Ondes acoustiques
Considérons une onde incidente communiquant la puissance acoustique W ... L'
intensité acoustique de l'onde au point M, en W.m-2, est : . ..... Dans le bâtiment, l'
analyse est grossière ; on mesure le niveau de pression Lp avec un sonomètre ...
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Loreille interne ou labyrinthe qui correspond à une cavité osseuse contenant la cochlée, elle même formée de lorgane de Corti qui recueille les messages auditifs et le vestibule formé des canaux semi-circulaires qui permettent léquilibre.
Dans lorgane de Corti, les cellules nerveuses transforment londe sonore en une énergie nerveuse (électrique) transmise par le nerf auditif à lécorce cérébrale qui la transforme elle même en sensation consciente.
1.2. Hauteur dun son et fréquence.
Les fréquences des tensions observées sur YA et YB sont les mêmes.
Le haut-parleur soumis au courant sinusoïdal de fréquence f provenant du G.B.F. vibre à cette même fréquence et engendre une onde sonore de même fréquence f qui se propage jusquau microphone. Celui-ci transforme ce signal sonore en un signal électrique de même fréquence f, observé sur YB.
La hauteur dun son est une grandeur liée à la fréquence : un son grave est un son de basse fréquence, un son aigu est un son de haute fréquence.
Pour la plupart dentre nous, loreille ne perçoit des sons audibles que dans lintervalle 20 Hz à 20 kHz environ.
f0 à 16 Hz16 Hz à 400 Hz400 à 1600 Hz1600 Hz à 18 kHz> 18kHzCatégorieInfra-sonsSons gravesSons médiumsSons aigusUltra-sonsDomaine des fréquences audibles
La fréquence sonore de référence est f = 440 Hz.
Loctave est lintervalle des fréquences séparant un son de fréquence f, dun son de fréquence 2f.
1.3. Le timbre dun son.
Deux sons peuvent avoir une même hauteur (même fréquence du fondamental) mais avoir des timbres différents (richesse en harmoniques).
Le La3 de fréquence f = 440 Hz ne donne pas la même sensation auditive selon quil est émis par un diapason ou un violon (le premier émet un son simple, ou pur, le second un son complexe).
Fourier a montré que :
Tout son complexe résulte de la superposition de plusieurs sons purs.
Analyser un son, cest rechercher ses composantes (fréquences, amplitudes, phases à lorigine).
Synthétiser un son, cest reproduire un son complexe à partir de ses composantes.
1.4. Intensité dun son.
Soi S laire de lélément de surface entourant un point M du récepteur sonore. Considérons une onde incidente communiquant la puissance acoustique W perpendiculairement à cet élément de surface et régulièrement répartie.
Lintensité acoustique de londe au point M, en W.m-2, est : EMBED Equation.3 .
2. les niveaux acoustiques, en décibels, dB.
Pour les fréquences audibles, loreille est sensible à des variations de pression allant de 2 ( 10(5 Pa à 20 Pa, soit sur une étendue de 1 à 1 million, doù ladoption dune échelle logarithmique, logarithme décimal (log10).
log (a.b) = EMBED Equation.3 = log an =
log 1 = log 10 = EMBED Equation.3 = log 10n = log 0
2.1. le niveau de pression acoustique Lp.
EMBED Equation.3
peff est la pression acoustique efficace due à londe sonore au point considéré ( EMBED Equation.3 pour une onde sinusoïdale)
La pression acoustique de référence p0 est la pression acoustique efficace minimale ressentie par loreille humaine pour un son pur à f = 1000 hertz et ( = 20°C : p0 = 2 ( 10(5 Pa.
La notation (L) est linitiale du mot level = niveau en anglais ; on utilise parfois N (dans les sujets de BTS).
Lénergie véhiculée par le son est liée au carré de la pression efficace (pour une fréquence donnée).
Les sonomètres sont équipés dun microphone, sensible à la pression acoustique. Ils mesurent donc Lp.
Pour tenir compte de la sensibilité de loreille humaine, variable selon les fréquences, ils sont équipés dun certain nombre de filtres électroniques qui corrigent la courbe de réponse du microphone pour ladapter à celle de loreille humaine (filtre A pour les bas niveaux (
