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)

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 :

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