2 – LES ONDES SONORES Définition : Le son est une onde

2 – LES ONDES SONORES
Définition :
Le son est une onde mécanique longitudinale produite par la vibration d’un
corps et propagée dans le milieu environnant.
Comment se produisent les sons lorsqu’on frappe un tambour et lorsqu’on parle
(fig. 4.15 & 4.16).
Comment on entend.
2.1 – La vitesse du son
La vitesse du son dépend du milieu de propagation. Elle est d’autant plus grande que le
milieu est dense. Exemples :
Milieu
Vitesse (m/s) à 25o C
Vitesse (km/h) à 25o C
Air
346
1246
Eau
1490
5364
Acier
5200
18720
340 m/s = 1 224 km/h = 1 Mach
2.2 – L’échelle des décibels
La force d’un son dépend de l’énergie qu’il transporte. À son tour, l’énergie sonore dépend
de l’amplitude et de la fréquence du son.
L’énergie sonore qui traverse une surface de 1 m2 en 1 seconde s’appelle intensité sonore.
L’oreille humaine peut entendre des sons dont l’intensité varie entre 10-12 J/m2s et 100
J/m2s. Le son le plus fort est donc 1014 fois plus intense que le plus faible. Les valeurs
extrêmes sont trop éloignées l’une de l’autre.
Alors, l’on préfère utiliser une autre unité de mesure que le J/m 2s, le décibel (dB). Cette unité
varie de 0 à 140 seulement, lorsque l’intensité sonore varie entre 10-12 J/m2s et 100 J/m2s.
-
À un son à peine audible (Is = 10-12 J/m2s), il correspond un niveau sonore de 0 décibels.
-
Si l’intensité sonore est 10 fois plus grande que 10-12 J/m2s, on a un niveau sonore de
10 dB.
-
Si l’intensité sonore est 100 fois plus grande que 10-12 J/m2s, on a un niveau de 20 dB,
etc.
Chaque augmentation de 10 dB signifie une intensification de 10 fois de l’intensité sonore : un
bruit de 40 dB est 10 fois plus intense qu’un autre de 30 dB et 100 fois plus fort qu’un bruit de
20 dB.
Aussi, il faut noter que les décibels ne s’additionnent pas. Un ensemble de deux sons de
50 dB chacun ne produit pas un niveau sonore de 100 dB, mais plutôt un niveau de 53 dB.
En effet, deux sons de 50 dB chacun sont équivalents, de point vue énergétique, à un son
dont l’intensité sonore est le double de l’intensité de chacun. Mais, lorsqu’on double
l’intensité sonore, le niveau sonore n’augmente que de 3 dB (de 50 à 53 dB).
2.3 – La fréquence et la perception sonore
La tonalité d’un son dépend de sa fréquence. Les sons graves correspondent aux
fréquences basses et les son aigus, aux fréquences hautes.
L’oreille humaine peut percevoir des sons dont les fréquences sont comprises entre 20 Hz et
20 000 Hz. Cependant la sensibilité maximale correspond à 1 000 ou 2 000 Hz.
Chaque espèce animale perçoit des sons dans une étendue qui lui est propre.
Les éléphants peuvent communiquer entre eux par des infrasons (dont la fréquence est plus
basse que 20 Hz).
Les dauphins perçoivent les ultrasons (f plus haute que 20 000 Hz).
Les chauves-souris émettent des ultrasons et utilisent leurs échos pour localiser la position
des objets. C’est l’écholocation. On utilise une méthode semblable en échographie
médicale.