Le son. Acoustique du bâtiment et lutte contre le bruit

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1 Le son onde de vibration se propageant dans un milieu matériel (l air) vibration des particules autour de leur position d équilibre La vibration se propage de proche en proche 1

2 Le son La fréquence d une vibration harmonique est le nombre d oscillations par seconde (Hertz)

3 Le son La fréquence d une vibration harmonique est le nombre d oscillations par seconde (Hertz) INFRASONS PAROLE SONS GRAVES SONS AIGUS ULTRASONS 0 Hz 0 khz 3

4 Fréquence - sensation (sons purs) 880 Hz 130 Hz 440 Hz 1760 Hz 00 Hz 4

5 Propagation : onde transversale 5

6 Longueur d onde - définition Distance parcourue par l onde pendant un cycle λ=c/f à 100 Hz : 3,4 m à 1000 Hz : 0,34 m (34 cm) à Hz : 0,034 m (3,4 cm) Fréquence (Hz) Célérité du son : 340 m/s 6

7 Propagation : onde longitudinale 7

8 Mode de propagation Propagation longitudinale - air, gaz Propagation transversale - surface des liquides Propagation mixte solide 8

9 Propagation du son Vitesse de propagation : 340 m/s dans l air 1500 m/s dans l eau Le son ne se propage pas toujours en ligne droite, de la source vers le récepteur Le son peut passer d un milieu à un autre Le son peut traverser une paroi. 9

10 Propagation : pression acoustique 10

11 Propagation : pression acoustique 11

12 Le son Pression acoustique (Pa) en fonction du temps 1

13 Son pur (440 Hz) 13

14 Sons harmoniques 14

15 Son complexe : bruit db Hz 15

16 Caractéristiques Amplitude - force sonore Fréquence - hauteur du son Contenu fréquentiel - timbre 16

17 Intensité d un son Valeur efficace du signal de pression p eff = 1 T T 0 p ( t) dt Seuil d audibilité à 1000 Hz : 0 µpa (eff) Seuil de douleur à 1000 Hz : 0 Pa (eff) 17

18 Intensité d un son Le décibel : L p = 0 log10 peff ( Pa) Seuil d audibilité à 1000 Hz : 0 db Seuil de douleur à 1000 Hz : 10 db 18

19 Intensité d un son Le décibel : L p = 0 log10 peff ( Pa) db + 80 db = 83 db! Intensité doublée = +3 db Pression doublée => Intensité x4 = +6 db 19

20 Amplitude - force sonore Moins fort (-6 db) Plus fort + 6 db 0

21 Intensité d un son Intensité acoustique I (W/m ) = flux net d énergie par seconde, à travers une surface de 1 m Puissance acoustique W (watts) = intensité intégrée sur une surface donnée. Exemple : puissance d une source. I( W / m ) p eff = ρ c Impédance 0 caractéristique 1

22 Intensité d un son Intensité acoustique I (W/m ) = flux net d énergie par seconde, à travers une surface de 1 m Puissance acoustique W (watts) = intensité intégrée sur une surface donnée. Exemple : puissance d une source. En db!

23 Addition de deux sons ou bruits L addition énergétique est la règle. L P1 total = L P1 (db) + L P1 L P 0 +3 db + db 6 +1 db db 3

24 Octave, tiers d octave Bruit blanc Bruit rose Bruit blanc db Octave : fréquence centrale Bruit rose 4

25 Equation de propagation 1 c p( x, y, z, t) = p( x, y, z, t) t 5

26 Equation de propagation 1 c p( x, y, z, t) = p( x, y, z, t) t p( x, y, z, t) = P( x, y, z) e j ω t 6

27 7 Equation de propagation ),,, ( ),,, ( 1 t z y x p z t y x p t c = ),, ( ),, ( z y P x t j z y x P e e c t j = ω ω ω =- k

28 Propagation : onde plane I( W / m ) = p ρ eff 0 c 8

29 Propagation : onde sphérique I( W / m ) = p ρ eff 0 c 9

30 Propagation : onde sphérique I( W / m ) = p ρ eff 0 c -6dB par doublement de distance! 30

31 Réflexion Pas de réflexion : onde progressive 31

32 Réflexion nde stationnaire 3

33 Réflexion Onde non stationnaire 33

34 Réflexion Onde plane 34

35 Intensité d un son Le décibel A : 10 0 C les filtres physiologiques A,B,C caractérise la gêne acoustique gain du filtre (db) B A fréquences centrales des bandes normalisées d'un tiers d'octave (Hz) dba.xls 35

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