Studio Expérimental Entendre l'invisible

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1 Studio Expérimental Entendre l'invisible Mieux faire comprendre des phénomènes physiques invisibles grâce à la spatialisation sonore audio-graphique interactive Explorer de nouvelles formes de représentations multimodales Concevoir de nouveaux dispositifs de médiation Par Roland Cahen (Enseignant) : Compositeur électroacoustique, designer sonore, professeur artistique, chercheur, responsable du Studio Sonore de l ENSCI les Ateliers. et Julien Bobroff (Intervenant) : Physicien, Professeur à l Université Paris-Sud (Orsay), laboratoire de Physique des Solides, responsable du groupe de recherche La physique Autrement. Projets : Annelise Légaré : Sur l onde Paul Couderc : Quantum Symphonia Matéo Garcia : Entendre la forme d onde Antoine Goupille : les bruits du courant Jean-Baptiste Demay : WANTED Schrödinger s cat (dead and alive) Barre de son réalisée grâce à Denis Laville Dispositif expérimental : barre de son octophonique - Studio Experimental Entendre l Invisible ENSCI les Ateliers 2014 Studio expérimental Entendre l Invisible Mars - Juin 2014 ENSCI les Ateliers 2014

2 Résumé Traditionnellement, lorsqu'on souhaite expliquer des phénomènes abstraits par des animations, le son sert à indiquer et qualifier des évènements saillants, alors que l image permet de positionner les objets et de visualiser le mouvement. La spatialisation sonore est peu utilisée, même si il arrive que le son suive l'image grâce à la stéréo. La question que nous posons dans ce studio de création est la suivante : Les sons spatialisés synchronisés dans l'espace et dans le temps à des images animées, peuvent-il contribuer à renouveler, à préciser, à compléter la représentation des phénomènes tels que les ondes, l électricité, la quantification, la dualité, le son, la lumière Etc? Cette approche expérimentale vise un prototype muséographique grand public composé d une barre de son octophonique, un écran de la même longueur, d une interface de contrôle sur tablette tactile, d un capteur type caméra vidéo ou kinect. Abstract Traditionally, when one wishes to explain abstract phenomena with animations, sound is only used to identify and precise salient events, while image is used to place objects and visualize their movement. Sound spatialization is not used, or only to lateralize objects in the stereo. The question we ask in this design studio is: Can spatial sounds help to renew, clarify and complete the representation of phenomena such as waves, electricity, quantization, duality, sound or light? This experimental approach focuses a large museum audience. Our experimental prototype is composed of an octophonic sound bar, a screen of the same width, a control interface on touch pad and a video camera. Projet pédagogique Le Studio Expérimental consiste en un projet d un semestre à raison de 2 demies journées de travail pour chaque étudiant. Les étudiants sont tenu d avoir préalablement participé à la semaine intensive d habilitation; une initiation au son et au design sonore. L encadrement est assuré par le professeur et les experts qui assurent également les l assistance techniques nécessaire. Les phases de travail du Studio Expérimental se décomposent ainsi : Introduction au projet et brief du partenaire sur le sujet comportant un état de l art. Exploration individuelle du sujet, recherche d idées et de réfrérences Esquisses descriptives et sonores sur des sujets simplifiées, en parallèle avec l acquisition et le développement des outils et méthodes de conception et de modélisation Proposition de sujets et séries d échanges avec le professeur et le partenaire jusqu au choix d un sujet, puis au feu vert pour sa mise en œuvre Développement du projet individuel et approfondissement du sujet Maquettes expérimentales Rendu final Mise en forme et dissémination Chaque élève travaille sur un sujet différent : l électricité (conduction dans les métaux), sonification des composantes harmoniques d un son complexe, dualité onde particule, non localité, intrication quantique, parcours avec un train d onde dans un dispositif de fentes de young

