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Le SonModifier

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Propagation du son : onde longitudinale

Le son est un phénomène de vibration mécanique, qui se propage sous forme d'ondes longitudinales à 3 dimensions. Sa propagation nécessite la présence d'un milieu matériel : l'air par exemple mais aussi n'importe quel milieu gazeux, liquide ou solide. Les êtres humains, comme beaucoup d'animaux, perçoivent cette vibration grâce au sens de l'ouïe.

L'acoustique est la science qui étudie les sons ; la psycho-acoustique étudie la manière dont les sons sont perçus et interprétés par le cerveau.

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Dans un milieu fluide compressible, le plus souvent l'air, le son se propage sous forme d'une variation de pression (voir illustration b) créée par la source sonore. Un haut-parleur, par exemple, utilise ce mécanisme. La compression se propage, mais les particules d'air oscillent seulement de très peu autour d'une position stable( exemple un bouchon placé sur l'eau reste à la même position sans se déplacer malgré une vague),

Transversale : Les particules vibrent dans le même sens à la direction de déplacement de l'onde. (b)

Longitudinale : les particules vibrent parallèlement à la direction de déplacement de l'onde. (a)

Funfact : On ne peut pas entendre de son dans l'espace, en effet ce dernier ne peut pas se propager dans le vide.

Chez l'être Humain Modifier

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Anatomie de l'oreille

Comment l'être humain entend il ? La vibration de l'air (son) est capter dans l'oreille par le pavillon qui a un rôle d'entonnoir ensuite les vibration sont canalise dans le conduit auditif jusqu’à une membrane : le tympan

ce dernier fera bouger une succession de petits os(marteau, enclume, étrier) qui auront pour rôle d'amplifier la vibration en fin la vibration arrive a la cochlée qui va transformer cette vibration en signaux électrique que le cerveau est capable d’interpréter

Célérité Modifier

La célérité (vitesse) d'une onde est une propriété du milieu de propagation. Tout point du milieu de propagation reproduit avec un certain retard, la perturbation imposée par la source.

V=d/t Dans le système international :

  • v, célérité de l'onde en mètre par seconde (m/s)
  • d, distance parcourue par l'onde en mètre (m)
  • t, temps pendant lequel l'onde a parcourue la distance d en seconde (s)

Exemple d'ondes mécaniques Modifier

  • Le Son
  • Une Onde sismique
  • Corde vibrante
  • l'Onde stationnaire dans un tuyau (tuyau sonore)

Quantification Modifier

L'intensité Sonore s'exprime en Décibels (dB). Il s'agit du logarithme décimal de la puissance sonore (en Watt) transportée par le son dans une direction précise et par unité de surface.

L_I = 10 \cdot \mathrm{log} \frac{I}{I_0} avec LI l'intensité Sonore, I la puissance sonore,

I0 la puissance sonore de référence : seuil de l'audibilité humaine soit I0 = 1×10-12 W⋅m-2 (un picowatt par mètre carré).

La propriété mathématique du logarithme décimal fait que lorsque l'intensité acoustique est multipliée par deux l'intensité Sonore augmente de 3dB

exemple : un scooter fait un bruit d'environ 90 dB si on rajoute a coter un autre scooter le bruit sera cette fois de 93 dB et si on rajoute 2 scooter (pour un nombre total de 4)

on obtiendra 96 dB car quand la source est doublé l'intensité est augmente de 3 dB (attention a ne pas confondre, 4 scooter ne ferons pas 99 dB mais bien 96)

Le son possede plusieurs caracterisique particuliere

1. La fréquence et la hauteur :

En dessous de 10 Hz ce sont les infrasons, au-dessus de 20 kHz, on parle d'ultrasons, en gros, les sons graves correspondent à une fréquence faible et un son aigu à une fréquence élevée.

Tout être vivant doté d'une ouïe ne peut percevoir qu'une partie du spectre sonore :

  • le chat peut percevoir des sons jusqu'à 65 kHz
  • le chien perçoit les sons jusqu'à 45 kHz
  • la chauve-souris et le dauphin peuvent percevoir les sons de fréquence 500 kHz
  • L'homme peut percevoir des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 kHz

2. Le timbre On parle de timbre nottament pour les instrument de musique par exemple le timbre est different pour deux instrument qui jouerai la meme note, cela correspond plus precisement à la forme de l'onde crée

Les éléments physiques du timbre comprennent :

  • la répartition des fréquences dans le spectre sonore,
  • les relations entre les parties du spectre, harmoniques ou non,
  • les bruits colorés existant dans le son
  • l'évolution dynamique globale du son,
  • l'évolution dynamique de chacun des éléments les uns par rapport aux autres.

