UN PEU D'ACOUSTIQUE MUSICALE TEST PASSÉ PAR DES ÉLÈVES

Daniel BEAUFILS, Jean-Claude LE TOUZÉ
Henri BENZ, Paul CAUBISENS, Gérard SERRA
© INRP - TECNE
Dernière mise à jour 11/05/1998

  Introduction 
  Quelques extraits du premier test 
       De simples questions de connaissances 
       Des questions de perceptions 
  Quelques éléments d'analyse 
       À propos des connaissances 
       À propos de la perception 
  En conclusion 
  Voir aussi 

  INTRODUCTION

Le programme d'acoustique musicale de physique de lycée repose implicitement sur l'hypothèse que les élèves sont capables de percevoir et distinguer les différentes caractéristiques d'un son : hauteur, timbre, intensité.

Nous avons élaboré et proposé un test à des élèves de Troisième (dans le cadre du cours d'éducation musicale) et à des élèves de la classe de Seconde (dans le cadre du cours de sciences physiques). Nous présentons ici quelques éléments de réflexion que nous avons tiré de ce premier essai, et nous proposons une seconde version au téléchargement.

Nous tenons également à remercier les étudiantes du DESS-DEA de musicologie de Paris IV - Sorbonne qui, sous la responsabilité de F. Rousseau, ont contribué à la passation de ce test auprès d'élèves de troisième.

  QUELQUES EXTRAITS DU PREMIER TEST

  De simples questions de connaissances ...

  Des questions de perception

  À propos de la hauteur

On propose trois sons A, B et C qui peuvent différer par leur hauteur, mais qui différent tous par leur couleur ou par leur enveloppe temporelle. On fait écouter A et B, puis A et C et on demande de comparer chaque fois les hauteurs.

• Une première série est proposée avec des sons de même fréquence : A = triangle ; B = sinus, C = triangle avec enveloppe.
• Une seconde série est ensuite proposée avec des sons d'instruments de musique : A = saxo (ré) ; B = hautbois (ré) ; C = hautbois (mi).

  À propos de l'intensité

On propose trois sons A, B et C qui peuvent différer par leur amplitude, mais aussi par leur fréquence. On fait écouter A et B, puis A et C et on demande de comparer chaque fois les intensités.

Dans notre test, A est plus aigu et de plus forte intensité que B, et de même amplitude mais plus grave que C.

  À propos de l'articulation timbre-hauteur

On propose trois sons A, B et C qui peuvent différer par leur hauteur, mais aussi par leur timbre. On demande de dire chaque fois s'il s'agit de la même note jouée avec 2 instruments différents ou s'il s'agit de 2 notes différentes jouées avec un même instrument.

Dans notre test, un sol (son A) est joué au hautbois est comparé à un sol (son B) joué au saxo puis à un la bémol (son C) joué au hautbois.

  Son pur ou son complexe ?

On propose différents sons. Pour chacun, l'élève doit dire s'il considère le son comme pur ou complexe. L'objectif est de savoir si, pour les élèves, les termes pur/complexe renvoient à une signification.

Dans notre test, les quatre sons suivants sont proposés : A = triangle, B = piano, C = sinus avec enveloppe, D = flûte.

  Perception d'une ou deux notes jouées ensemble ?

On propose différents accords et l'élève doit dire chaque fois s'il perçoit une ou deux notes. Dans notre test :

• A = deux notes à la quinte sur un même instrument
• B = deux notes à l'octave sur instruments différents
• C = deux notes à l'octave sur un même instrument (unisson).
• D = deux notes à la seconde sur un même instrument.

  QUELQUES ÉLÉMENTS D'ANALYSE

Le test a été passé au second semestre (voire en fin d'année pour certaines classes de Troisième) et avant le cours d'acoustique musicale en Seconde : 104 en Seconde et 170 en Troisième. Parmi eux, 20% pratiquaient plus ou moins régulièrement un instrument de musique (piano, violon, batterie, etc.).

  À propos des connaissances...

Hormis quelques élèves de Seconde qui ont oublié de faire les liens avec les graphiques, pour chaque niveau, plus de 75% des réponses sont correctes pour le repérage des hauteurs et plus de 90% pour le repérage des intensités.

Parmi les erreurs, on relève souvent des "inversions", en particulier les associations aigu-basse fréquence et grave-haute fréquence (16% en Seconde).

Les élèves qui pratiquent un instrument ont un taux de réussite toujours supérieur (jusqu'à 20% de mieux au niveau de la classe de Seconde)

  À propos de la perception

  Test sur les hauteurs

Les résultats à cette question sont tout à fait intéressants.

En premier lieu, le total des résultats fait apparaître que seule la distinction de hauteur pour un même timbre est une capacité partagée par la majorité des élèves (81%) et qu'à l'inverse, la reconnaissance de la même hauteur pose problème : 40% seulement pour la comparaison saxo/hautbois et 37% pour celle sinus/triangle....