3 Le groupe dans son ensemble conçoit un dispositif unique, relativement générique, permettant de présenter à un public non expert plusieurs sujets différents. Résultats Le dispositif comporte une barre de son octophonique, un ordinateur, un écran, une tablette tactile multitouch, une webcam, un micro. Chaque sujet est abordé par la manipulation d une représentation métaphorique, plus ou moins descriptive. Pour l electricité par exemple, le visiteur peut modifier la tension, la température et le sens d un courant dans un métal en manipulant des curseurs sur la tablette. Le son varie en conséquence : lorsque la résistance, i.e. la température augmente, les particules sonores rebondissent et mettent plus de temps à traverser le dispositif. Nous pensons avoir montré qu une telle forme de présentation peut proposer au public une expérience enrichie et une meilleure appréhension des phénomènes traités. Difficultés rencontrées Les élèves n ayant au départ du projet aucune formation en physique ni en son ni en programmation sonore, le sujet s est avéré trop technique et complexe pour les designers. Cette situation conséquente d une sous évaluation des difficultés ainsi qu au manque de respect des prérequis lors des entretiens d orientation, a engendré des difficultés et des frustrations chez les élèves, d où deux élèves démissionnaires. Mais en travaillant ensemble avec les autres, grâce à leur engagement et à l engagement actif des encadrants, nous avons néanmoins obtenu de bons résultats. Travail restant à faire pour rendre opérationnel un tel dispositif L aboutissement du projet propose un premier démonstrateur fonctionnel, encore difficilement déplaçable. L étape suivante serait d en réaliser une version installable et déplaçable. Ce qui impliquerait de re-travailler sur l objet : taille, forme matériaux, electronique compacte ou intégrée, programmation optimisée, interfaces utilisateurs coordonnées et finalisées. Généralités sur les méthodes de représentations multimodales interactives de phénomènes physiques La vulgarisation de phénomènes physiques invisibles : état de l art Comment représente-t-on habituellement la physique pour un public non scientifique? Les phénomènes physiques abordés dans ce studio sont habituellement représentés dans les lieux ou contextes de vulgarisation soit par des animations graphiques, soit par des expériences de physique. Par exemple les ondes sonores seront représentées par des courbes sinusoïdales et une représentation imagée des molécules de l air ou bien par des expériences mettant en évidence une conséquence concrète du phénomène (par exemple via des flammes dans un tube de Ruben ):

4 Dans le cadre de phénomènes non seulement invisibles mais en plus à trop petite échelle comme les phénomènes quantiques, il n y a plus que les représentations scientifiques, l utilisation d analogies ou la présentation d applications pour expliquer les phénomènes au grand public. Quelles sont les limites de ces représentations? Ces représentations sont efficaces pour un public ayant une certaine culture scientifique, sachant déchiffrer le vocabulaire graphique ici mis en place : axes, flèches, unités, Elles reprennent en effet souvent ces codes mis en place depuis des centaines d années dans le champ de la science. Mais elles posent souvent des difficultés pour le public non éduqué d abord pour des raisons de complexité. Mais aussi pour des raisons psychologiques liées au vécu du public : les codes graphiques renvoient en effet souvent au vécu scolaire du public. Si ce vécu a été malheureux dans les matières scientifiques, le public sera immédiatement réticent voir bloqué à toute tentative d explication. Comment le son est il utilisé? Dans ces dispositifs, le son est en général soit complètement absent pour des raisons pratiques: (lieu de médiation public type musée où l interface sonore est toujours délicate à développer; absence de dispositif sonore adéquat pour des conférences publiques. Mais aussi pour des raisons culturelles : le scientifique n utilise pas le son pour comprendre lui-même les phénomènes en jeu ni pour les expliquer à sa propre communauté (articles scientifiques et conférences scientifiques) ou à ses étudiants. Il ne voit donc pas nécessairement l interêt d utiliser le son pour la vulgarisation. Il y a aussi un verrou pratique : quand bien même le scientifique voudrait associer un son à un dispositif ou une animation, il ne sait tout simplement pas à qui s adresser pour cela. Nombreuses sont les animations sur internet ou en conférences où il n y a tout simplement aucune bande son associée. On peut cependant noter un récent mouvement lié à l utilisation de la sonification dans certaines branches de la science dure qui pourrait changer le rapport qu entretiennent les scientifiques et le monde du son. Apports de la sonification pour représenter les évènements situés et animés Le son permet de mieux percevoir les occurrences d évènements raprochés dans le temps que l image. La multiplication des modalités de représentation peut brouiller la culture conventionnelle des représentation, mais peut également faire mieux comprendre que le phénomène représenté n est pas l image qu on s en fait habituellement. En effet une particule élémentaire n est ni un point ni une sphère, et selon La Trahison des images de René Magritte (1929) Ceci n est pas une pipe. Quelques pistes pour enrichir l expérience d un visiteur/utilisateur? Approche enactive : une exploration des phénomènes physiques avec les sens et le corps La notion d'énaction est une façon de concevoir l'esprit qui met l'accent sur la manière dont les organismes et esprits humains s'organisent eux-mêmes en interaction avec l'environnement. (Wikipedia). On parle également

