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7LES DECIBELSUNE MESURE DU NIVEAU SONOREASSEZCOMPLEXE1::"""=
omment mesurer I'intensit sonore, aka le volume, alors que les
carts
' i: son chelle logarithmique I Profitons-en pour analyser la
perceptionhumaine et dcouvrir les outi ls de mesure. pAH THoMAS
oLtvAUX
. , - - t ' ,
-:,:; ;-"' ,.::
i:t:=
Le dcibel est une unit degrandeur dont la dfinitionest 10 fois
le logarithmedcimal du rapport entredeux puissances. Autrementdit,
pour les allergiques auxmathmatiques, le dcibel sert reprsenter des
rapports depuissance ayant de trs groscarts. Par exemple,
c'estpratique pour afficher sur unmme graphique deux barresdont Ie
rapport est 1000 sansqu' i l so i t i l l is ib le ; un rapport
de1000 s'exprime par une vateurde 30 dB, ce qui s igni f ie que
Ialongueur de la grande barre nesera que 30 fois plus longue quela
courte et non 1000 fois. Son
application dans le domaine del'acoustique est le sujet qui
nousintresse aujourd'hui, mais notezque l 'unit dcibel (crite dB,
ledixime d'un bel) sert ds qu'i ls'agit de comparer entre elles
desvaleurs de mme signe dont lesrapports vont au-del de 1 pour100
(dans le cas contraire, i l vautmieux uti l iser le pourcentage).Le
decibel est ne dans les annes1920 des laboratoires Bell (t
iranteux-mmes leur nom du clbrepionnier des tlcoms AlexanderGraham
Bell) afin de facil i terla mesure de l 'attnuation desrseaux
tlphoniques, u nemesure independante du cbleet de la frquence
notamment ;aujourd'hui encore les habitusde l 'ADSL ont l 'habitude
deregarder la valeur d'attnuationde leur l igne, qui est
notammentproportionnelle la distancedu DSLAM. L'attnuation,c'est l
' inverse du gain, nous enreparlerons un peu plus loin danscet
article.
Ce que l 'on appelle courammentet vulgairement le volume,
quandon rgle le niveau du son, esten ralit le niveau de
pressionacoustique qui s'exprime selonles normes internationales
enpascals (Pa) et, par extension,la sonie, c'est--dire unequantif
ication de la perceptiondu son chez l 'homme. Evoquerun niveau
sonore en pascals estintressant pour procder descalculs physiques,
mais i l n'estvraiment pas facile de se rendrecompte des nrveaux
entre eux,
tant les carts de valeur sontimportants. Contentons-nous denoter
qu'un pascal quivaut une force d'un newton par mtrecarr (N/m2) et
que la pressionacoustique est trs faible vis--visde la pression
atmosphrique.Ainsi, une discussion voixhaute equivaut peu prs 0,1
Pa, tandis que la pressionatmosphrique au niveau de lamer est de 1
01 300 Pa ! Pourfacil i ter l ' interprtation d'unvolume sonore,
indpendammentde ses proprits physiquesrelles, on uti l ise donc le
dcibel.Pour mieux comprendre l ' intrtd'une mesure en dB, le
rapportentre le niveau le plus faibleperceptible par l 'oreil le et
leseuil de la douleur est de millemi l l iards !
.".. ' ..r., IIt ' :, i i 'T ;i-';'':1::i:
;-;t: =-::,De la mme faon que nousavons vu dans PCU77 qu' i l ta
i tpossible de mesurer la puissanced'un ampli de diffrentes
faons,la mesure des dcibels suit peu prs la mme logique.
