III.3.2.2 Aspects microscopiques

Pour distinguer ce qui relève d'une analyse macroscopique d'une part et d'une analyse microscopique d'autre part, nous considérons à la suite de Linder et Erickson que le point de vue microscopique est adopté dès qu'il est fait appel à des entités discrètes du milieu, qu'elles soient dénommées molécules ou particules par les étudiants. A l'inverse la perspective macroscopique invoque le milieu dans son ensemble ou les propriétés macroscopiques servant à la décrire (pression et densité par exemple).

Dans le cas étudié, le niveau des étudiants et leurs connaissances en science facilitent le recours au niveau microscopique, ce que Halbwachs appellerait ici une explication bathygène. Les deux types de conceptualisations dégagées sont décrits ci-après.

Il est bien entendu que les conceptions sont ici relativement élaborées (car reconstruites par les chercheurs le plus précisément possible à partir des productions des étudiants). Nous retrouvons néanmoins certains de ces aspects à des niveaux précédents l'université (par exemple Derradj et al, 1994).

Finalement, nous pouvons tenter de résumer dans le tableau III.3-1 les points de vue macroscopiques et microscopiques selon qu'ils induisent un déplacement d'ensemble du milieu ou non.

Tableau III.3-1: conceptions classiques au sujet de la nature du son et du mécanisme microscopique de propagation
déplacement (éventuel) du milieu milieu comme support
Vision Macroscopique (M) :
M1 : son = "entité" de type matériel en mouvement
- se déplace d'autant "mieux" (vite, loin) que l'émission est forte,
- crée un courant d'air
M2 : son = "entité" en mouvement, sous forme de perturbation mal définie
(vibration, densité, compression, variation de pression, perturbation...)
Vision microscopique (μ):
μ 1 : entité portée par les molécules
particules en mouvement radial
ou en mouvement saccadé
μ 2 : entité affectée aux molécules
particules devenant «sonore » par "conduction" ou effet dominos, chocs ou mécanismes type « chaînes d’atomes »...

Il est bien entendu qu'un point de vue microscopique et un point de vue macroscopique peuvent coexister pour l'élève.

Évidemment, ces points de vue microscopiques induisent des conceptions variées sur le comportement du son dans l'espace, en particulier sur l'effet du milieu sur la vitesse du son et donc sur la facilité du son à se propager (si, comme c'est souvent le cas, vitesse et facilité de propagation sont corrélées). Dans un article qu'il consacre à ce sujet, Linder (1993) dégage trois points de vue différents, les deux premiers faisant clairement intervenir le niveau microscopique :

Enfin, nous pouvons tenter de résumer par des enchaînements logiques sous-jacents les différentes conceptions sur les liens entre vitesse (déplacement) et milieu. Les liens entre conceptions ne sont pas forcément établis par les sujets de façon systématique mais ont été suffisamment mis en évidence pour être mentionnés dans la figure III.3-2.

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figure III.3-2 : synthèse des liens possibles entre conceptions rencontrées couramment (en gris les conceptions rencontrées essentiellement au niveau universitaire)