Cet article présente un projet original de médiation scientifique en acoustique, «les

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1 Union des professeurs de physique et de chimie 729 Les concerts scientifiques ou «comment découvrir l acoustique en musique?» par Christophe AYRAULT et Bruno GAZENGEL Laboratoire d acoustique de l Université du Maine Le Mans Acoustique Le Mans Cedex 9 [email protected] [email protected] Article scientifique et pédagogique Cet article présente un projet original de médiation scientifique en acoustique, «les concerts scientifiques». Ce projet a pour objectif de faire renouer les jeunes avec les sciences et de montrer comment la musique peut aider à la compréhension des caractéristiques physiques des sons. Il s agit d un spectacle musical présentant les trois caractéristiques d un son (intensité, hauteur, timbre) à l aide d exposés scientifiques incluant des animations et démonstrations en temps réel. Ils sont réalisés par deux enseignants-chercheurs en acoustique et trois musiciens professionnels et sont présentés dans les collèges et lycées. INTRODUCTION Dans un monde où l environnement sonore est riche et complexe, l acoustique, science des sons, occupe une place de plus en plus importante dans la société. Forts d une longue expérience en la matière, les acteurs manceaux de l acoustique ont joint leurs synergies au sein du consortium «Le Mans Acoustique» pour valoriser les formations et la recherche dans ce domaine en Pays de la Loire. Leurs actions concernent également l innovation et la médiation scientifiques. La médiation au sein de «Le Mans Acoustique» vise à mener des projets de Culture scientifique, technique et industrielle (CSTI), de mettre en place des actions auprès de publics variés (scolaires, grand public, professionnels ) (1) et de participer aux manifestations de CSTI régionales, nationales et européennes (2). Il s agit d engager une véritable réflexion sur les problématiques sociétales autour de notre environnement sonore comme les questions de nuisances sonores, de prévention auditive chez les jeunes, d ambiances sonores (1) Par le passé «Le Mans monte le son», «Envoie le son» et l année dernière l opération «Le Mans acoustique 2014». (2) Voir les sites de la «Semaine du son», «Fête de la science» et de la «Nuit des chercheurs». Vol Mai 2015 Christophe AYRAULT et Bruno GAZENGEL

2 730 Union des professeurs de physique et de chimie C est dans ce contexte de vulgarisation scientifique auprès des scolaires et du grand public plus particulièrement que s inscrivent «Les concerts scientifiques». 1. PROJET 1.1. Objectif Les concerts scientifiques ont pour objectif de faire renouer les jeunes avec les sciences et de montrer qu il est possible d envisager une science telle l acoustique comme une activité enrichissante et ludique, étroitement liée à certains aspects artistiques, en particulier la musique Principe Les concerts scientifiques présentent les phénomènes physiques fondamentaux de l acoustique en lien avec la perception que peuvent expérimenter les spectateurs. Ils se présentent sous la forme d exposés vulgarisés multimédias (vidéos, animations, analyse en temps réel des sons ) commentés par des enseignants-chercheurs en acoustique et supportés par des ambiances sonores et la musique originale d un quintet acoustique. Le triptyque science - pédagogie - art rend ce projet unique en son genre Science et pédagogie La présence de deux enseignantschercheurs au sein de ce projet, issus d un des plus importants laboratoires d acoustique de France (Université du Maine), apporte l expertise et la pédagogie nécessaires à la diffusion des connaissances scientifiques dans le domaine de l acoustique vers le grand public Musique Le groupe Ophonius, par sa composition originale d enseignants-chercheurs-musiciens et de musiciens professionnels, mêle intrinsèquement art et science. L approche proposée ici est pure- Analyse des mesures du niveau sonore dans la salle Les concerts scientifiques ou «comment découvrir l acoustique en musique?» Le Bup n 974

3 Union des professeurs de physique et de chimie 731 ment acoustique (saxophones, contrebasse et percussions) et s appuie sur une musique et une mise en spectacle originales. Ophonius propose ainsi un véritable voyage musical et scientifique dans le monde de la physique des sons Contenu La séance s organise en séquences thématiques d une durée de quarante-cinq minutes ou d une heure et demie. Article scientifique et pédagogique Séquence 1 : Intensité sonore et prévention (45 minutes) Cette séquence présente les notions de propagation du son dans la matière, de pression acoustique, d intensité sonore et de risque lié à l exposition au bruit. La prévention contre les risques auditifs fait partie intégrante de ce module sur l intensité sonore. Elle est traitée de manière dynamique par des mesures sonométriques en temps réel allant du bruit de fond dans la salle jusqu aux niveaux sonores très élevés aux oreilles du batteur. Plusieurs animations sur les niveaux sonores, la dose sonore et les dégâts occasionnés par des traumatismes sonores viennent compléter cette démonstration en direct. Mesure de niveau sonore aux oreilles d un musicien Vol Mai 2015 Christophe AYRAULT et Bruno GAZENGEL

