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    Son

    Définition

    Le son peut être défini de deux manières; d'une manière objective tout d'abord c'est le phénomène physique d'origine mécanique consistant en une variation de pression (très faible), de vitesse vibratoire ou de densité du fluide, qui se propage en modifiant progressivement l'état de chaque élément du milieu considéré, donnant ainsi naissance à une onde acoustique (la propagation des ronds dans l'eau suite à un ébranlement de la surface donne une bonne représentation de ce phénomène). D'une manière subjective également: il s'agit de la sensation procurée par cette onde, qui est reçue par l'oreille, puis transmise au cerveau et déchiffrée par celui-ci. De toutes les ondes acoustiques, seules certaines peuvent être perçues par l'oreille: il s'agit des ondes dont la fréquence est comprise entre 20 Hertz (Hz) et 20.000 Hz (20 kHz). En dessous de 20 Hz, on parle d'infrasons, et au dessus de 20kHz, on parle d'ultrasons.

    L'oreille est capable de mesurer des écarts de pression infimes de l'ordre de 2.10-5 Pa (à comparer à la valeur de la pression atmosphérique: 100.000 Pa). Cette variation de 2.10-5 Pa correspond à un son de 0 dB. Le niveau sonore Lp exprimé en dB est directement relié à l'amplitude de la variation de pression.

    Du fait des propriétés du logarithme, on remarque que lorsque l'on double l'intensité, cela revient à augmenter le niveau en dB de 3 dB.

    Par contre, la "sensation" de doublement de l'intensité ne se produit que pour une augmentation de 10 dB. Cependant, l'acoustique ne se contente pas de mesurer "physiquement" les sons, en effet, comme nous l'avons vu, le son est à la fois une notion objective et subjective et il est nécessaire d'utiliser des critères tenant compte de ces deux caractères.
    Critères retenus pour la mesure des sons

    La sonie

    La sonie concerne la "force sonore" au sens physiologique (impression de force sonore). La sensibilité de l'oreille est une variable de la fréquence ; ainsi, tandis qu'à 4000 Hz. une pression acoustique de moins de 2.10-5 Pa suffit à provoquer une sensation auditive, à 50 Hz, une pression de 2.10-2 Pa est nécessaire, soit 1000 fois plus. De même, le seuil de douleur est variable en fonction des fréquences, selon une variation similaire avec des pentes bien moindres. Il est ainsi possible de définir des courbes d'isosensation pour des niveaux sonores donnés à 1000 Hz appelés phones ; ces courbes ont été établies en 1918 par FLETCHER et MUNSON .

    On remarque par exemple que pour des fréquences allant de 1000 à 6000 Hz, les sons paraissent beaucoup plus forts, alors que les niveaux de pression acoustique sont égaux.

    Le niveau sonore

    Comme nous l'avons vu l'oreille n'a pas la même sensibilité pour toutes les fréquences audibles: ainsi, un son de 50 dB et de fréquence 1000 Hz produit une sensation auditive plus forte qu'un son de 50 dB à la fréquence 100 Hz. Pour tenir compte de cette particularité du système auditif, on utilise des filtres qui pondèrent les niveaux en fonction des fréquences, à partir des courbes d'isosonie. Plusieurs filtres sont utilisés, le plus commun étant le filtre A. Le nouveau niveau tenant compte de cette pondération est alors exprimé en dB(A). On obtient ainsi une grandeur physiologique pour le niveau sonore, et non plus seulement une grandeur physique. L'importance de cette pondération est considérable. En effet, des bruits de très basses fréquences, qui peuvent atteindre plus de 140 dB dans un TGV entrant dans un tunnel, ne semblent pas dangereux pour l'audition (ce qui ne signifie pas qu'ils sont sans effet sur la santé). De même, le "beat" (basse fréquence) émis par la grosse caisse d'une batterie, qui traverse les murs et est perçu par les voisins des discothèques n'est pas dangereux pour l'ouïe, malgré la gêne qu'il représente.

    Le niveau de bruit global

    L'énergie d'un son est proportionnelle à son niveau et à sa durée, de même que les dégâts d'une brûlure seront proportionnels à la durée d'exposition et à l'intensité du rayonnement. Il faut donc prendre en compte ces deux paramètres. Pour cela, on définit un niveau de pression acoustique continu équivalent pondéré A, noté LAeq, qui tient compte de la durée d'exposition au bruit. En effet, Ainsi, des sons impulsifs de fort niveau (130 dB) peuvent être tolérés sans dommage tandis que l'exposition prolongée à des niveaux dépassant 85 à 90 dB (A) mettent en danger l'audition.

    La dynamique

    La dynamique est une caractéristique intrinsèque à chaque instrument de musique, et, par extension, à chaque partition musicale. Son étude permet de connaître la variation de l'intensité maximum d'émission, du grave à l'aigu, et l'écart le plus grand possible entre les sons fortissimo et les sons pianissimo. Ainsi les musique présentant de fortes dynamiques (mazurkas de Chopin par exemple) auront la particularité d'avoir des niveaux très faibles à certains moments, et très forts à d'autres, tandis que les musiques à faible dynamique présenteront un niveau relativement constant pour l'auditeur. Celles-ci présentant l'inconvénient de ne pas offrir de périodes de repos pour le système auditif, elles sont plus dangereuses, à niveau global égal, que les premières. C'est par exemple le cas des musiques compressées diffusées à la radio: on traite les enregistrements afin qu'ils aient tous le même niveau, pour éviter que les auditeurs aient à régler le volume de leur récepteur en permanence.
    Niveaux atteints

    Le tableau proposé donne l'échelle de quelques niveaux sonores courants. Comme nous l'avons vu, pour évaluer le danger représenté par un son pour l'oreille, il doit être relié à la durée d'exposition subie. Aussi, la comparaison de ces données avec celles concernant les Leq d'écoute de la musique indiqués ensuite doit être faite à titre indicatif. Cependant, elle présente l'intérêt de "donner une idée" des niveaux atteints, intérêt non négligeable lorsque l'on s'intéresse à des phénomènes de perception.
    A titre d'exemple, nous donnons ci-dessous quelques Leq observés dans différentes conditions d'écoute de la musique:

    Activité Leq moyen Batterie : 100 dB(A)
    Répétition de petites formations : 90 à 100 dB(A)
    Discothèque (bord de piste) : 100 à 105 dB(A)
    Local de répétition rock : 102 à 107 dB(A)
    Concerts de rock -variétés : 102 à 107 dB(A)

    Échelle de quelques niveaux sonores courants

    Seuil intolérable: 130 - 140 dB
    Réacteur d'avion à 10 m: 120 dB
    Atelier de chaudronnerie: 110 dB
    Marteau-piqueur à 2 m: 100 dB
    Atelier de tissage: 90 dB
    Rue bruyante: 80 dB
    Conversation vive: 60 dB
    Musique douce: 50 dB
    Conversation normale: 40 dB
    Résidence tranquille: 30 dB
    Studio d'enregistrement: 20 dB
    Laboratoire d'acoustique: 10 dB
    Chambre muette: 5 dB

    source: Fonctionnement du système auditif (Le bruit et ses effets, Ministère de l'Aménagement du territoire et de l'Environnement, Fr., 9 novembre 2000)
    Date de création : 2012-04-01 | Date de modification : 2012-04-01
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