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RÉSUMÉ
Cet article aborde l'aspect purement physique de l'acoustique : la production et la propagation des sons. Les notions de niveaux et de décibels sont d'abord définies. Puis des modèles élémentaires de propagation et de champ acoustique sont présentés. Enfin le système masse-ressort, qui permet de décrire au premier ordre certains phénomènes acoustiques, est explicité.
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Gilles REIGNER : Maître de conférences associé au CNAM (Conservatoire National des Arts et Métiers) - Docteur en acoustique physique de l’Université Pierre-et-Marie-Curie - Responsable du développement et de la recherche au CEBTP (Centre expérimental de recherches et d’études du Bâtiment et des Travaux Publics)
INTRODUCTION
L’acoustique comprend une variété de domaines à l’approche et aux techniques très différentes. En ce qui concerne la perception des sons, une incertitude apparaît, celle qui est due à la variabilité individuelle. Les événements d’origine acoustique s’imposent à l’être humain sans qu’il lui soit possible de les éviter. La perception auditive se reporte ainsi sur l’acoustique physiologique, tout en sachant que toutes les lois définissant les relations psychologiques entre grandeurs physiques et sensations sont des lois statistiques et les limites de validité apparaissent dès que l’incertitude devient plus grande que le phénomène à mesurer. C’est ce dernier aspect, l’aspect purement physique, les bases de la théorie de la production et de la propagation des sons que nous allons aborder dans le présent article [R 3 112]. Nous appliquerons alors plus particulièrement cette première partie à l’environnement et au bâtiment avec l’étude des mesures en laboratoire et in situ . En effet, après des décennies d’évolution assez lente au regard d’autres disciplines, l’acoustique du bâtiment est en plein essor. C’est le résultat conjugué de l’évolution des technologies métrologiques et informatiques mais aussi d’une demande certaine et de la réglementation qui en découle.
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2. Niveaux et décibels
2.1 Puissance
Une source sonore rayonne une puissance et une portion de celle-ci se propage dans le fluide qui l’entoure. La puissance acoustique est l’énergie émise par unité de temps (figure 1).
Dans le cas d’une source quelconque directionnelle, l’intensité variera sur l’ensemble de la surface S considérée et la puissance acoustique W rayonnée est trouvée par intégration sur la surface S :
Dans le cas de la figure 1, l’intégration sur la sphère donne :
Comme toute puissance, la puissance acoustique s’exprime en watts.
Le niveau de puissance acoustique L W est défini comme suit :
Il s’exprime en dB référence W 0 , avec W 0 = 10–12 W.
Nous voyons ainsi qu’un doublement de la puissance acoustique correspond à une augmentation de 3 dB de son niveau.
HAUT DE PAGE2.2 Intensité
Deux paramètres sont importants lors de la propagation sonore : la pression p (ou plutôt les hausses et baisses locales par rapport à la pression atmosphérique) et la vitesse des particules d’air v qui oscillent autour d’un point d’équilibre. L’intensité acoustique I constitue l’intégration temporelle des deux. Elle est aussi équivalente à...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Les normes ISO 140 relatives à la mesure acoustique des immeubles et éléments de construction.
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(2) - * - Centre d’Assistance Technique Et de Documentation, « Amélioration Acoustique des logements », 1988.
-
(3) - * - BRUEL & KJAER, « Acoustic Noise Measure- ments », B&K 1988.
-
(4) - SERVANT (J.P.) - Mesurer le bruit dans l’environnement, - AFNOR (2000).
-
(5) - BERANECK (Leo L.) - Noise and Vibration Control Engineering, - Wiley (1992).
-
(6) - CREMER (L.), HECKL (M.) - Structure-Borne Sound, - Springer-Verlag 1973 réédité en 1990.
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ANNEXES
1.1 Réglementation acoustique pour les bâtiments d’habitation neufs
Après une première réglementation en la matière datant de 1969, une évolution a eu lieu en cette fin du XXe siècle. La nouvelle réglementation acoustique (NRA) impose une obligation de résultats et non de moyens ; mais de par les principes constructifs traditionnellement utilisés en France, il existe indirectement des exigences minimales concernant les produits mis en œuvre . Ces exigences sont basées sur des essais normalisés effectués dans un laboratoire agréé. Ceux-ci sont nécessairement effectués sur des échantillons de grandes dimensions, d’une surface minimale censée représenter la réalité (10 m2 pour les planchers...).
Les derniers textes de référence relatifs aux caractéristiques acoustiques des bâtiments d’habitation sont l’arrêté du 28 octobre 94 pour les indices français en dB(A) et l’arrêté du 30 juin 99 ainsi que la circulaire du 28 janvier 2000 pour les indices européens.
Pour indication, nous rappelons dans les tableaux , et les exigences demandées pour ces bâtiments, qui sont différentes pour d’autres locaux (enseignement par exemple).
Ci-dessous : Niveau de pression acoustique normalisé lié aux impacts sur le sol LnAT en dB(A) (respectivement
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