idée

Ta méthode de représentation n'est pas top, top puisque implicitement, tu n'as pas d'association entre tes coef et tes fréquences.

Ce que je ferais :

>>> modes = {'f':[12, 3, 24], 'c':[1, 2, 3]}
# création d'un tableau o temporaire.
>>> o=[]
>>> for i in xrange(len(modes['f'])):
... o.append([modes['f'][i],modes['c'][i]])
...
>>> o
[[12, 1], [3, 2], [24, 3]]
>>> o.sort()
>>> o
[[3, 2], [12, 1], [24, 3]]

# remise en forme.
>>> modes={'f':[],'c':[]}
>>> for i in o:
... modes['f'].append(i[0])
... modes['c'].append(i[1])
...
>>> modes
{'c': [2, 1, 3], 'f': [3, 12, 24]}

et voilà.