Bureau d'études techniques
Acoustique Vibrations

Généralités

Le bruit est dû à une variation de pression régnant dans l’atmosphère. Il est caractérisé par sa fréquence (grave, médium, aiguë) exprimée en Hertz (Hz) et par son niveau exprimé en décibels (dB).

L’oreille humaine est capable de percevoir des sons allant de 20Hz à 20kHz, avec une efficacité optimale dans les fréquences médiums (≈ 300Hz à 2 400Hz), où se situent notamment les fréquences de la parole. Les sons en deçà des fréquences très basses de 20Hz sont les infrasons, inaudibles pour notre oreille, tout comme celles au-delà de 20kHz, les ultrasons.

Le niveau de pression acoustique est généralement noté Lp (Level Pressure). Il correspond à ce que l’on mesure en un point donné. Il résulte du rapport logarithmique entre la pression acoustique et une pression acoustique de référence :

avec  p = pression acoustique mesurée
p0 = pression acoustique référence (2.10-5 Pa)

Lorsque l’on désire caractériser un bruit par un seul nombre dans lequel toutes les fréquences perçues par l’oreille sont présentes, on calcule un niveau de pression acoustique global : Leq. Selon le contexte d’étude, diverses corrections fréquentielles peuvent être appliquées. Il s’agit des pondérations A, C ou Z et sont précisées dans le tableau ci-après. L’indicateur de niveau global est alors noté LAeq, LCeq ou LZeq, et s’exprime respectivement en dBA, dBC ou dBZ.

La pondération A est très usitée, elle se rapproche de la sensibilité de l’oreille humaine, qui perçoit moins les basses fréquences. C’est pourquoi elle est utile pour caractériser les potentiels de gêne. Les pondérations C et Z sont préférées lorsqu’il s’agit de mettre en évidence des phénomènes acoustiques dans les basses fréquences ou des niveaux de crêtes.

Définitions

Addition de niveaux sonores :
Le décibel est une unité logarithmique.
Il est possible de déterminer le niveau sonore résultant de plusieurs sources par la relation :
où L est le niveau sonore résultant de l’addition des niveaux L1, L2, … , Ln, exprimés en décibels.

Cette équation implique une hausse de 3 dB du niveau sonore lorsqu’une source génératrice de bruit est doublée (ou 6 dB si la source est quadruplée, en suivant la même logique…).

A vous de jouer

Les appareils électroménagers ci-après fonctionnent simultanément.

Quel niveau de bruit global génèrent-ils (hypothèse de champs libre) ?

La bonne valeur est parmi ces trois propositions :

64 dB                              67 dB                              70 dB

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A vous de jouer

Les données sont dans le désordre.

Saurez-vous attribuer chaque son à son spectre en fréquence et à sa source ?

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A vous de jouer

Saurez-vous classer ces ondes par ordre de fréquences puis d’amplitudes croissantes ?

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Notions courantes dans l'environnement

Définitions

Bruit ambiant :
Bruit total existant dans une situation donnée pendant un intervalle de temps donné. Il est composé de l’ensemble des bruits émis par toutes sources proches et éloignées.

Bruit particulier
:

Composante du bruit ambiant qui peut être identifiée spécifiquement et que l’on désire distinguer du bruit ambiant notamment parce qu’il est l’objet d’une requête.

Bruit résiduel
:

Bruit ambiant, en l’absence du bruit particulier, objet de la requête considérée.

Emergence :
Modification temporelle du niveau du bruit ambiant induite par la disparition du bruit particulier. Concrètement, il s’agit du bruit ambiant moins le bruit résiduel.

Zone à émergence réglementée (ZER) : Intérieur des immeubles existants habités ou occupés par des tiers  ; zones constructibles définies par les documents d’urbanisme existant à la date de parution de l’arrêté d’autorisation.  Tonalité marquée : 

A vous de jouer

Saurez-vous quels spectres sonores présentent une tonalité marquée et à quelles fréquences ?

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A vous de jouer

Un riverain se plaint d’une gêne sonore issue d’un équipement technique. Voici l’évolution temporelle du niveau de bruit global mesuré à l’intérieur de sa pièce de vie, dans les conditions habituelles de gêne :

Quel protocole vous semble avoir été réalisé et quels sont les résultats de l’analyse ? (2 bonnes affirmations) :

1/ Il a fallu arrêter au préalable, à 16h36,  L’équipement a été arrêté à 16h23, mais le bruit résiduel n’a été observé qu’après 16h36
2/ La fenêtre de la pièce a été ouverte à 16h23 pour tester plusieurs configurations d’occupation du lieu. L’équipement a été arrêté à 16h36 pour faire place nette aux fluctuations sonores du bruit de fond.
3/ L’équipement a été arrêté à 16h23, laissant percevoir une ventilation liée à l’équipement jusqu’alors masquée. Cette dernière est arrêtée à 16h36 et laisse place aux fluctuations sonores du bruit de fond.
a/ Le bruit particulier est de 53 dBA et l’émergence sonore de 8 dBA
b/ Le bruit ambiant est de 67 dBA et l’émergence sonore de 14 dBA.
c/ Le bruit particulier est de 67 dBA et l’émergence sonore de 22 dBA.

