais nous percevons également les harmoniques. Cela signifie qu’on entend également le son qui serait produit si on coupait la corde en deux. On obtiendrait le premier harmonique, qui vibrerait deux fois plus vite que la fondamentale. Si on part de la fondamentale do (64 Hz), le premier harmonique de do vibrerait à une fréquence de 128 Hz. On entendrait également un son si on divisait la corde en trois parties parfaitement égales. Ce son vibrerait trois fois plus vite que la fondamentale et il en irait de même pour le son que nous entendrions si on divisait la corde en quatre, cinq ou six parties. Les relations de fréquences correspondent ainsi toujours aux intervalles musicaux (intervalles purs ou naturels). Ils constituent la base des systèmes musicaux. Les harmoniques sont, au même titre que la fondamentale, de « véritables sons » que nous entendons pour ainsi dire automatiquement parce qu’ils vibrent en même temps que la fondamentale. Théoriquement, la série d’harmoniques est illimitée et dépend de la qualité et de l’accord d’un instrument. Plus le son est aigu, moins les harmoniques sont audibles. En règle générale, nous n’entendons toutefois pas les harmoniques individuellement. Wolfgang Saus nous explique que notre ouïe est une véritable spécialiste des harmoniques puisqu’elle est capable de distinguer si un seul et même son provient par exemple d’un piano ou d’une guitare. Cela s’explique par les harmoniques. Certes, les mêmes harmoniques retentissent sur les deux instruments, mais leur intensité se répand de façon différente. « Même les fluctuations les plus minimes ont une influence sur le timbre », ajoute Wolfgang Saus. Notre cerveau perçoit donc une différence de timbre et non pas les différents harmoniques. Au cours de l’évolution des instruments de musique, la culture musicale occidentale s’est spécialisée dans la fabrication d’instruments dont les particularités sont de produire des sons les plus clairs possible et de disposer de fondamentales parfaitement définies. Pour leur part, les instruments propres à la culture musicale orientale se caractérisent par un nombre considérable d’harmoniques et se distinguent plutôt par la richesse de leur timbre (cf. tabla, cithare). Une onde sinusoïdale a une forme simple, sans harmoniques. Ce son pur n’existe pratiquement pas dans la nature. Il est désagréable, peu naturel et strident pour la plupart des êtres humains. Certains d’entre nous en ont peut-être fait l’expérience : on s’endormait devant la télévision et le sifflement du signal télé nous réveillait quand la dernière émission était terminée. Ce que nous décrivons d’ordinaire comme un son n’est en fait rien de plus qu’une action conjuguée de plusieurs ondes sinusoïdales. Un son est composé d’une fondamentale (vibration fondamentale, vibration la plus grave) et de différents sons partiels (harmoniques). Dans un son harmonique, les harmoniques sont des multiples entiers de la fondamentale et vibrent donc deux, trois, quatre (etc.) fois plus vite que la fondamentale. Si le rapport entre la fondamentale et les harmoniques est par contre chaotique, on parlera alors de son inharmonique. Le résultat d’ondes sonores désordonnées dont les fréquences et l’intensité ne présentent aucune relation entre elles est quant à lui qualifié de bruit. Les bruits de la nature, comme par exemple le murmure de l’eau, le bruissement des feuilles au contact du vent ou le murmure du vent, sont, en règle générale, une combinaison de sons inharmoniques et de sons harmoniques très souvent perçue par l’oreille comme quelque chose d’agréable. En revanche, les bruits mécaniques tels que le vrombissement d’un générateur ou le ronronnement d’un réfrigérateur sont plutôt perçus comme un bruit désagréable. Quatre paramètres définissent le son : la pression acoustique, le volume sonore, la hauteur et le timbre. Ces quatre paramètres sont très importants pour la technique du massage sonore. La pression acoustique Le niveau de pression acoustique désigne une relation logarithmique entre l’intensité physique du stimulus et l’intensité des sensations corporelles. Il se définit comme le rapport logarithmique entre deux valeurs de pression acoustique. La pression acoustique est une unité de mesure objective qui peut être mesurée