NOTION D'ACOUSTIQUE
q Définition de l’acoustique :
n L’acoustique est la partie de la physique qui étudie les sons.
n Il est fondamental de se souvenir que le son est défini relativement à la perception de l’oreille humaine.
n La pression acoustique décrit l’amplitude du son perçu. Elle est mesurée en Pascal (N/m²).
q Les unités physiologique :
n Le son le plus faible qu’une oreille humaine puisse percevoir a une pression de 20m Pa. L’oreille peut supporter des pressions plus d’un million de fois supérieures. C’est pourquoi une utilise le décibel linéaire dont l’échelle est logarithmique (rappel : lorsque la pression est multipliée par 10, 20 décibels sont gagnés).
ü Niveau de pression acoustique :
avec p0 = 20m Pa
n Cependant, il apparaît qu’un son à une fréquence donnée ne procure pas la même gêne qu’un autre son à une fréquence différente. On dit alors que le nombre de phones pour ces deux sons sont différents (cf. fig. 1).
Ainsi, un son à 100 Hz, de même niveau qu’un son à 1kHz correspond à un nombre de phones, et donc à une gêne, plus faible. Il convient donc de pondérer les dB linéaires en fonction des fréquences afin de traduire l’effet physiologique. Trois pondérations sont normalisées : A,B et C. On utilise le plus couramment la pondération A (échelle en dBA. cf. fig. 2).
Figure 1 : Lignes isosoniques normales pour une écoute binauculaire de sons purs en champ libre (S = seuil de l’audition) |
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Figure 2 : Courbes de pondération A, B, C, D, E et N. (conformes à la recommandation ISO R 1761) |
q Différences entre pression acoustique et puissance acoustique :
n Une source sonore émet une puissance acoustique. Le résultat est la pression sonore.
n La pression acoustique que nous entendons ou mesurons dépend de la distance de la source et de l’environnement.
n A cause des variations de l’environnement acoustique, la puissance acoustique offre une meilleure description des bruits générés par une source sonore.
ü Niveau de puissance acoustique :
avec W0 = 1pW
q Notion d’acoustique des salles
Le champ de pression qui s’établit dans une salle à base rectangulaire à parois rigides est données par l’expression suivante :
A : la largueur
B : la longueur
C : la hauteur
Conditions aux limites : sur les parois
Les fréquences propres sont données par :
On définit trois types de modes :
Modes axiaux :
Modes tangentiaux :
Modes obliques :
q Temps de réverbération , formule de Sabine
est la durée au bout de laquelle le niveau sonore L diminue de 60 dB après arrêt de la source.
L(T)=L(0)-60dB
On définit le temps de réverbération par la relation suivante :
=
V volume de la salle
S surface de la pièce
coefficient d’absorption
La formule est valable en champ diffus homogène.
q Isolement acoustique entre deux locaux
Indice d’affaiblissement acoustique R
Soient deux salle séparées par une paroi, on définit l’indice d’affaiblissement R :
où facteur de transmission
est la puissance acoustique incidente sur la paroi
est la puissance acoustique transmise dans le local de réception.
R est souvent définie par la relation équivalente suivante :
q Densité d’énergie et intensité en champ direct et en champ diffus
densité d’énergie