5 de cognition située ou incarnée, dans le sens où le sujet construit son expérience du monde par la confrontation corporelle avec le monde et ses représentations. On parle souvent d approche enactive dans le champs des réalités virtuelles et augmentées dès lors que le toucher, l espace, l interaction avec des œuvres amène son visiteur à de nouvelles formes d appréhension. (note - Adjonction de nouvelles dimensions dans la représentation : le son, la spatialisation, l interaction temps réel, le tactile, - Dimension temporelle : - Immersion sonore - Exploration : variation des paramètres de point de vue, de zoom espace/temps, navigation et accès dynamique - Explications : clés, règles du jeu, métaphores d accès - Aspects ludiques, gamification - Scenarisation de l expérience utilisateur - Durée d utilisation - Courbe d apprentissage Cohérence, solidité, aspect interprétatifs et dérivatifs des représentations par rapport au phénomènes référents Reconnection avec les lois et équations concernées A l issue des expériences réalisés par les utilisateurs, comment les visiteurs peuvent-ils approfondire et comprendre quelques lois et équations simples concernant les phénomènes explorés? Design sonore Représenter par le son implique de trouver des matériaux figuratifs que le visuel ne permet pas de rendre aussi bien. Une stylisation est recherchée dans un deuxième temps, mais auparavant, il s agit de trouver les sons et les comportements sonores les plus parlant possibles pour rendre un phénomène donné. Nature des sons utilisés Les sons aigus, impulsionnels, itératifs, granuleux sont préférables aux sont sourds, graves et lisses, car les premiers en accentue la précision alors que la spatialisation est géneralement perdue avec les seconds. Précision spatiale Une bonne résolution spatiale est essentielle pour tirer partie d un dispositif de multidiffusion. Elle peut-être obtenue à condition d utiliser des sons granuleux, bruités, aigus et piqués. Inversement, les sons lisses et purs semblent provenir de partout à la fois ou d une direction indéterminable. Rendu du mouvement Le mouvement doit rester simple pour être perceptible. On a également besoin de repère de position, comme pour la navigation Impulse et granulation Les impulsions individuelles ou répétés, les sons itératifs ou granuleux permettent une localisation plus précise que les sons continus et lisses.

6 Sons continus Les sons continus sont mieux rendus par des matières bruitées ou des formes d onde riches en harmoniques comme la dent de scie et le carré Sonification de phénomènes inaudibles S agissant de rendre des phénomène qui sont invisible mais également inaudible, la modélisation est nécessairement abstraite et se comporte comme du monitoring. Par exemple pour faire entendre la variation d amplitude d un régime vibratoire, nous avons utilisé un son de synthèse en dent de scie modulée en fréquence en fonction de l amplitude de l onde. Cohérence et stylistique Les maquettes actuelles ne prétendent pas à une cohérence significative des sons. On retrouve les sons d étincelles pour les collisions et une onde dent de scie à 50Hz. évoquant le courant électrique. Développements spécifiques au projet Entendre l Invisible Electronique La qualité des enceintes, que nous avions négligé au départ, s avère in fine un critère important pour la traduction les détails sonores. La précision des aigus, importante pour la spatialisation, une bande passante large et homogène et une bonne réponse impulsionnelle sont requis. Le système d amplification doit être le plus compact possible et ne pas chauffer pour supporter les conditions d exposition. Nous utilisons ici des amplificateurs de 7W qui sont largement suffisants. Le volume est généralement atténué de (-)24dB. Une carte son 8 sortie assymétrique d entrée de gamme complète le dispositif audio. Interface et capteurs L interface utilisateur utilise un ipad relié à l ordinateur via wifi grâce à l application Mira Max/MSP. Cette application permet notamment d accéder aux différentes expériences en sélectionnant les différents onglets présents sur l écran de l ipad. Nous utilisons également deux capteurs d entrée : une webcam et un microphone. La webcam permet de capter le mouvement et de traquer les yeux des visiteurs, alors que le micro permet de détecter des commandes sonores ou vocales. Barre de son octophonique

