LEXIQUE
Acoustique générale

C’est la science du son. La discipline a étendu son domaine à l’étude des ondes mécaniques au sien des gaz, des liquides et des solides, quelles que soient les fréquences (audibles ou non (infrasons, ultrasons)).

L’acoustique comprend 4 grands domaines d’application :

• Science de la terre et de l’atmosphère (acoustique sous-marine, sismologie, etc.)
• Science de la vie, santé (imagerie médicale, audition, psychoacoustique, etc.)
• Science humaines et sociales (acoustique musicale, communication, confort, etc.)
• Sciences de l’ingénieur (acoustique architecturale, aéro et vibro acoustique, sonorisation, contrôle non destructif des matériau)

L’acoustique est une science dont les bases remontent à l’antiquité. Pythagore étudia au VI° siècle avant J.-C. l’acoustique musicale, notamment les intervalles. Les Grecs maitrisaient dès le IV°s avant J.-C. les propriétés sonores des matériaux et la géométrie des espaces pour la construction des amphithéâtres.

Etude des bruits provenant d’équipements du génie climatique (CTA, Pompe à chaleur, …). Analyse du bruit des équipements de CVC (CTA, Pompe à chaleur, …). Cette analyse peut se faire à l’intérieur d’un bâtiment pour étudier le comportement du bruit des équipements à l’intérieur d’une pièce. L’analyse se fait aussi vers l’extérieur pour étudier le comportement des équipements en fonctionnement vers le voisinage le plus proche.

Caractérisation de l’acoustique interne d’un bâtiment.

Bruit se propageant au travers de l’air.

Un bruit blanc est un spectre dont la densité spectrale de puissance est la même pour toutes les fréquences de la bande passante. En représentation par bandes d’octave, on observe une augmentation de 3 dB à chaque octave.

Le bruit de fond est le bruit pendant une certaine durée, c’est-à-dire qu’il contient l’ensemble des sons émis par les sources sonores qui vont influencer le bruit (les conversations, les bruits de ventilation, les bruits de machines ou d’équipements, les bruits des pièces).

Un bruit liquidien est le bruit qui ne peut se propager que dans un liquide.

Un bruit rose est un spectre dont la densité spectrale de puissance est constante sur chaque bande d’octave. En représentation par bande fine, le spectre se voit plus chargé en basse fréquence. Il est utilisé pour caractériser l’ensemble des bruits domestiques et intérieurs. C’est également le spectre utilisé pour les mesures dans le bâtiment.

Un bruit route est un bruit normalisé. Le bruit route est une référence pour le bruit de trafic routier et ferroviaire. Son spectre est enrichi en basses fréquences et appauvri en haute fréquence par rapport au bruit rose. L’énergie contenue dans chaque bande d’octave est fixé par rapport à l’énergie contenue dans la bande d’octave centrée sur 1000 Hz. La variation d’énergie selon les bandes d’octave est :

Bruit se propageant à l’intérieur d’un solide. Ce bruit est généré par une mise en vibration de la structure de l’objet (bâtiment, carcasse d’un équipement, sol). Le rayonnement de cet objet met en mouvement par effet « Piston » l’air alentours. Le bruit solidien est devenu bruit aérien.

Champ acoustique dans lequel, à un moment donné, l’intensité sonore moyenne est uniforme en tout point et dans lequel il est impossible de détecter une direction de propagation privilégiée.

Région de l’espace où le son arrive directement à l’auditeur sans autre modification que l’atténuation due à la distance

Champ acoustique existant dans un espace clos produit par l’énergie réfléchie par les parois. Lorsque ce dernier masque totalement le son direct, la détermination des caractéristiques de rayonnement de la source, notamment sa directivité, devient impossible.

Environnement dans le lequel évolue la propagation d’une onde sonore. Lorsque qu’aucune variation de l’environnement ne s’oppose à la propagation de l’onde, on parle de champ libre. Le champ sonore est la composition du champ direct et du champ réverbéré

L’oreille humaine n’entend par les sons de la même manière. En effet, un son de 60 dB à 63 Hz n’est pas aussi bien perçu qu’un son à 60 dB à 1000 Hz. Des études psychoacoustiques réalisées sur un échantillon de personnes ont permis de déterminer, en fonction de la fréquence, des courbes de niveau de pression acoustique ayant le même niveau de phone (c’est-à-dire provoquant la même sensation d’intensité sonore pour l’oreille).

