Base de connaissances

Acoustique

Le son

L’acoustique est la science qui étudie les phénomènes de perturbation de l’onde sonore lorsqu’elle rencontre un obstacle qui la dévie, la dénature, l’amplifie ou l’absorbe.

Elle traite essentiellement les deux phénomènes suivants :

  • L’isolation acoustique, dont le but est de protéger les occupants des bruits générés à l’extérieur, tout en protégeant nos voisins des bruits que nous pouvons générer à l’intérieur ;
  • La correction acoustique, dont le but est de corriger de façon harmonieuse les réverbérations du son dans un local.

Le son correspond à une variation de pression de l’air ressentie de manière auditive au niveau du tympan grâce au système complexe composé de l’oreille externe et de l’oreille interne. A l’équilibre, la pression ressentie au niveau du tympan est celle de l’air à la pression atmosphérique.

Toute vibration générée et se propageant dans l’air entraine la formation d’une onde : l’onde sonore. Celle-ci enchaine pression et dépression et correspond à une fonction sinusoïdale dont on peut mesurer la période, et donc la fréquence, mais également l’amplitude.

 

Ainsi donc, le son (au rang desquels figure le bruit) correspond à une variation de pression de l’air par une onde qui vient heurter le tympan. Plus l’amplitude est grande, plus la pression est élevée et plus le son est fort !

 

Par conséquent, puisqu’ il s’agit de pression, il était normal que la grandeur physique mesurant « cet impact » soit exprimée en Pascal (Pa). Cette unité de mesure de pression étant très petite (la pression atmosphérique est égale à 101 300 Pascal) et l’oreille étant très sensible puisque capable de détecter des variations de pression acoustique allant de 0.00002 à 20 Pascal (soit une échelle variant de 1 à 1 000 000), il fallait trouver une autre façon de mesurer cette pression :

  • Pour simplifier la mesure du niveau de pression acoustique, encore appelé “niveau sonore”, les acousticiens ont adopté une échelle logarithmique basée sur 20 fois le logarithme du rapport entre la pression mesurée et la pression de référence (soit 0.00002 PA ou 2.10-5 ) ;
  • Cette nouvelle unité est appelée Décibel : c’est une façon plus simple et compréhensible d’exprimer la pression acoustique. Ainsi, 0.00002 (2.10-5 ) Pascal correspond à 0 dB c’est-à-dire le seuil d’audition et 20 Pa à 120 dB. On note donc que, par rapport à une pression d’équilibre au niveau du tympan, qui est celle de la pression à laquelle l’oreille est soumise, un son sera ressenti dès lors que l’équilibre de pression au niveau du tympan est modifié par un « impact » venant de l’extérieur (une vibration) et transmis par un milieu « élastique ». C'est généralement l’air, mais c’est aussi la raison pour laquelle nous entendons aussi des sons sous l’eau, mais de manière différente car il ne s’agit pas de notre milieu habituel.

 

Le décibel est l’expression de la mesure sonore. Il s’agit d’une unité sans dimension permettant d’exprimer le rapport des valeurs de deux puissances, ou de deux pressions ou de deux intensités.

 

Par ailleurs, et afin de compléter la compréhension de la captation des sons par l’oreille, il convient de préciser que la fréquence de l’onde sonore (c’est-à-dire le nombre de cycle par seconde que fait subir cette vibration aux molécules du milieu dans lequel « elle se déplace »)  est importante car l’oreille humaine est limitée à une certaine gamme de fréquence variant de 20 Hertz (unité de fréquence du nombre de cycle par seconde), jusqu’à 20 000 Hertz.

Ces fréquences donnent la tonalité du son, du grave à l'aigu.

  • En deçà de 20 Hz, le son est inaudible et est appelé infrason
  • Au-delà de 20 kHz, le son est également inaudible et qualifié d’ultrason

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