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Emission

L’émission acoustique est généralement due à la vibration d’un corps en contact avec de la matière (gaz, fluide, solide).

Il existe une multitude de sources sonores dans notre environnement quotidien : cordes vocales, haut-parleurs, instruments de musique, véhicules, etc.

La vibration produite par une source sonore se propage dans la matière.

Propagation

Du point de vue de la physique, une onde acoustique est une vibration mécanique qui se propage dans un gaz, un liquide ou un solide.

La célérité du son est la vitesse de propagation d’une onde acoustique. Elle dépend de la nature du milieu dans lequel cette onde se propage. Elle dépend également de la température.

Vitesse de propagation d’une onde acoustique, à 20°C

  • dans l’air : 344 m/s, soit environ 1240 km/h.
  • dans l’eau : 1500 m/s, soit environ 5400 km/h.
  • dans l’acier : 5600 m/s, soit 20160 km/h.

Et dans le vide?…

Dans le vide, il n’y a pas de son car il n’y a pas de matière qui puisse servir de support aux ondes sonores.

Pour s’en convaincre, il suffit de réitérer l’expérience de Robert Boyle (1627-1691)

NB : Seules les vibrations (ou les variations de pression associées) se propagent dans l’air, chaque molécule restant à sa place initiale. C’est la même chose pour les ronds dans l’eau : les vagues se déplacent, mais l’eau reste au même endroit. Un bouchon flottant sur l’eau monte et descend au rythme des vagues mais reste à sa place sur la mare.

Réception

Un son peut être capté par l’oreille ou par un microphone.

L’oreille transforme le son en informations sensorielles transmises au cerveau par l’intermédiaire du système auditif.

Le microphone transforme le son en un signal électrique qu’il est possible d’enregistrer, de stocker, d’analyser, de reproduire, …

Analyse / Sensation

L’analyse d’un son capté par un microphone concerne la description de ce son par des outils mathématiques et/ou grâce à des instruments de mesure.

La sensation concerne la description des sons et vibrations perçus par l’oreille (ou le corps), notamment l’interprétation au niveau du cerveau.

Niveau / Intensité

Le niveau sonore ou vibratoire est exprimé en déciBel (dB), unité utilisée pour représenter au mieux la sensation d’un être humain.

L’intensité sonore perçue dépend du niveau sonore (dB).

Chaque fois que l’intensité sonore est multipliée par 10, ce qui correspond à une augmentation de 10 dB, on double l’impression subjective de niveau sonore, c’est à dire la sonie.

Durée / Fatigue

La durée d’un événement sonore détermine, pour un niveau sonore donné, l’énergie qu’il contient, que l’on peut assimiler à la « dose sonore ».

La fatigue auditive est directement liée à la dose perçue. Par exemple, l’oreille peut supporter 85 dB pendant 8 heures, ou 94 dB pendant 1 heure, ou 100 dB pendant 1/4 heure.

PROTEGEZ VOS OREILLES ! Certains traumatismes auditifs dus à des doses sonores excessives sont malheureusement irréversibles!

Fréquence / Hauteur

La fréquence d’un son ou d’une vibration est définie comme le nombre de fois qu’un phénomène périodique se reproduit en 1 seconde.

La hauteur d’un son correspond à la sensation de son aigu ou de son grave.
La notion de hauteur permet de définir les intervalles musicaux tels que l’octave.
La sensation de hauteur dépend essentiellement (mais pas uniquement) de la fréquence d’un son.

Les sons dits graves possèdent une fréquence peu élevée, les sons aigus une fréquence élevée.

Spectre / Timbre

Un son ou une vibration peut être plus ou moins complexe.

La description de la complexité du son peut être formulée à l’aide de la notion de spectre. Le spectre permet de connaître la répartition de l’énergie en fonction de la fréquence.

Le timbre est ce qui permet de différencier deux sons de même intensité, même durée et même hauteur. Le timbre est en partie lié au spectre d’un son. Il dépend aussi des transitoires (attaque, extinction) du son.

En jouant un son à l’envers, on ne modifie pas son spectre, mais on change la forme du début (transitoire d’attaque) et de la fin (transitoire d’extinction).
Ecoutons deux sons de piano, l’un normal, l’autre joué à l’envers.