7 Aspects techniques de la spatialisation Spatialisation sur une ligne droite, un modèle de panoramique multipiste adaptable : La plupart des outils de spatialisation cherchent à être les plus génériques possibles et deviennent donc facilement des usines à gaz. Ici le dispositif étant fixe, nous avons développé un modèle de spatialisation simplifié et optimisé permettant de ne pas être dépendant des outils existants, lourds et inadaptés. L avantage d un dispositif en ligne avec des haut-parleurs à positions fixes est de simplifier le calcul de panoramique, tout en conservant une variable d ajustement P (precision) pour adapter la précision au besoin de la représentation sonore. Il s agit d un patch Max/MSP de panoramique sur 8 sorties que nous avons décliné en 2 versions signal et ftm. Lorsque la précision P = 0 le volume est le même sur toutes les sorties. Lorsque P croit, la taille du faisceau (précision de la diffusion) diminue.. Si P est élevé, il apparait des trous (baisse de volume) entre les HP. pour une ligne de haut-parleurs rapprochés, les valeurs courantes de P sont entre 5 et 10. L equation utilisée pour la panoramique s applique à chaque sortie (ici 8), le volume varie en fonction de la position sur le dispositif de diffusion: xpos signal sortant = signal entrant * (1 - ((xpos - range) * P) 2 ) Modélisation et maquettes Visualisation et notation sonore La spatialisation sonore pose le problème de représenter à la fois le temps et l espace. Un travail important d apprentissage et de représentation a été fait par les élèves au début et dans la suite du projet pour écrire la spatialisation des sons. Nous nous sommes notamment inspiré du travail d artistes tels ceux de Bernhard Leitner chez qui la notation de l espace sonore, bien que basé sur des trajectoires théoriques dont on présupose le résultat sonore, représente remarquablement bien les intentions de mouvements.

