NIVEAUX ACOUSTIQUES

-niveaux acoustiques

Les niveaux acoustiques sont parfois dénommés grandeurs de transmission ou grandeurs comparatives ou grandeurs relatives

Ils servent à comparer des puissances, ou des pressions ou des intensités acoustiques, sous forme d'échelles logarithmiques en général décimales (donc elles tiennent compte des "exposants des puissances de dix" des grandeurs comparées)

Pourquoi des logarithmes ? >>> parce que l'oreille humaine a une sensibilité curieusement adaptée pour reconnaître des échelles ~ logarithmiques décimales

Un son -ou un bruit- de puissance 100 (10 puissance 2), n’est perçu par l’oreille humaine que (2) fois plus intensément qu’un son ou un bruit de puissance 10 (10 puissance 1)

Donc on compte tous ces niveaux avec des logarithmes et on leur a choisi comme unité le Bel, tel que 1 Bel = log (P/ P0)

où P1et Psont 2 puissances acoustiques respectivement comparées et exprimées en mêmes unités

En pratique, on utilise aussi les unités : le décibel (dB qui vaut 10-1 Bel), le Néper (Np, pour des Log. népériens = 8,686.10-1 Bel), le Standard (qui vaut 9,250.10-2 Bel), le Savart (qui vaut 10-3 Bel) et le comma (') en musique (qui vaut 5,57. 10-3 Bel)

 

1.NIVEAUX ACOUSTIQUES SE RÉFÉRANT à la PUISSANCE ACOUSTIQUE

-le niveau de puissance acoustique  est défini comme 10 log(P1/ P0)

où les P sont les puissances acoustiques comparées (niveau exprimé en Bel)

-le niveau d’insonorisation- ou facteur d’insonorisation- (i*i)

est un cas particulier du précédent et qui est = log (P incidente / P réfléchie)

les P étant toujours les puissances acoustiques

 

-le niveau de puissance électrique

compare la puissance sonique produite à la puissance électrique consommée pour produire lesdits sons.Ce niveau est en fait un rendement, qui est de l'ordre de 10 à 20 %

 

2.NIVEAUX ACOUSTIQUES SE RÉFÉRANT à la PRESSION ACOUSTIQUE

-le niveau sonore(est un niveau de pression acoustique)

ce niveau sonore est le plus usuellement rencontré dans les références commerciales et autres repères pragmatiques. C'est yu(en B) = 20 log(p1/ p0)

où pest la pression mesurée et pla pression acoustique de référence (valant 2.10-5 Pa et qui est le seuil inférieur d’audition humaine)

Le facteur 20 provient de ce que la puissance (ou l’intensité) est proportionnelle au carré de la pression

En pratique et dans l’air, le niveau de pression acoustique est tel que:

Δy= -11 -20.log ( l2/ l1) + logF’b

avec Δyu(dB)= variation de niveau de pression

l2(m)= distance du lieu de mesure à la source

l1(m)= distance-repère, à 1 m. de la source

F'b(nombre)= facteur global de directivité

--valeurs de niveaux sonores à distance moyenne

1 salle de bureau(50 dB)--1 automobile en marche normale(85 dB)--1 brouhaha dans une salle publique(85 dB)--1 walkman casqué(100 dB)--

1 discothèque(100 à 105 dB)--seuil de douleur(126 dB)

 

 

-le niveau émergent

pour qu'une source acoustique soit perçue distinctement dans une ambiance chargée d'autres sons (ou bruits), il faut qu'elle ait une "émergence" de 15 décibels de plus que celle d'ambiance

 

-le niveau pondéré

--la courbe de réponse d'un appareil est la représentation de la variation du niveau sonore restitué en fonction de la fréquence du son

Donc on se doit d'appliquer un coefficent de pondération décibélique sur les valeurs usuelles du niveau sonore. Les pondérations sont les suivantes >>> .

--pour un son de 125 Hz >> (-25 décibels) --pour 250 Hz >> (-8 dB)

--pour 500 Hz >> (-3 dB)-- pour 1000 Hz >> (0 dB)--pour plus de 2000 Hz >> (+1 dB)

 

3.NIVEAUX ACOUSTIQUES SE RÉFÉRANT à l'INTENSITÉ ACOUSTIQUE

-le niveau dintensité acoustique (ou en abrégé niveau acoustique)

est le rapport logarithmique entre 2 intensités acoustiques = 10 log(P'1/ P'0)

où P' sont les intensités acoustiques

(ce niveau est exprimé en Bel ou en dB, unité 10 fois moindre)

Pour un appareil récepteur, le niveau d’intensité diminue d’une valeur constante à chaque doublement de distance (cette valeur est de 6 dB dans l’air, avec augmentation due à l’atténuation, dès que la distance augmente)

 

-la tonie

est un cas particulier de niveau d’intensité acoustique ci-dessus, prenant en compte la variation de l'intensitéselon la fréquence du son.

L’unité est alors le phone -qui vaut 1 déciBel, mais impliquant que la fréquence de définition soit = 103 Hz

La tonie est représentée par une loi empirique se présentant sous forme d’abaques (d’allure relativement parabolique) dite de Fletcher- Mudson T’ = K1.log² f + K2

avec T’(phones)= tonie d’un son

log = logarithme décimal

f(Hz)= fréquence

K1 et K2 = coefficients numériques, qui ont des valeurs de l’ordre de -1 à -5 (pour K1) et 100 à 60 (pour K2) pour des plages de puissances allant de 10-13 à 1 Watt

 

-le volume sonore (ou sonorité acoustique ou sonie)

est une échelle de perception physiologique lié à la tonie (donc au niveau sonore, donc à l'intensité acoustique) ci-dessus >>

Sonie = Tonie 2 à la puissance [(np- 40) / 10]

np= nombre de phones.

L’unité de sonie est 1 Sone (= sensation produite par 40 phones), sous fréquence de 1000 Hz) Donc 2 sones équivalent à 50 phones, 4 sones à 60 phones, 8 sones à 60 phones, etc...

 

-le niveau d'intensité à un mètre de distance (ou SPL)

-en particulier pour les appareils du genre enceintes d'écoute-

est un niveau comme ci-dessus, mais à une distance donnée donc l'unité est alors le Bel par mètre (ou le dB/m)

Les valeurs usuelles du présent niveau pour des appareils vont de 110 à 140 dB/m

 

-le bruit

est une accumulation de divers sons et les diverses notions de niveaux acoustiques ci-dessus s'y appliquent

 

RÈGLE GÉNÉRALE, POUR TOUS ces NIVEAUX

Il s’agit de logarithmes, donc il n’y a pas d’addition possible autre que celle des logarithmes.

Pour obtenir la somme Σ (en décibels) de 2 niveaux A et B (exprimés aussi en décibels), il faut écrire : Σ(A+ B )= 10.log (10 A /10 + 10B /10)

Exemples chiffrés : si A = 20 dB et B = 90 dB >>> Σ(A+ B )= 90,1 dB

et si A = B =100 dB >>> Σ(A+ B )=103 dB

Nota: toute formule comportant un facteur (10log A ) est exprimée en déciBels mais c’est la même formule que (log A) exprimée en Bels

Un logarithme décimal est noté log(avec l’unité Bel)

Mais s’il s’agit de Log avec majuscule (Logarithme népérien) il faut s’exprimer en unité Néper, qui vaut 0,87 Bel

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