Pourmesurer le niveau de pressionacoustique pur, on uti l ise IedB
SPL (Sound Pressure Level).Vous avez peut-tre entendu ceterme si
vous suivez les concoursde son embarqu en voiture,les concours de
catgorie SPLayant poui but de produirele p lus de bru i t possib
le, leniveau sonore maximum etce, indpendamment de laqual i t ou du
danger pour lesconducteurs qui, casque dechantier sur la tte,
doiventrester dans leur vhicule le
,
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Itemps de la dmonstration.Si vous avez dj prouvquelques frissons
en passantla jambe devant vos enceintesavec un fort volume, vous
avezdj ressenti physiquement lapression acoustique, c'est--direl
'air dplac par le haut-parleur.Pour revenir aux concours SPL,les
niveaux records enregistrsdpassent de nos jours les180 dB ( l | ! )
. A ce n iveau,toutes les vitres se dbotent,les tles de la
carrosserie vontmme jusqu' se dessoudersur un vhicule non renforc
INous reparlerons un peu plusloin des niveaux de bruit pourmieux se
rendre compte. Avanta, parlons de Ia faon de lemesurer. Nous avons
parl desdB SPL, mais pour ce qui nousintresse le plus,
c'est--direce que nous percevons en tantqu 't re humain, i l faut f
i l t rer lamesure du son par frquenceafin de s'approcher un
peuplus de la perception de nosoreil les. C'est ainsi que
lessonomtres les plus courants,appareils de mesure du niveausonore,
sont soit rglables, soitprvus pour certaines normes,le plus souvent
les dB(A), c'est--d i re une valuat ion du n iveauavec une
pondration parfrquence. De plus, la valeurreleve est convertie en
dcibelscorrespondant donc l 'oreil le, lavaleur finalement affiche
tantd 'a i l leurs quivalente ce qu 'unson pur de 1000 Hz produira
i t .Les dB(C) sont galement fi l trspour correspondre l 'oreil
lehumaine, mais i ls sont p lusadapts pour relever les
niveauxsonores levs (80 dB, contre40 dB pour le A). En
toutelogique, les dB(B) se situententre deux, mais i ls ne sontpas
du tout uti l iss. Toutes lesmesures que vou5 pouvez lrredans le
magazine, par exempleen ce qur concerne les ventrrads,sont
effectues en dB(A). Si vousdsirez vous-mme comparer
le bruit de certains de vosappareils, pour peu que vousdisposiez
d'un smartphone,vous pourriez mme vous passerde l 'achat d 'un
sonomtre quicote, pour un appareil dignede ce nom, une bonne centa
ined'euros. De nombreusesappl icat ions ut i l isent le microde
votre appareil afin de letransformer en sonomtrenotamment l 'app
ponymesous Android, dont l 'usage estenfantin. Ne prenez pas la
valeurindique trs au srieux, sauf sivous avez l 'occasion
d'talonnervotre smartphone avec unvritable sonomtre. Toutef
ois,pour comparer l 'cart de bruit
entre deux ventilateurs ou deuxdisques durs, c'est
satisfaisant.Prcisons que les micros dessmartphones sont conus
pourcapter le son de 30 90 dBenviron, vous obtiendrez de trsmauvais
rsultats (voire aucunrsultat) pour les mesures deniveaux trs levs.
Quand vousfaites une mesure, que a soit ausonomtre ou au
smartphone,orientez le micro vers la sourcesonore, dans un angle et
unedistance qui ne varie pas si voussouhaitez des
comparaisonsprcises. N'oubl iez pas que leson perd en in tensi t
quand i lse propage hauteur de 6 dBquand on double la d is tance
I
Les enceintes de concertsont capables de dlivrer dessons
dDassant aismentles 1 30 dB, c'est au-del duseuil de la douleur
pour denombreuses oersonnes,
En dpassantle niveau derfrence (0), leson sature.
Hardware
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DECIBETS
F,i!3.jsT3iT. r**lg*
:{*grE c3r*
9g*ns**
Quand nous rptons dans nos testsque les composants gnrant moins
de40 dB sont silencieux !
