Notions et grandeurs
en acoustique
Un glossaire est disponible si nécessaire.
Le bruit...
Son origine
Le bruit est une onde de compression du milieu dans lequel il se propage (air, eau, solide, ...) engendré par la vibration d'un objet (moteur, haut-parleur, ...) ou par l'écoulement d'un fluide (sifflement).
L'oreille perçoit une surpression de l'air engendrée par cette onde de compression, et ce, dès 0,00002 Pa. Autour de quelques dizaines de Pa, on atteint le seuil de la forte gêne ou de la douleur (seuil évidemment subjectif et variant d'un individu a l'autre).
Pour rappel, la pression atmosphérique est approximativement de 100 000 Pa, c'est pour dire à quel point la variation de pression acoustique est infime.
Le décibel
L'unité de mesure du bruit est le décibel (dB).
C'est une unité logarithmique : un son qui augmente de 10 dB est 10 fois plus puissant.
Un son de 80 dB est donc 10 fois plus puissant qu'un son de 70 dB, 100 fois plus qu'un son de 60 dB, 1 000 fois plus qu'un son de 50 dB, etc...
L'addition des décibels
Les décibels s'additionnent de façon logarithmique et non arithmétique :
= 80 dB 
= 70 dB
+ = 83 dB + = 73 dB
+ + + = 83 dB + 83 dB = 86 dB
+ = 80,5 dB
La pondération A
L'oreille ne perçoit pas de la même manière des sons de même intensité et de fréquence différente : les sons graves paraissent beaucoup plus faibles que les aigus.
Pour rendre plus "cohérent" le niveau sonore ressenti, une "correction" est apportée afin de s'adapter à la perception auditive : la pondération A.
Les niveaux sonores sont, sauf exception, exprimés en dBA (dB pondéré A).
Les ordres de grandeur des bruits quotidiens
... en acoustique architecturale
L'isolation phonique
Dans les textes réglementaires, on parle d'isolement acoustique.
Pour simplifier, il s'agit de la différence de niveau sonore entre l'émission et un local récepteur.
L'émission peut se faire dans un local voisin (isolement intérieur) ou en extérieur (isolement de façade).
L'isolation s'exprime en dB, étant une différence entre deux niveaux sonores exprimés eux-mêmes en dB.
Attention, l'isolement acoustique est une valeur qui quantifie l'isolation du séparatif (cloison, façade, ...). Même si l'unité est la même (dB), il ne faut pas confondre cette valeur avec l'affaiblissement des matériaux qui composent le séparatif. Le meilleur exemple est celui des vitrages :
pour obtenir un isolement de façade de 30 dB, il ne faut pas forcément prévoir des vitrages dont l'affaiblissement est de 30 dB.
Le confort acoustique
Il s'agit du temps (ou durée) de réverbération d'un local qui quantifie sa capacité à "éteindre" un son. Il s'exprime en seconde.
Dans un espace clos, le niveau sonore est composé du "champ direct" (son provenant directement de la source sonore) et du "champ diffus" (ensemble des multiples réverbérations du son sur les murs, sol et plafond).
Le champ diffus devient très vite prédominant dès que l'on s'éloigne de la source (classiquement de l'ordre de 1 m).
En fonction du type de local, l'objectif est de déterminer la quantité de matériaux absorbants ("feutrés") à mettre en place pour trouver la meilleure acoustique intérieure.
La propagation solidienne
C'est de loin la problématique la plus complexe dans le bâtiment...
Le son ne se propage plus dans l'air, mais dans la structure du bâtiment qui, en vibrant, se comporte comme une membrane de haut-parleur.
L'exemple le plus parlant est celui de la perceuse dans un immeuble en structure béton. Personne n'est capable de dire d'où vient le bruit et tout le monde s'imagine qu'il est émis derrière son propre mur. En réalité, c'est toute la structure en béton qui vibre presque uniformément.
Il existe de multiples origines d'ordre vibratoire :
- Canalisations traversant la structure sans découplage
- Equipements fixés ou posés directement sur la structure du bâtiment (lave-linge, climatisation, ...)
- Chocs de tout type (claquement de porte, chute d'objet, ...)
- Marche (bruit de pas)
- ...
Sans compter que le bruit lui-même, émis dans une pièce, fait entrer la structure en vibration.
... en acoustique environnementale
Dans l'environnement, la propagation du son semble, de prime abord, beaucoup plus simple.
En l'absence de réverbération, le niveau sonore décroit rapidement en s'éloignant de la source.
En théorie, le niveau sonore diminue de 6 dB lorsque l'on double la distance entre le récepteur et la source et de 20 dB lorsqu'on la multiplie par 10.
Ce qui signifie que le niveau sonore qui serait de 100 dB à 1 m d'une source de bruit, serait de 94 dB à 2 m, 80 dB à 10 m, 60 dB à 100 m, etc...
Plusieurs paramètres viennent s'ajouter, entre autres :
- L'atténuation du son due à l'air, très dépendante de l'humidité et plus marquée en haute fréquence.
- Les mirages acoustiques (exactement comme les mirages optiques) qui se situent en altitude et rabattent le son (phénomène particulièrement perceptible les soirs d'été) ou au contraire, se situent au sol et font monter le son vers le ciel et rendent des sources visibles inaudibles.
- Le vent
- La nature du sol
- ...
Tous ces paramètres ne sont pas significatifs en dessous de plusieurs centaines de mètres de la source de bruit.
Les conditions météorologiques peuvent ainsi faire varier le niveau sonore jusqu'à 20 dB.