Quatre lycéens mulhousiens ont remporté un prix national pour leur travail scientifique sur un curieux instrument électronique : le thérémine.

Une caisse en bois, deux antennes métalliques, quelques boutons… À première vue, le thérémine, l’un des premiers instruments de musique électronique de l’histoire, est d’une simplicité biblique. Mais lorsque l’on se plonge dans ses entrailles, ce drôle de boîtier est « une mine de science » , observent Magaly Arnold et Anthony Ropp anciens élèves du collège de Lutterbach en classe de 3e EISE, Thomas Fournier et Mathieu Vogt.

Dans le cadre d’un concours national baptisé « Les olympiades de la physique », ces quatre copains, en terminale scientifique au lycée mulhousien Albert-Schweitzer, se sont penchés sur la question. Après avoir potassé la documentation existante, ils se sont retrouvés chaque mercredi après-midi au labo du lycée pour tenter de reconstituer ces circuits.

Aiguillés par deux enseignants, Marc Strubel et Nicole Adloff, ainsi que par le préparateur Arnaud Boiron, ils ont reconstitué leur propre instrument avec un générateur, quelques fils, quelques composants électroniques et une plaque de fer-blanc. Mais l’enjeu du concours n’était pas seulement de comprendre et reproduire : il fallait aussi être en mesure d’expliquer les phénomènes en jeu. « Un boulot énorme qui dépasse largement le programme de terminale » , souligne Marc Strubel.

Alors, finalement le thérémine, comment ça marche ? Grâce à deux circuits « oscillateurs » , expliquent les scientifiques en herbe dans leur rapport. Mais encore ? Il faut pour bien comprendre se pencher sur le fonctionnement de l’un des composants électroniques : le condensateur.

Cet outil, qui prend généralement la forme d’un cylindre à deux pattes, permet de stocker entre deux armatures une charge électrique dépendant de la distance qui les sépare. Toute l’astuce du thérémine est de remplacer ces deux pôles par une antenne et la main du musicien.

On y est allé avec deux valises pleines de matériel

En bougeant, ce dernier modifie la capacité du condensateur, qui modifie la fréquence du courant, et donc celle de l’onde sonore. CQFD. C’est ce que l’équipe a expliqué – de manière bien plus détaillée et rigoureuse – dans une affiche, un mémoire et un exposé présentés en décembre aux sélections interrégionales, à Dijon.

« On a expliqué le fonctionnement en allant d’étape en étape, de la main jusqu’au son » , raconte Mathieu. « Il y en a un qui ne nous croyait pas et pensait qu’il y avait un fil » , sourit Anthony. Parmi les neuf groupes candidats (dont certains intervenaient par écran interposé depuis des établissements situés à plus de 6000 km de là), trois ont finalement été retenus, dont les Mulhousiens… qui ont aussitôt recommencé à plancher pour préparer la finale parisienne. Approfondissement des expériences, des calculs, étude du rapport entre la position de la main et la note jouée… De quoi être encore mieux armés pour la finale nationale, le 8 février dernier, dans l’enceinte prestigieuse du Palais de la découverte à Paris.

« On y est allé avec deux valises pleines de matériel » , racontent les lycéens, qui avaient pour l’occasion prévu une présentation digne de l’émission C’est pas sorcier – expériences et blagues comprises – et un petit air de Beethoven sur l’instrument, dont le timbre et les modulations rappellent à la fois une scie musicale et une voix humaine.

À l’issue d’une journée « un peu » stressante, pour manier l’euphémisme, la proclamation des résultats des 25 candidats a finalement eu lieu en présence de la spationaute Claudie Haigneré… par académie et par ordre alphabétique. « Le stress est allé jusqu’au bout, c’était intenable ! » , se souvient Magaly. Un stress qui s’est donc achevé en beauté, avec un premier prix.

Auréolés de cette première victoire, les quatre copains envisagent déjà de se présenter à d’autres concours… En attendant de poursuivre vers une carrière scientifique : une fois le bac en poche, trois envisagent de partir en prépa et le quatrième en médecine.

F.T. - Journal L'Alsace - 22 février 2014