P&t{JMf,TtC t}t*{"|
3**-tF*B fu**tF.t
i,.[i$ aili :.: - .= =-ilii:!'-l"iitii, i*'l?,,r:rIi.i:i0 dB se
veut Ie seuil deperception, mais en pratique,il n'existe aucun lieu
sur cetteTerre sans bruit du tout. Si l 'trehumain est cens
percevoirun son de 1000 Hz partirde 1 dB, dans la pratique
lamajorit d'entre nous n'entendr ien avant 5 ou 10 dB. Unevoix
chuchote est autourde 40 dB, c'est pourquoi lesmeilleurs
ventilateurs que noustestons, moins bruyants qu'unchuchotement,
paraissent sipeu audibles ! A propos defaibles bruits, s' i l est
possibledans une chambre acoustiquespcialement isole de descendre
un bruit ambiant de l 'ordre de1 0 dB (un tel silence, si rare,
estpresque pesant exprimenter !),dans une chambre coucher lanuit,
Ia campagne (hors bruitsde la vil le), Ie bruit ambiantest plutt de
l 'ordre de 30 dB.A la rdaction, quand nouseffectuons nos mesures,
leniveau est dj de 35 dB environ,suivant le nombre de PC allumset
les heures de la journe. a
signifie concrtement que nousne sommes pas en mesure devous
proposer des mesuresinfrieures 35 dB, mais40 dB tant l 'quivalent
d'unchuchotement, ce n'est pas nonplus indispensable. Puisqu' i
ls'agit d'une mesure base sur unlogarithme, i l est impossible
decomparer les valeurs direciement.Un son de 80 dB ne donne pasla
sensation d'tre deux foisplus fort qu'un de 40 dB, c'estb ien p i
re I Pour l 'humain, uneaugmentat ion de 10 dB est peu prs
quivalente unesensation de son deux fois plusfort. Une discussion
normateest dans les 60 dB. Une sal le derunion anime ou une cour
dercration dans les 80 dB, c'estgalement le bru i t d 'une rueen
vil le avec des vehicules quipassent. Un marteau-piqueur,ou un
concert etant Juste devantles haut-parleurs et c'est de1 10 120 dB
! Enf in, un av ion raction au dcollage gnreenviron 140 dB (en tant
prochedu racteur). Le seuil de ladouleur varie selon les
personnes,mais i l se situe en gnral entre120 et 130 dB. Le danger
pourl 'homme v ient du fa i t qu ' i l n 'estpas ncessaire d'avoir
mal pourendommager son audition rEn effet, une coute prolongeau-del
de 80 dB peut gnrerdes pertes d'audition ou, pire,des acouphnes (un
bruitpermanent, vie, plus ou moinsdsagrable). Si vous avez djassist
un concert, ou tout
Au-del du fait que chaquehumain est unique et p lus oumoins
rsistant, i l faut prendreen compte le rflexe stapdien,c'est--dire
la contraction desmuscles de l 'oreil le qui se faitautomatiquement
quand unson de plus de B0 dB environest peru, pour protger l 'oreil
leinterne. Mais comme toutmuscle, i l fatigue avec le temps.A 100
dB, i l t ient en moyenne15 m in . A 120 dB , ce n ' es t p l
usqu'une dizaine de secondes !C'est par t i r du moment oule rflexe
stapdien n'est pluset que les muscles se relchentque l 'oreil le
interne est alorsexpose au risque de dommagesirrversibles.':, ii=
t"i F eil'fX {sL"ii!Sur cer ta ins ampl is de salon, levolume est
exprim en dB et,curieusement, en dB ngatifs quitendent vers 0 plus
on augmentele son. Ces decibels n'ont rien voir avec le volume
sonoreproduit par votre installation,l 'appareil serait bien
incapablede le savoir puisque d'autresparamtres entrent en compte
commencer par l 'eff icacit(rendement) de vos enceintes.Dans le cas
de ces amplis, le 0correspond l 'ampli pouss son maximum de
puissance. LesdB affiches en negatif indiquentl 'attnuation que
vous luiimposez en rduisant le volume.
Plus prcisment, saufoans 0e rares cas,
les ampl is que nousutil isons sont des
' pramplis (traitementdu son) et des amplis(amplif ication
duson) intgrs 2-en-1 . La valeur en dB
correspond alors la valeur d'attnuationque le prampl i appl ique
l 'ampl i . A 0 dB, leprampli ne rduit plusla source. C'est
uneconvention qui vient del'audio professionnelqur se base pardfaut
sur la valeur desortie nominale d'unampl i , 0 dB tant sonmaximum
avant crtage(satration). Quant
au gain, que l 'on peuta juster sur un pur ampl ide puissance,
sur un ampl i
,: Le sonomtre Voltcraft SL-1 00.utilis par la rdaction, est
assezbon march (50 75 ).
****nrffi'
*iffi'lses facultes auditives. C'estpourquoi i l existe des
loisvisant protger tant lesconsommateurs (lesbaladeurs en
Europe
,.3..d81 1,,.'l. '5.AA,',1'l ' ', i l i$dg, i , .
,'t..5,d,B.':'.'
88 Hardware
A peine perceptibleAudibleSensation doubleLar:ge diffrence ,
sont l imits 100 dB)que les travail leurs(le port d'un casquede
protectionest obligatoiredans certarnesprofessions). Maispourquoi
pouvons-nous profiter d'un. ^ n . a r l 1 1 q . { Ralors que
certainsconoucreursd 'engins dontles machinesfont 90 dBperdent djde
l 'audi t ion ?
