Le son - Lycée Couffignal

Les affections liées au bruit - Ch. COLLING - 2000/2001
Lycée COUFFIGNAL - Strasbourg 1
Remarque :
Les paragraphes notés en bleu constituent des informations complémentaires destinées aux élèves de BTS
SOMMAIRE
1- Le son Traumatisme acoustique
Notions générales Fatigue auditive
Caractéristiques physiques Surdité professionnelle due au bruit
2- Le bruit L'audiogramme peut seul la détecter au début
Unités de mesure Traitement : Aucun
3- La physiologie de l'audition 5- Risques collectifs engendrés par le bruit
Notions d’anatomie 6- Prévention
Fonctionnement de l'audition 7- Valeurs limites d'exposition-réglementation
4- Risques individuels engendrés par le bruit 8- Conclusion
Effets généraux du bruit 9- Pour en savoir plus
Effet de masque
1. LE SON
4.1 Notions générales
Le son représente aussi la partie audible du spectre des vibrations acoustiques, de même
que la lumière se définit comme la partie visible du spectre des vibrations électro-
magnétiques.
Dans notre milieu ambiant, le son provient d'une vibration des molécules de l’air qui nous
entoure.
La célérité (vitesse) du son est variable selon le milieu dans lequel il se propage. Ainsi, la
propagation du son est de :
• 340 mètres par seconde dans l'air,
• 1420 mètres par seconde dans l'eau,
• 5600 mètres par seconde dans l'acier.
En fait, plus les molécules du milieu dans lequel se produit le son, sont rapprochées, plus le
son se propage vite.
Le son peut être défini de deux manières supplémentaires :
1- D'une manière objective tout d'abord, c'est le phénomène physique d'origine
mécanique consistant en une variation de pression (très faible), de vitesse vibratoire
ou de densité du fluide, qui se propage en modifiant progressivement l'état de
chaque élément du milieu considéré, donnant ainsi naissance à une onde acoustique
(la propagation des ronds dans l'eau suite à un ébranlement de la surface donne une
bonne représentation de ce phénomène).
2- D'une manière subjective également: il s'agit de la sensation procurée par cette
onde, qui est reçue par l'oreille, puis transmise au cerveau et déchiffrée par celui-ci.
De toutes les ondes acoustiques, seules certaines peuvent être perçues par l'oreille :

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il s'agit des ondes dont la fréquence est comprise entre 20 Hertz (Hz) et 20.000 Hz
(20 kHz). En dessous de 20 Hz, on parle d'infrasons, et au dessus de 20kHz, on parle
d'ultrasons.
Hors les sons purs que produisent certains instruments de laboratoire, conçus dans ce but,
nous ne connaissons ordinairement que les sons complexes c'est-à-dire qui peuvent être
décomposés en un très grand nombre de sons purs.
Cas d’un son pur.
Ici, la vibration est caractérisée par une seule fréquence
(p = période - t = temps - i = intensité)
Dessin réalisé par S Blatrix
Cas d’un son musical.
De même fréquence fondamentale que le son pur; à la
fréquence fondamentale (p = période) s'ajoutent des
harmoniques (fréquences plus aiguës que la fréquence
fondamentale) qui caractérisent le timbre de l'instrument
ou de la voix
Dessin réalisé par S Blatrix
Cas du bruit
pas de fréquence caractéristique
Dessin réalisé par S Blatrix
1.1 Caractéristiques physiques :
Parmi les caractères physiques qui caractérisent un son, nous ne retenons ici que :
• la fréquence ou nombre de vibrations par seconde (Hertz = Hz), qui définit les sons
aigus et graves,
• l'intensité ou amplitude de la vibration (décibel = dB) qui définit les sons forts ou
faibles.
• et la durée.
La fréquence.
La fréquence correspond au nombre de cycles complets de vibrations en une seconde. Les
sons graves ont une fréquence basse, par exemple entre 16 et 500 Hertz (Hz), les sons
aigus ont une fréquence élevée, par exemple supérieure à 8000 Hz. L'oreille humaine entend
de 20 Hz à 16 000 Hz voire 20 000 Hz.
On appelle zone utile, la plage correspondant aux fréquences de la voix humaine et des sons
familiers de nos activités: 500-3500 Hz.

