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Ondes sonores et ultrasonores
Ondes sonores et ultrasonores
Les ondes sonores se déplacent dans un milieu matériel, elles ne peuvent exister dans le
vide. Lorsqu’on parle, les vibrations des molécules se trouvant dans l’air vont s’entrechoquer
et donc permettre au son de se déplacer.
I. Nature des ondes sonores
Les ondes sonores appartiennent au domaine de
fréquences [20Hz; 20kHz]. Parmi celles-ci, on a
les sons graves (fréquences faibles) et les sons aigus
(fréquences hautes). Par exemple, 100Hz sera un son
grave, alors que 10kHz sera un son aigu.
En deçà de 20Hz, on est dans les infrasons, et au-de-
là de 20kHz, on se trouve dans le domaine des
ultrasons.
II. Propriétés des ondes sonores
Ces ondes ont une propagation longitudinale, c’est-
à-dire que la perturbation et la propagation vont dans
la même direction.
Les notions de fréquence f, de période T et de longueur
d’onde λ pour les ondes lumineuses, restent vraies
pour les ondes sonores. On a donc:
=c×T
T =1/f
On admettra que le son se propage à la vitesse de
340m/s (on rencontre parfois 343m/s, cela dépend
de la littérature) dans l’air et de1500m/s dans l’eau.
A. Sons purs et sons complexes
Un son est dit pur lorsqu’il n’est composé que d’une
seule fréquence (par exemple un diapason). A
contrario, un son complexe est composé de plusieurs
fréquences (par exemple un instrument de musique).
B. Fondamental et harmoniques
Lorsqu’un son est complexe, il est formé d’un fonda-
mental et de divers harmoniques. La fréquence la
plus faible correspond au fondamental et les autres
fréquences, dépendantes du fondamental, sont appe-
lées les harmoniques. Le spectre d’un son permet
de voir les harmoniques et le fondamental sur un
graphique.
Fig. 1 Spectre d’un son © SAY
Fig. 2 Diapason © SAY
C. Hauteur d’un son
La hauteur d’un son correspond au fait qu’il soit grave
ou aigu. En conséquence, la hauteur dépend de la
fréquence du fondamental.
D. Timbre d’un son
Le timbre dépend de l’amplitude et des harmoniques
d’un son complexe. Ceci permet de caractériser le
son, par exemple la différence entre une flûte et un
piano.

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E. L’intensité sonore
L’intensité sonore (W/m2), tout comme l’intensité
lumineuseI, représente la puissance P par unité de
surface S. On a donc:
I =P/S
Cette intensité permet de vérifier la dangerosité d’un
bruit.
Le niveau d’intensité sonore L se mesure en décibels
(dB):
L =log (I/I0)
log est le logarithme décimal (Log sur les calcula-
trices), I est l’intensité sonore mesurée, et I0l’intensité
de référence de l’oreille humaine, valant 10–12W/m2.
Fig. 3 Intensité sonore © SAY
Fig. 4 Échelle de l’intensité sonore © Mélissa Riffard
F. Les ondes ultrasonores
Les ondes ultrasonores sont des ondes dont la
fréquence est supérieure à 20kHz. Elles ont les
mêmes caractéristiques que les sons. On les rencontre
en esthétique et en échographie.
III. Application
à l’esthétique et à la coiure
Les ultrasons sont utilisés en esthétique dans le
domaine de l’ultrasonothérapie, qui consiste à appli-
quer des ondes ultrasonores sur des parties précises
du corps. Ces ondes sont défibrosantes et assou-
plissantes. Elles améliorent la qualité de la peau et
atténuent l’aspect peau d’orange. Elles ont un effet
mécanique et thermique. L’effet mécanique provient
des vibrations de l’onde.
Elles provoquent également un micromassage des
zones traversées; elles favorisent ainsi la dissocia-
tion des amas adipeux, le drainage et l’élimination
des déchets. Elles atténuent les adhérences du derme.
L’effet thermique améliore les échanges cellulaires
et le drainage; il stimule la fabrication des fibres de
collagène et d’élastine. Il permet d’échauffer la zone,
provoquant alors un meilleur drainage.
Fig. 5 Ultrasonothérapie © SAY

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Ondes sonores et ultrasonores
IV. Correction
et isolation acoustique
L’isolation acoustique est une composante essentielle
dans les instituts et les spas. Les nuisances sonores
peuvent provenir de l’extérieur ou de l’activité même
de l’établissement. Le confort acoustique favorise la
relaxation. Il est donc important de prévenir toute
gêne en respectant les normes en vigueur.
Fig. 6 Spa © Paul Vinten - Fotolia - Paul Vinten