Les données numériques sont les informations qu'un ordinateur est capable de mémoriser, de traiter et de transmettre. Qu'il s'agisse d'un texte, d'une photographie, d'une musique, d'une vidéo, d'un jeu vidéo ou même d'un programme informatique, tout est finalement représenté sous une forme que les composants électroniques peuvent comprendre.

Contrairement à l'être humain, qui utilise des lettres, des mots, des images ou des sons, un ordinateur ne comprend que deux états électriques : la présence ou l'absence d'un signal. Ces deux états sont représentés par les chiffres 0 et 1. Toute l'informatique moderne repose sur ce principe appelé codage binaire.

En associant des milliards de 0 et de 1, l'ordinateur peut représenter n'importe quelle information. Chaque lettre d'un texte, chaque pixel d'une image, chaque note d'une musique ou chaque image d'une vidéo est converti en une longue suite de bits. Le processeur peut alors effectuer des calculs sur ces données, les copier, les modifier, les compresser ou les transmettre à un autre appareil.

Les données sont organisées de différentes façons selon leur nature. Un document contient principalement des caractères. Une image est composée de millions de pixels, chacun possédant une couleur. Un son est enregistré sous la forme d'une succession de mesures représentant les vibrations de l'air. Une vidéo n'est finalement qu'une très longue suite d'images accompagnées d'une piste sonore synchronisée.

Pour faciliter leur utilisation, les données sont enregistrées dans des fichiers. Chaque fichier possède un format qui indique comment les informations sont organisées. Par exemple, un document texte, une photographie, une musique ou une vidéo utilisent des formats différents afin que les logiciels puissent les interpréter correctement.

Les données peuvent être copiées, déplacées, compressées, chiffrées ou sauvegardées. La compression réduit la taille des fichiers afin d'économiser de l'espace de stockage ou de transmettre plus rapidement les informations. Le chiffrement, quant à lui, transforme les données afin qu'elles ne puissent être lues que par les personnes autorisées.

Chaque jour, les ordinateurs, les smartphones, les objets connectés et les serveurs échangent des quantités gigantesques de données à travers les réseaux informatiques. Les moteurs de recherche, les plateformes de vidéos, les jeux en ligne ou les services de messagerie fonctionnent grâce à ces échanges permanents d'informations numériques.

Les données sont devenues l'une des ressources les plus importantes de notre époque. Elles permettent aux scientifiques de réaliser des découvertes, aux entreprises d'améliorer leurs services, aux médecins d'étudier des maladies ou encore aux satellites d'observer notre planète. Bien utilisées et correctement protégées, elles constituent le cœur de presque toutes les activités numériques modernes.

Les fichiers audio

Un fichier audio est un fichier contenant un son enregistré sous une forme numérique. Il peut s'agir d'une musique, d'une voix, d'un bruit ou de tout autre son. Pour qu'un ordinateur puisse le stocker et le reproduire, les vibrations de l'air doivent d'abord être transformées en données numériques.

Lorsqu'une personne parle ou qu'un instrument joue une note, il produit des vibrations qui se propagent dans l'air sous forme d'ondes sonores. Un microphone capte ces vibrations et les transforme en un signal électrique analogique. Ce signal est ensuite converti en une suite de nombres grâce à un convertisseur analogique-numérique (CAN).

Cette conversion consiste à mesurer très rapidement l'amplitude du signal. Chaque mesure est appelée un échantillon. Le nombre d'échantillons réalisés chaque seconde est appelé la fréquence d'échantillonnage.

Par exemple, un CD audio utilise une fréquence d'échantillonnage de 44 100 Hz. Cela signifie que le son est mesuré 44 100 fois par seconde pour chacun des deux canaux stéréo. Plus cette fréquence est élevée, plus le son enregistré est fidèle au son d'origine.

Chaque échantillon est codé sur un certain nombre de bits. Cette valeur est appelée la résolution ou profondeur de quantification. Un CD audio utilise une résolution de 16 bits, tandis que les enregistrements professionnels utilisent souvent 24 bits, ce qui permet de représenter davantage de niveaux sonores et d'améliorer la qualité.

Les fichiers audio peuvent être enregistrés dans différents formats.

• WAV : très haute qualité, peu ou pas compressé, fichiers volumineux.
• MP3 : compression avec perte de qualité, très utilisé pour réduire la taille des fichiers.
• AAC : compression moderne utilisée notamment pour le streaming et les smartphones.
• FLAC : compression sans perte, conserve toute la qualité du son original.
• OGG Vorbis : format libre offrant une bonne qualité avec une taille réduite.

La compression permet de diminuer la taille des fichiers audio. Les formats comme le MP3 ou l'AAC suppriment certaines informations peu perceptibles par l'oreille humaine afin d'économiser de l'espace de stockage. D'autres formats, comme le FLAC, réduisent également la taille des fichiers mais sans perdre d'informations.

Lorsqu'un fichier est lu, un convertisseur numérique-analogique (CNA) transforme les nombres en un signal électrique continu. Ce signal est envoyé vers les haut-parleurs ou le casque, qui recréent les vibrations de l'air. L'auditeur entend alors un son très proche de celui qui avait été enregistré.

Les fichiers audio sont utilisés partout : musique, films, podcasts, livres audio, jeux vidéo, visioconférences ou assistants vocaux. Derrière chaque son entendu sur un ordinateur ou un smartphone se cache une immense suite de nombres représentant fidèlement les vibrations enregistrées.