Par ailleurs, le taux de réussite dans ces deux comparaisons descend à 15% et 22% pour les élèves de Seconde, tandis qu'il voisine 50% en Troisième. La différence peut être liée à un effet de contexte dû au fait que les élèves de Seconde étaient en cours de physique, tandis que ceux de Troisième étaient en classe de musique.

Enfin, et ceci n'est sans doute pas négligeable, le taux de réussite total sur l'ensemble des questions est globalement de 11% (avec 1% en seconde !).

Les élèves qui pratiquent un instrument réussissent nettement mieux que les autres en ce qui concerne la comparaison des sons B et C dans la 1ère série et A et C dans la 2ème série.

  Test sur les intensités

Le taux de réussite reste globalement moyen, même si les élèves de Seconde réussissent mieux (66%) que les élèves de Troisième (40%). Par ailleurs, il n'y a pas de différence marquée entre ceux qui jouent d'un instrument et les autres.

  Articulation timbre-hauteur

Si une majorité d'élèves distingue deux notes différentes sur un même instrument (74%), seule la moitié d'entre-eux (48%) disent reconnaître une même note jouée sur deux instruments différents.

Et aucune différence n'apparaît entre ... les autres !

  Son pur et son complexe

Seul le son de piano remporte un avis quasi unanime par les élèves de Troisième et de Seconde : c'est un son "complexe" (88% et 71%).

Les élèves de Seconde ont un avis quasi unanime (91%) sur le son sinusoïdal avec enveloppe considéré comme un son pur, et un avis plus réservé pour le son de flûte considéré comme "pur" par 70%.

Dans les autres cas, les avis sont partagés.

  Perception d'une ou deux notes

Une quasi unanimité (86% en Troisième et 91% en Seconde) des élèves disent percevoir deux notes dans le cas d'un intervalle de seconde sur un même instrument.

Les avis sont moins partagés entre Troisième et Seconde (71% contre 95%) quant à la perception d'une seule note dans le cas d'un intervalle d'octave sur un même instrument. Enfin, les avis sont partagés dans les autres cas.

Ce qui nous a paru important, c'est que si l'on considère qu'il est raisonnable d'entendre deux sons sauf dans le cas de l'octave (sur un même instruments), seul 31% des élève de Troisième et 10% des élèves de Seconde donnent la "bonne réponse".

  EN CONCLUSION

L'analyse fine des résultats montre parfois des différences importantes entre les résultats des classes d'un même niveau. Ces écarts sont difficile à interpréter car de nombreux paramètres peuvent jouer : situation géographique (grande ville, milieu rural), "niveau" général de la classe, effets de contexte, remarques ou compléments de consignes orales données par l'enseignant lors de la passation, conditions matérielles de reproduction sonore, etc. Ce sont ces raisons qui nous ont amenés à ne donner d'indications chiffrées que sur les éléments de réponse bien marqués.

Si l'on ne regarde que les taux de "réussite" on peut relever qu'une large majorité des élèves associent correctement fréquence et hauteur, reconnaissent une différence de hauteur, une différence d'intensité, pensent que le son de la flûte est un son pur, et sont sensible à la consonance/dissonance... Mais l'on considère qu'un élément de savoir n'a de sens réel qu'en articulation/contraste avec les autres savoirs, les autres situations, alors il faut garder à l'esprit que certains élèves font des associations fréquence/hauteur "inversées", que la reconnaissance de la hauteur est complètement perturbée par une variation de timbre, qu'à propos de la distinction pur/complexe aucun sens particulier ne se dégage sur l'ensemble des sons et des élèves et que la perception d'un ou deux sons n'est pas garantie.

À notre avis, c'est bien sur l'ensemble des réponses et la cohérence de celles-ci qu'il faut porter l'attention, et ce d'autant plus que dans la majorité de nos questions, un pourcentage voisin de 50% peut simplement traduire un jeu de réponses au hasard. Or l'examen des réponses montrant une stabilité témoin d'une réelle compétence conduit à des pourcentages de "réussite" parfois très faibles, en particulier pour les questions articulant hauteur/timbre.

L'analyse de ce premier test a par ailleurs montré certaines limites, mis en question le choix de certaines séries de sons et de certaines questions et montré l'importance du contexte. Une nouvelle version est en cours d'élaboration qui, plus centrée sur la question de la relation hauteur/timbre, sera plus courte et comportera quelques indications précises de passation. Celle-ci sera mise ultérieurement en téléchargement (fichiers aux formats WAVE et MIDI pour les sons, fichiers au format Word (*.doc) ou RTF pour le texte. L'objectif étant donc de poursuivre cette étude des capacités des élèves, il sera demandé aux collègues intéressés de nous communiquer leurs coordonnées, puis les résultats des passations (une grille de compte rendu sera jointe).

Si vous êtes d'ores et déjà intéressés, laissez-nous un message dans notre boîte, en précisant votre discipline et le niveau d'enseignement.

  VOIR AUSSI

À propos d'intensité de hauteur et de timbre dans cette même rubrique Suggestions pédagogiques.