HearingProTech

La caractérisation du son

Un son est caractérisé par sa fréquence et son intensité.

La fréquence

La fréquence correspond au nombre de vibrations (oscillations) durant une seconde, elle est exprimée en Hertz (100Hz = 100 vibrations/seconde), plus la fréquence est basse (moins il y a de vibrations à la seconde) plus le son est grave et inversement plus elle est haute plus le son est aigu.

Illustration de la fréquence d'un son grave et d'un son aigu sur une seconde

Illustration d'un son grave et aigu

Nous savons que lorsque l'âge augmente, la perception des fréquences aigües diminue. A l'âge d'une oreille parfaitement intègre (de 0 à 30 ans), la fréquence maximale audible est imprévisible. Certaines personnes ne perçoivent rien au-delà de 8000 Hz, d'autres entendent jusqu'à 24 000 Hz.

Il en est de même pour les basses fréquences, la variabilité d'un individu à l'autre allant de 10 Hz à 30 Hz.

Illustration de l'échelle de frequence des sons

Echelle de fréquence des sons

L'ensemble des fréquences vocales varie de 120Hz à 8kHz environ. Les voix masculines et féminines se différencient par la fréquence fondamentale des cordes vocales: environ 100Hz pour les voix masculines et environ 120Hz pour les voix féminines.

Spectrogramme d'une voix d'homme et d'une voix de femme

Un son pur n'a qu'une seule fréquence, en musique par exemple le "LA" correspond à la fréquence 440Hz.

La bande d'octaves est un classement d'origine musical. Lorsqu'une fréquence est doublée ou divisée par 2 on dit qu'elle augmente ou qu'elle diminue d'une octave, exemple : 125Hz et 250Hz puis 250Hz et 500Hz. Le spectre sonore (audible) est découpé en 10 octaves.

Echelle de la bande d'octaves en Hz

Bande d'octaves

En acoustique une octave désigne donc un doublement de fréquence. En musique Do, Ré, Mi, Fa, Sol, La, Si, Do constitue une octave (chaque note représente un degré, une octave est donc composée de 7 degrés).

Echelle bande d'octaves réduite

Bande d'octaves réduite, utilisée pour la caractérisation
des protecteurs individuels contre le bruit.

L'intensité

L'intensité perçue dépend de l'amplitude, l'oreille n'a pas une sensibilité linéaire, la mesure est réalisée à l'aide d'une échelle logarithmique, son unité de mesure est le décibel (dB).

Un son d'intensité de 70 dB est 2 fois moins fort qu'un son de 73 dB.
Un son d'intensité de 80 dB est 10 fois plus fort qu'un son de 70 dB.
Un son d'intensité de 90 dB est 100 fois plus fort qu'un son de 70 dB.

Voilà pour les règles mathématiques, dans la réalité il faut un écart de 10 décibels pour avoir la sensation d'un doublement d'un son.

Illustration de l'amplitude du son selon l'intensité

L'amplitude du son correspond à son intensité (on parle aussi de pression sonore)

Le décibel ne donne qu'une vague idée de la sensation perçue, Il faut prendre en compte la sensibilité de l'oreille, elle varie selon la fréquence du son.

Le dB SPL

Le sigle Sound Pressure Level (SPL) signifie "niveau de pression sonore".

Cette pondération est essentiellement utilisée pour la mesure de la sensibilité d'un haut-parleur. La sensibilité de rendement s'exprime en dB SPL par watt par mètre (db SPL/W/M) et nous dit combien de dB SPL le haut-parleur émet à 1 mètre de distance quand on l'alimente avec 1 watt.

Le dB(A) et le dB(C)

Plusieurs études démontrèrent que la sensibilité de l'oreille n'était pas la même selon la fréquence (voir courbes isosoniques). Pour prendre en cette sensibilité spécifique de l'oreille humaine le dB(A) correspond à une valeur en dB SPL pondérée. Le dB(A) est pondéré selon la courbe isosonique correspondant à un niveau perçu de 40 dB pour un son pur de 1KHz.

Illustration de la pondération du dB(A)

La pondération du dB(A) est calquée sur la perception de l'oreille humaine (courbe isosonique) à 40 dB SPL sur la fréquence des 1KHz.

Dans le domaine de la protection auditive des salariés contre le bruit, le dB(A) est la référence, l'ensemble des législations y font référence, les acteurs, prescripteurs et utilisateurs suivent. L'objectif est de protéger les salariés exposés à des intensités sonores supérieures à 80 dB(A). La moyenne des expositions à risque n'est évidemment pas située à 40 dB mais plutôt entre 80 et 90 dB.

Niveau d'exposition par métier en dB(A) selon enquête annuelle de la SUVA

Niveau d'exposition par métier en dB(A) selon enquête annuelle de la SUVA

La pondération "A" prenant comme référence une intensité de 40 dB (seuil d'audibilité) sous-estime l'effet nocif des fréquences basses (P. Campo et A. Damongeot de l'INRS)

Pondération A

Pondération "A" majoration et minoration appliquées au dB SPL

Nous constatons que la pondération "A" minore les basses fréquences par rapport à la pondération C qui prend mieux en compte les intensités élevées. La pondération "C" est actuellement essentiellement utilisée pour la mesure des bruits de crête, elle pondère la mesure à 90dB au-dessus du seuil d'audibilité (40 dB pour la pondération "A").

Pondération « A » et « C »

Pondération "A" et "C"


Laboratoire COTRAL ARTA GROUP inspear