Décibel A

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Une valeur exprimée en dB (A) indique une évaluation en décibels d'un niveau sonore avec la pondération A de la norme CEI 61672-1 « ÉlectroacoustiqueSonomètres »[1]. La pondération est établie pour tenir compte de la sensibilité moyenne de l'oreille des personnes ayant une audition considérée comme normale, pour chaque bande de fréquences.

Il sert fréquemment pour l'évaluation de la sonie des bruits environnementaux.

Présentation[modifier | modifier le code]

Sonomètre intégrateur en dB(A)

Le décibel SPL[2] repère le niveau sonore par rapport à une valeur de référence, donnant le niveau 0 dB. Ce niveau de référence, pour la pression acoustique, correspond à peu près au plus faible son audible. Deux sons donnent la même valeur en décibels s'ils correspondent à la même pression acoustique, qu'ils soient graves ou aigus. Mais l'oreille humaine n'est pas sensible de la même façon à tous les types de son : les auditeurs peuvent dans certaines conditions ressentir un bruit aigu comme plus sonore qu'un bruit grave de même intensité acoustique. Cette différence de sensibilité répond à la hauteur spectrale, c'est-à-dire aux fréquences qui, mélangées, constituent le son.

Pour obtenir un résultat qui reflète mieux la manière dont les humains entendent, on applique aux mesures la pondération « A » pour obtenir un niveau en dB (A)[3].

La plupart du temps, on mesure la pression acoustique (donnant un niveau en dB SPL, Sound Pressure Level), au moyen d'un sonomètre. Cependant, la pondération A peut s'appliquer à des puissances d'émission acoustique, par exemple pour l'évaluation en dB SWL du niveau global d'émission d'une machine comme un ordinateur de bureau[4].

Des lois et règlements font références à la pondération « A » pour exprimer des valeurs de niveau sonore (voir pollution sonore). Par exemple, la directive de l'Union européenne mesure et gestion des bruits environnementaux, institue des cartes de bruit dont les valeurs doivent être exprimées en dB (A)[5]. En France, les lois et règlements qui exigent la « pondération A des normes C.E.I » concernent non seulement le code de l'environnement, mais aussi le code de la santé publique (notamment l'article R1334-30 et suivants[6]), le code du travail (notamment R4213-5 et suivants) ou le code de la route (tant pour les bruits émis par les véhicules que par le niveau sonore des avertisseurs).

Définition technique[modifier | modifier le code]

Les valeurs par tiers d'octave et la courbe de pondération A

La norme CEI 61672-1 de 2002[7] définit la pondération A sous la forme de tableaux de coefficients à appliquer aux mesures par octaves ou par tiers d'octave. La valeur globale totale est la somme des valeurs efficaces mesurées par bande, multipliées par le coefficient de la bande. Cette valeur est ensuite intégrée temporellement, soit avec une constante de temps de 0,125 s (réponse F, fast), soit avec une constante de temps de 1 s (réponse S, slow). Pour les bruits impulsifs, il existe une réponse I (impulsion), avec une montée rapide de l'indicateur en 35 ms et une descente lente en 1,5 s. Pour finir, la valeur est convertie en décibels par rapport à celui qui aurait été obtenu avec un son pur stable de fréquence 1 kHz et de pression acoustique 20 µPa[8].

Ce niveau total est susceptible d'usages réglementaires, mais il représente moins bien la situation sonore que le relevé des puissances par bande[9].

Limites d'usage[modifier | modifier le code]

La pondération A donne peu d'importance aux basses, ce qui correspond à la sensibilité de l'oreille pour les sons purs à faible volume sonore[10]. La courbe isosonique prise en compte pour l'établissement de la pondération est celle correspondant à 40 dB au dessus du seuil de perception[11]. C'est le niveau sonore d'un environnement très calme.

Depuis 1936, année de la publication de la pondération A[12], de nombreuses études psychoacoustiques ont proposé des mesures plus réalistes de la sonie (niveau sonore). Cependant, ces mesures exigent des opérations beaucoup plus complexes que l'usage approprié d'un instrument de mesure.

Les normes définissent les filtres et les coefficients de pondération des sonomètres, dont la mesure pourra être utilisée à des fins judiciaires. Si un praticien veut pouvoir utiliser ses résultats, il doit utiliser un appareil certifié conforme, et, le plus souvent, exprimer un résultat global en dB (A). Cette obligation légale persiste malgré de nombreuses études et critiques de la pertinence de la pondération A[13].

Intégration temporelle[modifier | modifier le code]

Très souvent, les bruits ne sont pas constants. Par exemple, dans un atelier, il peut y avoir, en plus d'un bruit confus d'ambiance, des bruits qui durent quelques secondes et des bruits percussifs très brefs.

Ces conditions dictent le choix d'une réponse temporelle.

Dans certains cas, le réglage de la réponse temporelle ne suffit pas pour obtenir un résultat clair. Les sonomètres intégrateurs effectuent un cumul de l'énergie acoustique du début de la mesure à la fin. Ils peuvent donner leur résultat soit comme niveau équivalent (Leq), soit comme niveau d'exposition (SEL)[8],[14].

