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Acoustique fondamentaleAcoustique fondamentale
INSA STRASBOURGINSA STRASBOURG
20062006
Acoustique fondamentaleAcoustique fondamentale
ThéorieThéorie
Notions de baseNotions de base
Initiation à l’acoustique fondamentale Initiation à l’acoustique fondamentale
Physique du son Physique du son
Unités de mesures et paramètres essentielsUnités de mesures et paramètres essentiels
L’oreille et la Psycho acoustiqueL’oreille et la Psycho acoustique
Acoustique fondamentaleAcoustique fondamentale
ThéorieThéorie
PratiquePratiqueMétrologie Manipulation d’un sonomètre et d’un analyseur de spectre Grandeurs mesurées (émergences, gêne acoustique…)Cadre réglementaire
Formation à Formation à l’acoustiquel’acoustique
ThéorieThéorie
PratiquePratique
Savoir inclure les contraintes acoustiques dès la conception des ouvrages
OBJECTIFS OBJECTIFS
Connaître les solutions techniques qui permettent de répondre aux exigences réglementaires
Assurer le confort des usagers
Acoustique
ThéorieThéorie
= Ce qui sert à la perception des sons
= Partie de la physique (en relation avec la physiologie, la psychologie et la musique) qui traite des sons et des ondes sonores (nature, production, propagation et réception du son)
Son
= Sensation sonore : « sensation engendrée par la stimulation des éléments sensoriels de l’oreille, le plus souvent par des ondes sonores »
= Phénomène physique qui consiste en une perturbation dans la pression, la contrainte, le déplacement ou la vitesse des particules qui se propagent ensemble ou isolément dans un milieu matériel élastique
Définition (« Petit Robert »)
Aspects objectifs
ThéorieThéorie
Création d’un son
RéceptionAspects subjectifs
Dépendent de l’individu
De son état
Propagation
De ses acquis
Source
Naturelle
Ou Artificielle
Canal de Transmission
Eau
Air…
Réception
Oreille = Subjectif
Appareillage scientifique = Objectif
Notions de Base
ThéorieThéorie
Principe d’une onde acoustique
Notions de Base ThéorieThéorie
Onde acoustique transversale Onde acoustique longitudinale
Notions de Base ThéorieThéorie
Front d’onde centré sur la source
Oscillateur amorti
F0 (Hz) = 1/2∏ √(k/m)
Notions de Base
ThéorieThéorie
Son pur – Fréquence F (Hz) = 1/T (sec)
Célérité c (Hz) = 340 m.s-1
Longueur d’onde λ (m) = c (m.s-1) /F (Hz)
Niveaux sonores
Pression
Pression atmosphérique : env. 105 Pa
Pression de référence, seuil d’audibilité : 2 x 10-5 Pa
Seuil de douleur : 100 Pa
Loi de Weber Fechner / Échelle logarithmique
Intensité I (watts/m²) = p² (Pa) / φ0c
φ0 = 1,2 kg.m-3 (air)
φ0c = 400 = Impédance de l’air à 22° et 105 Pa
Notions de Base
ThéorieThéorie
Niveau d’intensité LI (dB) = 10 Log I/I0
référence : I0 = 10-12 Wm-1
Niveau de pression Lp (dB) = 20 Log p/p0
référence : p0 = 2 x 10-5 Pa
Niveau de puissance Lp (dB) = 10 Log ω/ω0
référence : ω0 = 10-12 w
Comparaison de niveaux sonores
Ordres de grandeurs
ThéorieThéorie
Notions de Base
ThéorieThéorie
D’un son pur vers un son complexe
Analyse et transformée de Fourier
Les filtres
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
L’oreille externe L’oreille moyenne L’oreille interne
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
La perception de la hauteur
« Bande passante » de l’oreille : 20 Hz à 20 000 Hz
Infra sons Ultra sonsGraves Médiums Aigus
20 Hz 200 Hz 2000 Hz 20 000 Hz
Pouvoir séparateur de l’oreille :
Hauteur perçue ≠ fonction linéaire de la fréquence – l’oreille est sensible à la variation de fréquence :
L’oreille comprime l’échelle des fréquences (l’octave de 1 000 HZ est en réalité 2 100 Hz)
Influence du niveau :
Si l’intensité d’un son pur croît, la sensation de hauteur varie : elle croît pour les fréquences élevées et décroît pour les fréquences basses
Influence de la durée :
Si la durée d’un son est inférieure à 1 seconde, la sensation de hauteur est inférieure à la réalité.
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
Le système auditif humain
ThéorieThéorie
Notions de Base
ThéorieThéorie
Niveau sonore en fonction de la distance
LP (dB) = LW + 10 Log ((Q/4∏r²)
