Composition d’un son

En utilisant un microphone comme récepteur, l’onde sonore est transformée en un signal électrique exploitable. L’analyse du bruit est alors possible en étudiant son spectre caractérisé entre autres par sa fréquence et son niveau.



La fréquence

La fréquence d’un son est le nombre de fluctuations de la pression autour de la pression atmosphérique en une seconde. Son unité est le Hertz (Hz) - exemple : 100 Hz correspondent à 100 vibrations par seconde. Plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu. À l’inverse, plus elle est basse, plus le son est grave. Les sons graves correspondent aux fréquences comprises entre 20 et 400 Hz.

Fréquences	Type de sons	Audibilité
Supérieure à 20 000 Hz	Ultrasons	Inaudible
1 600 Hz / 16 000 Hz	Aigus	Audible
400 Hz / 1 600 Hz	Médiums	Audible
20 Hz / 400 Hz	Graves	Audible
Inférieurs à 20 Hz	Infrasons	Inaudible
Tableau n°1 : fréquences et types de sons associés

L’oreille humaine perçoit des sons allant de 20 Hz (grave) à 20 000 Hz (aigu). Cette plage de fréquences perçues varie selon les individus. Certains textes réglementaires ne prennent en compte qu’une plage réduite aux fréquences de 100 à 5 000 Hz car cela correspond à la gamme de sensibilité maximum de l’oreille humaine. La plage des fréquences est décomposée en six bandes d’octave centrées sur 125, 250, 500, 1000, et 4 000 Hz. Chaque bande d’octave peut à son tour être séparée en trois groupes appelés tiers d’octave.

Le niveau sonore

Un son pur ne contient qu’une seule fréquence. Un bruit est composé d’une multitude et d’une superposition de sons d’une infinie diversité ayant des intensités et des fréquences différentes. Ainsi un bruit peut s’étendre sur un domaine fréquentiel large tout en ayant un caractère grave ou aigu suivant le niveau sonore de chaque fréquence. Il est ensuite possible de donner un niveau global du bruit en effectuant un calcul du niveau sonore à partir de chaque fréquence ou bande de fréquence.

La pression acoustique d’un bruit est mesurée en Pascal (Pa). L’oreille est sensible à des pressions allant de 0,00002 Pa à 20 Pa, soit un rapport de 1 à 1 000 000. Pour ramener cette large échelle de pression à une échelle plus réduite et donc plus pratique d’utilisation, il a été choisi de la traduire en une notation logarithmique : le décibel (dB).

L’amplitude d’un niveau de pression acoustique est donnée en fonction du temps, par le rapport entre le niveau considéré et la valeur minimale audible selon la formule :



Cette notation logarithmique permet de traduire la plage de sensibilité de l’oreille humaine en une échelle variant de 0 à 140.

Pression (en Pa)	Niveau acoustique (en dB)	Exemples de bruits
200	140	Avion à réaction au décollage
20	120	Banc d’essai pour moteurs, ateliers de chaudronnerie
2	100	Circulation poids lourds, klaxon à 4 m de distance
0,2	80	Rue à grande circulation, bureau avec bruit de machines
0,02	60	Rue à faible circulation, bureau avec bruit de conversation
0,002	40	Campagne tranquille, conversation à voix basse
0,0002	20	Studio d’enregistrement
0,00002	0	Seuil d’audibilité de l’homme jeune pour les sons purs de fréquence 1 000 Hz
Tableau n° 3 : échelle des niveaux acoustiques