Suzie CORBI Laura BOYER Laura BOUHARIS

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1 Suzie CORBI Laura BOYER Laura BOUHARIS

2 SOMMAIRE Introduction....p Contexte HISTORIQUE p Contexte social invention et innovation développement et amélioration impact et insertion dans la société frise chronologique frise chronologique Contexte TECHNIQUE.p I. PRINCIPE DE BASE : 1.Caractéristiques du son 2.Transformation d une onde sonore en signal électrique : le microphone 3.tranformation d un signal électrique en onde sonore II. LES EVOLUTIONS : 1.Les microphones 2. Les haut-parleurs

3 III. LES BLOCS FONCTIONNELS IV. TRAITEMENT DE 3 POINTS TECHNIQUES 1. Le microphone 2. La numérisation 3. Le haut-parleur Contexte ACTUEL et FUTUR..p I. LE MICROPHONE II. LE HAUT-PARLEUR CONCLUSION.. p Bibliographie..p

4 Introduction Avec l industrialisation le besoin de communiquer à distance est de manière différée devient urgente. La rapidité de la communication doit être améliorée. C est l invention du télégraphe. La conservation du son prend son importance avec la possibilité de se distraire davantage grâce à la mécanisation du travail libérant du temps pour l homme. Ainsi, il pourra écouter de la musique, puis beaucoup plus tard la créer par lui-même. Pour ces différents besoins, il s agissait d arriver à coder des ondes sonores afin de les transmettre à de grandes distances ou de les mémoriser pour les transmettre ensuite. Il s agissait aussi, à partir du code de les transformer à nouveau en ondes sonores perçues par l oreille. Suivant les évolutions techniques de l époque, les ondes sonores ont été transformées en signal électrique. Puis le signal électrique transformer en ondes sonores : c est le téléphone et plus tard le gramophone. Par la suite seront développés le magnétophone, le microphone, le haut-parleur, le disque vinyle, le CD, l ordinateur, le téléphone portable, le Mp3

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6 1.Contexte social Après la révolution 1789 la royauté est restaurée en En 1848 une révolution renverse la monarchie le suffrage universel est mis en place. Cette nouvelle place donnée au peuple augmente ses besoins et favorise la mécanisation et l industrialisation. Le premier phonographe apparaît entre la première et la deuxième révolution industrielle. En 1820 le Danois Hans Christian Oersted découvre les effets d un courant électrique sur un aimant cela constitue les bases de la physique moderne. De 1830 à 1850 les premiers moteurs électromagnétiques sont utilisés dans l industrie. 2. Invention et innovation En 1875 l invention du premier réseau de télécommunication instantané a permis de développer le premier moyen d enregistrer un son c est l inventeur Thomas Edison en 1877 qui invente le phonographe, inaugurant ainsi une ère de reproduction mécanique. Edison, partiellement sourd, avait à l origine conçue le phonographe comme une machine d aide à la dictée, les premières publicités accompagnant sa sortie sur le marché le présentaient comme "Le copiste idéal". Au même moment, les chanteurs de l époque, fascinés par le son de leur propre voix, se passionnèrent pour cet objet et furent à l origine de son utilisation comme outil de reproduction musical. La musique populaire d aujourd hui n existerait pas sans l invention du phonographe. 3. Développement et amélioration : 1- Le phonographe 1877 Première machine à enregistrer un son de l histoire, Edison réussit à graver sur un cylindre ( recouvert d une feuille d étain) tournant environs 2 minutes de vibrations sonores. Après quelques améliorations, la feuille d étain est remplacée par une pellicule de cire (temps d enregistrement plus long ils nomment cet appareil gramophone).

7 2- Le télégraphone 1898 Inventé par l ingénieur Valdemar Poulsen, le télégraphone permet d enregistrer un son grâce à un aimant et une corde de piano. Malheureusement la qualité sonore est faible et on ne peut l écouter qu avec un casque. 3- Le tourne disque 1929 La compagnie English Neophone Co crée la première lecture de disque à sillon. Le nouveau support tourne à une vitesse de 78 tours par minute et permet l enregistrement de 12 min de musique par face. Le sillon détrône rapidement le phonographe car il utilise un saphir qui permet une meilleure retransmission du son. 4- Le magnétophone 1934 L enregistrement magnétique sur fils de fer, comporte de nombreux avantages par rapport à la gravure. Il a évolué juste avant la Seconde guerre mondiale il devait remplir un rôle fondamental. 5- Le microsillon 1957 La firme américaine Colombia met au point un nouveau support : le 33 tours. Un an plus tard le premier 45 tours apparaît, la qualité est nettement supérieure au 78 tours, la commercialisation est un succès éclatant car la technologie ayant beaucoup progressée le prix d achat d un 45 tours est abordable. 6- Le disque compact 1981 Philips et Sony commercialisent le «disque compact» petit disque perforé de 12 centimètres. C est le successeur des cartes perforé du métier Jacquard. Pour le CD les perforations sont lues par un rayon laser.