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son aigu
cette sinusoïde représente un son pur d'une
fréquence de 3000 Hz
Dessin réalisé par S Blatrix
son grave
cette sinusoïde représente un son pur d'une
fréquence de 300 Hz
Dessin réalisé par S Blatrix
L'amplitude.
L'amplitude de l'oscillation qui représente la vibration correspond à l'intensité. Plus
l'amplitude est grande, plus le son est "fort".
sons fort (noir) et faible (bleu) :
ces sinusoïdes représentent des sons de même
fréquence (300 Hz), mais d'intensités différentes
Dessin réalisé par S Blatrix
La durée.
La durée permet de distinguer :
• les sons impulsionnels (inférieurs à 300 millisecondes),
• les sons impulsifs (inférieurs à 1 seconde),
• les sons continus (supérieurs à 1 seconde). Parmi ces derniers on distingue aussi les
sons stables, fluctuants, intermittents.
l'acoustique
L'oreille est capable de mesurer des écarts de pression infimes de l'ordre de 2.10-5 Pa
(à comparer à la valeur de la pression atmosphérique: 100.000 Pa). Cette variation de
2.10-5 Pa correspond à un son de 0 dB. Le niveau sonore Lp exprimé en dB est
directement relié à l'amplitude de la variation de pression.
Du fait des propriétés des logarithmes, on remarque que lorsque l'on double l'intensité,
cela revient à augmenter le niveau en dB de 3 dB.
Par contre, la "sensation" de doublement de l'intensité ne se produit que pour une
augmentation de 10 dB.
Cependant, l'acoustique ne se contente pas de mesurer "physiquement" les sons, en
effet, comme nous l'avons vu, le son est à la fois une notion objective et subjective et il
est nécessaire d'utiliser des critères tenant compte de ces deux caractères.
Critères retenus pour la mesure des sons
La sonie
La sonie concerne la "force sonore" au sens physiologique (impression de force
sonore). La sensibilité de l'oreille est une variable de la fréquence ; ainsi, tandis qu'à
4000 Hz. une pression acoustique de moins de 2.10-5 Pa suffit à provoquer une
sensation auditive, à 50 Hz, une pression de 2.10-2 Pa est nécessaire, soit 1000 fois plus.
De même, le seuil de douleur est variable en fonction des fréquences, selon une

