Courbes isosoniques et décibels acoustiques dB(A)
Thème :
Observer - Ondes et matière – Ondes et particules
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Type de ressources :
Documentaire
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Notions et contenus :
Niveau d’intensité sonore.
Détecteur d'onde sonore (sonomètre et oreille humaine)
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Compétence travaillée ou évaluée :
Extraire et exploiter des informations sur les manifestations des ondes sonores.
Extraire et exploiter des informations sur un dispositif de détection.
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Nature de l’activité :
Analyse et exploitation de documents.
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Résumé :
Cette activité est proposée à titre de complément sur le niveau d'intensité sonore et la relation avec l'oreille humaine et la perception des sons.
Toute référence sonore dans la vie courante est basée sur des dB(A) et pas sur des dB. L'intérêt de cette activité est de pointer du doigt cette différence et de faire réfléchir l'élève sur la provenance de cette référence : l'oreille humaine n'est pas linéaire dans sa perception (en fréquence).
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Mots clefs :
Son, sonomètre, niveau d’intensité sonore, atténuation, courbe isosonique
| Académie où a été produite la ressource : TOULOUSE
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Courbes isosoniques et décibels acoustiques dB(A)
Document 1 : Courbes isosoniques
Selon la fréquence, l'oreille humaine ne perçoit pas les sons avec une égale intensité. On se base sur la fréquence 1kHz pour construire des courbes dites isosoniques. Chaque courbe isosonique représente un ressenti d'égale intensité. On constate que le niveau sonore physique en dB n'est pas le même que le niveau sonore ressenti par l'oreille humaine.
Document 2 : sensibilité de l'oreille
Le décibel est une mesure du niveau de pression sonore. Pour une pression donnée, la fréquence n’a pas d’influence sur la mesure en décibels, par exemple avec un sonomètre. On parle alors de décibels linéaires ou dB lin. Par exemple, deux sons purs de même niveau de pression, mais de fréquences différentes, ont le même niveau en dB lin.
Il en va tout autrement pour l’oreille humaine. Deux sons de même niveau de pression, mais de fréquences différentes ne sont pas perçus de la même façon par l’homme. À niveau de pression égale, l’oreille humaine entend mieux les sons de fréquences moyennes et aiguës que les sons graves ou très aigus. Par exemple, un son de 1000 Hz de 40 dB est entendu aussi fort qu’un son de 60 dB à 60 Hz : voir les courbes du document 1, ces 2 sons sont sur la même courbe isosonique. Cela ne devrait pas nous surprendre. Les fréquences conversationnelles chez l’homme se situent à des fréquences moyennes. De même, si nous possédons un seuil d’audibilité abaissé de - 4 dB dans les fréquences 2000 Hz – 4000 Hz, c’est probablement que nous devons avoir des fréquences d’alertes dans cette zone (alarmes, cris des bébés, etc.).
Document 3 : Notion de décibel pondéré et sonomètre
Si l’on veut mesurer, non pas le niveau de pression sonore (en dB), mais la sensation perçue par l’oreille, on devra équiper les sonomètres de filtres ou autres dispositifs qui atténueront les basses et les hautes fréquences de la même façon que le fait l’oreille humaine. Lorsque les sonomètres sont pourvus de ces filtres atténuateurs, ils peuvent nous délivrer des niveaux pondérés comparables à ce que notre oreille serait sensible. Il existe trois types de filtres pondérateurs, le filtre A pour les sons d’intensité faible, le filtre B pour les sons d’intensité moyenne et le filtre C pour les sons d’intensité forte. Le filtre A est le plus utilisé, on notera les décibels dB(A) aussi appelé décibels acoustiques.
Pistes d'utilisation
Discuter des fréquences les mieux perçues par l'oreille humaine et les moins bien perçues.
Expliquer pourquoi il est nécessaire de créer une échelle basée sur la perception humaine : dB(A)
Expliquer l'utilité des dB(A) au lieu des dB dans la vie courante.
Expliquer la forme de la courbe de pondération (atténuation en dB), choisie pour les filtres, par rapport à la forme des courbes isosoniques.
Expliquer l'intérêt et la nécessité d'un filtre électronique (dit A) sur un sonomètre.
Rechercher le niveau d'intensité sonore marqué sur un appareil électroménager : quelle est l'échelle utilisée?
source : "Éléments d’acoustique et nuisances sonores" Pierre Davoust maître de conférences IUT Hygiène Sécurité Environnement de Lorient
E xemple d'étiquette d'un lave-vaisselle
B RUIT en dB(A)
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