La Pollution SonoreModifier

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La notion de pollution sonore une nuisance lié au son devenu dans certaines circonstances un altéragène physique (pouvant altérer les organismes vivants). Ces nuisances peuvent être provoquées par diverses sources et les conséquences peuvent aller d'une gêne passagère à des répercussions graves sur la santé et la qualité de vie chez l'homme tel que la surdité, et, en altérant le fonctionnement des écosystèmes, pouvant aller jusqu'à tuer des animaux, ou empêcher leur reproduction normale.

Du proche ultrason à l'infrason, une large gamme de fréquences peuvent être sources de stress ou de conséquences grave, selon l'intensité ou la durée d'exposition ainsi que la sensibilité de la personne ou de l'animal exposé.

En Europe
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Une législation sur les sources de bruit émises par les matériels mis en vente a été mise en place, une directive du 25 juin 2002 qui impose aussi aux États et à certaines grandes collectivités et aéroports (accueillant plus de 50 000 mouvements d'avions/an) d’élaborer des cartes et des plans de prévention du bruit dans l'environnement (PPBE) afin d'évaluer l'exposition au bruit et la limiter par des plans de lutte contre les nuisances sonores.

Le 31 mai 2013 La Commission européenne a sommé la France d'y répondre (Elle a 6 ans de retard pour les plans d'actions contre le bruit). La France risque une amende et des pénalités journalières pour un total de plusieurs millions d’euros.

Un projet européen, dit « Harmonica », lancé en 2011 pour trois ans vise à créer un indicateur nouveau, proche du ressenti des populations, lisible sur une échelle de 1 à 10, intégrant les pics. Quatre types d'indices seront testés sur huit sites déjà surveillés en Île-de-France et dans l’agglomération lyonnaise à partir de mi-2012.

Le Risque Modifier

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Le risque lié au bruit dépend de deux facteurs essentiels :
  • intensité sonore
  • La durée d’exposition

Si ces deux facteurs sont réunis le risque est très élevé et peut entraîner des troubles auditifs irrémédiables.Ils existent différents dégrées passant  de la surdité grave de due à une exposition d’un bruit trop intense ou trop longtemps, a une surdité léger liée à une exposition longue mais d’une intensité élevée.

D’après plusieurs sondages le bruit est la 1ere gène que supportent les Français

Impactes sur l'être HumainModifier

Les nuisances sonores agissent de deux façons différentes sur le corps humain, la première, la plus connu, allant au cortex auditif qui entraîne des conséquences variables qui peuvent être plus ou moins grave :

  • Troubles auditif
  • Hyperacousie : hypersensibilité de l’ouïe

Le bruit agis aussi sur une deuxième voie non spécifique qui aboutit à la substance réticulée ; ceci provoque des lésions organiques diverses ainsi que des troubles psychologiques.

1.      Trouble cardio-vasculaires :

  • Augmentation de la fréquence cardiaque
  • Augmentation de la pression artérielle

2.     Troubles digestifs

3.     Modification hormonales :

  • L’hypoglycémie augmente
  • Hypersécrétion de cortisol

4.     Trouble respiratoire :

  • Augmentation du rythme et amplitude respiratoire

5.    Trouble vocaux

6.     Effets sur la thermorégulation :

  • Baisse de la production de chaleur

7.     Effet sur la vigilance :

  • Trouble de l’attention

8.     Réponses psycho-sensori-motrices :

  • Diminution de l’apprentissage, de la mémoire et des performances intellectuelles

9.     Effet sur le comportement et la santé :

  • Apparition ou renforcement de l’agressivité

10.  Effet sur la vision :

  • Diminution de la dopamine qui entraine une diminution des contrastes

11.  Effets sur le sommeil :

  • Augmentation du sommeil léger au dépend du sommeil profond

Effet sur l’écosystème Modifier

Les bruits peuvent infecté directement les animaux et peut causé des troubles de comportement chez ces derniers. Chez la plupart des espèces on peut distinguer des impacts directs et immédiats comme par exemple, la perte définitive ou momentané de l'oie, voire la destruction de l’organe. Et des impacts indirects sur le long terme qui peut causé la modification du comportement face a la chasse au interaction social et a la reproduction . Les bruits peuvent affecter directement et indirectement les espèces animales notamment les espèces qui communiquent par écholocation ou qui écho-localisent leurs proies avec le son ou des chants. Il s’agit par exemple des baleines et autres cétacés en mer (dont nous parlerons plus bas), des chiroptères, des oiseaux chanteurs ou des amphibiens à proximité de sources de bruit. Les êtres qui sont le plus touché par le bruit sont : les insectes, les amphibiens, les oiseaux et les mammifères. Certaine espèces d'oiseaux comme les pigeons et les canards peuvent percevoir des ondes de très basse fréquence allant jusqu'à 1Hz qui leurs permet de migré.

