Glossaire

Pression Acoustique :

La pression acoustique représente une fluctuation de la pression d’équilibre du milieu fluide. Cette fluctuation de pression se propage dans l’air à la vitesse du son de l’ordre de 330 m/s.

Dans l’eau  cette vitesse est de l’ordre de 1500 m/s . Généralement, cette pression est petite devant la pression d’équilibre du milieu environnant. Par exemple dans l’air à 1 bar, un niveau  de 120 dB auquel correspond un bruit assourdissant pour l’oreille humaine,  représente une amplitude de fluctuation de pression  de 0,63 mbar, soit même pas 1% de la pression d’équilibre de l’air.

Onde acoustique :

Une onde acoustique est une onde de pression acoustique qui se propage à la vitesse du son dans le milieu fluide. Dans l’air, cette vitesse de propagation est de l’ordre de 330 m/s à 20°C.

Son pur : Un son pur représente une onde de pression acoustique de fréquence pure. La fluctuation de pression peut se mettre sous la forme suivante :

A représente l’amplitude de l’onde acoustique en Pascals,f, la fréquence en Hertz, t,le temps et d un déphasage.

T=1/f, représente la période de la pression acoustique comptée en secondes.

Un son pur est donc un son périodique de période T. L’oreille est sensible à la fois à l’amplitude de pression, valeur crête A et à la fréquence du son f. Les sons très graves se situent pour l’oreille vers 20 Hz (ou 20 cycles par seconde), et les très aigus évoluent jusqu’à 20000Hz.

Acoustique audible :

L’acoustique audible représente l’acoustique limitée à la bande passante de l’oreille, soit 

(20 – 20 000] Hz.

Les infrasons se situent entre 0 et 20 Hz, et les ultrasons se situent au-delà de 20 000 Hz.

Seuil d’audibilité de l’oreille :

C’est la plus petite amplitude de pression acoustique que l’oreille est capable d’entendre. Ce seuil se situe à une valeur efficace  de  2 E-05 pascals.

Pression acoustique de référence :

Cette pression acoustique intervient pour le calcul du décibel de pression qui est fixé au seuil d’audibilité 2 E-05 Pascals

Décibel de pression acoustique global linéaire : Le décibel de pression est définit par :

Pression acoustique efficace : La pression acoustique efficace est obtenue à partir de la moyenne quadratique de la pression acoustique sur un temps de mesure généralement de l’ordre de 0,1s ou 1s.

Peff s’exprime en Pa .<p>2 , représente la moyenne quadratique de la pression où P2eff

Son expression vaut :

Décibels de pression par bande d’octave : Les octaves sont des filtres en fréquence, on définit alors le niveau de pression dit dans un octave ou 1/3 d’octave.

La pression est alors filtrée dans la bande d’octave correspondante, avant d’être transformée en dB

Décibels de pression pondérés A :

Octaves : Les octaves sont des filtres en fréquence, définis à partir de leur fréquence centrale fc et de leur largeur de bande. Ce sont des filtres normalisés. Les bandes de fréquence les plus utilisées sont l'octave, le 1/3 d'octave (on trouve aussi le 1/6 d'octave, le 1/12 d'octave). On définit la bande passante de l'octave 1000 Hz à partir de la normalisation suivante :

On en déduit les deux fréquences de coupure du filtre

par récurrence à partir de cette bande d'octave, on définit l'octave 2000 Hz, 4000 Hz, 8000 Hz, 16000 Hz et 500 Hz, 250 Hz, 125 Hz, 62,5 Hz, 31,25 Hz.

Les fréquences de coupures sont alors données  par la même règle, par exemple on trouve pour l'octave 2000 Hz.

On constate que toutes les fréquences de coupure sont communes d'un octave à l'autre. Pour l'octave les fréquences de coupure sont dans un rapport 2, comme le rapport des fréquences centrales. La bande audible est alors couverte par 10 bandes d'octaves.

De la même manière, on définit à partir du 1/3 d'octave 1000 Hz, la série de filtre de 1/3 d'octave, dont les largeurs de bandes sont trois fois plus étroites.

Bruit Blanc :

C'est un bruit dont la densité spectale de pression est constante avec la fréquence. En conséquence, c'est un bruit dont le niveau de pression par octave évolue à +3 dB par octave, ou + 1 dB par 1/3 d'octave.

Bruit Rose :

C'est un bruit dont la densité spectrale de pression évolue en inverse de la fréquence. En conséquence, c'est un bruit dont le niveau de pression est constant par bande d'octave.

Densité spectrale de pression :   La densité spectrale de pression est définie à partir de la transformée de Fourier de la pression acoustique :

ce qui conduit à la définition de la DSP.

Tmes, représente le temps d'acquisition ; f, la fréquence d'analyse. DSP(f) représente une densité, donc des Pa2/Hz.

 A partir de la DSP, on peut calculer le niveau de pression par bande de fréquence.

Si Df = [0,¥[, alors on retrouve le niveau de pression global linéaire. Si Df représente la largeur d'une bande d'octave, on calcule alors le niveau de pression dans l'octave correspondant par exemple :

représente un niveau de pression pour l'octave 1000 Hz.

Intensité Acoustique :   L'intensité acoustique est définie comme le produit :

où v(t) représente le vecteur vitesse acoustique particulaire. C'est donc un vecteur. On peut définir le vecteur intensité acoustique en moyenne temporelle :

Im est donnée en Watts/m2.

Puissance Acoustique :   On peut définir la puissance acoustique traversant une surface de contrôle S par la formule

Si n représente la normale à la surface de contrôle, généralement, la puissance acoustique se mesure sur des surfaces planes, ou hémisphériques, ou sphériques W<S> est en Watt.

Niveau de puissance acoustique :   On définit le niveau de puissance acoustique en décibels :

W0, représente la puissance acoustique de référence, soit 10-12 Watts.

Pour les sources acoustiques aériennes, on considère que le niveau de puissance d'une source (ou sa puissance) est indépendant du champ (sourd, réverbéré). En conséquence, connaître la puissance acoustique d'une source est une grandeur intrinsèque à la source, donc une information de première importance. A partir du niveau de puissance, on remonte au niveau de pression à une distance donnée, dès lors que le champ est connu.

Champ diffus - Champ libre ou propagatif :   Le champ est diffus, (généralement on se trouve alors dans des locaux et non à l'extérieur), lorsque la pression acoustique est constante, ou suffisamment constante dans tous les points du local, ou du champ. Généralement le local est grand et suffisamment réverbérant, c'est-à-dire que les rayons sonores issus de la source acoustique sont réfléchis par les parois, une grande quantité de fois dans des directions multiples et aléatoires.

A contrario, le champ est propagatif (et généralement on est à l'extérieur, en l'absence d'obstacles importants , immeubles, etc…),lorsque les ondes acoustiques émises par la source ne rencontre aucun obstacle. L'exemple typique est l'avion en plein ciel, cette source établie alors ce type de champ. Généralement, on considère que le champ est propagatif pour toute source au sol, qui émet en l'absence d'obstacle.   Ce type de champ est caractérisé par le fait que le niveau de pression chute de 6 dB en doublant la distance à la source, contrairement au champ diffus ou la distance à la source n'affecte pas le niveau de pression.   En omettant les pertes par propagation dans l'atmosphère et en respectant une distance minimum à la source r >>d ou d représente une dimension caractéristique de la source, la loi de propagation en champ propagatif est donnée par :

Cette loi est peu affectée par la dissipation dans l'atmosphère sur des courtes distances ou les fréquences basses <1000 Hz. Dans le cas contraire, les pertes par propagation dans l'atmosphère peuvent être prédominantes.