Analyse audio dans FizziQ Web : enregistrer, visualiser et exploiter un signal sonore

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Le module Analyse audio de FizziQ Web permet d’enregistrer, charger et analyser des signaux sonores. Vous pouvez visualiser une onde sonore, mesurer une fréquence, analyser un spectre ou exporter des données vers le cahier d’expérience.

Cette page présente les principales fonctionnalités et leur utilisation pédagogique dans FizziQ Web.

Cette documentation suit la structure standard utilisée dans les guides FizziQ Web.

Objectif de cette fonctionnalité

Le module d’analyse audio permet de :

1. Charger ou enregistrer un signal sonore

2. Visualiser l’évolution d’un signal dans le temps

3. Analyser les fréquences présentes dans un son

4. Mesurer l’intensité sonore

5. Exporter les données pour traitement scientifique

Cette fonctionnalité est adaptée aux activités d’acoustique, de musique ou d’analyse de signaux.

Accéder au module d’analyse audio

Deux méthodes sont possibles.

Méthode 1 : depuis le menu Expérimenter

1. Ouvrir la barre latérale gauche

2. Cliquer sur Expérimenter

3. Sélectionner Analyse audio

Le module audio apparaît à l’écran.

Méthode 2 : accès direct

Vous pouvez accéder directement au module avec l’adresse :

https://fizziqweb.web.app/audio

Bibliothèque de sons intégrée

FizziQ Web propose des sons préchargés.

Exemples disponibles :

• diapason

• instruments de musique

• bruit blanc

• sirène

• effet Doppler

• et de npmbreux autres sons

Ces sons permettent de réaliser rapidement des activités expérimentales.

Étapes

1. Dans l'Analyse Audio, cliquer bouton Source Audio

2. Sélectionner Bibliothèque de sons

3. Choisir un fichier audio

Charger un fichier audio

Le module permet d’utiliser un fichier sonore existant.

Étapes

1. Dans l'Analyse Audio, cliquer bouton Source Audio

2. Sélectionner Fichier

3. Choisir un fichier audio sur votre ordinateur

Formats compatibles :

• WAV

• MP3

• OGG

• WebM

• autres formats audio standards

Après chargement, les informations suivantes sont affichées :

• durée du fichier

• taux d’échantillonnage

• nombre de canaux

Enregistrer un son avec un microphone

Vous pouvez créer un enregistrement directement dans FizziQ Web.

Étapes

1. Dans l'Analyse Audio, cliquer bouton Source Audio

2. Sélectionner Enregistrer un son

3. Choisir la source audio

4. Définir la durée d’enregistrement

5. Cliquer sur Enregistrer

6. Cliquer sur Stop pour terminer

Après l’enregistrement, vous pouvez :

• écouter le son

• exporter vers l’analyseur

• sauvegarder le fichier WAV

Les différents types de mesures pour l'analyse du signal sonore

Le module d'analyse audio propose différentes mesures pour analyser le signal sonore :

• L'amplitude du signal en % d'intensité maximale

• Le Niveau sonore en décibels

• La fréquence fondamentale

• Le spectre de fréquences

• Le spectrogramme

Amplitude

Ce mode affiche la forme d’onde brute du signal. FizziQ Web permet de visualiser les ondes sur des incréments de 0,02 ms (équivalent à 44 000 hertz).

Affichage

• Axe horizontal : temps (s)

• Axe vertical : amplitude (de −1 à +1)

• La fenêtre peut être ajustée grâce aux boutons Fenêtre et Zoom vertical

Utilisations scientifiques

Ce mode permet de :

1. Observer la structure temporelle d’un signal

2. Identifier les périodes d’un son périodique

3. Repérer les silences

4. Mesurer la période d’une onde

Niveau sonore (dB)

Ce mode affiche l’intensité sonore en décibels.

Principe physique

Le niveau sonore est calculé à partir de l’amplitude.

Formule utilisée :

Niveau (dB) = 20 × log₁₀(amplitude)

Utilisations scientifiques

Ce mode permet de :

1. Mesurer un niveau sonore

2. Étudier une pollution sonore

3. Comparer des intensités sonores

Fréquence fondamentale

Ce mode détecte la fréquence principale du son.

