La puissance sonore
Certaines personnes critiques et vont jusqu'à signer des pétitions contre le bruit engendré par les soirées de la Miaou. (3 à 4 jours par an !) de même pour le scooter et son klaxon.
Tout le monde parle de (puissance sonore) voir de degrés ?
Manifestement ils ne savent pas de quoi ils parlent.
Une petite explication s'impose. ( un peu de théories! )
Ecrivons en première suite celle des nombres entiers et en deuxième suite celle des puissances de 10 correspondant à ces entiers :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 10 | 100 | 1000 | 10 000 | 100 000 | 1 000 000 |
La première ligne contient les logarithmes décimaux des nombres de la deuxième ligne.
Si la deuxième ligne contient des rapports de puissances, la première ligne exprime ces rapports de puissance en Bels.
On voit bien que si on l'on passe de 0 à 6 en n' a pas multiplier par 6, mais par 1.000.000
Les nombres négatifs n’ont pas de logarithmes, mais les logarithmes peuvent être négatifs ; les nombres correspondants sont alors les puissances négatives de la base, donc les inverses des puissances en valeur absolue.
Exemple :
| -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
| 1 / 1000 | 1 / 100 | 1 / 10 | 1 | 10 | 100 | 1000 |
Nous avons, là encore, dans la ligne supérieure, la notation en Bels des rapports de puissances figurant dans la ligne inférieure.
Dans la pratique, on n’a pas besoin d’une telle finesse : on s’est donc contenté d’utiliser le premier sous-multiple du Bel : le déciBel, dans le nom duquel on laisse habituellement tomber la majuscule (pauvre Graham !) .Notons cependant que l’abréviation correcte est dB.
La notation en décibels s’est imposée pour plusieurs raisons. D’abord, avec une notation logarithmique, le gain (ou l’atténuation) d’un système complexe quelconque est simplement la somme algébrique des gains des diverses parties qui le composent. Ensuite, les réponses de nos sens suivent des lois approximativement logarithmiques ; vous me direz qu’on ne peut pas le savoir, puisqu’on ne peut pas mesurer la sensation ; c’est vrai, mais on peut mesurer la plus petite variation de l’excitation qui soit perceptible. On s’aperçoit alors que cet incrément est proportionnel à l’excitation elle-même : donc la sensation répond logarithmiquement à l’excitation.
Il se trouve que, précisément, un décibel est à peu près l’échelon de variation de puissance qui est perceptible dans le domaine sonore ; cette coïncidence a certainement contribué à répandre l’usage des décibels.
Que vaut un décibel ? Nous savons que c’est un rapport de puissances, mais quel est ce rapport ?
Nous avons vu que le Bel correspond à un rapport 10.
Le décibel en étant la dixième partie correspond donc à un rapport égal à la racine dixième de 10, c’est à dire environ 1,26 .
Le logarithme de 2 étant 0,30103, on peut admettre avec une très faible erreur que 3 dB correspondent à un facteur 2 ; de même, on admettra que 6 dB correspondent à un facteur 4, et que 7 dB correspondent à un facteur 5.
(vérification : 3 + 7 = 10 dB correspondent à un rapport de 2 x 5 = 10)
Les tableaux suivants donnent quelques correspondances entre décibels et rapports de puissances :
| dB | -40 | -30 | -20 | -10 | -7 | -6 | -3 |
| P2 / P1 | 1/10000 | 1/1000 | 1/100 | 1/10 | 1/5 | 1/4 | 1/2 |
| dB | 0 | 3 | 6 | 7 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| P2/P1 | 1 | 2 | 4 | 5 | 10 | 100 | 1000 | 10000 |
Comme les décibels n’expriment qu’un rapport de puissances, si l’on veut s’en servir pour mesurer une grandeur physique, il faut se fixer la puissance qui correspondra à 0 dB.Il y a en pratique plusieurs échelles, si bien que la même puissance s’exprime par des nombres de dB très différents suivant l’échelle employée.
C’est dans le domaine électricité et électronique que la situation est la plus claire : les puissances sont aisément mesurables et le choix d’une puissance de référence est facile. Par exemple, les téléphonistes ont fixé cette puissance à 1 milliwatt, ce qui est à peu près la puissance à fournir à un l’écouteur d’un combiné téléphonique pour une écoute confortable ; ils utiliseront donc le dBmW, ou plus brièvement le dBm.
Remarque importante : la puissance fournie à une charge résistive
est proportionnelle au carré de la tension aux bornes de la charge. Donc mutiplier cette tension par 10 multiplie la puissance par 100 et correspond donc à un gain de 20 dB et non de 10 dB. Un décibel correpond à un rapport de tension de 1,12 environ.
La situation est plus complexe dans le domaine acoustique, qui est devenu, il faut l’avouer, le domaine " grand public " de l’emploi des décibels.
Il n’est pas aisé de définir un son étalon servant de référence 0 dB.