8 bernhard leitner / sound spaces (7) atelier leitner - sound cube 1970

9 Notation de la spatialisation sonore de Jean Baptiste Demay ENSCI les Ateliers Principe de superposition également sonifié par Paul Coudert Maquette Temps fixé vs. maquette temps réel Avant de développer une maquette interactive temps réel, chaque designer à travaillé sur une maquette d aspect dans Pro Tools permettant de choisir les sons, tester et optimiser le rendu sonore. Ce travail d approche a également permis de mieux scénariser l expérience utilisateur et les interactions sonores. L apport de l interaction est important pour la spatialisation : une interaction sensible qui modifie l espace sonore en temps réel permet à l utilisateur d en rechercher les effets à l oreille au cours de l expérience. Projets : Maquette temps réel Les maquettes interactives ont été développées par Roland Cahen et pour partie par les élèves eux même dans Max/MSP/Jitter en utilisant occasionnellement des librairies externes telles ftm et gabor (ircam). L interface tactile de contrôle utilisée est l ipad avec la librairie Mira permettant de relier l ipad à un patch Max via wifi. Annelise Légaré Sur l Onde Ce projet propose d illustrer l expérience des fentes de Young grace à un dispositif octophonique associé à une interface. Les fentes de Young (ou interférences de Young) désignent en physique une expérience qui consiste à faire interférer deux faisceaux de lumière issus d une même source, en les faisant passer par deux petites fentes percés dans un plan opaque perpendiculaire à l axe du rayon lumineux. Sur un écran disposé en face des fentes de Young, on observe un motif de diffraction qui est une zone où s alternent des franges sombres et illuminées. Cette expérience permet de mettre en évidence la nature ondulatoire de la lumière. Elle a été également réalisée avec de la matière, comme les électrons, neutrons, atomes, molécules, avec lesquels on observe aussi des interférences. Cette expérience illustre également la dualité onde-particule : les interférences montrent que la matière présente un comportement ondulatoire, mais le même phénomène peut également être observé d un point de vue particulaire. On montre que ces particules, tant qu elles ne sont pas observées, se concentrent sur l écran à toutes les positions possibles de la partie illuminée mais que dès qu un observateur interfère avec le dispositif, chaque particule se positionne en un seul point. Le principe du projet est de se déplacer le long de l axe du rayon lumineux et de traduire auditivement les interférences à la position où l on se trouve qui varie en fonction du déplacement du visiteur. Ainsi j ai tenté de sonifier l intensité de l onde et des interférences à travers la barre de 8 enceintes; leurs impulsions de départ, le moment ou elles traversent les deux fentes et se divisent en deux émissions d ondes, la zone entre les fentes et l écran ou les ondes interfèrent entre elles pour créer un motif de diffraction et la position finale sur l écran. Comme base de travail, j ai d abord illustré le parcours de ces ondes graphiquement. Cette illustration a valeur de partition, elle me permet d imaginer comment répartir le son sur les 8 enceintes. Dans ce but j ai fabriqué un outil simple, une barrette perforée de 8 trou que je fais glisser sur la partition.

10 Annelise Legaré : Partition de construction de la navigation avec barette perforées : ici les fentes sont volontairement décallées de façon à créer davantage d irrgularité dans les interférences ENSCi les Ateliers 2014 Mais, les ondes sont un flux continu. Elles n ont ni début ni fin, que ce soit dans leur forme ou leur déploiement, elles sont diffuses, elles sont la suite d impulsions régulières. Il devient alors complexe de déterminer un sens de lecture approprié de la partition ainsi que les règles temporelles déterminant le comportement sonore.le principe de spatialisation sonore pose de nouvelle question de narration. Comment éviter un effet d onde stationnaire qui annulerait le principe de spacialisation, et qui scientifiquement ne serait pas juste. Comment éviter qu un flux continu n applanisse l ensemble de la narration. Cela reste encore à expérimenter. Le scénario se déroule de gauche à droite : Impulsion Obstacle Fentes Diffraction Cette construction métaphorique d une illustration sonore des fentes de Young étant en partie fictionnelle, cela me permet une certaine liberté dans la plasticité visuelle et sonore que je lui donne. Dans un premier diverses maquettes séquentielles ont été réalisées dans Avid ProTools, puis un fichier 8 pistes a été extrait dans lequel il est possible de naviguer en temps réel grâce à un player granulaire dans Max/MSP utilisant l objet sogs~ de Norbert Schnell (Ircam). Le dispositif final propose au visiteur de se déplacer librement entre la source de l impulsion et l écran en contrôlant la position d écoute à l aide d une interface de commande : leap motion ou ipad et d entendre dynamiquement les interférences se déplacer sur le dispositif octophonique.

