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Comprendre l'acoustique > bases

Deux fois moins de bruit: méfiez-vous!

par Jean-Pierre Lafont

On peut lire, ça et là, sur le web ou sur des brochures publicitaires, qu'une atténuation de 3 décibels équivaut à 50% de bruit en moins!

Cette affirmation, qui émane souvent de grandes enseignes, est fondée sur la crédulité des consommateurs. Elle laisse croire qu'en utilisant le produit en question pour isoler une pièce d'habitation,
le bruit sera deux fois moins fort. C'est faux, il n'en est rien!

En fait, tout dépend du sens que l'on donne au mot "bruit"

Pour un physicien, le bruit est un signal acoustique sans fréquence définie, d'amplitude et de durée variable.
Pour lui, deux fois moins de bruit équivaut à une diminution de 50% de l'énergie émise, soit une atténuation de 3 décibels de l'intensité sonore.

Pour "monsieur tout le monde", soucieux de sa tranquilité, le bruit est une agression subie, sous la forme d'un son non souhaité qu'il faut éliminer. Pour lui, deux fois moins de bruit, signifie la sensation d'un son deux fois moins fort.

Cliquez sur l'image

Or, une diminution de 3 dB du niveau sonore est à peine décelable à l'oreille. Pour être précis, elle représente la sensation d'un son 1,23 moins fort.  S=2ndB/10

Certes, le bruit est fait d'énergie mais 50% d'énergie en moins, ne divise pas le bruit par deux car notre perception de l'échelle des sons n'est pas linéaire! Pour qu'un son paraisse deux fois moins fort, il faut l'atténuer de 10dB, ce qui équivaut à une perte d'énergie de 90%. Ce n'est pas la même chose!

Cliquez sur l'image

Faites le test !

Voici un exemple. Nous avons choisi un signal bref pour que vous puissiez mémoriser son intensité. En l'occurence, il s'agit du bruit d'une alarme.
Ajustez d'abord le niveau d'écoute de vos enceintes avec la référence 0dB. Puis, cliquez sur les différents boutons pour atténuer le bruit par pas de 3dB ou 10dB, et jugez dans quelle colonne le niveau sonore diminue de moitié à chaque incrément.

-3dB -10dB
50% d'intensité en moins 2 fois moins de bruit

Cliquez sur les flèches vertes

 0dB
 0dB
-3dB
-10dB
-6dB
-20dB
-9dB
-30dB
-12dB
-40dB
-15dB
-50dB
-18dB
-60dB

Intéressant, n'est-ce pas ?

Toutefois, le décibel n'est pas l'outil idéal pour quantifier la variation subjective du niveau sonore. L'oreille est plus sensible aux fréquences moyennes qu'aux sons graves ou très aigus. Savez-vous que nous percevons un même niveau sonore avec un son de 50dB à 4kHz, 65dB à 100Hz ou 105dB à 20Hz?
De plus, la non-linéarité de notre oreille n'est pas la même selon que le niveau global est fort ou faible.

Des test menés sur plusieurs milliers de personnes ont permis de tracer des courbes d'égale intensité en fonction de la fréquence et du niveau sonore ressenti. Ces courbes sont appelées contours isosoniques. La valeur d'un contour s'exprime en Phones. Elle correspond à l'intensité décibels mesurée à 1000 Hz.

Courbes d'égale intensité (d'après  ISO-R226).
Sur un contour donné, l'oreille perçoit le même niveau sonore quelque soit la fréquence. La graduation centrale indique le niveau du contour en Phones.

Le phone est une unité d'équidensité sonore. A 1000Hz, l'échelle en Phones est équivalente à l'échelle en décibels. Aux autres fréquences, l'équivalence disparait comme le montre la figure ci-dessus.

Si le Phone est un premier pas vers l'appréciation subjective du niveau sonore, il ne permet pas de comparer les niveaux sonores entre eux (tout comme le décibel d'ailleurs). Pour cela, on a créé une autre unité, le Sone qui répond beaucoup mieux à la sensation perçue.

L'expérience montre que le niveau sonore ressenti par l'humain double à chaque fois qu'on augmente le signal de 10 phones (10 dB à 1000 Hz). Cette variation n'étant pas linéaire en dessous de 40 phones, ce niveau a été choisi comme seuil de référence.
Un Sone correspond donc au niveau sonore d'un signal de 40 phones qui lui-même équivaut à 40 décibels à 1000Hz. La valeur du Sone double à chaque fois qu'on augmente le niveau d'intensité sonore de 10 phones (1)
40 Phones = 1 Sone
50 Phones = 2 Sones = 2 fois plus fort
80 Phones = 16 Sones = 16 fois plus fort

(1) La relation se vérifie à partir de 40 Phones seulement. En dessous, elle dévie légèrement.

L'expression du niveau sonore en Sones montre qu'il faut bien diminuer de 10 dB pour qu'un son paraisse deux fois moins fort. Ceci est confirmé par les normes ISO R226 et DIN 45630.

Alors, pourquoi tromper le consommateur
en prétendant que -3dB équivaut à 2 fois moins de bruit?

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L'isolation acoustique consiste à réduire la transmission de l'énergie sonore à travers une paroi. La correction acoustique améliore la qualité du signal sonore en agissant sur la réverbération, l'absorption sélective et la diffusion.