F* frT f-ffi fl:Fi fir f'i ';i ffi i?i Xi [:
-
* :*ffi** flT +ffiVfFii E"=*F'#H+#, Lil( *$\*;'p*nrdffi F#*?
#{=uffi *ffi
ru* ri # H Hgru ffi ='A#ry# q q--
de voiture ou encore un amplide guitare, contrairement
uneattnuation par un potentiomtrede prampli, c'est un rglagedirect
de la tension de sortie.a donne l ' i l lusion de rgler leniveau
sonore, mais en principe,i l ne faut pas y toucher une foisque
c'est bien rgl. Dans le casd'un instrument de musique, ons'en sert
pour Jouer notammentsur la saturation (volontaire pourle coup),
mais sur une voitureou dans un salon, c'est rglerselon la tension
dlivre par lasource. Admettons que votreampli soit spcifi pour 200
Wet que son potentiomtre degain permette un rglage de100 mV 6 V Si
vous avez unsignal d'entre de 6 V et quele rglage est sur 6 V l
'amplidlivre bien ses 200 W, c'estparfait. Si vous n'entrez que 3
V(mais que le rglage est quandmme sur 6 V), la puissancede l 'ampli
est alors divise pardeux (100 W au l ieu de 200). Al' inverse,
votre signal d'entreest de 6 V alors que vous.avezrgl le gain sur 3
V, l 'ampli auraune puissance de 400 W, cequi dpasse ses
caractristiqueset le son sera donc crt(satur). En amont,
c'est--direau moment de l 'enregistrementdes morceaux, cette notion
degain et de saturation s'appliquegalement. Si certains
morceauxn'ont pas exactement le mmevolume alors que vous n'avezrien
touch sur votre chane hi-f i, i ls n'ont tout simplement past
enregistrs avec le mmegain. Certains ingnieurs du sonbaissent un
peu le niveau pourtre certains de ne jamais saturer(au risque de
rduire quelquepeu la dynamique), mais dans
la pratique, les appareil lagesmodernes parviennentparfaitement
enregistrer aumaxrmum Juste avant saturation(et la compression
permetd'viter toute perte), si bien qu'i lest rare que deux
morceauxdirectement issus du commerceaient de gros carts de
niveau.Si c'est un enregistrement faitmaison, en revanche, c'est
uneautre histoire. Vous pouvezquil ibrer les volumes de vosmorceaux
l 'aide de logicielsspcialiss, c'est ce qu'onappelle la
normalisation. Nousrecommandons le f reewareMP3Gain dont vous
pourreztrouver un tutoriel en franais l 'adresse
tinyurl.com/l3vBcdm.Mais a ne fonctionne que pourles morceaux de
musique, a necorrige pas notamment le faitque les pistes son
multicanaldes fi lms soient gnralementenregistres avec un gain
bienmoincire que les musiques.Certains players comme VLCont
galement une fonction denormalisation en temps rel quiminimise les
carts de niveauxd'une lecture l 'autre si lessources n'ont pas t
normalisset, si a ne vous satisfait pas,vous n'aurez d'autre
choixque de dmultiplexer votrefi lm pour ajuster le gain del'audio
manuellement avant deprocder de nouveau la fusion.Certains
pr-amplis intgrent unqualiseur (avec un z en anglais),ou, dfaut, un
rglage desbasses et des aigues. l l s'agit lde modifier le signal
d'origineen ajoutant ou en soustrayantquelques dcibels en
fonctiondes plages de frquence. Unqualiseur haut de gammepermet
plus de rglages c'est--
Pour rinitialiser les valeurs,cliquez longuement sur la
roue.
. : - :
t i - - -
"
dire plus de bandes (frquences)et un boosVsuppression duniveau
par bande p lus ou moinslev (6 dB pour beaucoup, 12dB pour les plus
performants).L'galisation est un doux quil ibreentre corriger des
dfauts (lis l 'acoustique d'une pice parexemple) et vos
prfrencespersonnelles.
' ldalement, le gain d'un ampli doittre rgl en fonction de la
tension de lasource et non l'oreille.
- -_a .._-,,_.,,,-. tr _-_.-"."15 Sec
Sur notre LG G3, la mesure non calibre n'est carte que de 3dB
entre 35 et 80 dB.
;:f 89