Pour éviter d’avoir à employer des nombres négatifs, on a pris comme niveau zéro le seuil d’audibilité de l’oreille humaine ; c’est assez théorique et je pense qu’on a dû faire des statistiques sur un grand nombre d’auditeurs " normaux ".
Le son est une variation périodique de la pression de l’air ; la puissance sonore est proportionnelle au carré de l’amplitude de la variation de pression, tout comme la puissance électrique dans une charge résistive est proportionnelle au carré de la tension à ses bornes.
Les statistiques ont conduit à admettre comme seuil d’audibilité un son correspondant à une amplitude de pression de 20 micropascal . Rappelons que le pascal est égal à un newton par mètre carré.
En outre, la sensibilité de l’oreille varie beaucoup en fonction de la fréquence du son ; elle est maximale pour les fréquences moyennes, celles qui correspondent précisément aux " formants " de la parole. Il a donc fallu définir des " courbes de pondération " donnant aux appareils de mesure des caractéristiques semblables à celles de l’oreille humaine . La plus employée de ces courbes de pondération est la courbe A ; on parle alors de dB(A).
C'est cette courbe qui est employée pour mesurer la puissance sonore des sonos et orchestres de la Miaou. Hé oui, on mesure à la Miaou !
Mais il faut bien reconnaitre qu'il n'est pas facile de tempérer l' ardeur des DJ, surtout quand il y a plus de 1000 personnes dans le chapiteau.
Quoi qu'il en soit, lors d'une réunion de concertation avec la Ville de Namur, il a été décidé de limiter la puissance sonore dans le chapiteau à 90 dB.
Le tableau suivant donne quelques repères pratiques en dB ; les pressions sont exprimées en pascals et sous-multiples.
| DB | ue | Exemples |
| 0 | 20 µpa | Seuil d’audibilité |
| 10 | 63 µpa | Bruissement de feuille |
| 20 | 200 µpa | Jardin tranquille |
| 30 | 630 µpa | Habitation tranquille |
| 40 | 2 mpa | Bureau tranquille |
| 50 | 6,3 mpa | Restaurant tranquille ; bureau commun à plusieurs. |
| 60 | 20 mpa | Conversation normale entre deux personnes. |
| 70 | 63 mpa | Restaurant bruyant ; conversation à plus de 2 personnes. |
| 80 | 200 mpa | Radio très puissante. |
| 90 | 630 mpa | Rue à trafic intense. Cris. |
| 100 | 2 pa | Route à grande circulation. Moto sans silencieux. |
| 110 | 6,3 pa | Train passant dans une gare. |
| 120 | 20 pa | Banc d’essai moteurs. |
| 130 | 63 pa | Marteau piqueur très puissant. Seuil de la douleur. |
| 140 | 200 pa | Avion à turbo-réacteurs. |
Le tableau ci-dessus a trait aux bruits ; nous pouvons en dresser un autre relatif à l’usage musical :
| Walkman au casque ; Chaîne Hi-Fi sur haut-parleurs | 70 à 100 dB(A) |
| Petit orchestre | 90 à 95 dB(A) |
| Chaîne Hi-Fi au Casque | 85 à 120 dB(A) |
| Discothèque | 90 à 105 dB(A) |
| Local de répétition rock | 90 à 110 dB(A) |
| Concert rock | 100 à 115 dB(A) |
Bien entendu, lorsqu’on est maître du niveau, il est possible d’écouter de la musique à des puissances bien inférieures à celles indiquées ; c’est même recommandé, aussi bien pour les relations de bon voisinage que pour préserver l’intégrité des oreilles.
En effet, les niveaux sonores élevés sont néfastes pour l’appareil auditif ; on admet que pour les niveaux supérieurs à 80 dB(A) le temps d’exposition hebdomadaire doit être strictement contrôlé et, naturellement, d’autant plus court que la puissance sonore est élevée.
Un simple walkman pouvant délivrer une puissance sonore de 100 dB(A) et pouvant être écouté pendant de longues durées est déjà potentiellement dangereux.
Il serait bon que les jeunes comprennent qu’ils hypothèquent gravement l’avenir de leur audition en demandant, pour " s’éclater en boîte " ou lors des concerts rock ou techno, les niveaux sonores délirants que la technique moderne permet aisément de leur fournir.
La dynamique de l’oreille humaine normale est très étendue. Entre le seuil d’audibilité et le seuil de douleur l’écart est d’environ 130 dB (comme il s’agit d’un rapport de puissances, il s’exprime en dB " tout court "). Or 130 dB correspondent à 10 puissance 13, c’est à dire 10 000 milliards ! Si nous enlevons 10 dB à chaque extrémité, il reste encore comme dynamique utile 110 dB, soit un rapport de 100 milliards.
Lorsque l’audition devient moins bonne, par suite de l’âge ou autres dommages, le seuil d’audibilité remonte, mais le seuil de douleur reste à peu près le même ; la dynamique se restreint.
Extrait de : http://jacrieth.free.fr/Causeries/Decibels.html
