Enseignement scientifique 1re

Rejoignez la communauté !
Co-construisez les ressources dont vous avez besoin et partagez votre expertise pédagogique.
Thème 1 : Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Des édifices ordonnés : les cristaux
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Thème 2 : Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire et photosynthèse
Ch. 7
Le bilan thermique du corps humain
Thème 3 : La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L'histoire de l’âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l’Univers
Thème 4 : Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Le son, phénomène vibratoire
Ch. 12
Musique et nombres
Ch. 14
Entendre la musique
Projet Experimental et Numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 13
Cours

Le son, une information à coder

9 professeurs ont participé à cette page
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

1
Numériser un son

A
Signal numérique

Le signal sonore est un signal analogique : il varie de façon continue au cours du temps. Sur ordinateur, le signal est numérique. Il varie alors de façon discontinue dans le temps, c'est-à-dire par paliers.

B
Échantillonnage et quantification

Le procédé de numérisation nécessite deux étapes : l'échantillonnage et la quantification. L'échantillonnage consiste à prélever, à intervalles de temps réguliers, l'information portée par le signal. La fréquence d'échantillonnage f_{\mathrm{e}} est le nombre de prélèvements effectués par seconde. La quantification consiste à donner une valeur à l'échantillon prélevé, cette valeur étant quantifiée, c'est-à-dire ne pouvant prendre que des valeurs permises.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Pas de malentendu

Le terme « digital » est souvent employé pour qualifier les technologies numériques. Il s'agit en fait d'un anglicisme utilisé à tort : il vient de la francisation du mot digit anglais qui signifie « chiffre ».
En français, le terme digital se rapporte aux doigts, c'est le cas des empreintes digitales par exemple.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Unités clés

1 octet = 8 bits
1 ko = 103 octets
1 Mo = 106 octets
Mais traditionnellement en informatique :
1 kio = 1 024 octets
1 Mio = 1 048 576 octets
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

2
Fidélité du signal et taille des fichiers

A
Évaluation de la taille des fichiers numériques (en hertz)

La taille du fichier numérique dépend des caractéristiques de la numérisation :
taille du fichier (en nombre de bit) = fréquence d'échantillonnage \times quantification (en bit) \times durée (en seconde) \times nombre de voies (2 voies si l'enregistrement est en stéréo).

B
Fidélité du signal

Pour que le fichier soit lisible, la fréquence d'échantillonnage doit être au moins deux fois supérieure à la plus grande fréquence du signal, sinon la perte d'information est trop importante : cette condition porte le nom de critère de Shannon.

La qualité de la numérisation sera d'autant plus grande que la fréquence d'échantillonnage sera grande, et que la quantification sera sur un grand nombre de bits. Le fichier aura alors une plus grande taille.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Mots clés

Signal analogique : signal qui varie de façon continue au cours du temps.

Signal numérique : signal qui varie de façon discontinue dans le temps, c'est-à-dire par paliers.

Échantillonnage : nombre de mesures effectuées par seconde.

Quantification : procédé permettant d'approcher un signal continu par un certains nombres de valeurs définies (application : conversion analogique-numérique).

Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

Un exemple concret

Le format MP3 est un format de compression avec perte. Certaines informations audio sont supprimées lors de l'encodage MP3, comme les fréquences peu audibles ou les sons de faible intensité par rapport aux autres.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

3
La compression

A
Technique de compression

La compression des fichiers numériques permet d'améliorer la transmission et le stockage en réduisant la taille des fichiers. La compression avec perte supprime certaines données pour réduire la taille des fichiers.

B
Le taux de compression

Le taux de compression s'exprime sous la forme \text{T} = 1 : \text{Q} et se lit : « le taux de compression est de 1 pour \text{Q} », avec \text{Q} le quotient de compression égal au rapport de la taille initiale du fichier sur sa taille finale. La qualité du fichier audio compressé dépend du taux de compression, mais également du format du fichier (MP3, WMA, etc.).
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Numériser un son
Numériser un son
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
Fidélité du signal et taille des fichiers numériques
Fidélité du signal et taille des fichiers numériques
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.
La compression
La compression avec perte consiste à réduire la quantité de données stockées à partir d'un modèle psychoacoustique : les données non perceptibles par notre oreille seront supprimées.

FormatQualitéTaux de compression
MP3 128 kbit/s*1 : 12
MP3 320 kbit/s***1 : 5
AAC 320 kbit/s****1 : 5
Ressource affichée de l'autre côté.
Faites défiler pour voir la suite.

L'essentiel du cours en vidéo

Visionnez une explication sur le son, une information à coder

Une erreur sur la page ? Une idée à proposer ?

Nos manuels sont collaboratifs, n'hésitez pas à nous en faire part.

Oups, une coquille

j'ai une idée !

Nous préparons votre pageNous vous offrons 5 essais

Yolène
Émilie
Jean-Paul
Fatima
Sarah
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.