LE SON – LE BRUIT

Le son est une sensation auditive produite par une variation rapide de la pression de l’air. L’origine de cette variation est engendrée par la vibration d’un corps qui met en vibration l’air environnant. Ainsi est créée une succession de zone de pression et de dépression qui constitue l’onde acoustique. Quand cette onde arrive à l’oreille, elle fait vibrer le tympan : le son est alors perçu. – Physiquement le bruit est un mélange de sons – Physiologiquement on attribue au mot  » BRUIT  » un caractère gênant ( expérience diapason dans l’eau d’un cristallisoir sur un rétroprojecteur ) 1.2 Les trois phases du bruit Tout phénomène sonore existe à travers ces trois phases : 1.2.1 EMISSION Une source émet le bruit ( vibration ) 1.2.2 PROPAGATION Un milieu propage le bruit ( air, eau, métal, béton, … ) Les sons ne se propagent pas dans le vide L’onde sonore se propage dans tout milieu possédant : – une MASSE – une ELASTICITE La propagation se fait dans toutes les directions à partir de la source Célérité ou vitesse de propagation du son La vitesse de propagation du son ( célérité ) varie suivant l’homogénéité et l’élasticité du corps qui propage le son. MATERIAUX CELERITE EN M / S Air ( 20°C ) 340 Eau 1460 Bois 1000 à 2000 Béton 3500 Brique 2500 Acier 5000 à 6000 Verre 5000 à 6000 Plomb 1320 Liège 450 à 500 Caoutchouc 40 à 150 1.2.3 RECEPTION Un récepteur reçoit le bruit ( oreille, sonomètre ) l’oreille est le seul des 5 sens qui reste en éveil 24h / 24 Perception des sons : le mouvement vibratoire animant la chaîne des osselets excite les cellules de la cochlée qui est l’organe même de la perception. Les influx électriques sont transmis aux centres nerveux par le nerf auditif. 1.3 CARACTERISTIQUES D’UN SON Le son se caractérise par sa fréquence sa longueur d’onde et son intensité 1.3.1 LA FREQUENCE Unité : le Hertz ( Hz ) En un point donné la pression fluctue un certain nombre de fois par seconde autour de la pression atmosphérique. Le nombre de fluctuation par seconde définit la FREQUENCE du son. Si la période est longue, la fréquence est basse, le son est grave Si la période est courte, la fréquence est élevée, le son est aigu Si la période est moyenne , la fréquence est moyenne, le son est médium GRAVE AIGU L’oreille humaine perçoit les sons dont les fréquences sont situées entre 20 et 16000 Hz le chien perçoit les sons jusqu’à 40 000 Hz, la chauve-souris et le dauphin jusqu’à 150 000 Hz 16000 Hz ULTRA-SONS Sons non audibles 1600 Hz SONS AIGUS SONS AUDIBLES 5000 Hz 400 Hz SONS MEDIUMS Spectre Normalisé 20 Hz SONS GRAVES 100 Hz INFRA-SONS Sons non audibles La réglementation ne prend en compte que les fréquences de 100 à 5000 Hz regroupées en six bandes d’octave centrées sur 125, 250, 500, 1000, et 4000 Hz. 1.3.2 LA LONGUEUR D’ONDE On appelle longueur d’onde  la distance parcourue par une onde sonore pendant la durée d’une période. C en m/s et f en Hz  est exprimé en m Exercices Calculer la longueur d’onde d’une onde acoustique à 1000 Hz ( célérité moyenne )  air = 0.34 m  béton = 3.5 m  acier = 5.5 m  verre = 5.5 m  caoutchouc = 0.095 m  eau = 1.46 m 1.4 LE NIVEAU SONORE ( unité physique : le dB ) La pression acoustique d’un bruit est mesurée en PASCAL ( Pa ).

