Les signaux sonores
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Introduction :
Le son est une onde mécanique mais c’est aussi un signal sonore perçu par l’oreille. L’étude du son en tant que signal va nous permettre de mettre en évidence des caractéristiques indispensables pour déterminer l’effet du son sur la perception auditive. En effet qu’est-ce qui fait qu’on entend ou non un son ? Qu’est ce qui fait qu’un son est fort ou faible, aigu ou grave ?
Dans un premier temps nous verrons l’émission et la réception du signal sonore, puis nous nous intéresserons à sa fréquence. Enfin nous étudierons l’amplitude du signal sonore.
Émission et réception du signal sonore
Émission et réception du signal sonore
Le son est une onde émise par une source et elle est reçue par un récepteur.
Attention
Dans le langage courant on distingue les bruits des sons, mais en acoustique, qui est l’étude du son, les bruits sont des sons.
Quelle que soit la nature d’un son on peut le modéliser sous la forme d’une courbe. Voici un exemple de son modélisé :
Attention
Une onde sonore n’est pas toujours aussi régulière.
La fréquence d’un signal sonore
La fréquence d’un signal sonore
Le signal sonore a plusieurs caractéristiques notamment la fréquence.
Définition
Fréquence sonore :
La fréquence d’un son correspond au nombre de vibrations émises en une seconde. Elle se mesure en Hertz ($\text{Hz}$).
Les espèces animales ne sont pas toutes sensibles aux mêmes fréquences.
Les sons audibles par l’Homme vont de 20 Hertz à 20 000 Hertz.
Les infrasons sont inférieurs à 20 Hertz et les ultrasons sont supérieurs à 20 000 Hertz.
Le dauphin émet et perçoit les sons audibles et les ultrasons. La taupe quant à elle émet et perçoit les infrasons.
La variation de fréquence sonore se traduit par la perception de différentes tonalités allant du grave à l’aigu.
- Plus un son est grave plus sa fréquence est basse, plus le nombre de vibrations par seconde est faible.
- Plus un son est aigu, plus sa fréquence est élevée, et plus son nombre de vibrations est important.
L’amplitude d’un signal sonore
L’amplitude d’un signal sonore
Un signal sonore est aussi caractérisé par son amplitude.
L’amplitude d’une onde sonore est liée à l’intensité du son. Voici un exemple de courbe représentant l’amplitude d’un son.
On voit dans ce graphique que l’amplitude est deux fois plus grande si une personne converse avec une autre que si une personne chuchote.
À retenir
Un son peut être fort comme lors de l’utilisation d’un marteau piqueur, ou faible comme le bruissement du vent, cela dépend de son amplitude.
L’unité de mesure de l'amplitude du son est le décibel ($\text{dB}$).
Attention
L’amplitude sonore peut représenter un risque auditif.
Une exposition prolongée à un son de forte amplitude ou une exposition brutale à un très fort volume peut engendrer des lésions irréversibles dans l’oreille. C’est pourquoi il est important de porter des protections comme un casque anti-bruit ou des bouchons pour atténuer les sons de forte intensité.
Conclusion :
Le son est émis par une source et est réceptionné par un récepteur.
Un son peut être plus ou moins fort et peut être dangereux pour la personne qui le reçoit. C’est pourquoi il est possible de se référer à une échelle de niveaux sonores qui indique à partir de quand un son peut être néfaste pour l’oreille humaine.
Il faut distinguer le volume d’un son de sa tonalité. En effet, un son peut être grave ou aigu en ayant un même volume. La tonalité correspond à la fréquence, qui est le nombre de vibrations par seconde.