Acoustique et aéraulique

1) Spectre par fréquence
Un son est caractérisé par un niveau sonore pour chaque fréquence. Pour étudier un bruit, il est nécessaire d’analyser l’ensemble du spectre (20Hz à 20 000Hz pour l’oreille humaine).

Exemple de spectre d’un ventilateur par fréquence (extrait jusqu’à 4664Hz)

2) Spectre par bande d’octave
L’analyse spectrale par fréquence est trop fine et ne permet pas une lecture efficace. Afin de simplifier l’analyse, le spectre est découpé en bandes de fréquences appelées des octaves. Le principe étant d’obtenir des bandes de largeur relative constante 𝚫f/f correspondant au processus de l’audition humaine. Une octave correspond au doublement de la fréquence.

Exemple de spectre d’un ventilateur par bande d’octaves

3) Spectre par tiers d’octaves
La tendance forte de notre métier est l’analyse par tiers d’octave qui permet une analyse plus précise du bruit que par bandes d’octaves. A noter que la règlementation demande d’effectuer les tests acoustiques en tiers d’octaves.

Exemple de spectre d’un ventilateur par tiers d’octaves

Incertitude de mesures pour les basses fréquences :
La longueur d’une onde sonore à 63Hz est de 5,4m, la caractérisation efficace des niveaux sonores en basses fréquences nécessite donc des salles d’essai de très grandes dimensions.

F2A a collaboré avec le laboratoire acoustique CTTM afin de déterminer une méthodologie fiable pour mesurer les ondes sonores dans les basses fréquences (63Hz – 125Hz).

Consulter l’article « La mesure des silencieux dans les basses fréquences » paru dans le magazine Acoustique & Techniques n°79.

4) Calcul d’un niveau global
A partir de ce découpage en bande de fréquences par octave (ou tiers d’octave), le niveau global peut être calculé en appliquant la formule suivante :

LW global : niveau global d’une puissance acoustique LW63 : puissance acoustique à 63Hz

Deux équipements peuvent avoir des spectres acoustiques différents mais un niveau global identiques.

Exemple de deux centrales de traitement d’air

Nota : il est d’usage de présenter la puissance acoustique d’un équipement par bande d’octave en dB et le niveau global en dB(A).

ATTENTION : pour déterminer le traitement acoustique optimal, il est indispensable d’avoir le spectre acoustique de l’équipement en bande d’octaves (ou tiers d’octaves).

5) Pondération A
A la différence d’un sonomètre, l’oreille humaine n’a pas la même sensibilité pour toutes les fréquences. Afin d’obtenir un niveau sonore proche de celui perçu par l’oreille humaine, une pondération « physiologique » a été introduite en se basant sur les courbes isophonique (courbe d’égale sensibilité), il s’agit de la pondération A.

Un niveau sonore pondéré est exprimé en dB(A).

Sur les bandes d’octaves, la pondération A introduit les corrections suivantes :

6) Courbes de référence Noise Rating (NR)
Les courbes de niveaux sonores Noise Rating (NR) sont des courbes normalisées par l’Organisation Mondiale de Normalisation (ISO).

Ces courbes correspondent à un degré de confort acoustique standard pour chaque bande d’octaves.

Pour que le projet respecte une courbe NR, il faudra alors que pour chaque fréquence le niveau de bruit mesuré se situe en dessous de la courbe de référence.

Par exemple, la courbe NR 40 donne pour chaque fréquence les niveaux maximaux de pression acoustique à respecter en dB :

A quoi correspond le nombre de la courbe NR 40 ?
Le nombre indique la valeur en dB à respecter à 1 000 Hz, soit 40dB à 1 000 Hz pour la courbe NR40.

Sources : engineeringtoolbox.com

Nos recommandations des niveaux NR à respecter selon l’application :

Note : l’utilisation des courbes NR est très répandue en Europe. Aux Etats-Unis, les courbes de références utilisées sont les courbes Noise Criterion (NC).