ANNEXE 2

Mesures d’intensité acoustique en dB.

L’intensité de l’onde se mesure par la puissance mécanique reçue par unité de surface, c’est-à-dire par l’énergie apportée par unité de temps et par unité de surface par la surpression. Plus la surpression est importante, plus la puissance acoustique reçue est grande. Les sons audibles ont une intensité acoustique comprise entre 10^-12W.m^-2 (seuil d’audibilité) et 100W.m^-2 (seuil de douleur).

Si on souhaite représenter sur un schéma la totalité des intensités acoustiques audibles, il faut être capable de représenter une échelle comportant 14 ordres de grandeurs différents. Il n’est pas envisageable d’obtenir une telle échelle linéaire. Par ailleurs si dans une salle contenant un haut-parleur en fonctionnement, on ajoute un second haut-parleur, la sensation auditive est peu modifiée. Lorsque l’on double l’intensité acoustique, l’oreille ne perçoit pas de différence très importante. Pour ces raisons, on a défini une nouvelle grandeur que l’on peut nommer niveau d’intensité acoustique L. En posant :

L = 10 log I.

L est le niveau d’intensité acoustique exprimé de décibel (dB).

I est l’intensité acoustique exprimée en W.m^-2

La fonction log représente le log décimal.

Avec cette définition, si l’intensité acoustique double I₂=2.I₁, on peut écrire :

L₂=10.logI₂=10.log (2.I₁)=10log2 + 10.log I₁ = 3 + L₁ (en effet log(a.b)=log a + log b)

Le niveau sonore augmente de 3dB.

On utilise parfois une échelle en fixant une référence d’intensité. Par exemple en choisissant L = 10log(I/I₀). Alors l’intensité I₀ correspond à l’intensité de référence. Si I=I₀ alors L=log1=0, si I<I₀ alors L<0 et si I>I₀ alors L>0.

La sensation auditive n’est pas proportionnelle à l’intensité sonore mais au niveau d’intensité acoustique. C’est la raison pour laquelle on utilise dans la plupart des spectrogrammes l’échelle en dB.

Rappelons cependant que l’oreille humaine n’est sensible qu’aux sons de fréquences comprises entre 15Hz et 20kHz (cette plage diminuant avec l’âge), et de façon variable selon la fréquence, pour déterminer la sensation auditive réelle, il faut tenir compte de la sensibilité dans chaque zone de fréquence.

Pour déterminer le rapport des intensité acoustique connaissant la différences des niveaux d’intensité en dB, on peut s’appuyer sur le calcul suivant :

L₂-L₁=10log (I₂)-10log(I₁)=10log(I₂/I₁)

Û log (I₂/I₁) = (L₂-L₁)/10

ÛI₂/I₁ = 10^(L2-L1)/10

Ainsi si dans un spectre, un pic se situe au niveau L₁= -10dB et un second se situe au niveau L₂=-16dB, l’intensité acoustique I₁ est 4 fois supérieure I₂ (le calcul donne I₂/I₁=10^-0,6=0,25...)