III.3.1 Vitesse, déplacement, cinématique du son

III.3.1.1 Source et déplacement

En France, Laurence Maurines a été une des toutes premières à s'intéresser aux conceptions sur les phénomènes sonores (Maurines, 1992, 1993). Ceci faisait suite à des analyses sur les phénomènes ondulatoires mécaniques (propagation d'une impulsion mécanique sur une corde en particulier), qui semblent avoir par la suite fortement influencé ses recherches sur le son. La méthode utilisée est essentiellement le passage de questionnaire à des élèves de fin de collège ou début de lycée. Dans un premier temps, même si ceci ne respecte pas forcément l'ordre de ses recherches, elle a pu mettre en évidence, à partir de situations quotidiennes mais de questions déjà quelque peu formalisées dans leur présentation, une corrélation assez forte entre le caractère "fort" du son émis et la vitesse (elle adopte pour sa part le point de vue du physicien en disant "puissance de la source" mais nous préférons garder le terme "fort" car c'est celui utilisé dans les libellés de questions), entre l'intensité du son et la vitesse ainsi qu'entre la portée et la vitesse. Une proportion importante d'élèves pensent également que la vitesse diminue au cours du déplacement. Maurines interprète ces résultats dans un cadre similaire à celui utilisé pour les conceptions en mécanique (Maurines, 1986). La propagation du son serait gouvernée et pourrait être décrite par un concept hybride, un capital qui serait un mélange de force, d'intensité, d'énergie, de vitesse... Ce capital s'épuiserait au cours de la propagation et serait entièrement déterminé par une cause antérieure à la propagation (raisonnement linéaire causal), à savoir ici la façon dont le son est émis.

Maurines ajoute la hauteur aux nombreux paramètres qui sont associés à ce capital (même si la hauteur n'est pas utilisée en tant que telle par les élèves). Rivière (1994) met en effet en évidence une conception qui corrèle vitesse et caractère plus ou moins aigu (plus le son est aigu plus il va vite), ce qui peut s'expliquer en partie par le lien fait entre intensité et hauteur (Maurines, 1998).

Les premières expériences que nous avons menées en classe de seconde avant enseignement tendent à confirmer ces "fusions" entre paramètres (voir par exemple la figure III.3-1 ci-dessous). Les résultats présentés sur cette figure rendent compte des réponses écrites de 157 élèves de seconde avant enseignement. L'association plus fort – plus rapide (faite par environ un quart des élèves) semble plus fréquente que l'association plus aigu – plus rapide (19% des élèves). Il faut également souligner le nombre important de réponses "je ne sais pas", comme d'ailleurs souvent dans les enquêtes que nous avons pu voir sur le son. Cette incapacité à répondre est bien plus importante quand le son est aigu (29%) que lorsqu'il est fort (10%). Ces relativement forts pourcentages de réponses donnent une idée de la difficulté, pour les novices, d'avoir un point de vue bien affirmé sur ce type de situations quotidiennes.

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Figure III.3-1 : associations entre rapidité du son et caractère fort et aigu