Chaque espèce occupe une plage du spectre sonore différente qui lui permet de communiquer, de se reconnaître, de se reproduire et de se protéger. Grâce a certain chants les amphibiens peuvent ce protégé face a leurs prédateurs. Mais le bruit que crée les êtres humains peuvent et mette en périls la vie de ces espèces animal, ce qui provoque le dépeuplement, les déséquilibres écologiques, les modification des réseaux trophiques, la dégradation ou fragmentation écologique de l' habitat, mortalité des espèces et autres traumatismes divers...

Au niveau des mammifères, Les bruits que les humaines produisent par leurs actions sont très désastreuses, ces actions peuvent être des explosions, le bruit provoqué par les moteurs de bateau ou autre action marine. Les mammifères le plus touché par les bruits que créent les êtres humains sont les cétacés (baleine, dauphins, cachalots, orques, marsouins, et autre narvals) mais aussi les pinnipèdes (morses, phoques, otaries). C’est mammifères utilisent des systèmes acoustiques très subtils pour pouvoir ce repérés dans les océans et communiqués entre eux, certaines espèces comme les dauphins et les cachalots sont dotés de sonars qui leurs montrent la distance et les reliefs et la nature des choses qui les entourent. La baleine elle peut parler avec ces congénères a plusieurs milliers de kilomètres d’intervalle, cela est possible grâce a des signaux sonores des très basse fréquences. Sa leurs permet de savoir où se situe les bancs de plancton ou de poissons. Les sons d’origine anthropiques(les bruits dont l’homme est responsable directement ou indirectement), et ces sons ce propage pendant de longue distance et endommage et parasite le système auditif des mammifères. Qui peuvent provoquer des liaisons irréversibles sur certaine espèce et aussi changer leur caractère vis à vis de l’espèce humaine mais aussi dans leur habitude quotidienne. Mais aussi les sons de typé anthropiques peuvent masqué les signaux émit et captés par les mammifères

Lutte contre la pollution sonore Modifier

La loi et le bruit au quotidien Modifier

La loi s’attache à protéger les individus du bruit de manière permanente et continue, elle agit donc dans différents contextes :

  • Les établissements recevant du public : La loi impose un seuil de 105 dBA (décibel pondéré A qui constitue une unité du niveau de pression acoustique) à ne pas dépasser. Tous les lieux concernés doivent impérativement disposer d’un système limitant le niveau ou d’un système de coupure, ainsi que d’un afficheur donnant l’affichage de la pression.
  • Les bruits de voisinage : «Aucun bruit particulier ne doit, par sa durée, sa répétition ou son intensité, porter atteinte à la tranquillité du voisinage ou à la santé de l’homme, dans un lieu public ou privé, qu’une personne en soit elle-même à l’origine ou que ce soit par l’intermédiaire d’une personne, d’une chose dont elle a la garde ou d’un animal placé sous sa responsabilité.»

Tapages injurieux ou nocturnes : ils sont sanctionnés par des amendes de 3ème classe (450€ et plus) pour les particuliers et de 5ème classe (1500€ à 3000€) pour les professionnels. . Certaines infractions, dans des cas considérés comme des agressions sonores en vue de troubler la tranquillité d’autrui, peuvent être sanctionnées par un an d’emprisonnement et 15000€ d’amende.

La loi et le bruit au travail Modifier

  • Les normes françaises (NFS 30001) et le code du travail fixent la valeur limite d’exposition à 80 décibels.
  • Les lois pour la protection des travailleurs tendent à se renforcer. En 2006, des nouveautés sont introduites, telles que la définition des mesures de protection collective obligatoires ; l'évaluation des risques liés au bruit ; l'introduction de valeurs limites d'exposition ; l'abaissement des seuils d’exposition déclenchant des actions de prévention.
  • En 2008, de nouvelles dispositions sur le bruit au travail sont également entrées en vigueur. Pour le secteur de la musique, notamment pour les employés présents sur les lieux de concerts et de festivals, cette loi entraîne un encadrement réglementaire des risques sonores.

Voici en bref ce que dit la loi de 2008 :

  • Les employeurs doivent mettre à disposition de leurs salariés des protections auditives individuelles lorsque le volume sonore constaté est supérieur à 80 dB (A),
  • Ils doivent veiller à ce que ces protections soient portées si le volume dépasse les 85 dB (A)
  • Avec le port des protections, le volume ne doit en aucun cas dépasser les 87 dB (A)

Références Modifier

http://crdp.ac-amiens.fr/enviro/bruit_maj_detail_p2_3.htm

http://fr.wikipedia.org/wiki/Bruit

http://crdp.ac-amiens.fr/enviro/site_FLASH/bruit_maj_detail_p1.htm

http://bruit.seine-et-marne.fr/export/print/phenomene-physique-du-son

http://www.cap-sciences.net/upload/BM_sons.pdf

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