avec précision. La hauteur du son Comme mentionné précédemment, l’oreille humaine ne perçoit pas toutes les fréquences. • l’infrason : inférieur à 16 Hz ; En général, les sons aigus ont des hautes fréquences, ils vibrent donc rapidement. Un tremblement de terre a une fréquence d’environ 2 Hz et se retrouve donc dans la gamme des infrasons. Nous, les êtres humains, sommes incapables de percevoir de telles fréquences. Les éléphants et les baleines peuvent, en revanche, percevoir des fréquences allant jusqu’à 4 Hz. Beaucoup d’animaux peuvent entendre les ultrasons, certains jusqu’à 200.000 Hz. Même si nous ne sommes pas en mesure d’entendre les infrasons et les ultrasons, ces deux gammes de fréquences exercent une influence sur nous. Le volume Notons également que le volume sonore n’est rien d’autre qu’une mesure de sensations personnelles. L’oreille humaine arrive à peine à distinguer les fréquences comprises entre 20 dB et 30 dB et entre 40 dB et 50 dB. Par contre, elle perçoit plus clairement les différences de volume sonore dans la zone comprise entre 30 dB et 40 dB. Plus il y a de décibels et plus notre ouïe est sensible, Il est important de prendre conscience de cet élément et d’en tenir compte lorsqu’on pratique un massage sonore, surtout si on décide de travailler avec des instruments comme le gong, dont le volume sonore peut tout à fait atteindre un niveau difficilement supportable par l’oreille humaine. Le timbre
Chaque son est composé d’une fondamentale et d’un nombre infini d’harmoniques. L’analyse d’un son permet de dégager un accord pouvant réunir jusque 100 harmoniques qui retentissent simultanément.
La pression acoustique est surtout intéressante du point de vue de la psychoacoustique . Elle désigne l’amplitude de la variation de la pression atmosphérique qu’une onde présente et se calcule à partir de la différence entre la pression atmosphérique maximale et minimale. L’onde, en tant que mesure physique, n’a strictement rien à voir avec la sensation. Tout comme la pression, elle se mesure
en Pascal (N/M2).
Un autre facteur important pour le travail avec le son est la fréquence, c’est-à-dire la hauteur du son. Elle se mesure en hertz (Hz), un hertz correspondant à un cycle, c’est-à-dire à une oscillation par seconde.
On distingue quatre gammes de fréquences :
• l’acuité auditive humaine : de 16 Hz à 25.000 Hz (= 25 kHz) ;
• l’ultrason : de 25.000 Hz à 1 GHz ;
• l’hyperson : supérieur à 1 GHz (ondes à propagation limitée).
C’est le cas par exemple des couinements d’une souris puisqu’ils peuvent atteindre une fréquence d’environ 3.000 Hz. Les sons graves ont quant à eux une basse fréquence, ils vibrent donc lentement. C’est le cas par exemple du grondement du tonnerre, qui a une fréquence d’environ 20 Hz. La voix humaine se situe entre quelque 200 Hz et 400 Hz.
Outre la fréquence audible, un son doit également avoir un certain volume sonore
pour que l’oreille humaine puisse l’entendre. Le volume sonore résulte de l’ampleur
des mouvements vibratoires des atomes et des molécules. Il s’exprime en décibels (dB). L’oreille humaine est capable de percevoir un volume sonore compris entre 0 dB et 125 dB. Toutefois, la plupart des gens ont du mal à percevoir les sons qui se situent en dessous de 20 dB. Une conversation normale représente un volume sonore d’environ 30 dB, une conversation animée près de 70 dB. Le bruit d’un marteau pneumatique a un volume sonore de 100 dB. La musique bruyante peut quant à elle atteindre 115 dB. Dépasser la limite supportable, environ 150 dB, peut provoquer des dommages irréversibles, voire entraîner la mort.
et dans une zone déjà élevée, une augmentation, aussi faible soit-elle, est ressentie comme une hausse importante du volume sonore.
La quatrième propriété d’un son est le timbre. Le timbre joue un rôle primordial dans
le travail avec les instruments riches en harmoniques tels que les bols chantants ou les gongs. Le timbre dépend du matériel utilisé, des espaces de résonance (forme et dimension), de la formation du son d’un instrument et des harmoniques. C’est surtout la prédominance de certains harmoniques (appelés « formants » ou « fréquences de résonance ») répondant à la fondamentale qui détermine le timbre caractéristique d’une voix ou d’un instrument.