11 Position d écoute octophonique (dispositif subjectif coulissant)

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13 Représentation visuelle du rayonnement Pour le rendu sonore, nous avons expérimenté avec des ondes en dent de scie à la fréquence de 100Hz. puis avec des sons bruités proches du bruit blanc. Au final il nous a semblé préférable d utiliser des sons plus expressifs, graves mais chargés en harmonique et en bruit. Paul Couderc Quantum Symphonia La dualité onde-particule Tout objet quantique est à la fois un corpuscule, comme une balle de tennis, et une sorte d onde, comme une vague dans la mer. Cet objet quantique est également non local. Un peu comme une balle de tennis qui serait à plusieurs endroits à la fois. Mais quand on regarde ou on mesure où il est, l objet quantique se réduit soudainement en un seul point. Ainsi les électrons, les atomes, les molécules ou même les photons (les grains de lumière) sont tout à la fois de petits corps et des ondes! C est la propriété de base du monde quantique. (www.toutestquantique.fr) C est ce phénomène de physique quantique que j ai essayé d illustrer grâce à la barre octophonique. Je trouve intéressant de mettre le rapport d échelle en parallèle avec la spatialisation sonore. La physique quantique nous dit qu une onde se réduit en une particule située en un point si l on interagit avec elle. Si on ne fait rien elle est à la fois onde et particule. Ce phénomène est assez difficile à conceptualiser pour des cerveaux non avertis. En travaillant l interaction avec le dispositif, on peut apporter un coté ludique qui permet d éveiller la curiosité des visiteurs d une exposition scientifique. Le son permet une approche sensible et doublé d une explication simplifier par une bonne ergonomie de l interface, le résultat pourrait s avérer assez efficace. Fonctionnement général Imaginons que l onde est repartie de façon uniforme sur tous les hauts parleurs. Ils sont donc allumés avec des sons clairement différenciés afin augmenter l impression de diversité par l ampleur de la spatialisation. Si on interagit avec le dispositif cette «onde» se réduit alors en «particule». En physique quantique la position de la particule réduite suite à une mesure ou une observation est aléatoire. Mon système choisit une voie sonore (un haut-parleur) et toutes les autres s éteignent progressivement. Dès que le visiteur cesse d interagir, les sons reprennent comme précédemment.

14 Interaction Dans la physique quantique c est l ajout d un observateur qui modifie le comportement des corps. Aussi je voulais que le visiteur soit au coeur du dispositif. Que ce soit volontairement ou à son insu. L utilisateur permet la réduction d onde à particule; de 8 à 1 haut-parleur; en regardant le dispositif. En utilisant la webcam d un ordinateur on code un eyetracker. Cela permet de savoir si il y a des gens dans le champ de vision de l ordinateur. On peut ainsi jouer à réduire l onde et ainsi séparer les differentes voies d un morceau de musique juste avec les yeux.

15 Recherches musicales Etant musicien, j ai créé trois types de musiques pouvant être joué par le dispositif. a. Une nappe sonore est joué sur chaque haut-parleurs. Les sons sont légèrement différents d un haut-parleur à l autre permettant d accentuer la diversité et de renforcer la perception des composant individuels spatialisés de la trame sonore. b. Chaque voie joue un son d instrument diffèrent (guitare, batterie, synthétiseur,...). Tous ces sons composent un morceau de musique. Lorsqu on interagit avec le dispositif, on ne garde qu un seul instrument du morceau c. On attribue à chacune des voies une portion du clavier d un piano. Ainsi les notes graves sortent sur la voie de gauche et les notes aigus sur la voie de droite. Et on lui fait jouer un morceau connu dont l ambitus est assez étalé et continu.

16 Matéo Garcia Entendre la forme d onde Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. La propagation d'une onde n'implique pas de déplacement des composants du milieu à grande échelle, mais plutôt leur oscillation. Comme tout concept unificateur, l'onde recouvre une grande variété de situations physiques très différentes. Les ondes stationnaires peuvent concerner tous les phénomènes vibratoires : mécaniques, sonores, optiques, électromagnétiques, etc. Ainsi le développement des outils de représentation des ondes peut trouver de nombreux secteurs d application. Comment dépasser les représentations traditionnelles limitées de ce phénomène abstrait? La spatialisation sonore est un outils qui pourrais permettre d obtenir une dimension supplémentaire très immersive avec une

