VI.4.1.3 Le modèle proposé

Dans un premier temps, il a paru essentiel de faire émerger la nécessité d'une vibration matérielle pour percevoir un son. Un des objectifs majeurs de la présente utilisation du modèle est d’amener l’élève à faire le lien entre le phénomène qu’il perçoit, et qu’il désigne comme étant un son, et le phénomène physique (visible ou tactile dans certaines conditions particulières) qui lui est lié. C’est ce processus qui permet d'introduire la vibration comme phénomène commun aux différents sons perçus. Il convenait alors aussi, pour passer de la notion commune de vibration au concept physique de donner les moyens de caractériser le phénomène de vibration à l'aide de grandeurs physiques.

La mise en texte du modèle, dont il y a une trace dans "le cahier de l'élève" du TP n°1 et qui pourra lui servir dans la suite de l'enseignement apparaît donc sous la forme suivante :

Le modèle est coélaboré par l'enseignant et les élèves au cours du TP n°1, au fur et à mesure des activités expérimentales qu'ils réalisent. Nous faisons en effet le choix de susciter le besoin de modèle pour tendre d'une part vers une généralisation phénoménologique de toutes les situations de créations sonores d'autre part vers la possibilité de caractériser par le modèle des caractères perceptifs.

En ce qui concerne justement les liens avec la perception, il nous a paru important dans un second temps, pour donner une correspondance expérimentale aux deux paramètres fondamentaux de la vibration, fréquence et amplitude, de réduire la dépendance de la perception fort / faible à celle de l'amplitude de vibration, ce qui constitue une bonne approximation. Dans une logique de modélisation, il est intéressant de faire une première distinction entre la vibration-cause et la sensation-effet (cf. chapitre I), en présentant la hauteur d'un son (définie, pour utiliser un vocabulaire supposé connu de l'élève, par son caractère plus ou moins aigu ou grave) comme dépendant essentiellement de la fréquence de la vibration, et l'intensité d'un son (définie par son caractère plus ou moins fort ou faible) comme dépendant essentiellement de l'amplitude de la vibration. La pertinence et l'utilité de ces grandeurs sont renforcées dans le cadre de l'enseignement car elles permettront de décrire (même imparfaitement) tous les sons étudiés. Mais le concept de vibration ainsi que les grandeurs physiques fréquence et amplitude qui servent à le caractériser sont à définir précisément car ces mêmes mots ont un sens beaucoup moins précis dans le langage courant, or la plupart des novices ne les ont rencontrés que dans la vie quotidienne. De plus, comme nous l'avons mentionné dans le tableau VI.3-1, ces deux concepts sont dans la suite de la progression (mais également avant la partie sur le son, en électricité) attribués à des entités différentes (vibration mécanique, tension électrique périodique, vibration des particules d'air). Il conviendra ainsi de rendre explicite à chaque fois ce à quoi sont attachés ces deux concepts. Nous retrouvons ici les correspondances modélisantes dont nous avons déjà parlé au chapitre 1 :

Nous laissons ici de côté, dans un premier temps, la façon dont la surface matérielle vibre (forme du signal).Le texte du modèle, qui n'est qu'une suite de celui que nous venons de présenter apparaît alors sous cette forme dans le cahier de l'élève du TP n°3 :