Acoustique : TD 2 Niveaux sonores - GIPSA-Lab

Acoustique : TD 2
Niveaux sonores
2011–2012
Exercice 1 : Niveaux de pression
On mesure en un point la pression efficace due au bruit d’une machine et on trouve :
pe f f = 6 · 10−3 Pa.
1. Quel est le niveau de pression acoustique en ce point (en dB) ?
2. Même question si pe f f = 4 Pa
3. Même question si pe f f = p atm , où p atm est la pression atmosphérique, que l’on
prendra égale à 1.013·105 Pa.
Exercice 2 : Niveaux de pression
Deux sources cohérentes sont disposées dans une chambre sourde. Le niveau sonore
de la première source est de 60 dB SPL à 1 mètre et pour la seconde de 58 dB SPL à 1
mètre. Les deux sources sont initialement en phase.
1. Quel niveau sonore recueille le micro lorsque les deux sources sont à égale distance du récepteur (à 1 mètre) ?
2. Les câbles d’alimentation de la seconde source ont été inversés. Que se passe-t-il ?
Exercice 3 : Niveaux de pression
La membrane d’un haut-parleur (HP) est mise en vibration sinusoı̈dale avec une période
de 70 ms.
1
1. Le son émis est-il audible ?
2. La période est maintenant de 2 ms. Quelle est la fréquence du son ?
A quelques mètres du H.P., on mesure une valeur crête de la pression acoustique :
pmax=25 µ Pa.
3. Le son est-il audible ?
On augmente le volume de l’amplificateur de telle sorte que la pression acoustique au
point soit doublée.
4. Quel est le niveau de pression acoustique en ce point ?
5. Par quel facteur faut-il multiplier la pression acoustique pour avoir 90 dB ?
Exercice 4 : Bandes de fréquence
1. Dans un calcul en bandes d’octaves, on veut les fréquences centrales et maxi sachant que la fréquence mini de la bande est 100 Hz
2. Quelles sont les fréquences supérieure et inférieure d’une bande 1/3 d’octave si
la fréquence centrale est 250 Hz ?
3. Dans ce dernier cas, quelles sont les fréquences inférieures, centrales et supérieures
des bandes situées au dessus et au dessous de la bande 250 Hz étudiée en 2 ?
Exercice 5 : Pondération A
On désire mesurer le niveau sonore du bruit large bande émis par une machine dans
un atelier. Le bruit émis ne comporte pas de composantes de fréquences supérieures
à 707 Hz ni inférieures à 88 Hz. On décompose la bande de fréquence utile en bandes
d’octave et on effectue une mesure (à l’aide d’un sonomètre muni de filtre passe-bande)
dans chaque bande d’octave (3 mesure au total).
1. Calculer les fréquences inférieures, centrales et supérieures des 3 bandes d’octaves.
Le résultat de la mesure est celui-ci :
Bandes d’octave 1ère bande 2ème bande 3ème bande
Niveau (dB SPL)
65
62
59
2. Calculer le niveau total produit par la machine en dB SPL
3. Calculer le niveau total émis par la machine en dB(A)
Exercice 6 : Pondération A
1. A l’aide du tableau ci-dessous, calculer le niveau en dB(A) d’un bruit rose de 50
dB par bande de tiers d’octave
2
Fréquence (Hz)
100
Pondération (dB) -19.1
Fréquence (Hz)
800
Pondération (dB) -0.8
125
-16.1
1000
0
160
-13.4
1250
0.6
200
250
-10.9 -8.6
1600 2000
1
1.2
315 400
-6.6 -4.8
2500 3150
1.3
1.2
500 630
-3.2 -1.9
4000 5000
1
0.5
Exercice 7 : Le moustique
Vous vous promenez dans les bois et un moustique vient à passer. En vol, il agite ses
ailes 800 fois par seconde
1. Quelle est la fréquence de battement des ailes ?
2. Quel est le temps qui s’écoule entre 2 battements d’ailes successifs ?
3. Quelle est la longueur d’onde associée à cette fréquence ?
Le moustique émet un bruit omnidirectionnel d’une puissance de 2 nW.
4. Quel est le niveau de puissance du moustique ?
L’insecte vient voleter dans votre oreille à une distance de 1 cm de votre tympan.
5. Quel est le niveau de pression acoustique mesuré au niveau du tympan ?
La bestiole s’éloigne. Sachant que le bruit de fond de la forêt à 800 Hz est de 30 dB et
que le pouvoir de discrimination de l’oreille humaine est de 1 dB :
6. Calculer la distance à partir de laquelle le bruit de l’insecte n’est plus perçu
Exercice 8 : Les trains
Une personne est placée sur un pont au dessus d’une voie ferrée. Elle mesure un niveau
de pression de 83 dB au passage d’un TGV. Au passage d’un train de marchandise, elle
mesure 89 dB.
1. Que mesurerait-elle si les deux trains passaient en même temps ?
Un train corail est mesuré à 79 dB
2. Quel est le niveau mesuré au passage simultané du TGV et du Corail ?
3. Même question si les 3 trains passent en même temps.
Exercice 9 : Nuisances autour d’un aéroport
Pour apprécier la gêne crée par le passage des avions près d’un aéroport, on utilise
l’indice psophique Φ comme étant la somme des niveaux de pression acoustique de
chacun des avions passant de jour et de niveau de chacun des avions passant de nuit
majorés de 10 dB chacun. Cet indice est différent suivant le point de mesure.
1. calculez Φ en un point où le trafic et les niveaux sont les suivant :
Concorde (L p1 = 87 dB)
2 vols de jour
Boeing 737 (L p2 = 79 dB) 10 vols de jour
Mercure 737 (L p3 = 74 dB) 8 vols de jour
Airbus (L p4 = 97 dB)
6 vols de jour
0 vol de nuit
1 vol de nuit
2 vol de nuit
3 vol de nuit
3
2. Sachant que la région de gène moyenne dite “Zone B” est celle ou l’indice psophique est compris entre 89 et 96 dB, peut-on tolérer le passage de deux ”Mercure” supplémentaires en vol de nuit ?
3. Peut-on tolérer le passage d’un Concorde supplémentaire en vol de nuit ?
4