PRESSION ACOUSTIQUE

-pression acoustique

 

Une pression acoustique résulte de la vibration d'une onde acoustique, qui crée des dilatations et compressions du milieu dans lequel elle évolue;elle s’ajoute à l’autre pression ambiante, celle du milieu (atmosphérique ou hydrostatique)

Equation aux dimensions  : L-1.M.T-2       Symbole : pa       Unité S.I.+ : le Pascal(Pa)

Relations entre unités :

1 atmosphère (atm)(ou pression normale) vaut 1,01325.105 Pa

1 bar (b) vaut 105 Pa

1 kilogramme-force par cm² vaut 9,806.104 Pa (donc pas loin de 100.000 Pascals)

 

PRESSION d’UN GAZ où se PROPAGE une ONDE ACOUSTIQUE

p= p+ Δp2.cos[θ.f (t – lé/ v)]

avec pa(Pa)= pression acoustique

p1(Pa)= pression statique (ambiante)

Δp2(Pa)= variation de pression créée par la vibration d’onde de fréquence f(Hz)

t(s)= durée du phénomène

lé(m)= élongation

v(m/s)= vitesse du son

θ(rad)= angle plan de rotation (égal à 2rad seulement en système S.I.+)

Nota: la pression efficace est p/ 21/2

 

RELATIONS avec AUTRES GRANDEURS ACOUSTIQUES VOISINES

-relation avec la puissance acoustique

pression pa(Pa) = puissance P(W) / débit-volume Q(m3/s)

-relation avec l'impédance acoustique

p= v.f² / Za

avec pa(Pa)= pression acoustique

Za(m²/kg-s)= impédance acoustique

f(Hz)= fréquence et v(m/s)= vitesse

-relation avec l'intensité acoustique surfacique

pa = [2(ρ'.vc).p*k]1/2

où p*k(W/)= puissance surfacique acoustique (d’un son d’une onde plane)

pa(Pa)= pression acoustique

ρ'(kg/m3)= masse volumique du milieu

vc(m/s)= vitesse du son dans ce milieu

l(m)= distance jusqu'à la source

-relation avec la vitesse du son

p= ρ'.vc² Dp = (p0). ρ'.v².c

ρ'(kg/m3)= masse volumique du milieu où se propage le son

vc(m/s)= vitesse (célérité) du son dans ce milieu de compressibilité c(Pa-1)

p0(Pa) est la pression à l'origine du son

Si en outre la célérité vc est proportionnelle à ρ', il y a grande augmentation de pa

(onde de choc de Mach)

Équation d’Euler en acoustique

dp/ dl = ρ'.dvc / dt

avec pa(Pa)= pression acoustique

ρ(kg/m3)= masse volumique du milieu

vc(m/s)= vitesse du son dans ce milieu

l(m)= distance

t(s)= temps

 

PRESSION ACOUSTIQUE PERÇUE par L’OREILLE

L'oreille perçoit les sons, surtout grâce aux variations de pression acoustique.Mais la plage de ces variations est trop importante pour la mesurer avec facilité et on utilise donc en pratique des échelles logarithmiques dites niveaux:

-le niveau sonore 

est le plus usuellement rencontré dans les références commerciales et autres repères pragmatiques. Il est défini par  yu(en décibels) = 20 log(p1/ p0)

où pest la pression mesurée dans le phénomène en cause et pest une pression acoustique de référence (valant 2.10-5 Pa, etreprésentant le seuil inférieur d’audition humaine)

En pratique et dans l’air, le niveau sonore est tel que:

y= -11 -20.log ( l2/ l1) + logF’b

avec yu(dB)= variation de niveau

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

 

-incidence de la distance

les fronts d'ondes sont des sphères concentriques centrées sur l'émetteur et la pression est  inversement proportionnelle à la distance

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)

 

-sensations envers les variations de puissance acoustique

Un niveau peut être exprimé à travers la puissance acoustique -compte tenu de la relation >> pression acoust° = (puissance acoust°/ (débit du fluide propagateur)

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