Analyse d'un Sonogramme de Chant d'Oiseau : Mesure des Fréquences et des Modulations
Comprendre l'Analyse de Sonogrammes
La bioacoustique est l'étude des sons produits par les êtres vivants. L'un de ses outils les plus puissants est le sonogramme (ou spectrogramme), une représentation visuelle du son qui montre l'évolution des fréquences en fonction du temps. L'intensité de chaque fréquence est généralement représentée par une couleur ou un niveau de gris. L'analyse des sonogrammes permet d'identifier des espèces, d'étudier la syntaxe des chants, de comprendre la communication animale et de suivre les populations. Cet exercice porte sur l'extraction de paramètres acoustiques simples à partir d'un sonogramme de chant d'oiseau.
Données de l'étude
Questions à traiter
- Déterminer la durée et la fréquence de la syllabe A.
- Déterminer les fréquences minimale et maximale de la syllabe B.
- Calculer le taux de modulation de fréquence (en Hz/ms) de la syllabe C.
- Décrire la structure de la phrase musicale en termes de notes (stable, montante, descendante).
Correction : Analyse d'un Sonogramme de Chant d'Oiseau
Question 1 : Durée et Fréquence de la Syllabe A
Principe :
On lit directement sur les axes du sonogramme les coordonnées temporelles et fréquentielles de la syllabe A. La durée est la différence entre le temps final et le temps initial.
Lecture et Calcul :
- Temps initial : \(t_i = 50 \, \text{ms}\)
- Temps final : \(t_f = 110 \, \text{ms}\)
- Fréquence (constante) : \(f_A = 4 \, \text{kHz}\) (ou 4000 Hz)
Calcul de la durée :
Question 2 : Fréquences de la Syllabe B
Principe :
On lit les coordonnées fréquentielles au début et à la fin de la trace de la syllabe B pour déterminer ses fréquences minimale et maximale.
Lecture :
- Fréquence minimale (au début) : \(f_{B,min} = 2 \, \text{kHz}\)
- Fréquence maximale (à la fin) : \(f_{B,max} = 6 \, \text{kHz}\)
Question 3 : Taux de Modulation de la Syllabe C
Principe :
Le taux de modulation de fréquence est la vitesse à laquelle la fréquence change au cours du temps. On le calcule en divisant la variation totale de fréquence (\(\Delta f\)) par la durée de la syllabe (\(\Delta t\)).
Lecture et Calcul :
Données pour la syllabe C :
- Temps initial : \(t_i = 230 \, \text{ms}\) ; Fréquence initiale : \(f_i = 8 \, \text{kHz} = 8000 \, \text{Hz}\)
- Temps final : \(t_f = 280 \, \text{ms}\) ; Fréquence finale : \(f_f = 10 \, \text{kHz} = 10000 \, \text{Hz}\)
Calcul de la durée et de la variation de fréquence :
Calcul du taux de modulation (attention, la fréquence descend) :
Question 4 : Description de la Phrase Musicale
Analyse :
En observant la forme de chaque syllabe sur le sonogramme, on peut décrire la "mélodie" ou la structure de la phrase :
- Syllabe A : C'est une note tenue, de fréquence stable.
- Syllabe B : La fréquence augmente au cours du temps. C'est une note montante (un "upsweep").
- Syllabe C : La fréquence diminue au cours du temps. C'est une note descendante (un "downsweep").
Quiz Rapide : Testez vos connaissances
1. Sur un sonogramme, une ligne parfaitement verticale représente :
2. Un son avec une fondamentale à 2 kHz et des harmoniques à 4 kHz et 6 kHz est un son :
Glossaire
- Bioacoustique
- Discipline scientifique qui étudie les sons d'origine biologique, incluant leur production, leur propagation et leur réception par les animaux.
- Sonogramme (ou Spectrogramme)
- Représentation visuelle tridimensionnelle d'un signal sonore, montrant le temps sur l'axe des x, la fréquence sur l'axe des y, et l'intensité par un code couleur ou un niveau de gris.
- Modulation de Fréquence (FM)
- Variation de la fréquence d'une onde au cours du temps. Une modulation montante est un "upsweep", une descendante un "downsweep".
- Syllabe (en bioacoustique)
- Note ou élément sonore continu et distinct dans un chant d'animal, séparé des autres par de courts silences.
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