BRUIT

-le bruit

Le bruit  est une superposition de sons, regroupés en structure aléatoire (informelle)

Le terme a une connotation néfaste (gênant l'audition)

---spectre des bruits

Pour mieux cerner les détails de l'analyse spectrale des sons, on découpe le spectre audible en 9 bandes d'octaves, chacune d'entre elles étant en outre scindée en tiers d'octave:

--bande 31,5(25 en bas--31,5 au centre et 40 Hz en haut)

--bande 63(50 en bas--63 au centre et 80 Hz en haut)

--bande 125(100 en bas--125 au centre et 160 Hz en haut)

--bande 250(200 en bas--250 au centre et 315 Hz en haut)

--bande 500(400 en bas--500 au centre et 630 Hz en haut)

--bande 1000(800 en bas--1000 au centre et 1250 Hz en haut)

--bande 2000(1600 en bas--2000 au centre et 2500 Hz en haut)

--bande 4000(3150 en bas--4000 au centre et 8000 Hz en haut)

--bande 8000(6300 en bas--8000 au centre et 10000 Hz en haut)

--bande 16000(13500 en bas--16000 au centre et 20000 Hz en haut)

 

---le bruit de fond

est un bruit apparaissant dans les appareils de réception de sons et dont la cause provient de diverses petites sources de phénomènes parasites, soit issus du milieu (dits extrinsèques), soit issus des appareils eux-mêmes (dits intrinsèques) à cause : d’excès momentanés de flux, de potentiels créés occasionnellement dans des accessoires de circuit électrique (diodes, transistors, condensateurs….), ou bien de micropotentiels créés par des anomalies d’antennes ou de variations liées à la température...

Types de bruits de fond

-le bruit de grenaille (ou bruit de Schottky ou bruit quantique)

est un bruit perçu en électronique; il est dû aux irrégularités (discontinuités) des arrivées d'électrons, porteurs de charges élémentaires 

Ces électrons (en nombre n) suivent une loi de Poisson concernant la variation de l’intensité (i) >>>

Di² = ∫2e.i.Df    où e est la charge élémentaire, i est le courant moyen qui parcourt le corps, Df (Hz) la bande passante. 

Il est formulé plus généralement par la relation de Nyquist, qui donne la variation de potentiel initiant le bruit >>>   DU² = 4k.T.R.Df  

où DU(V)= écart du potentiel d’induction électrique, k(J/K)= constante de Boltzmann, R(Ohm)= résistance, Df(Hz)= plage de fréquence (bande passante)

-le bruit électronique

est le bruit de fond, sensible à la sortie d’un appareil électronique

-un bruit de fond est dit propre

pour exprimer qu’il est (affecté à) la composition particulière de tel dispositif (tel montage)

 

---les bruits "colorés"

a)-le bruit blanc est, mathématiquement, l'expression du carré du module d'une transformée de Fourier pour l'onde porteuse du bruit--et sa fonction d'autocorrélation est (H.dt / 2)--

En pratique, c'est un mélange de toutes les fréquences d'une vibration (chaque fréquence dépendant cependant d'une puissance identique à celle de toutes les autres) Mais comme sous cette forme, on risquerait d'avoir une infinité de fréquences, on parle de la valeur moyenne d'un nombre limité de fréquences

b)-lebruit rose est un ensemble de sons (entre 125 et 4000 Hz) ayant une audibilité diminuant en raison inversement proportionnelle de la fréquence

c)-lebruit rouge est un bruit 2 fois plus intense que le bruit rose

 

---la bruyance (ou niveau de bruit)

est le terme pratique, pour parler du niveau de pression acoustique d'un bruit

Il existe désormais des courbes isosoniques (utilisées en particulier pour les zones constructibles) permettant de visualiser les courbes de bruyance d'un lieu

 

---le coefficient de bruit

est le logarithme du facteur de bruit = log(Pr / Pé)

 

---le bruit de la mer (dans un coquillage)

est l'augmentation du bruit de notre circulation sanguine amplifiée par la caisse de résonance formée par la coquille

 

---la densité spectrale d'un bruit

est  r* = P / Δl.y20

r*(W/m) = densité spectrale de bruit, P(W)= puissance du bruit, Dl(m)= bande passante (longueurs d'onde) et y20 (nb)= sensibilité acoustique
(qui est 10 log10U/ U0  avec U= tension électrique et  U0 = 2,83 Volts)

 

---le facteur de bruit

est un rapport (un rendement) mesurant la dégradation qualitative d'unetransmission sonore:

-au numérateur est la puissance (signal  / bruit à l'émission)

-au dénominateur, est la puissance (signal / bruit à la réception)

L'équation de Friis donne le facteur de bruit F'f (un nombre) pour un système d’émission-réception par antennes >>> 

F'f = Pr / Pé = g*r .g*é.K.(λ / 4p.l)²

où Pr (W)= puissance collectée à l'antenne de réception

g*r et é(dB)= gains d'antenne à réception et émission

Pé (W)= puissance délivée à l'antenne d’émission

K(nombre)= coefficient de pertes (d'efficacité, d'atténuations, de mésalignement)

l(m) = longueur d’onde

l(m)= distance entre antennes

Cas particulier de l'équation de Friis >> pour un ensemble (1 à n) d'éléments électroniques en série, le facteur de bruit est : 

F'f = Σ(de 1 à n)(F'i - 1) / (g*1.g*n)  où les  g* sont les gains

 

---la marge au bruit [ou S/L]

est la mesure relative [puissance utile du signal / puissance bruitée]

Le niveau correspondant (la marge au bruit S/L) répond à la définition décibelique ci-après:

n décibelmarge = 10log (DP/P0)

où la P0de référence vaut 1 Watt. Ce qui donne, en pratique,l'échelonnement suivant:

DP/P0 = 1 correspond à un niveau de 0 dB

DP/P0= 4 correspond à un niveau de 6 dB

DP/P0= 8 correspond à un niveau de 9 dB

DP/P0= 10 correspond à un niveau de 10 dB

DP/P0= 20 correspond à un niveau de 13 dB

DP/P0= 40 correspond à un niveau de 16 dB

DP/P0=500 correspond à un niveau de 27 dB   etc

 

---valeurs de bruits

L'échelle des bruits est exprimée en dBA, qui est un cas pondéré de niveau sonore.

--bruit maximum qu'on puisse imaginer entendre sur Terre = 200 dBA (car il y a une limite à la pression de l'air) Ce bruit est mortel, au sens propre (létal).

--fusée spatiale au décollage, à 10 m. (200 dBA )

--énorme tremblement de terre (190 dBA )

--cri à proximité d'une baleine bleue (180 dBA )

--turbo fusée au décollage (170 dBA)

--turbo d'avion à proximité immédiate (140 dBA)

--seuil de douleur auditive (125 dBA)

--alarme, marteau piqueur proche, usine métallique (110 dBA)

--discothèque (100 dBA )

--camion à 10 m, aspirateur indust, radio par écouteurs (90 dBA)

--T.V (70 dBA)

--supermarché, restaurant (60 dBA)

--conversation, ambiance, bureau(50 dBA)

--voix à 5m de distance (40 dBA)

--chuchotement, léger bruit de fond (24 à 20 dBA)

Nota dans des milieux autres que l'air, on peut atteindre des valeurs extrêmes extra-sonores: par exemple, avec des rayons X passant dans un jet d'eau, on atteint 270 décibels

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