MOYENS d'AUDITION:

moyens d'audition

L'audition est la perception physiologique acoustique (réception des sons)

Le sens permettant l'audition est l'ouie, affirmée par les oreilles, qui sont des transducteurs mécanico-biologiques.En effet, l'oreille est sensible à une variation de pression, qui agit sur la membrane (interfacedite tympan (un oscillateur) qui, à son tour, par action chimico-électrique, transfère le signal au thalamus, qui l'expédie finalement au cortex.

L'oreille capte sur un cône, d'angle au sommet d'environ 110 degrés

La notion essentielle perçue par l’oreille est une variation de pression, due à la vibration d'un fluide, porteur d'une onde acoustique

Les extrêmes de pression sont : d'une part la référence au seuil d’audibilité (norme DIN) >>> soit 2.10-5 Pa et d'autre part un seuil d'intolérance douloureuse, située à 2.10Pa .Et cela dans une gamme de fréquences entre 300 et 5000 Hz

 

Outre la pression, l'oreille est sensible à quelques autres paramètrages de l'onde sonore:

1.la puissance acoustique dépend de la pression acoustique, donc ses variations sont également perceptibles par l'oreille:

puissance acoustique = (pression) x (débit du fluide propagateur)

2.la puissance surfacique ou audibilité, est la puissance répartie sur une section du front de l'onde

Valeurs usuelles de 10-12 W/m² à 102 W/m² --toujours en zone de 500 à 5000 Hertz--

3.l'intensité acoustique est la puissance répartie dans l'angle solide de distribution de l'onde (et ce n'est pas la même chose que l'audibilité ci-dessus, qui est une puissance répartie dans une section: un angle n'est pas une surface !)

4.la fréquence de l'onde

la gamme des fréquences acoustiques perceptibles par une oreille standard, part des infrasons (20 Hz) pour finir aux ultrasons inférieurs (20.000 Hz), mais la sensibilité de l’oreille est peu différenciée entre 500 et 5000 Hz.

La fréquence est souvent dite " hauteur du son" s'exprimant en Hertz

5.le timbre

est une "forme" du signal sonore, exprimant un habillage des harmoniques (les fréquences multiples ou sous-multiples d'un son basique) Mais le timbre ne représente pas une grandeur nouvelle: c’est la prise en considération de la qualité fréquentielle d'une onde sonore complexe

6.l'amplitude des vibrations (qui va de 10-11 à 10-6 mètre)

7.la portée du son est la distance à laquelle on le perçoit et le "champ sonore", est le volume construit sur ladite portée

8.le bruit est la superposition de plusieurs sons, à spectre fréquenciel continu.

9.la pureté représente la rigueur sinusoïdale de l'onde

10.la musique est une perception harmonieuse de combinaisons structuréed'un ensemble de sons

 

L'oreille humaine a une sensibilité curieusement adaptée à la reconnaissance d'une échelle quasiment logarithmique décimale, quand elle apprécie les paramètres soniques d’un phénomène. Ce qui signifie qu'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 (101)

Donc on utilise des échelles logarithmiques pour exprimer les pressions, les puissances, etc. On exprime ces grandeurs-là sous forme de (puissances de dix) et les échelles logarithmiques vont les ramener à des nombres entiers de faible valeur.

On a choisi pour ces diverses échelles, une unité dénommée Bel (B), dont on utilise d'ailleurs plutôt le sous-multiple : le décibel. Chaque échelle a son décibel spécifique et il y a donc lieu de toujours personnaliser le nom du décibel dont on parle (décibel A ou décibel SPL ou décibel u, etc)

 

Définition des déciBels

La définition d'un quelconque niveau est exprimée avec son propre décibel, sous la relation: n décibelG = K.log(G1 / GC) où K est une constante numérique, (log) est le logarithme en base décimale, G1 est la valeur expérimentale prise par la grandeur dont on établit le niveau et G0 une valeur de G, utilement choisie comme référence, parmi toutes les valeurs possibles prises par G

Cas du niveau sonore: la grandeur  G est alors la pression acoustique (p), le décibel s'appelle décibelSPL et on a  n dBSPL = 20.log10(p1 / 2.10-5) car on a choisi une pression de référence p0 (alias G0) valant 2.10-5 Pa

Exemple: si la pression de l'expérience est de 2 Pascals, le niveau sonore perçu par l'oreille est 20.log10(2/2.10-5) = 20 fois log105 = 20x5 = 100 dBSPL

 

En pratique et dans l’air, le niveau de pression acoustique (niveau sonore) est tel que:    n dBSPL = -11 - 20.log (l2/ l1) + logF’b

n dBSPL(dB)= niveau de variation de pression

l2(m)= distance entre lieu de mesure et source

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

F’b(nombre)= facteur global de directivité

 

D'autres  niveaux acoustiques sont fréquemment utilisés, en rapport avec puissance, fréquence, intensité, etc

Voir chapitre spécial "grandeurs relatives" ou grandeurs de transmission

 

On utilise également:

--des coefficients ou indices acoustiques: notions -sans dimension- exprimant chacun l’évolution (rapport) entre la grandeur résultante et la grandeur initiale. Exemple: indices de réflexion, absorption, dissipation, transmission et même diffusion...acoustique

On a la relation inter-coefficients:  

ba(coeff.d'absorption) + yr(coeff.de réflexion) + yd(coeff.de dissipation) + yt(coeff.de transmission) = 1

--des facteurs acoustiques: notions -sans dimension- exprimant chacun

l’évolution de l’intensité acoustique résultante par rapport à l’intensité initiale

Remarque: l’intensité P' est proportionnelle au carré de la pression p; donc les facteurs (qui concernent des intensités P') sont égaux aux carrés des indices (qui eux, concernent des pressions p).

Exemple le facteur de réflexion F’o est égal au carré de l'indice de réflexion et (avec P' = intensités)

 F’a= P' réfléchie / P' incidente

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