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A3: LE SON
Le son est une variation de pression identifiée par l'oreille humaine. Sa propagation à partir
de la source se produit sous forme d'ondes et elle est donc sujette de tous les phénomènes typiques
des ondes comme, la réfraction et la diffraction. La vitesse de propagation dépend du moyen et de
l'air à la température ambiante qui est égal à environ 344 m/s.
La sensibilité de l'oreille humaine est remarquable et elle est en mesure de percevoir des va-
riations de la pression équivalente à environ 20 μPa, qui correspond à 5 parties par milliard de la
pression atmosphérique. Cette incroyable sensibilité est accompagnée de la capacité à tolérer des
variations de pression plus d'un million de fois supérieures. Pour des raisons de commodité, le ni-
veau de pression sonore est indiqué en décibel au lieu de la pression en Pascal, de façon à réduire le
champ numérique.
Le décibel (symbole dB) est défini par:
Où:
X est la valeur de la grandeur mesurée.
X
est la valeur de référence de la même mesure (qui correspond à dB=0).
0
En acoustique, la grandeur mesurée est la pression. La valeur de référence équivaut à 20 μPa,
la pression minimum audible. Donc le niveau sonore qui correspond à la variation de la pression de
20 μPa (0.00002 Pa) sera indiqué par 0 dB. Le niveau sonore correspondant à la variation de la
pression de 20 Pa sera indiqué comme 120 dB, un niveau à la limite du seuil de la douleur.
Une augmentation de la pression sonore de 10 fois correspond à une augmentation du niveau
de 20 dB tandis qu'une augmentation de la pression 100 fois correspond à une augmentation du ni-
veau de 40 dB: le niveau sonore augmente de 20 dB pour chaque augmentation d'un facteur 10.
L'augmentation du niveau est égale à 6 dB pour chaque redoublement de la pression sonore.
L'utilisation des décibels pour indiquer le niveau sonore, en plus de l'avantage évident de ré-
duire le champ numérique des mesures, permet de fournir une bonne approximation de la percep-
tion auditive qui suit la pression sonore sur l'échelle logarithmique.
Toutes les variations de pression ne sont pas audibles. Quand la variation de pression est par
exemple due aux variations climatiques, elle change trop lentement pour être entendue mais si elle
est rapide comme par exemple celle qui est produite par la percussion d'un tambour ou, par
l'éclatement d'un ballon, elle est sensible pour l'oreille et elle est donc identifiée comme un son.
Le nombre d'oscillations de la pression par seconde est appelé fréquence du son et elle se mesure en
cycles par seconde ou Hertz (Hz). Le champ de fréquence audible s'étend d'environ 20 Hz à 20
kHz. Sous les 20 Hz, nous entrons dans le champ des infrasons tandis que, au-dessus des 20 kHz
nous entrons dans celui des ultrasons.
La sensibilité de l'ouie n'est pas constante sur la totalité du champ des fréquences audio mais
présente une perte notable sur les fréquences très basses ou très hautes. La sensibilité est maximum
dans le champ 2 kHz ÷ 5 kHz. La variation de la sensibilité auditive avec la fréquence du son dé-
pend aussi de l'intensité du son. Les courbes "isophonique" définies par la norme ISO 226:2003
sont reportées dans le graphique suivant et fournissent le niveau de pression sonore qui fournit une
même sensation auditive au changement de la fréquence. La courbe hachurée nommée MAF (Mi-
nimum Audible Field) indique le seuil minimum d'audibilité.
La musique, la voix et les bruits sont normalement distribués sur un vaste intervalle de fré-
quences. Les cas limite sont le "ton pur": un son qui est constitué par une variation de pression à
une fréquence bien déterminée ; et le "bruit blanc": un son qui est uniformément distribué sur toutes
X
=
⋅
dB
20
log
10
X
0
-
134
-
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