17 plus grande résolution temporelle. Représenter un phénomène acoustique grâce à un dispositif de spatialisation nous permet de questionner la limite de la représentation sonore. Une onde stationnaire est le phénomène résultant de la propagation simultanée dans des directions différentes de plusieurs ondes de même fréquence, dans le même milieu physique, qui forme une figure dont certains éléments sont fixes dans le temps. Les points fixes caractéristiques sont appelés des nœuds de pression. Les ondes stationnaires peuvent affecter tous les phénomènes vibratoires : mécaniques, sonores, optiques, électromagnétiques, etc. Les fréquences pour lesquelles elles s'établissent s'appellent les modes harmoniques de vibration et dépendent de la corde et de la tension qui lui est appliquée et sont toutes multiples d'un entier et de la plus petite fréquence à laquelle la corde vibre. Afin de représenter la forme de l onde sur la barre d enceintes, l utilisateur choisit une fréquence fondamentale et règle son intensité ainsi que celle de ses sept premiers partiels. La représentation sinusoïdale de l onde stationnaire est subdivisée en huit parties égales qui correspondent chacune à un haut parleur. Nous disposons ainsi de huit hauts parleurs repartis sur une barre horizontale. Lorsque l onde stationnaire se déforme, les hauts parleurs de la barre sonore jouent un son qui varie en fréquence en fonction de l amplitude de chaque section de la courbe. Via une interface (I-PAD) l utilisateur peut contrôler le volume d un son continu (fréquence fondamentale) de sept de ses partiels harmoniques. Il a la possibilité de réaliser un zoom temporel pour ralentir la fréquence du son pour écouter le mouvement de l onde elle même (la sonification d une décomposition des battements) ou de

18 l accélérer pour entendre à nouveau le son original. Sur l écran il peut observer en même temps qu il l entend, la déformation de l onde. En réalité il s agit d une fiction consistant à faire entendre la distribution spatiale des amplitudes du signal des composantes harmoniques à très basse fréquence, qui normalement ne produisent aucun son audible, lorsque la fréquence fondamentale est extrêmement basse (<1Hz.) Ainsi l utilisateur peut se plonger dans l univers des ondes d abord à travers la manipulation des harmoniques puis en venant écouter directement le mouvement de l onde. Antoine Goupille les bruits du courant A travers le dispositif octophonique, c est le courant électrique et son fonctionnement que nous donnons à entendre. En effet, l électricité, c est à dire le déplacement de particules chargées, bien qu utilisé quotidiennement, reste assez difficile à comprendre, à cerner.

19 Il s agit donc de donner à entendre les déplacements, les chocs, rebonds multiples qui se jouent dans un fil conducteur en laissant eu visiteur la possibilité de modifier en temps réel les différents paramètres pour écouter le résultat produit. Trois notions sont mises en avant, rendus sensibles et donc accessible à la représentation mentale : le sens du courant, la résistivité et la tension. Le visiteur peut controler : le sens du courant, qui correspond à la direction du déplacement, ici de gauche à droite ou de droite à gauche. La résistivité : c est à dire le nombre de chocs subit par un éléctron qui traverse le dispositif, elle dépend du matériaux et de la température (plus la température et la résistivité sont faibles moins il y a de chocs). La tension correspondant à la force de propulsion des électrons, donc la quantité d électrons qui passent en un temps donné dans le dispositif. Leur vitesse est relativement lente mais varie légèrement en fonction de la température. Lorsque la température descend et s approche du zéro absolu, la résistance chute brutalement et les électrons circulent librement dans le conducteur, il devient supraconducteur. Enfin a température très basse, lorsque la tension est inexistante et la résistivité minimun, il faut alors préter l oreille pour entendre le bruit de grenaille ou bruit quantique qui révèle la nature corpusculaire de l électron. Les contrôles prennent la forme de curseurs manipulables sur l écran tactile.

