La perception sensorielle

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Fiches
Classe(s) : 1re STI2D - 1re STL | Thème(s) : Les ondes sonores

A La pression acoustique

Le son correspond à une succession de compression et de dépression de l’air depuis l’émetteur jusqu’au récepteur.

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La pression acoustique, exprimée en pascal (Pa), est la variation de pression moyenne par rapport à la pression à l’équilibre (pression atmosphérique). Elle est mesurée au niveau d’un récepteur lors de l’émission d’un son, par une source dans un milieu conducteur sonore.

La plus petite pression à laquelle l’oreille humaine est sensible est appelée « pression de référence ». Elle vaut : P0 = 2,0 × 10Pa.

Le seuil de douleur est atteint pour une pression de l’ordre de 20 Pa. Ces valeurs dépendent des personnes et de la fréquence du son.

B L’intensité et le niveau sonores

L’intensité sonore est mesurée en watts par mètre carré (W.m–2), l’intensité de référence est I0 = 10–12 W.m–2. C’est une grandeur influençant la perception sensorielle.

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 défini par L = 10 log I0.

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

Le niveau sonore est aussi défini à partir de la pression acoustique : L = 20 logP0.

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.

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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Exemples

Ordres de grandeur

130 dB : avion au décollage

105 dB : concert, discothèques

90 dB : tondeuse à gazon

80 dB : rue à fort trafic

70 dB : salle de classe bruyante

60 dB : conversation normale

50 dB : pluie

40 dB : bureau tranquille

30 dB : conversation à voix basse

10 dB : studio d’enregistrement

0 dB : laboratoire d’acoustique

C Le risque auditif

REMARQUE

Cette partie concerne uniquement la filière STL.

La perception de l’oreille humaine augmente avec la fréquence pour être maximale vers 3 à 4 kHz. Elle diminue ensuite rapidement. 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 et on mesure le seuil de l’audition pour ces différentes fréquences. Le patient dispose d’un casque sur la tête et 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 graphique et comparés au seuil normal d’audition pour les mêmes fréquences afin de déterminer le déficit auditif du patient.

L’audiogramme à gauche correspond à une personne entendant normalement alors que celui de droite est celui d’une personne présentant une déficience auditive. La couleur rouge correspond à l’oreille gauche et la courbe bleue à l’oreille droite.

Une personne s’expose à un risque auditif en écoutant de la musique à un niveau sonore élevé, en étant à côté d’engins bruyants sans protection.

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Personne entendante

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Personne avec une déficience auditive

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