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variation similaire avec des pentes bien moindres. Il est ainsi possible de définir des
courbes d'isosensation pour des niveaux sonores donnés à 1000 Hz appelés phones; ces
courbes ont été établies en 1918 par FLETCHER et MUNSON .
On remarque par exemple que pour des fréquences allant de 1000 à 6000 Hz, les sons
paraissent beaucoup plus forts, alors que les niveaux de pression acoustique sont
égaux.
Le niveau sonore
Comme nous l'avons vu l'oreille n'a pas la même sensibilité pour toutes les fréquences
audibles: ainsi, un son de 50 dB et de fréquence 1000 Hz produit une sensation auditive
plus forte qu'un son de 50 dB à la fréquence 100 Hz.
Pour tenir compte de cette particularité du système auditif, on utilise des filtres qui
pondèrent les niveaux en fonction des fréquences, à partir des courbes d'isosonie.
Plusieurs filtres sont utilisés, le plus commun étant le filtre A. Le nouveau niveau tenant
compte de cette pondération est alors exprimé en dB(A). On obtient ainsi une grandeur
physiologique pour le niveau sonore, et non plus seulement une grandeur physique.
L'importance de cette pondération est considérable.
En effet, des bruits de très basses fréquences, qui peuvent atteindre plus de 140 dB dans
un TGV entrant dans un tunnel, ne semblent pas dangereux pour l'audition (ce qui ne
signifie pas qu'ils sont sans effet sur la santé). De même, le "beat" (basse fréquence)
émis par la grosse caisse d'une batterie, qui traverse les murs et est perçu par les
voisins des discothèques n'est pas dangereux pour l'ouïe, malgré la gêne qu'il
représente.
Le niveau de bruit global
L'énergie d'un son est proportionnelle à son niveau et à sa durée, de même que les
dégâts d'une brûlure seront proportionnels à la durée d'exposition et à l'intensité du
rayonnement. Il faut donc prendre en compte ces deux paramètres. Pour cela, on définit
un niveau de pression acoustique continu équivalent pondéré A, noté LAeq, qui tient
compte de la durée d'exposition au bruit.
Ainsi, des sons impulsifs de fort niveau (130 dB) peuvent être tolérés sans dommage
tandis que l'exposition prolongée à des niveaux dépassant 85 à 90 dB(A) mettent en
danger l'audition.
La dynamique
La dynamique est une caractéristique intrinsèque à chaque instrument de musique, et,
par extension, à chaque partition musicale. Son étude permet de connaître la variation
de l'intensité maximum d'émission, du grave à l'aigu, et l'écart le plus grand possible
entre les sons fortissimo et les sons pianissimo.
Ainsi les musique présentant de fortes dynamiques (mazurkas de Chopin par exemple)
auront la particularité d'avoir des niveaux très faibles à certains moments, et très forts
à d'autres, tandis que les musiques à faible dynamique présenteront un niveau
relativement constant pour l'auditeur.
Celles-ci présentant l'inconvénient de ne pas offrir de périodes de repos pour le système
auditif, elles sont plus dangereuses, à niveau global égal, que les premières. C'est par
exemple le cas des musiques compressées diffusées à la radio : on traite les
enregistrements afin qu'ils aient tous le même niveau, pour éviter que les auditeurs
aient à régler le volume de leur récepteur en permanence.
2. LE BRUIT
Un bruit est un son inopportun. Il est « une vibration acoustique erratique intermittente ou
statistiquement aléatoire ». On propose aussi une autre définition : « Toute sensation

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auditive désagréable ou gênante » (bruit de circulation, de machines …).. Il peut être toléré
de façon très différente selon les individus et selon les sociétés, les cultures, les civilisations.
On est davantage gêné par le bruit des autres que par le sien propre (qui surprend moins par
ses impulsions).
2. 1 Unités de mesure
Pour l’intensité : le décibel (dB).
Le décibel correspond (heureux hasard), à la variation d'intensité que l'oreille peut détecter
entre deux sons. Le niveau « 0 » dB correspond au bruit le plus faible perçu par une oreille.
Le niveau « 130 » correspond à un bruit qui provoque une sensation douloureuse.
À 1000 Hz, le seuil de perception est de 10-12 watts/m² (ou 20 micro Pascals) et la
douleur apparaît à 1 watt. L'échelle de mesure s'étend donc de 1 à 10-12.
Pour réduire cet écart incommode, on choisit une expression en Log décimal, ce qui
ramène l'échelle de mesure de 0 à 12. L'unité est alors le Bel.
Mais on utilise communément le décibel, d'où une échelle de 1 à 120. Donc les
intensités exprimées en dB ne s'additionnent pas. Deux sons de 90 dB émis en même
temps donnent un son résultant de 93 dB et non de 180 dB.
Exemple d'intensités :
• Voix chuchotée 20 dB
• Voix parlée 50 dB
• Voix criée 75 dB
• Cabine d'avion moderne 95 dB
• Marteau pneumatique 125 dB
• Avion à réaction 135 dB
Pour la fréquence : le Hertz (Hz).
La fréquence se mesure en nombre de vibrations (oscillations) émises par seconde. Un
Hertz correspond à une vibration par seconde. La fréquence conditionne la hauteur des
sons. Un bruit aigu a une fréquence rapide, tandis qu’un son grave a une fréquence lente.
Les sons dont la fréquence est inférieure à 20 Hz s’appellent des infrasons, les sons dont la
fréquence est supérieure à 20 000 Hz s’appellent des ultrasons.