Méthode : intensité et niveau sonore
Le niveau d'intensité sonore s'exprime en décibel, symbole Db.
A partir de quel niveau d'intensité sonore met-on son audition en danger ?
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Quelques propriétés liées à la propagation des sons :
Lorsqu'une onde sonore est émise, elle tend à être modifiée par des paramètres tels que la distance ou d'éventuels obstacles.
Atténuation : en champ libre, c'est-à-dire dans un espace où aucun obstacle ne perturbe la propagation de l'onde sonore, son intensité acoustique diminue quand on s'éloigne de la source sonore.
Réflexion : lorsqu'une onde sonore rencontre un obstacle tel que la paroi d'un local, une certaine quantité de l'énergie est réfléchie et revient dans la pièce : c'est la réflexion. Les réflexions successives constituent la réverbération.
Absorption : une autre quantité de l'énergie est absorbée en partie par les matériaux constituant la paroi : les hautes fréquences étant plus facilement atténuées que les basses.
Transmission : une partie de l'énergie est transmise dans la pièce voisine par le biais de la paroi, qui agit comme une source sonore secondaire.
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Dans cet exemple, le son d'une batterie se réfléchit sur les murs et cloisons de la pièce. Une des cloisons est prise en exemple pour montrer qu'elle absorbe une partie de l'énergie sonore et en transmet une autre.
Dans la pièce à côté, l'intensité du son résiduel dépendra de la capacité de la paroi à absorber. Théoriquement, le son doit être moins fort, sinon c'est que la paroi est inefficace.
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Complément : confort acoustique
Les effets indésirables du bruit sont nombreux, ils se traduisent sur l'organisme par une fatigue auditive (au-delà de 80 dB après une exposition de quelques heures), une douleur à l'oreille à partir de 120 dB, des effets cardiovasculaires.
L'isolation acoustique est un moyen d'y remédier.
Lorsqu'une onde acoustique rencontre une paroi (changement de milieu de propagation), une partie de l'énergie est réfléchie (phénomène de réverbération), une autre est absorbée par le matériau qui constitue la paroi et une dernière partie est transmise.
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Certains matériaux (mousse, moquette, polystyrène) absorbent les sons et diminuent les effets de la réflexion et de la transmission des ondes sonores. Ces phénomènes dépendent à la fois du matériaux utilisé et de la fréquence de la source sonore.
Par ailleurs, il peut y avoir un amortissement de l'onde sonore : chaque fois que la distance à la source sonore est multipliée par deux, le niveau sonore diminue de 6 dB.
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En mettant un matériau absorbant sur une paroi d'un local, on augmente la partie d'énergie absorbée au détriment de l'énergie réfléchie. Sa structure poreuse laisse pénétrer l'énergie et la disperse dans son épaisseur avant de la convertir en chaleur. Notez bien que cette démarche n'a aucune influence sur l'énergie transmise à travers la paroi et ne constitue donc pas une solution pour l'isolation acoustique du local adjacent.
L'utilisation d'un matériau absorbant a pour conséquence de rendre la salle plus "sourde" parce que la réverbération devient de très courte durée.
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Exercice 1
Avant un concert, un ingénieur du son réalise l’enregistrement d’une note jouée par un violoniste à l’aide d’un microphone relié à un système informatique. On obtient l’enregistrement ci-contre.
1.1. Déterminer la durée correspondant à 4 période à partir de l'enregistrement ci-contre.
1.2. En déduire une valeur précise de la période de la note de musique ainsi jouée.
2.1. Peut-on considérer la perception auditive pour une oreille humaine comme un bruit ou un son pur ? Justifier votre réponse.
2.2. Comment le son correspondant à cette note de musique peut-il se propager jusqu'au mur et même être perçue de l'autre côté du mur qui sépare la salle de concert de la loge des artistes ?