L’oreille est sensible à des pressions allant de 0.00002 Pa à 20 Pa, soit un rapport de 1 à 1 000 000. Pour ramener cette large échelle de pression, exprimée en Pascal, à une échelle plus réduite et donc plus pratique d’utilisation, on a adopté la notation logarithmique et créé le décibel ( dB ). LOI DE WEBER – FECHNER Lp est exprimé en dB P est exprimé en Pa P0 est la pression de référence = 2 . 10-5 Calculer les niveaux sonores en dB des pressions acoustiques en Pa suivantes : Pressions en Pa Niveaux sonores en dB 20 120 2 100 0.2 80 0.02 60 0.002 40 0.0002 20 0.00002 0 1.5 ADDITION DES dB Du fait de l’échelle LOGARITHMIQUE, on ne peut pas ajouter ARITHMETIQUEMENT les décibels de deux bruits pour arriver au niveau sonore global Il faut utiliser deux règles simples 1- Bruits de niveaux très différents Quand l’écart entre les deux bruits est supérieur à 10dB, le plus fort couvre complètement le plus faible Exemple :100 dB + 70 dB = 100 dB 2- Bruits de niveaux voisins Quand l’écart entre les deux bruits est inférieur ou égal à 10 dB, il faut calculer la différence en dB et ajouter au niveau le plus élevé la valeur correspondante (en dB) selon le tableau suivant : Différence entre les deux niveaux sonores 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Valeur en dB à ajouter au niveau le plus fort 3 ,26 2,1 1,8 1,5 1,2 1 0,8 0,6 0,5 0,4 Exemple : 70dB + 71 dB = 72.6dB 3- Bruits de niveaux identiques Ajouter au niveau de bruit de base le résultat de l’opération suivante : 10 Log n n étant le nombre de bruit identiqueLe dB(A) est utilisé pour caractériser les niveaux de bruit dans les bâtiments. Pour traduire les unités physiques dB en unités physiologiques dB(A), il est convenu de pondérer les niveaux sonores pour chaque bande d’octave 2 – Tableau des pondérations Fréquence médiane( Hz ) 125 250 500 1000 2000 4000 ( dB ) – 16 – 8 – 3 0 + 1 + 1 3 – Exemple- Sur une feuille de papier millimétré, tracer les spectres dB et dB(A Fréquence médiane ( Hz ) 125 250 500 1000 2000 4000 Niveau sonore ( dB ) 60 66 78 75 72 70 Pondération ( dB ) 16 – 8 – 3 0 + 1 + 1 Niveau sonore dB(A) 44 58 75 75 73 71 Niveau global dB(A) 80 4 – Exercice – Calculer les niveaux sonores en dB(A), le niveau global et sur une feuille de papier millimétré, tracer les spectres dB et dB(A) Fréquence médiane ( Hz ) 125 250 500 1000 2000 4000 Niveau sonore ( dB ) 66 72 73 68 56 51 Pondération ( dB ) -16 -8 -3 0 +1 +1 Niveau sonore dB(A) 50 64 70 68 57 52 64 71 72.8 72.8 72.8 Niveau global dB(A) 73 dB Les dB(A), comme les dB, suivent une échelle logarithmique et sont additionnés de la même façon. Le dB(A) doit être utilisé avec prudence : en effet deux sons peuvent avoir le même niveau sonore en dB(A) tout en ayant des spectres très différents et l’un pourra être plus gênant que l’autre. Le dB(A) est utilisé dans le domaine de l’acoustique des bâtiments : – performance à atteindre – mesure de contrôle – caractéristique acoustique d’un produit – caractéristique acoustique d’un système 1.6 TRANSMISSION DES BRUITS Les vibrations sonores se propagent par transfert d’énergie de particules à particules adjacentes 1.6.1 Modes de transmission A – Transmission aérienne (transmission directe ) BRUITS AERIENS B – Transmission solidienne BRUITS D’IMPACT C – Transmission aérienne et solidienne.

BRUITS AERIENS D – Réverbération des sons BRUITS AERIENS REVERBERES 1.6.2 Transmission des bruits en champ libre A partir de 1 m, le bruit perçu décroît de 6 dB chaque fois que l’on double la distance entre la source sonore et le récepteur 2 LE BRUIT ET LES PAROIS 2.1 ISOLATION ACOUSTIQUE ET CORRECTION ACOUSTIQUE 1 – onde incidente 2 – onde réfléchie ou réverbérée 3 – onde transmise 4 – onde absorbée L’isolation acoustique traite de l’énergie transmise par la paroi Cette énergie est pratiquement indépendante du caractère plus ou moins absorbant des parements La correction acoustique traite de l’énergie absorbée et réfléchie par la paroi de manière à diminuer le niveau sonore et améliorer les qualités d’écoute 2.2 Transmission entre locaux A – source de bruit aérien B – source de bruit solidien ou d’impact 1 – transmission aérienne 2 – réverbération 3 – transmission aérienne directe 4 – transmission latérale d’un bruit aérien 5 – réémission d’un bruit d’impact 6 – transmission d’un bruit d’impact 7 – transmission aérienne directe 3 LES BRUITS DANS LES BATIMENTS On distingue 4 types de bruits : 3.1 les bruits aeriens interieurs Ils sont émis dans un local et se propagent dans l’air ( chaînes hi-fi, télévision, conversation, etc.) 3.2 LES BRUITS AERIENS EXTERIEURS Ils sont émis à l’extérieur de l’immeuble et se propagent dans l’air ( circulation automobile, trains, avions ) 3.3 LES BRUITS D’IMPACT Ils sont émis par une paroi mise en vibration ( pas, chute d’objet, déplacement d’objets ) 3.4 Les bruits d’EQUIPEMENTS Ils sont émis par les appareils et installations situés soit dans le logement récepteur ( machine à laver, chauffe-eau,… ) soit hors du logement récepteur ( ascenseurs, tuyauteries, ventilation…) LES BRUITS NORMALISES Pour permettre une comparaison directe entre toute les mesures les pouvoirs publics ont défini des spectre de bruit d’émission standard 3.5 LE BRUIT ROSE ET BRUIT ROUTE Le bruit rose sert de bruit d’émission de référence pour le bruit émis à l’intérieur des bâtiments ( trafic aérien également ), son niveau sonore est le même pour chaque bande d’octave (son spectre est une droite horizontale) Le bruit route sert de bruit d’émission de référence pour le bruit émis par le trafic routier. Ce bruit est plus riche en sons graves que le bruit rose ( bruit de roulement sur la chaussée ).