Th Orie Acoustique Chap1 2 3 Janvier 2015

Th Orie Acoustique Chap1 2 3 Janvier 2015

Onde acoustique produite par la vibration d’un objet matérie . Dans l’air, il peut s’agir de la peau d’un tambour, des cordes vocales d’un chanteur, de la membrane d’un haut-parleur… Chaque molécule composant l’air en contact avec cette source acoustique vibre à son tour. Cette vibration est alors transmise ? la molécule voisine, puis à la voisine de cette voisine… La vibration atteint progressivement tout le milieu. Front d’onde surface virtuelle formée par l’ensemble des points qui vibrent en synchronisme.

Célérité d’une onde I org d’onde. Elle est d’env n 3 Onde sinusoidale l’O ? simple» que l’on pu de ses fronts lia ration la plus mposée d’une succession d’allers et retours réguliers de part et d’autre d’une même position. Le son produit par cette onde est aussi appelé son pur. Longueur d’onde la longueur d’onde est la distance (m) parcourue par l’onde sonore pendant un temps égal à une période. Théorème de Fourier soit un son périodique non sinusoïdal ou son complexe.

Le physicien Joseph Fourier a montré qu’on peut le décomposer enunel succession de sons sinusoidaux, appelées harmoniques, dont les fréquences sont toutes des multiples ‘une même fréquence f qu’on appelle e fondamental : f, 2 f, 3 f, 4 f,

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etc. En théorie, les harmoniques existent dans un son périodique non sinusoïdal. Cep Cependant leur énergie peut être nulle ou très faible, si bien que dans la pratique, ils ne jouent aucun rôle. La décomposition d’un son en une succession d’harmoniques constitue le spectre de ce son.

On représente graphiquement le spectre en traçant en X les fréquences et en Y l’énergie des harmoniques. Le spectre s’obtient grâce à un appareil appelé analyseur de spectres. Bruit blanc bruit dont toutes les fréquences possèdent le ême niveau sonore – un tuyau à air comprimé en donne un bon exemple. Autrement dit, la courbe représentant la densité spectrale est une droite horizontale. Comme le niveau est le même pour chaque fréquence, et que d’une octave à l’autre, on double la largeur de bande, alors l’énergie acoustique est multipliée par 2 à chaque doublement d’octave.

Bruit rosé bruit dont le niveau par bande d’octave est constant. Or, la largeur de bande est deux fois plus grande lorsqu’on passe d’une octave à l’autre. Pour avoir la même énergie sur une bande deux fois plus large, il faut donc que, d’une octave ? ‘autre, la densité spectrale soit deux fois plus faible. La densité spectrale perd donc 3 dB par octave. Il est utilisé dans certaines mesures d’acoustique des salles: par exemple, pour évaluer l’isolement acoustique d’une paroi, on émet un bruit rose d’un côté de celle-ci, et on mesure le niveau par bande de l’autre côté.

Auditivement, le bruit rosé semble plus « doux» que le bruit blanc, car ce dernier est davantage chargé en fréquences élevées auxquelles l’ore que le bruit blanc, car ce dernier est davantage chargé en fréquences élevées auxquelles l’oreille est particulièrement ensible. Réfraction Quand la célérité du son n’est pas constante dans le milieu de propagation, l’onde subit un changement de direction: c’est le phénomène de réfraction. Ce phénomène peut se comprendre en considérant une barque.

Si on rame plus rapidement avec l’aviron de droite, la barque dévie à gauche, c’est-à-dire du côté de la vitesse la plus faible. Il en va de même pour les fronts d’onde. Considérons un front d’onde. Supposons que les points situés sur ce front d’onde ne se déplacent pas tous à la même vitesse. Soient deux points A et g. Supposons ar exemple que la célérité en A soit plus grande que la célérité en B. Pendant une durée donnée, le front d’onde parcourt une certaine distance. ? la hauteur du pont A, il se retrouve en Al ; à la hauteur du point B, il parcourt une distance plus faible et se retrouve en BI. On peut poursuivre ce raisonnement: les points Al et 31 se retrouvent ainsi en A2 et B2, puis ces derniers points en A3 et B3. Le front d’onde s’est donc incurvé, de sorte qu’il a dévié du côté de 3, là où la célérité est la plus faible. Une onde sonore peut être réfractée lorsqu’elle passe d’un milieu à un utre. Mais dans l’air la réfraction est généralement produite par un changement de température.

Puissance : une source sonore diffuse de l’énergie acoustique. Comme toute énergie (électrique, thermique.. celle-ci se mesure diffuse de l’énergie acoustique. Comme toute énergie (électrique, thermique.. J, celle-ci se mesure en joules (J). pression : considérons une surface S située sur le trajet d’une onde sonore: cela peut être la membrane du tympan auditif. Générée par l’onde sonore, une force F s’exerce sur cette surface. On la mesure en newtons (N).

La pression P qui s’exerce sur la surface S est définie comme le rapport entre la force F et la valeur de la surface (en m2). Intensité : considérons une surface S (réelle ou virtuelle) placée sur le trajet d’une onde acoustique. Supposons que pdt un temps t, elle soit traversée par une énergie = à X joules 1=X/S. t . On voit donc que l’intensité est égale au rapport d’une puissance par une surface: elle se mesure donc en Watts/m2. Seuil différentiel : la plus petite variation de niveau que l’oreille humaine puisse percevoir. Sa valeur est d’environ 1 dB.

Sources non corrélées : dans le cas général, les sources sont indépendantes : par exemple un piano et une flûte, le trafic routier et la ventilation d’un bureau, les différentes machines d’un atelier, etc. Les tracés temporels des pressions ne présentent alors rien de commun. On dit alo s que les sources ne sont pas corrélées. Sources corrélées On dit que des sources sont corrélées si leurs pressions possèdent des relations de phase. Elles sont parfaitement corrélées si les pressions sont rigoureusement en phase ou en opposition de phase. Mais cette situation extrême est ra r PAGF