NIVEAUX ACOUSTIQUES

-niveaux acoustiques

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

Les niveaux sont des rapports logarithmiques >>> pourquoi ?

L'oreille humaine a une sensibilité curieusement faite pour reconnaître une échelle quasiment logarithmique décimale, pour ce qui concerne les qualités soniques d’un phénomène (en fait, un son -ou un bruit- de puissance 100 (10²), n’est perçu par l’oreille humaine que 2 fois plus intensément qu’un son -ou un bruit- de puissance (10)

Donc on utilise des échelles logarithmiques, qui tiennent compte des "exposants de puissances de dix"

On a choisi une unité pour ces diverses notions, dénommée le Bel, ainsi défini >>>

1 Bel = log( P1/ P0) où Pet Psont les puissances acoustiques comparées.

On utilise en outre : le décibel (dB) qui vaut 10-1 Bel et le Néper (Np) (Log népériens) qui vaut 8,686.10-1 Bel

 

Les niveaux de transmission acoustique (ou "grandeurs relatives")

1.Niveau sonore dit  niveau de puissance acoustique = 10 log(P1/ P0) où P sont les puissances acoustiques comparées (niveau exprimé en Bels)

2.Niveau sonore dit  niveau d’insonorisation (i*i)- ou facteur d’insonorisation-

C'est un cas particulier du précédent et c'est = log (P incidente / P réfléchie) les P étant les puissances acoustiques

3.Niveau sonore dit  niveau dintensité acoustique (ou en abrégé "niveau acoustique") = rapport logarithmique entre 2 intensités acoustiques : c’est

10 log(P'1/ P'0) où P' sont les intensités acoustiques (niveau en Bels 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)

4.Niveau sonore dit  Tonie qui est un cas particulier de niveau d’intensité acoustique ci-dessus, quand l'intensité est variable avec la fréquence du son.

L’unité est le phone -qui vaut 1 déciBel, mais impliquant que la fréquence de définition soit = 10Hz

La tonie est représentée par une loi empirique se présentant sous forme d’abaques (très grossièrement d’allure parabolique) dites 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) selon qu’il s’agit de puissances respectives de 10-13 à 1 Watt

5.Niveau sonore dit volume sonore (ou sonorité acoustique ou SONIE) et qui est lié à la tonie ci-dessus par le facteur  2 à la puissance [(np- 40) / 10]

où np= nombre de phones. L’unité de sonie est 1 Sone (= sensation produite par 40 phones)

6.Niveau sonore dit  niveau d'intensité à un mètre de distance (ou SPL) en particulier pour les appareils du genre enceintes d'écoute. C'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 de ces appareils vont de 110 à 140 dB/m

7.Niveau sonore dit  niveau de pression acoustique  qui est:

yu(en B) = 20 log(p1/ p0)

où p1est la pression mesurée et p0la pression acoustique de référence valant 2.10-5 Pa (seuil inférieur d’audition)

Le facteur 20 (2 fois 10) provient de ce que l’intensité acoustique est proportionnelle au carré de la pression

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

Δyu= -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

8.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 de 2 niveaux A et B, exprimés par exemple en décibels, il faut écrire :

Σ(B )(dB) = 10.log (10/10 + 10/10)

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

et si A =B =100 dB >>> Σ(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)

Un logarithme népérien est noté Log (avec l’unité Néper, valant ~ 0,87 Bel)

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