Fiche de révision

L'intensité acoustique I et le niveau sonore L

Contenu

A La relation entre les deux grandeurs

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Sonomètre

L'intensité acoustique I est mesurée en watt par mètre carré (W.m–2) : c'est une puissance par unité de surface. L'intensité de référence, par rapport à laquelle sont mesurés les sons, est fixée à I0 = 1,0 × 10–12 W.m–2.

Les intensités sonores s'ajoutent. Ainsi, en un point, deux sons d'intensités sonores I1 = 7,0 × 10–4 W.m–2 et I2 = 4,0 × 10–4 W.m–2 donnent une intensité I = I1 + I2 = 1,1 × 10–3 W.m–2.

Le niveau sonore L (level en anglais) s'exprime en décibel (dB). C'est une échelle subjective, car elle ne prend pas en compte la sensibilité de l'oreille, qui dépend de la fréquence. Le niveau sonore est lié à l'intensité acoustique par la formule L = 10 log II0. Il est mesuré avec un sonomètre. Les niveaux sonores ne s'ajoutent pas !

Exemple

Un instrument de musique produit un son dont l'intensité acoustique vaut I = 5,0 × 10–4 W.m–2.

Pour calculer le niveau sonore correspondant, on utilise la formule L = 10 log II0 = 10 log 5,0×1041,0×1012 = 87 dB.

Lorsque l'intensité acoustique est multipliée par 10, alors le niveau sonore augmente de 10 dB. Lorsque l'on passe d'un niveau sonore de 50 dB à 70 dB, cela veut donc dire que l'intensité sonore a été multipliée par 100.

Pour déterminer l'intensité acoustique à partir du niveau sonore, il faut transformer la formule pour obtenir I = I0 10L/10.

Exemple

Un klaxon émet un bruit dont le niveau sonore vaut L = 75 dB à 20 m.

L'intensité acoustique est calculée avec la formule I = I0 10L/10 = 1,0 × 10–12 × 1075/10 = 3,2 × 10–5 W.m–2.

B L'oreille humaine

aLes seuils de perception

La valeur 0 dB correspond au seuil d'audibilité, c'est-à-dire la valeur la plus faible pouvant être perçue par une oreille humaine. Cette valeur a été définie en réalisant des expériences avec un son de fréquence 1 000 Hz. L'intensité sonore correspondante vaut 10–12 W.m–2 (c'est l'intensité de référence).

Le seuil de douleur est de 130 dB. Cependant, l'oreille peut subir des traumatismes à partir de 80 dB. La législation sur le bruit au travail impose l'utilisation de protections auditives ou limite l'exposition à des niveaux sonores pendant des durées déterminées.

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Échelle des niveaux sonores

La perception de l'oreille humaine augmente avec la fréquence pour être maximale vers 3 à 4 kHz ; elle diminue ensuite rapidement.

bLe contrôle de l'audition

Avec l'âge, les sons ayant une fréquence supérieure à 12 kHz sont moins bien perçus et deviennent parfois inaudibles. On peut faire un bilan d'audition et obtenir un audiogramme, qui permet de mesurer la capacité auditive d'une personne. Il est basé sur des sons purs à fréquences choisies, pour lesquelles on mesure le seuil de l'audition. À l'aide d'un casque, on adresse à une oreille les différentes fréquences en augmentant le niveau sonore : lorsque le patient entend un son, il prévient le médecin.

Les différents résultats sont placés sur un graphe et comparés au seuil normal d'audition pour les mêmes fréquences afin de déterminer le déficit auditif du patient. La courbe rouge correspond à l'oreille gauche et la courbe bleue à l'oreille droite. L'audiogramme de gauche correspond à une personne entendant normalement alors que celui de droite est celui d'une personne présentant une déficience auditive.

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Personne entendante

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Personne avec une déficience auditive

Tableau de 6 lignes, 3 colonnes ;Corps du tableau de 6 lignes ;Ligne 1 : Audition; Perte moyenne; Incidence; Ligne 2 : Normale; < 20 dB; Aucune; Ligne 3 : Surdité légère; de 21 à 40 dB; Voix normale perçue; Ligne 4 : Surdité moyenne; de 41 à 70 dB; Voix criée perçue; Ligne 5 : Surdité sévère; de 71 à 90 dB; Voix criée proche de l'oreille perçue; Ligne 6 : Surdité profonde; > 90 dB; Rien n'est perçu;

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