corrigé de l`ASDS audiométrie

ASDS THÈME SONS ET MUSIQUE PAGE 3 / 5 TS-­‐SPE L’AUDITION NOM : ............................ PRÉNOM : ....................... CLASSE : ................... DATE : ...................................... Document 1: Grandeurs en acoustique physiologique Une source sonore est caractérisée par sa puissance sonore P, qui est l'énergie sonore émise par unité de temps. Elle provoque dans le milieu traversé des variations de pression. En passant par le conduit auditif de l'oreille, l'onde sonore va exercer sur le tympan de l'oreille (Figure ci-­‐contre) une variation de pression appelée pression acoustique p. La pression acoustique minimale détectée par le tympan, ou seuil d'audibilité, est de 2,0.10-­‐5 Pa. La pression acoustique maximale supportée par le tympan, ou seuil de douleur, est de 20 Pa. Pour une puissance sonore donnée de la source, la puissance sonore en un point de l'espace autour de la source dépend de la distance à la source. En effet, l'énergie sonore est comme diluée dans l'espace quand on s'éloigne de la source. Pour tenir compte de cet effet, on introduit l'intensité acoustique l, qui correspond à la puissance sonore par unité de surface. Document 2 : Le décibel (dB) Avec la fréquence, la deuxième caractéristique importante d'un son est son niveau d'intensité sonore, qui est exprimé en décibels (dB). En acoustique physiologique, l'échelle des décibels part de 0 dB, seuil de l'audition humaine, en dessous duquel la perception est impossible. La plupart des sons de l'environnement sont compris entre 30 et 90 décibels. Les sons inférieurs à 30 dB n'attirent pas l'attention, car masqués par des sons plus forts. On ne trouve des niveaux supérieurs à 90 dB que dans la vie professionnelle (industrie, armée, artisanat. ... ) et dans les activités de loisir: chasse, musique, sports mécaniques. Des sons supérieurs à 120 dB et extrêmement dangereux pour l'oreille existent dans le domaine industriel. L'échelle des décibels utilise une notation logarithmique qui lui confère des propriétés particulières et qui traduisent la perception de l'oreille humaine. Cette dernière ne peut pas discerner une différence de niveau inférieure à 1 dB. Chaque fois que le niveau d'intensité sonore croît de 10 dB, le son est perçu deux fois plus fort. Le niveau d'intensité sonore décroît de 6 dB chaque fois que la distance à la source double. Et lorsque l'on double le nombre de sources identiques, il n'augmente que de 3 dB. D'après le site www.journee·audition.org Document 3 Audiogramme Pour connaître le degré d'insuffisance de la fonction auditive chez un sourd, on doit mesurer le seuil de son audition à diverses fréquences, et le comparer au seuil normal pour les mêmes fréquences; l'audiométrie est la technique au moyen de laquelle on effectue ces mesures et ces comparaisons [...]. L'audiomètre possède des boutons de réglage de l'intensité; il permet de déterminer la différence entre le seuil d'audition d'un sujet, et le seuil normal moyen; cette différence est exprimée en décibels; elle représente, pour chaque fréquence, la perte d'audition (ou déficit auditif) de l'oreille étudiée. En portant les valeurs de ces déficits sur un diagramme, on établit une courbe (audiogramme) qui concrétise visuellement Réalisation d’une audiométrie l'état de fonctionnement de l'oreille. Tandis que l'audiogramme d'une oreille normale est constitué par la droite horizontale d'ordonnée zéro (perte d'audition nulle pour toutes les fréquences), les audiogrammes des sourds indiquent, selon les cas, un déficit égal pour toutes les fréquences, ou plus important pour certaines fréquences. A. Gribenski, L'Audition, coll.« Que sais-­‐je?, PUF, 1969 Document 4 Exemple d’audiogramme 3 Questions Recenser l'ensemble des grandeurs physiques citées dans les documents. Document 1 La puissance sonore P. On l'exprime en wattt (W), c'est l'énergie sonore émise par unité de temps . La pression acoustique p exprimée en pascal (Pa). L'intensité acoustique I qui correspond à la puissance sonore par unité de surface en W.m-­‐2. Document 2 Le niveau d'intensité sonore L en décibel (dB). Document 3 La fréquence du son f en hertz (Hz). Document 5 Le niveau de bruit exprimé en décibel A (dB(A)). 1) a) Que traduit l'échelle en décibel en acoustique physiologique? En acoustique physiologique, l'échelle en décibel traduit la sensibilité de l'oreille en fonction de l'intensité d'un son. 2) b) Pourquoi doit-­‐elle être pondérée? La sensibilité de l'oreille dépend de la fréquence : l'échelle est pondérée pour tenir compte du facteur fréquence 3) Préciser les grandeurs physiques caractérisant le seuil d'audibilité et le seuil de douleur (sons dangereux). Le seuil d'audibilité de l'oreille humaine correspond à la pression acoustique de 2,0. 10!! 𝑃𝑎 soit un niveau sonore L = 0 dB. Le seuil de douleur correspond à une pression de 20 Pa soit un niveau d'intensité sonore de 120 dB. 4) Qu'est-­‐ce qu'un audiogramme? Un audiogramme est un graphique qui permet de visualiser la capacité d'audition d'une personne : il compare la sensibilité de l'oreille d'un sujet à une sensibilité de référence. 5) a) Quelle grandeur acoustique caractérise un émetteur sonore? Préciser son unité. Un émetteur sonore est caractérisé par sa puissance acoustique P exprimée en W. 5) b) Préciser le récepteur sonore étudié en acoustique physiologique et la grandeur qui le caractérise. Le récepteur sonore étudié en acoustique physiologique est l'oreille. La grandeur acoustique qui le caractérise est la pression acoustique p. !
6) Le niveau d'intensité sonore s'exprime: L = 10 . log ( ) avec I! = 1,00. 10!!" SI. !!
a) Préciser les unités de chaque grandeur. L'intensité acoustique I s'exprime en W.m-­‐2, le niveau d'intensité sonore L en dB. 6) b. Vérifier le calcul en italique du document 2 à l'aide de cette expression, sachant que si l'on double le nombre de sources identiques, l'intensité acoustique est doublée. !
Soit L! = 10 . log ( ! ) le niveau d'intensité sonore d'une source. !!
7) Comment varie l'intensité acoustique avec la distance à la source? Détermination du niveau d'intensité sonore L2 d'une source d'intensité sonore double, 2I1. Soit I!
2. I!
I!
L! = 10 . log
= 10 . log
= 10 log 2 + log
I!
I!
I!
Soit I!
L! = 10. log 2 + 10. log
= 10 . log 2 + L! I!
L! = 3 + L! Le niveau d'intensité sonore augmente bien de 3 dB lorsque l'intensité sonore est doublée. 4 5