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A vous de jouer

Un projet d’aménagement est à l’étude entre une autoroute très fréquentée à toute heure et une zone industrielle fonctionnant en continu. Trois villages sont recensés à proximité (ZER), au sein desquels l’impact sonore du projet désire être connu. Une étude acoustique est menée à 1,5 mètre au-dessus du sol.
Dans un 1er temps, l’état sonore actuel (ETAT INITIAL) est caractérisé par des mesures.
Dans un 2nd temps, une cartographie sonore prévisionnelle (ETAT PROJETE) est effectuée et présente essentiellement la contribution sonore du projet dans son environnement :

Quel emplacement sera le plus impacté par le projet (en terme d’émergence) s’il se concrétise en l’état ? :

ZER 1                              ZER 2                              ZER 3

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A vous de jouer

Des mesures de bruit ont été effectuées dans les contextes suivants :

a/ un microphone proche d’une autoroute, sur lequel un oiseau est venu apposé son chant quelques instants,
b/ un microphone proche d’une route départementale,
c/ un microphone proche d’un centre de nettoyage haute pression de véhicules, avec manoeuvres d’engins,
d/ un microphone proche d’une importante gaine de ventilation d’un atelier.

Les évolutions temporelles du bruit global de chacune des mesures sont présentées ci-dessous, mais ont été mélangées.

Saurez-vous associer chaque graphique à son contexte ?

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Notions courantes dans le milieu du travail

Capotage :
Système isolant permettant de limiter la propagation sonore aérienne d’un équipement, par un encoffrement.

 

Notions courantes dans le bâtiment

Définitions

Aire d’absorption équivalente :
Notée A et exprimée en m², elle caractérise le pouvoir absorbant d’un local. Plus elle est grande, moins l’espace ne présente d’écho.

Bruit aérien :
Bruit dont la propagation s’effectue dans l’air, traversant ou non des obstacles.

Bruit de choc ou d’impact :
Il est généré par des impacts ou des vibrations mécaniques tels que des pas, des chutes d’objets, ou d’autres interactions physiques directes. Il se propage à travers les structures solides.

Bruit solidien :
Bruit dont la propagation s’effectue au travers des structures solides. Un bruit solidien peut être traité en désolidarisant les éléments vecteurs de propagation des vibrations.

Bruit blanc :
C’est un bruit qui contient toutes les fréquences audibles à des niveaux égaux.

Bruit rose :
C’est un bruit normalisé dont le niveau sonore est le même sur toutes les bandes d’octaves de son spectre. Il sert pour caractériser l’isolement aux bruits aériens d’un local. Pour se l’imaginer, il évoque généralement le bruit d’une cascade.

Champs diffus :
Situation dans un volume fermé où les ondes sonores sont réparties de façon uniforme et aléatoire du fait des réflexions multiples sur les parois.

Champs direct :
Il s’agit du son directement capté d’une source avant qu’il ne subisse toute réflexion sur les parois. En d’autres termes, l’onde sonore réalisant le trajet le plus court de la source à l’auditeur.

Coefficient d’absorption (αw) :
Indicateur de la faculté d’un matériau à absorber les ondes sonores. Il est compris entre 0 (totalement réfléchissant) et 1 (totalement absorbant). Il intervient dans le cadre du traitement de la réverbération (écho) d’une pièce.

Correction acoustique :
Action de modifier, par mise en place d’un traitement acoustique, la qualité sonore interne d’un local selon sa vocation.

Décroissance sonore spatiale :
Faculté d’un local à diminuer un niveau sonore en fonction de la distance à une source de bruit.

Désolidarisation :
Fait de séparer toute liaison physique et mécanique entre deux constituants d’un système. Une technique permettant notamment d’éviter les propagations des bruits solidiens.

Effet Lombard :
Phénomène de modification de la prononciation humaine (fréquence, volume sonore, articulation, allongement des voyelles) pour compenser la présence de bruits environnants. Généralement inconscient, cela permet à un locuteur d’être mieux compris de ses interlocuteurs.

Indice d’affaiblissement (Rw) :
Capacité d’un matériau à réduire l’intensité sonore qui le traverse, exprimé en décibels. Ainsi, cet indice indique l’efficacité d’un matériau à atténuer les bruits et à fournir une isolation acoustique.

Indice d’intelligibilité (STI) :
Cet indice caractérise la qualité de transmission de la parole dans un environnement sonore. Il est compris entre 0 (inintelligible) et 1 (parole claire et intelligible).

Isolement acoustique brut :
Capacité d’un matériau ou d’une structure à atténuer les bruits extérieurs, en fournissant une barrière physique contre la transmission du son. Plus cet isolement est élevé, meilleure est l’atténuation.

Isolement acoustique standardisé pondéré A :
Il s’exprime en décibels et permet de caractériser par une seule valeur l’isolement acoustique en réponse à un bruit de spectre donné. Il est mesuré in situ entre deux locaux (DnT,A) ou entre l’extérieur du bâtiment et un local (DnT,A,tr).

Temps de réverbération :
Noté Tr et exprimé en secondes, il correspond au temps au bout duquel le niveau sonore a diminué de 60 dB dès l’interruption nette d’une source sonore. Il est fonction de l’aire d’absorption équivalente du local et de son volume et peut varier selon les fréquences.

Réglementations

Envol express

En complément, vous pourrez également trouver des informations sur le site du CidB (Centre d’Information et de Documentation sur le Bruit), association loi 1901 créée en 1978 et reconnue d’utilité publique en 2007. Vous pouvez y faire un saut en un clic par ici   >>>>>

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