Affichage

• Axe horizontal : temps

• Axe vertical : fréquence (Hz)

Le système détecte automatiquement :

• la fréquence

• le nom de la note

• l’octave

Utilisations scientifiques

Ce mode permet de :

1. Identifier une note musicale

2. Étudier une voix

3. Mesurer la fréquence d’un diapason

Spectre au curseur

Ce mode affiche les fréquences présentes à un instant précis.

Principe scientifique

Le spectre est obtenu par une transformée de Fourier rapide (FFT).

Utilisations scientifiques

Ce mode permet de :

1. Identifier les harmoniques d’un son

2. Étudier le timbre d’un instrument

3. Déterminer la fréquence dominante

Spectrogramme

Ce mode affiche une représentation temps-fréquence.

Chaque couleur correspond à l’intensité d’une fréquence.

Couleurs utilisées

• noir : silence

• bleu : faible intensité

• jaune : forte intensité

• rouge : intensité maximale

Utilisations scientifiques

Ce mode permet de :

1. Étudier l’évolution d’un son complexe

2. Observer une mélodie

3. Comparer différents instruments

Utiliser les contrôles de lecture

Le module propose des outils pour naviguer dans le signal.

Bouton Lecture

Permet de :

• démarrer la lecture

• mettre en pause

Curseur temporel

Permet de :

1. Se déplacer dans le fichier

2. Choisir un instant précis

3. Lire la valeur exacte au curseur

Utiliser le zoom

Le zoom permet d’observer le signal à différentes échelles.

Echelle ou Zoom horizontal

Permet d’agrandir ou réduire la durée visible.

Utilisations :

• observer une onde complète

• mesurer une période

Zoom vertical

Permet d’ajuster l’échelle d’amplitude.

Utilisations :

• mieux visualiser un signal faible

• analyser des détails

Exporter les données vers le cahier d’expérience

Les données peuvent être utilisées pour un traitement scientifique.

Étapes

1. Cliquer sur Ajouter au cahier

2. Choisir le format d’export

3. Insérer les données dans le tableau

Le format dépend du mode actif.

Export en mode Amplitude

Colonnes obtenues :

• Temps (s)

• Amplitude

Export en mode Fréquence fondamentale

Colonnes obtenues :

• Temps (s)

• Fréquence (Hz)

Export en mode Spectre

Colonnes obtenues :

• Fréquence (Hz)

• Magnitude

Export en mode Spectrogramme

Deux options :

1. Export sous forme de table

2. Export sous forme d’image

Exemples d’activités pédagogiques

Le module audio peut être utilisé dans plusieurs contextes.

Mesurer la fréquence d’un diapason

1. Charger un diapason depuis la bibliothèque

2. Passer en mode Fréquence fondamentale

3. Lire la fréquence affichée

Étudier un spectrogramme vocal

1. Enregistrer une voix

2. Passer en mode Spectrogramme

3. Observer les variations de fréquence

Mesurer une période sonore

1. Charger un son périodique

2. Passer en mode Amplitude

3. Zoomer sur une période

4. Mesurer sa durée

Conseils d’utilisation

Pour une analyse efficace :

1. Zoomer sur la zone utile avant export

2. Utiliser le spectrogramme pour les sons complexes

3. Utiliser la fréquence fondamentale pour les sons simples

4. Exporter les données vers un tableau pour calculs complémentaires

Ces pratiques correspondent aux méthodes recommandées dans les activités d’analyse scientifique de FizziQ Web.

Questions fréquentes (FAQ)

Quels formats audio sont compatibles ?

Les formats standards comme WAV, MP3, OGG et WebM sont acceptés.

Pourquoi aucune fréquence n’est détectée ?

Cela peut se produire si :

• le signal est trop faible

• le signal est bruité

• il n’y a pas de fréquence dominante

Pourquoi les données exportées sont nombreuses ?

Un fichier long contient beaucoup d’échantillons.

Pour réduire la taille :

• zoomer avant export

• utiliser les options simplifiées

Peut-on analyser un son enregistré avec un téléphone ?

Oui. Il suffit de transférer le fichier audio sur l’ordinateur puis de le charger dans FizziQ Web.

Voir aussi

• Faire votre première mesure : analyser un son

• Créer un tableau de données dans FizziQ Web

• Tracer un graphique scientifique

• Exporter des données vers le cahier d’expérience