4 732 Union des professeurs de physique et de chimie Séquence 2 : Hauteur et timbre (45 minutes) Cette séquence présente tout d abord les notions de période, de fréquence et de hauteur musicale. Les notions de spectre sont ensuite abordées à travers l étude de sons purs (diapason, verre d eau) puis de sons de plus en plus riches et complexes (flûte, saxophone, balais de batterie). Ces sons sont analysés et commentés en temps réel à l aide de représentations temporelles et spectrales illustrant les notions de fréquences fondamentales et harmoniques pour les sons périodiques. Analyse temporelle et spectrale d un son de flûte traversière Séquence 3 : Les instruments de musique (une heure et demie) Après un rappel des caractéristiques d un son et des intervalles musicaux fondamentaux, cette séquence présente les notions d excitateur, de résonateur, et de rayonnement des différentes familles d instruments. Ces phénomènes sont illustrés par des expériences en temps réel, des films et simulations numériques réalisés en laboratoire, et par la fabrication d instruments «sauvages» en direct Rencontre entre élèves et chercheur Une rencontre avec un enseignant chercheur de l Université du Maine est pro- Les concerts scientifiques ou «comment découvrir l acoustique en musique?» Le Bup n 974

5 Union des professeurs de physique et de chimie 733 posée en amont du concert scientifique afin de créer un échange entre élèves et chercheurs sur les domaines d applications de l acoustique, les métiers, les formations et la recherche. Des posters présentant les parcours de formations et les métiers de l acoustique, ainsi qu une exposition traitant de la prévention sonore, sont disposés à cette occasion dans l établissement jusqu au concert scientifique, pour mémoire de ces échanges, de sorte que les élèves puissent poursuivre leur réflexion. Article scientifique et pédagogique 2. DIFFUSION 2.1. Publics Les destinataires principaux de ce projet sont les collégiens et lycéens. Néanmoins, les concerts scientifiques sont également proposés depuis fin 2009 au grand public lors des manifestations scientifiques comme la Fête de la science. Ce concept est amené à être également diffusé dans les écoles de musique et conservatoires, les musées scientifiques et les espaces culturels universitaires Spécificité des Pays de la Loire Les lycées des Pays de la Loire bénéficient d une aide leur permettant d accueillir les concerts scientifiques à coût réduit, via le CCSTI Maine Sciences [1]. 3. ASPECTS PRATIQUES Formule quarante-cinq minutes (conseillée pour les collégiens) Concert «court» (séquence 1), rencontre élèves - chercheur, prêt des posters. Formule une heure et demie Concert «long» (séquences ou 3), rencontre élèves - chercheur, prêt des posters. Conditions techniques Salle de type amphithéâtre le concert peut être présenté dans un autre type de lieu en l absence d amphithéâtre (à étudier selon le cas). Écran pour la projection des vidéos et des animations (2 m de hauteur 3 m de largeur minimum). Le lieu de diffusion doit permettre une visualisation correcte de l image (occultation de la lumière nécessaire en journée). Vol Mai 2015 Christophe AYRAULT et Bruno GAZENGEL

6 734 Union des professeurs de physique et de chimie Surface de scène : 6 m ouverture 5 m profondeur 4 m hauteur minimum. Contact Christophe Ayrault Tél. : [email protected] Vidéos de présentation Des vidéos sont disponibles sur NETOGRAPHIE [1] Université du Maine, «Pour un projet sur le développement de la culture scientifique en Pays de la Loire» : et_techn.html Christophe AYRAULT Maître de conférences Laboratoire d acoustique Université du Maine Le Mans (Sarthe) Bruno GAZENGEL Professeur Laboratoire d acoustique Université du Maine Le Mans (Sarthe) Les concerts scientifiques ou «comment découvrir l acoustique en musique?» Le Bup n 974