1. La chaîne de transmission du son
Émetteur – milieu – récepteur.
Un son est produit par la vibration d'un objet. Sa transmission nécessite toujours trois éléments :
• un émetteur : l'objet qui vibre (haut-parleur, lame de machine, voix) ;
• un milieu de propagation : l'air, un solide, un liquide (le son ne se propage pas dans le vide) ;
• un récepteur : l'oreille, un microphone, un capteur.
Un son est produit par la vibration d'un objet. Sa transmission nécessite toujours trois éléments :
• un émetteur : l'objet qui vibre (haut-parleur, lame de machine, voix) ;
• un milieu de propagation : l'air, un solide, un liquide (le son ne se propage pas dans le vide) ;
• un récepteur : l'oreille, un microphone, un capteur.
Émetteurs et capteurs piézoélectriques.
Un composant piézoélectrique convertit un signal électrique en vibration sonore (émetteur : buzzer d'une alarme de machine) ou, à l'inverse, une vibration en signal électrique (capteur : microphone de contact). Il permet de mettre en œuvre une chaîne complète de transmission d'informations par canal sonore.
Un composant piézoélectrique convertit un signal électrique en vibration sonore (émetteur : buzzer d'une alarme de machine) ou, à l'inverse, une vibration en signal électrique (capteur : microphone de contact). Il permet de mettre en œuvre une chaîne complète de transmission d'informations par canal sonore.
2. La fréquence : grave ou aigu
Définitions.
Un son pur (ex. : son d'un diapason) est associé à un signal périodique.
• La période T (en s) est la durée d'un motif du signal.
• La fréquence f (en hertz, Hz) est le nombre de motifs par seconde : f = 1 ÷ T.
Un son pur (ex. : son d'un diapason) est associé à un signal périodique.
• La période T (en s) est la durée d'un motif du signal.
• La fréquence f (en hertz, Hz) est le nombre de motifs par seconde : f = 1 ÷ T.
Fréquence et hauteur du son.
• Plus la fréquence est faible, plus le son est grave.
• Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu.
L'oreille humaine perçoit environ de 20 Hz à 20 000 Hz (20 kHz). En dessous : infrasons ; au-dessus : ultrasons (inaudibles).
• Plus la fréquence est faible, plus le son est grave.
• Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu.
L'oreille humaine perçoit environ de 20 Hz à 20 000 Hz (20 kHz). En dessous : infrasons ; au-dessus : ultrasons (inaudibles).
Exemple. Le ronronnement d'un moteur de découpeuse vers 100 Hz est un son grave ; le sifflement d'une alarme à 3 000 Hz est un son aigu. Pour un son pur de période T = 0,005 s : f = 1 ÷ 0,005 = 200 Hz, un son plutôt grave.
3. Le niveau d'intensité acoustique
Définition. Le niveau d'intensité acoustique, noté L, exprime la « force » d'un son. Il se mesure en décibels (dB) avec un sonomètre. Attention : l'échelle n'est pas proportionnelle — quand le niveau augmente de 10 dB, la sensation sonore double environ.
| Situation | Niveau approximatif |
|---|---|
| Silence, chambre calme | 30 dB |
| Conversation normale | 60 dB |
| Centre commercial animé | 75 dB |
| Seuil de dangerosité (risque en cas d'exposition prolongée) | 85 dB |
| Machine d'atelier, tondeuse, perceuse | 90 à 100 dB |
| Concert, discothèque | 100 à 110 dB |
| Seuil de douleur | 120 dB |
Danger et protection.
• Au-delà de 85 dB (seuil de dangerosité), une exposition prolongée abîme l'audition de façon irréversible.
• À 120 dB (seuil de douleur), le danger est immédiat.
Protections : bouchons d'oreilles, casque antibruit (ils atténuent typiquement de 20 à 35 dB), éloignement de la source, limitation du temps d'exposition. En milieu professionnel, le port des protections est obligatoire dès que le niveau le impose.
• Au-delà de 85 dB (seuil de dangerosité), une exposition prolongée abîme l'audition de façon irréversible.
• À 120 dB (seuil de douleur), le danger est immédiat.
Protections : bouchons d'oreilles, casque antibruit (ils atténuent typiquement de 20 à 35 dB), éloignement de la source, limitation du temps d'exposition. En milieu professionnel, le port des protections est obligatoire dès que le niveau le impose.
Exemple. Au fablab, une découpeuse émet 95 dB au poste de travail : au-dessus du seuil de dangerosité. Avec un casque atténuant 25 dB, l'opérateur n'est plus exposé qu'à 95 − 25 = 70 dB, niveau acceptable.
4. Atténuer le son : les isolants phoniques
Principe.
Les isolants phoniques sont des matériaux qui absorbent une grande partie de l'énergie véhiculée par les signaux sonores : mousses alvéolées, laines minérales, panneaux textiles épais, double cloison. Ils réduisent le niveau sonore transmis d'un local à l'autre.
Les isolants phoniques sont des matériaux qui absorbent une grande partie de l'énergie véhiculée par les signaux sonores : mousses alvéolées, laines minérales, panneaux textiles épais, double cloison. Ils réduisent le niveau sonore transmis d'un local à l'autre.
Exemple. Pour comparer des matériaux, on place un haut-parleur émettant un son constant derrière des plaques de même épaisseur et on mesure le niveau au sonomètre de l'autre côté : 78 dB sans plaque, 60 dB avec de la mousse alvéolée (atténuation 18 dB), 68 dB avec du simple carton (atténuation 10 dB). La mousse est le meilleur isolant des deux. Application : isolation du local machines attenant à la salle de prise de vue.
À retenir.
• Chaîne du son : émetteur → milieu de propagation → récepteur ; pas de son dans le vide.
• f = 1 ÷ T ; fréquence faible = grave, fréquence élevée = aigu ; audible : 20 Hz à 20 kHz.
• Niveau en dB mesuré au sonomètre ; seuil de dangerosité 85 dB, seuil de douleur 120 dB ; protections auditives et isolants phoniques.
• Chaîne du son : émetteur → milieu de propagation → récepteur ; pas de son dans le vide.
• f = 1 ÷ T ; fréquence faible = grave, fréquence élevée = aigu ; audible : 20 Hz à 20 kHz.
• Niveau en dB mesuré au sonomètre ; seuil de dangerosité 85 dB, seuil de douleur 120 dB ; protections auditives et isolants phoniques.