8 4.Impact et insertion dans la société Edison qui a été l inventeur du phonographe a pensé à plusieurs utilisations : a. enregistrement de courriers b. livres parlant pour aveugles c. enseignement de l élocution d. enregistrement et diffusion de musique e. album sonore de famille f. boîte à musique pour enfant g. horloge parlante h. conservation des grands discours politiques i. Buts éducatifs : éduquer à distance On peut constater de nos jours que la plupart des utilisations prévues par Edison sont largement utilisée.

9 6. frise chronologique : solutions dates Noms des inventions et inventeurs 1878 Thomas Edison Solutions, principes techniques Enregistrement et restitution d un son Innovations évolutions des principes techniques Mémorisation un son photos conséquences Conserver et réécouter un son 1880 Clément Ader Utilisation de 5 crayons de charbon parallèles 1887 Berliner Disque plat à gravure latérale Augmentation de la sensibilité Amélioration de la manipulation Améliorer la qualité du son conservé 1988? Disque plat en zinc 1989? Disque plat en caoutchouc 1898 Valdemar poulsen Enregistrement magnétique d un son Amélioration de la fabrication Amélioration de la quantité d enregistrement produits Enregistrement de sons effaçables Augmenter la quantité de produit Permettre à plus de personnes de posséder ce produit Utiliser plusieurs fois le même support pour enregistrer des sons différents 1899 Berliner Disque cire de 17 cm Augmentation de la quantité d enregistrements Diminuer le prix d achat 1920 Eugène Reisz Microphone à charbon Amélioration de la qualité de l enregistrement

10 du son 1923 George Neumann Création d un studio d ingénieurs du son 1924 Eugen Beyer Fabrication de haut-parleurs pour le cinéma 1925 Gravure des disques de manière entièrement électrique 1928 Fritz Pfleumer Enregistrement de bande magnétique 1936? Premier Magnetophon Amélioration de la qualité de la restitution du son Amélioration de la qualité de gravure Simplification du procédé Lecture de bande magnétique La qualité du son émis séduit les spectateurs Réduction du coût 1939 Eugen Beyer Premier micro dynamique Amélioration de la qualité d enregistrement 1945 Fritz Sennheiser Premier micro à capsule dynamique Amélioration de la qualité d enregistrement 1948 L oiseau Lyre Premier 33 tours 1953 Willi Studer Magnétophone grand public 1957 Nagra III Magnétophone grand public à transistors 1958 Decca et Disque stéréo Erato Augmentation de la durée d enregistrement sur le disque miniaturisation Amélioration de la qualité du son Facilite l utilisation Accès des enregistrements à tous Facilité utilisation La qualité du son séduit les auditeurs

11 1962 G.M.Sessler Micro à electret miniaturisation 1964 Philips Cassette compacte miniaturisation Facilite l utilisation 1979 Philips, Sony et Hitachi Création du CD miniaturisation Facilité d utilisation 1983 Sony Magnétophone numérique (DAT) 1992 Sony Minidics numérique Miniaturisation ( moins de place moins fragile ) Facilité d utilisation 1995? Graveur CD Gravure individuelle de son 1998 Beyer Microphone numérique miniaturisation Facilité d utilisation 2000? Informatique Carte son Mini studio Table de mixage Réalisation personnel de CD avec une qualité équivalente au studio Facilté d utilisation Chacun peut accéder à la création sonore

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13 I. PRINCIPE DE BASE 1. Caractéristiques du son Lorsque nous émettons une onde sonore, elle provoque des variations de pression qui se déplacent dans l air jusqu à nos oreilles lesquelles les transforment en un signal décodé par notre cerveau. Notre oreille perçoit les sons à des niveaux différents selon leurs fréquences. Les fréquences basses et hautes sont perçues à un niveau plus faible. Ces variations de pression sont aussi appelées vibrations, elles sont de deux types : les sons et les bruits. Les caractéristiques essentielles du son sont : sa hauteur ( sons graves, médiums, aigus) son intensité son timbre ( distingue deux sons produit par des émetteurs différents mais de même intensité et de même hauteur ) Le son direct parcourt le chemin le plus court de l émetteur au récepteur. Ce n est pas le cas du son réverbéré qui arrive avec un temps de retard au récepteur. Le bel est l unité de mesure légale du niveau sonore. Le bel est une unité trop élevée nous utilisons le décibel 1 bel = 10 décibels.

