Les notions d'acoustique abordées dans cette partie portent sur les modes de propagation des ondes sonores, les critères caractérisant un son, les descripteurs uniques mais aussi sur la physiologie de l’oreille et la sensibilité auditive.
Les bases de l’acoustique
Qu’est-ce qui différencie un son d’un bruit ? Nos oreilles entendent des sons, une sensation auditive qui a pour origine un mouvement : le vent dans les arbres, une voix qui chante. Nous entendons des variations de la pression de l’air qui se répètent de manière régulière. Quand les sons non désirés provoquent une sensation désagréable, on parle alors de bruit : une porte qui claque, un objet qui tombe. La variation n’est plus régulière dans le temps. La distinction entre son et bruit est néanmoins purement subjective.
Comment se propage le son ?
Les sons et les bruits se propagent dans les gaz : l’air, les liquides, l’eau ou les solides, un objet. Quand un objet vibre, ce mouvement se transmet aux particules d’air environnantes. La vibration crée une onde sonore (des compressions et des décompressions de l’air) qui se propage de proche en proche dans toutes les directions, à l’image d’une onde se propageant à la surface de l’eau. En vibrant, les particules se rapprochent et créent une augmentation de pression. Quand elles s’éloignent, celle-ci diminue. Cette transmission de proche en proche constitue une onde de pression acoustique, tels des petits ressorts, qui lient les particules entre elles.
Rayonnement acoustique
Un son peut provenir de la vibration d’un solide qui communique son énergie aux particules d’air environnantes, à l’image d’un haut-parleur, qui est constitué d’une membrane qui vibre et rayonne du son.
Bruit d’impact (propagation solidienne)
Un son peut être causé par un choc, comme par exemple un coup de marteau, une chute d’objet, un raclement de chaise.
Bruit aérien (propagation aérienne)
Un son diffusé par l’air provient de l’extérieur (la circulation, les travaux…) ou de l’intérieur d’un bâtiment (une voix, une chanson entendue à la radio…).
Le fonctionnement de l’oreille
L’oreille comprend trois parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne. Un solide peut être mis en vibration sous l’effet d’une onde acoustique, c’est le cas de notre oreille où l’air met en vibration notre tympan. L’oreille externe, constituée du pavillon et du conduit auditif, guide les sons jusqu’au tympan mis en vibration. Les oscillations du tympan sont transmises à l’oreille moyenne par trois osselets (marteau, enclume, étrier). Située au cœur du système auditif, l’oreille interne est un tube enroulé comme la coquille d’un escargot et contenant un liquide, on l’appelle la cochlée. Ce liquide mis en vibration par l’étrier fait bouger des petits cils (cellules ciliées) répartis dans la cochlée et reliés à des connexions nerveuses qui transmettent l’information au cerveau.
Niveau, fréquence/hauteur, durée
Même pour une oreille avertie, il est difficile d’évaluer le niveau sonore des bruits qui composent notre environnement. Pour caractériser le bruit et mesurer son intensité, on considère plusieurs critères :
- Le niveau (ou intensité), fort ou faible. Le niveau se mesure ou se calcule en décibel (dB).
- La fréquence, correspond au nombre de vibrations de l’air par seconde. Une faible fréquence donne un son grave, des fréquences hautes donnent un son aigu. Une oreille jeune et en parfaite santé perçoit les sons à partir de 20 Hz jusqu’à 20 000 Hz, une oreille adulte entend jusqu’à 15 000 Hz environ. À chaque fois que la fréquence d’un son pur est multipliée par deux, le même écart de hauteur est ressenti. En musique, comme en acoustique, on appelle cet écart une octave.La fréquence se mesure en hertz (Hz).
- La durée, plus ou moins longue ou très courte, on parle alors de sons impulsifs (choc, explosion, etc.). La durée se mesure en seconde (s).