20 Jean-Baptiste Demay WANTED Une autre approche physique? Un grand nombre de phénomènes physiques parfaitement expliqués restent invisible pour l homme. Beaucoup de représentations graphiques ou vidéos permettent une compréhension simple et rapide. La question que nous posons dans le cadre de ce studio de création est de savoir si les sons spatialisés synchronisés dans l'espace et dans le temps à

21 des images animées peuvent contribuer à renouveler, à préciser, à compléter la représentation des phénomènes tels que les ondes, l électricité, la quantification, la dualité J ai axé ma réflexion sur un phénomène de la physique quantique : la superposition. Ce phénomène comporte le principe de position, le principe de vitesse et celui d intrication. L approche par le son m a permis de partir sur la piste de la spatialisation sonore. En effet, grâce à une barre de huit hauts parleurs, j ai pu jouer avec l espace pour tenter d améliorer la compréhension de ces trois phénomènes. J ai étudié deux sujets : le principe de position et celui d intrication. Le premier explique qu une particule peut se trouver à plusieurs endroits simultanément tant qu on n interfère pas avec elle. Le phénomène d intrication dit que lorsque deux particules sont intriquées, et qu on agit sur l une, alors cette action se reporte instantanément sur l autre. Mon intention a été, grâce à ce dispositif, de faire comprendre ces phénomènes en ajoutant un aspect ludique. Grâce à l interface interactive, l utilisateur peut découvrir par lui-mê me le fonctionnement de ces phénomènes physiques quantiques en en manipulant les paramètres significatifs. Une phrase simple et concise accompagne le dispositifs pour donner quelques clés de départ. Pour le principe de position, l utilisateur doit ê tre immobile pour entendre le nom de capitales dispersés sur la barre de son, symbolisant les positions possiblement éloignées de la particule. Dès lors que l utilisateur interfére avec la particule, celle-ci se réduit en une position unique et une seule capitale est choisie aléatoirement. En ce qui concerne l intrication, l utilisateur peut agir sur une particule représentée par un son, ce qui modifie instantanémént l autre particule. L interaction se fait en deux temps : 1 deux touches au centre de l interface permet d intriquer deux particules qui s écartent l une de l autre en produisant un son de souffle chassé de part et d autre de la barre de son. Une fois les deux particules éloignées l une de l autre, il suffit d en manipuler une pour que l autre réagissent. Ici la hauteur (pitch) de l une varie en fonction de la seconde de façon inverse ou parrallèle.

22 Perspectives et développement Nous pouvons envisager aujourd hui le développement d un prototype à tester dans le cadre d une exposition à caractère scientifique. Ce prototype pourrait présenter un ou deux phénomènes seulement dans un premier temps puis en intégrer d autres au fur et à mesure. Il pourrait être réalisé par une équipe réduite de concepteurs développeurs de 4 ou 5 personnes sur une durée de 1 à 3 mois. Conclusion L utilisation de la spatialisation sonore en elle même ne suffit pas à montrer des phénomènes physiques. La position, le mouvement la polyphonie sont souvent difficiles à entendre, voire inaudibles. Elle apporte cependant un plus significatif à des présentations muséographique et/ou didactiques comme expressives à condition que les particularités et les limites de la perception spatiale sonore soit bien prises en compte, que les poblèmes de contenus, scénarii et ergonomie soient résolus et que le design sonore résolve l ensemble de ces contraintes dans le rendu. Malheureusement, si les particularités de la spatialisation sonore sont connues en théorie, en pratique, les possibilités expressives et l audibilité des phénomènes sonores sont difficiles à maitriser, à plus forte raison lorsque le nombre de paramètres d entrée est élevée (variabilité des sons en fonction du sujet, attentes d audibilité de points spécifique précis, comportement des sons...etc). C est donc une technique artistique propre. Un point essentiel en conclusion de cette expérience est l effet d échelle produit par l immersion dans un dispositif sonore spatialisé : en proposant un zoom immersif, notre approche et notre dispositif permettent d appréhender plus facilement, de l intérieur, les comportements des phénomènes physique. Ce zoom immersif offert par le son spatialisé et l inteactivité temps réel permet vraissemblablement au visiteur (cela reste à vérifier) d être plus attentif ou dans une position plus confortable pour l exploration des phénomènes physiques. Nous regrettons de n avoir pas eu le temps de mieux explorer la dimension audiographique, c est à dire l animation visuelle et sonore synchronisée dans le temps et dans l espace. La barre de son octophonique est une système assez simple et facile à mettre en œuvre et offre pour cette raison une bonne solution pour ce type d installation. Des discussions ont eu lieu au sein du groupe sur la

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