14 2. Transformation d une onde sonore en signal électrique : le microphone La première invention permettant la transformation d une onde sonore en un signal électrique est le téléphone inventé en 1875 par Graham BELL et qui va permettre de créer le premier phonographe en 1877 par Thomas EDISON et Charles CROS. Schéma du principe de base du microphone: Bobine mobile Ondes sonores Membrane Aimant Lorsque les ondes sonores arrivent sur la membrane, elles provoquent une vibration ( déplacement) des la membrane. La bobine mobile étant fixée sur la membrane, elle se déplace elle aussi avec les vibrations. Cela entraîne une différence dans le champs magnétique crée par l aimant et donc le courant électrique passant dans la bobine varie.

15 3. Transformation d un signal électrique en onde sonore Schéma du principe de base du haut-parleur : La première invention permettant la transformation d un signal électrique en son est le téléphone (1875) celui ci va permettre de créer le premier haut-parleur (phonographe) en Membrane Aimant fixe très fort Bobine mobile Le courant électrique variable parcourt la bobine mobile fixée à la membrane du haut-parleur. La différence de charges électriques entre la bobine et l aimant fait avancer ou reculer la bobine mobile et la membrane. La membrane du haut-parleur vibre. Cette vibration crée une onde sonore perçue par l oreille.

16 II. LES EVOLUTIONS 1. Les microphones Il y a différents types de microphones : - microphone dynamique (robuste mais manque de finesse dans les aigus et les graves) - microphones électrostatiques (sensibles mais fragiles) - microphones à électret (sensibles mais affaiblissement au fil du temps) micro dynamique micro à électret micro électrostatique Schéma d'un micro dynamique Schéma d'un micro à condensateur Il existe d autres catégories de micro :

17 -l hydrophone : Ces microphones ont 2 principales utilisations : la prise de sons pour les reportages aquatiques et la navigation des sous-marins. Il y a deux sortes d enregistrement : signal analogique est identique au son initial signal numérique du son est codé en signal numérique ( système binaire des ordinateur : deux unités 0 et 1 ) Signal analogique Signal numérique De nos jours l évolution des microphones va vers la miniaturisation des composants 2. Les haut-parleurs

18 Il y a différents types de haut-parleurs : - les boomers ( basses) - les médiums - les tweeters ( aigus ) boomer médium tweeter Comme les microphones, les haut-parleurs vont vers la miniaturisation des composants. L évolution des haut-parleurs va vers la recherche d une qualité de plus en plus importante. Ex : les home-cinéma avec son en 3D. Une enceinte est globalement constituée d un caisson et de haut-parleurs. Pour rendre un son correct, il faut pouvoir restituer toutes les fréquences( également). C est pourquoi, on divise le son en plusieurs parties. Chacune aura un haut-parleur spécifique.

19 III. LES BLOCS FONCTIONNELS Situation initiale : Emission d une onde sonore. Capture de l onde sonore : Membrane du micro en vibration Fonction du système : Microphone + numérisation + Haut- Situation Finale : Emission d une onde sonore Mise en vibration d une ou plusieurs membranes : Restitution d onde sonore Production d une petit courant électrique Restitution du courant électrique Trajet du courant électrique, amplificateur, avec ou non numérisation

20 IV. TRAITEMENT DE 3 POINTS TECHNIQUES 1. Le microphone - Le microphone est un appareil qui transforme les variations de la pression de l air provoquées par l onde sonore en signal électrique. Le microphone comporte généralement une partie mobile, que les ondes sonores viennent exciter. Par un dispositif qui dépend de la technologie du micro, c est oscillations mécaniques sont converties en une tension électrique alternative. Un tissu ou une grille protège généralement la partie mobile du microphone, afin d éviter quel ne soit abîmer par un contact direct. On peut également avoir une protection supplémentaire contre le vent. Pour la prise de son de la voix ou du chant, un filtre anti-pop peut être placé devant le micro pour atténuer les consones : p, b, t et d. -Tous les micro ne captent pas le son de la même façon. La directivité est la zone dans l espace que le microphone peut capter il en existe plusieurs : -Omnidirectionnelle -cardioïde -bidirectionnelle. Omnidirectionnel Cardioïde Hyper cardioïde Canon Bidirectionne l 2. La numérisation