3.1. Calculer la fréquence de cette note de musique.
3.2. Peut-on affirmer que la note jouée par le violoniste est un « sol3 » ayant pour fréquence 0,392 kHz ?
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Exercice 3 : une tondeuse
Les sons peuvent être dangereux pour notre audition. À 90 dB, l’exposition doit être limitée à 2h30. Une tondeuse homologuée selon les normes européennes produit un niveau sonore de 96 dB à une distance d’un mètre. Les mesures physiques nous indiquent que lorsque l’on double la distance vis-à-vis d’une source sonore, le niveau sonore perçu diminue de 6 dB.
Calculer le niveau sonore perçu à 2 m de la tondeuse.
Indiquer si, à 1 puis 2 m de la tondeuse, le niveau sonore est dangereux pour 2h30 d’exposition.
Une personne qui passe la tondeuse est située à environ 1 m du moteur pendant 3 h. Indique si cette personne met son audition en danger.
Propose une mesure pour protéger l’audition de la personne qui passe la tondeuse.
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Exercice 2 : résolution de problème
Expliquer pourquoi les professionnels de la musique utilisent des bouchons d’oreilles et privilégient ceux dit « linéaires ».
Documents à disposition :
Des bouchons d’oreilles à atténuation linéaire.  Les bouchons d’oreilles permettent de diminuer le niveau sonore perçu par les oreilles. Les niveaux d’atténuation varient de 10 à 50 dB selon les modèles mais l’atténuation pour un même bouchon dépend aussi de la fréquence. | Courbe d’atténuation sonore :  | Ensemble des sons joués par une guitare pendant un concert :  Une note d’instrument de musique contient un grand nombre de sons qui se superposent, chacun ayant sa propre intensité. Chaque instrument est reconnu par l’oreille grâce à son propre ensemble de sons. |
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Exercice 4 : écouter de la musique, un danger ? !
Activité du Livre Scolaire - Enseignement scientifique - Classe de première
Un grand nombre de personnes écoute de la musique tous les jours, mais dans certains cas, cette écoute peut présenter un risque.
Dans quelles conditions écouter de la musique présente un danger pour l’audition ?
Comment réduire les risques auditifs liés à l’écoute musicale ?
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Les risque lors d'un concert :
Document 1 :
En 1994, lors d’un concert du groupe américain Manowar, le niveau sonore a été mesuré à 129,5 dB en sortie des enceintes. Lors d'un concert, les spectateurs du premier rang sont parfois à moins de 5 m des enceintes.
Document 2 :
Je jouais dans un groupe de rock, nous répétions régulièrement, animions des soirées, etc. Tout cela sans protection auditive bien sûr ! […]
Tout allait bien pour moi jusqu’à ce jour fatidique du 9 juillet 1998, jour où j’ai assisté à un concert au Zénith. Je quitte la salle avec des sifflements mais je savais qu’après une bonne nuit de sommeil tout se remettrait dans l’ordre.
À mon réveil, l’angoisse m’envahit, les sifflements étaient toujours présents. J’ai fait l’erreur d’attendre une semaine avant d’aller consulter un ORL. Ce dernier me diagnostiqua un traumatisme sonore […].
Témoignage de Laurent, www.france-acouphenes.org, 2007.
Document 3 : atténuation du niveau sonore en fonction de la distance | Document 4 : les risque de troubles auditifs |
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Document 5 :données épidémiologiques sur l’audition des 15-25 ans
Une étude de 1999 sur l’audition de jeunes lycéens en région Rhône-Alpes [...] montre qu’un jeune sur quatre possède un audiogramme pathologique, avec un seuil auditif supérieur à 20 dB.
En 1996, une étude épidémiologique [...] sur l’audition des jeunes âgés de 15 à 25 ans a mis en évidence une diminution significative de l’audition (2,6 dB) entre les jeunes écoutant [la musique avec des écouteurs] plus de 7 h/semaine comparé à leur groupe témoin.
Institut universitaire de médecine du travail de Lyon.
En 2014, selon une enquête de l’Institut national de prévention et d’éducation pour la santé (Inpes), l’écoute de musique amplifiée via un casque ou des écouteurs concerne 69,7 % des 18-35 ans. Ce chiffre s’élève à 73,2 % chez les 15-17 ans.