Le décibel est une unité de grandeur caractérisant un niveau sonore, défini comme dix fois le logarithme décimal du rapport de deux grandeurs identiques. C’est un terme sans dimension.

Caractéristique d’une source à émettre une certaine quantité d’énergie, à une certaine fréquence, suivant un angle par rapport à l’axe principal

La fréquence est le nombre de fois qu’un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Plus la fréquence sera basse, plus le son sera grave et inversement, plus elle sera élevée plus le son sera aigu. L’oreille humaine ne perçoit que les sons dont les fréquences sont comprises entre 20 Hz et 20 kHz. En dessous de 20 Hz, nous trouvons des infrasons, au-dessus de 20 kHz, nous trouvons les ultrasons.

Grandeur physique caractéristiques d’une onde définie comme la distance séparant deux maxima consécutifs de l’amplitude. Noté « λ », elle dépend de la vitesse du son c dans le milieu traversé ainsi que de la fréquence de l’onde f par la formule

La pression acoustique est la valeur efficace, sur un intervalle de temps donné, de l’amplitude de la variation rapide de la pression atmosphérique. Exprimé en dB, le niveau de pression acoustique est défini de la manière suivante :

Le niveau de pression acoustique dépend de la distance à la source, de la directivité de l’environnement (champs libre ou champ réverbéré)

Le niveau de puissance acoustique d’une source est le niveau de puissance nécessaire à la source pour fonctionner. Il s’agir de la signature acoustique de l’équipement ; c’est une caractéristique intrinsèque au produit. Elle est définie de la manière suivante. Elle s’exprime en dB.

Bandes de l’échelle des fréquences permettant une étude simplifiée d’un son. Par définition, on passe d’une bande d’octave à la suivante en multipliant la fréquence centrale par 2. Le 1/3 d’octave n’est qu’une subdivision de la bande d’octave pour une étude plus fine d’un son. Pour l’acoustique du bâtiment, les sons sont analysés sur les bandes d’octave allant de 125 Hz à 4000 Hz. Dans l’environnement, cette analyse est poussée de 63 Hz à 8000 Hz.

Propagation d’une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée dépendant des caractéristiques du milieu de propagation. Elle se caractérise par une fréquence et une amplitude.

A la différence d’un appareil de mesure, l’oreille humaine n’admet pas la même sensibilité à toutes les fréquences. Afin d’obtenir un niveau sonore proche de celui perçu par l’oreille, une pondération « physiologique » a été introduite en se basant sur les courbes isosoniques. Il s’agit de la pondération A, dont les corrections sont données dans le tableau suivant :

En fonction de l’environnement dans lequel elle se trouve, une source ne pourra pas émettre dans toutes les directions. Proche d’un obstacle, ce dernier concentrera l’énergie réfléchie vers la direction opposée, multipliant de ce fait l’énergie dans la nouvelle direction. Le tableau suivant donne les facteurs de rayonnement selon les situations

niveau à partir duquel la sensation devient douloureuse et les dommages sur l’appareil auditif sont irréversibles. Selon le contenu spectrale et la physiologie des personnes, ce niveau se situe entre 120 et 130 dB.

Niveau d’intensité acoustique minimum provoquant une sensation perçue par l’oreille. Ce seuil n’est pas fixe : il varie en fonction des individus mails surtout en fonction de la fréquence.

Le son est une vibration mécanique d’un fluide, qui se propage sous forme d’onde longitudinale grâce à une déformation élastique de ce fluide. Nous pouvons trouver deux types de son dans la nature :

• Sons purs (sons composés que d’une seule longueur d’onde)
• Sons composés (sons composés de plusieurs sons purs)

Source dont sa propagation s’effectue par une onde cylindrique. Les infrastructures de transport terrestres (routier et ferroviaire) peuvent être considérées comme des sources linéiques.

une source est dite omnidirectionnelle si elle émet la même quantité d’énergie dans toutes les directions de l’espace. Sa propagation s’effectue en ondes sphériques. Une source ponctuelle peut être considéré comme une source omnidirectionnelle.

Chaque son est caractérisé par un niveau sonore pour chaque fréquence. C’est la signature du son qui nous permet de le reconnaitre parmi d’autre (spectre d’un oiseau, d’une voiture, d’un instrument de musique). Ce spectre peut être représenté par fréquences (bande fine) ou en bande (octave ou 1/3 d’octave) pour une analyse plus simplifiée.