21 - L échantillonnage consiste à découper l information sonore qui arrive sous forme électrique a intervalle de temps réguliers. Si on ne prend pas de précautions avant l échantillonnage, il se peut qu on introduise un bruit de fond. Pour atténuer fortement les fréquences gênantes, on utilise des filtres qui sont capables de retenir ou de filtrer une partie du son. - La table de mixage peut être analogique ou numérique et permet de régler le son de chaque source sonore individuellement et de les mélangées afin d avoir un son propre et homogène. La table de mixage peut aussi modifier spécialement le passage d une source à l autre, comme dans les discothèques (mix direct). - La caractéristique principale d un CD, est sa mémoire : exprimée en Mégaoctets. Le Bit est l unité de l enregistrement numérique. 1 octet = 8 bits CD industriel :Il ne peut être que lu. CD enregistrable :CD-R peut être enregistrer qu une seule fois. CD-RW :Peut être enregistrer autant de fois qu on le désire. 3. Le haut parleur

22 Un HP est destiné à produire des sons à partir d un signal électrique. Il fonctionne par le principe suivant : 1- Un moteur transforme l énergie électrique en énergie mécanique 2- Ce moteur transmet cette énergie mécanique à la membrane 3- La membrane transmet le son. Le haut-parleur est un système électromécanique. La membrane est animée par une force résultant d'un champ magnétique et d'un courant fourni par l'amplificateur et circulant dans la bobine mobile. L'ensemble bobine-mobile membrane et l'ensemble saladier moteur sont liés l'un à l'autre par des suspensions. Le cache-noyau est destiné à empêcher les poussières magnétiques de se déposer dans l'entrefer. Le bornier est l'endroit où l'on branche les fils électriques.

23 I le microphone

24 Dans l avenir, il est possible que le microphone n existe plus. Pendant les concerts ou les conférences les personnes qui auront besoin d amplifier ou d enregistrer leur voix utiliseront le micro-patch : version très miniaturidée du microphone. Micro-patch : patch adhésif couleur peau constitué de matières PVC dans la quelle sera insérée une puce magnétique et un microphone miniaturisé. Le micro et le haut-parleur ne seront pas relié par un câblage électrique. Un système d ondes sera mis en place pour transporter le son vers les haut-parleurs. Les ondes diffusées auront un effet très négatifs sur la santé des personnes. Aujourd hui le problème de santé est déjà posé avec les ondes des téléphones portables : elles peuvent les neurones et causer des cancers. II le haut-parleur Le haut-parleur ne va pas beaucoup évoluer dans les prochaines années. Il sera plus petit et le son de meilleure qualité : actuellement se développe la technologie du home-cinéma donnant l impression d être au cœur de l action. Mais on peut toujours imaginer une évolution dans la miniaturisation : par exemple l implantation directement dans le corps humain d une puce électronique sur le nerf auditif. Les conséquences sur la santé ne sont pas connues. Cela entraînerait aussi une plus grande difficulté à communiquer avec les êtres humains viavnts autour de nous.

25 CONCLUSION Il y a à peine plus de cent ans, nos arrières-arrières grands-parents ne communiquaient entre eux que par lettres, quand ils savaient écrire. Des nouvelles sur la famille ne leur parvenaient que quelques jours ou quelques semaines après. Ecouter de la musique, n était possible qu à l église et quelque fois par an dans les fêtes de village. Au cours des veillées, on se racontait des histoires, chantait des chansons, et parfois un musicien jouait des airs connus sur son instrument. Aujourd hui, la plupart des habitants du monde «riche» peuvent raconter à qui ils veulent où ils sont, ce qu ils sont entrain de faire, ce qu ils prévoient de faire dans les 5 mn. Ils peuvent écouter la musique qu ils veulent, créer la musique qu ils peuvent, écouter des document audio historiques. Demain.. peut-être la télépathie. Avec des puces électroniques implantées dans nos cerveaux, nous pourrons communiquer entre nous par un code et des ondes. Peut-être, nous pourrons communiquer nos pensées à qui nous voulons, leur faire entendre nos musiques préférées? Mais alors, à quoi nous servira la parole?

26 Bibliographie : Site web : Livres : - Wikipedia.org - Encyclopédie.fr - Site du musée Berliner - «Grandes inventions de l humanité» de Michel RIVAL, Larousse. - Documents issus de M JEAN Michel président de l association de donneurs de voix pour personnes aveugles. - Parutions de Sciences et Vie Junior Corbi suzie Boyer Laura Bouharis Laura

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