Acoustique et aéraulique

1) Le son

Un son est une variation de pression de l’air provoquée par une source sonore. Cette variation de pression, ou onde sonore, est similaire à la propagation d’une onde à la surface de l’eau, elle s’exprime en Pascal (Pa).
La pression la plus faible perçue par l’oreille humaine est de 2.10-5 Pa et la plus forte (et supportable) est de 200 Pa. Soit un ratio entre les extrêmes de 10 000 000 !

Afin de faciliter les calculs et la compréhension, une échelle logarithmique est utilisée : le décibel. Ainsi le niveau de pression acoustique Lp d’un son est défini par :

Lp =10 Log (p²/p₀²)

P : pression sonore en Pa
P0 = 2.10-5 Pa (pression acoustique de référence dans l’air)
Lp : niveau de pression acoustique en dB

Un son pur (ou simple) correspond à une onde sinusoïdale dont la fréquence et l’amplitude maximales sont constantes au cours du temps. La plupart des sons que nous percevons dans notre environnement ne sont pas des sons purs mais des sons complexes. Ils sont composés de plusieurs sons purs de fréquences et d’amplitudes différentes.

Notre oreille est sensible aux vibrations entre 20 et 20 000 Hz.

2) Échelle logarithmique du bruit
Le schéma ci-dessous présente les correspondances entre les décibels et les niveaux de pénibilité afférents.

L’échelle logarithmique a un effet sur les additions de bruit. Nous retiendrons 3 règles :

1. Doubler un son équivaut à +3dB sur le niveau de pression acoustique.

2. Si écart entre plusieurs sources >10dB, le niveau global = le niveau de la source la plus élevée. Il s’agit de l’effet de masque.

3. Pour N sources identiques, le niveau global = Niveau d’une source + 10 log (N).

Des additions plus fines peuvent être faites, en se basant sur le spectre de fréquences.