Le niveau équivalent est celui de la moyenne quadratique de la pression acoustique pendant la période d'exposition.

Exemple d'usage du niveau équivalent  :

Un local contient plusieurs machines, emettant des bruits variés au cours d'un cycle de travail qui dure plus de quelques secondes. On mesure le niveau sonore maximal et le niveau équivalent.

La mesure du niveau équivalent utilise souvent la pondération A pour la détermination de l'énergie acoustique[8].

Le niveau d'exposition est le niveau qui aurait donné, en une seconde, le même cumul que celui obtenu pendant toute la période de mesure.

Exemple d'usage du niveau d'exposition  :

On veut comparer la perturbation causée par le passage de véhicules ou d'avions dans un lieu donné. Certains passages font plus de bruit, certains passages durent plus longtemps. On mesure, pour chaque passage, le niveau maximal et le niveau d'exposition, permettant de comparer chaque évènement sonore.

La mesure du niveau d'exposition utilise normalement la pondération A pour la détermination de l'énergie acoustique. Les résultats qui utilisent une autre pondération doivent le mentionner[8].

Normes d'énonciation[modifier | modifier le code]

La norme CEI 61672-1 préconise d'utiliser l'abréviation LA (en dB) ou, à défaut, l’abréviation L (en dB (A)), pour désigner le résultat d'une mesure avec la pondération A. Sans indication de réponse temporelle, il faut supposer que la réponse F a été utilisée ; si ce n'est pas le cas, il faut l'indiquer.

Ainsi, les abréviations LpA (en dB) ou Lp (en dB (A)) rendent compte d'une mesure basée sur la pression acoustique.

L'abréviation LWA correspond à la puissance sonore (pondération A) émise des machines tournantes (y compris ordinateurs personnels).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Marie-Claire Botte, « Perception de l'intensité sonore », dans Botte & alii, Psychoacoustique et perception auditive, Paris, Tec & Doc,‎ 1999
  • (en) Eddy Bøgh Brixen, Metering Audio, New York, Focal Press,‎ 2011, 2e éd.

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Version 2, 09-2013, disponible au téléchargement.
  2. SPL signifie Sound presure level (Niveau de pression acoustique). Le niveau de référence est de 20 µPa (micropascals).
  3. (en)dictionnaire Bruel & Kjaer ; glossaire de l'Union européenne sur l'exposition au bruit ; « La pondération A simule la réponse de l'oreille pour des faibles niveaux de pression acoustique »(« A weighting simulates the human ear's loudness characteristic at low sound pressure levels »)(en) T. W. Pickett, « New All-Transistor Sound Meter », Journal of the Audio Engineering Society, vol. 10, no 4,‎ octobre 1962, p. 334-336.
  4. ISO 9614-1:1993 « Acoustique -- Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit -- Partie 1: Mesurages par points ».
  5. U.E. : Présentation de la directive 2002/49/EC (13/3/2009).
  6. Décret n°2006-1099 du 31 août 2006 relatif à la lutte contre les bruits de voisinage, article R. 1334-32 pages 1 et 2, sur le site officiel du gouvernement www.legifrance.gouv.fr.
  7. reprise par la norme NF EN 61672-1 de 2003
  8. a, b, c et d Commission électrotechnique internationale : Électropedia :
    801-22-14 niveau de pression acoustique pondérée ;
    801-22-11 niveau équivalent continu de pression acoustique ;
    801-22-16 niveau continu équivalent de pression acoustique pondérée (en fréquence) ;
    801-22-17 Niveau d'exposition au bruit
  9. (de) (en) Sengpiel audio.
  10. Botte 1999, p. 16.
  11. (en) Alan Marsh, « Sound level meters: 1928 to 2012 », Japanese Research Journal on Aviation Environment,‎ avril 2012, p. 9 (lire en ligne).
  12. Marsh 2012, p. 8.
  13. (en) G. S. K. Wong, « Influence of A‐weighting tolerances and frequency‐band limits on level measurements », Journal of the Acoustical Society of America, vol. 68, no 6,‎ 1980, p. 1578-1583 ; (en) Rhona Hellman et Eberhard Zwicker, « Why can a decrease in dB(A) produce an increase in loudness? », Journal of the Acoustical Society of America, vol. 82,‎ 1987, p. 1700 ; (en) Richard L., Jr. St. Pierre et Daniel J. Maguire, The Impact of A-weighting Sound Pressure Level Measurements during the Evaluation of Noise Exposure,‎ juillet 2004 (lire en ligne) (L'impact de la pondération A dans les mesures de niveau de pression acoustique pour l'évaluation de l'exposition au bruit) relèvent l'insuffisance de cette norme quant aux mesures de bruit. (en) Ronald M Aarts, « A Comparison of Some Loudness Measures for Loudspeaker Listening Tests », Journal of the Audio Engineering Society, vol. 40, no 3,‎ mars 1992, p. 142-146 la critique quant aux mesures de rendement des enceintes acoustiques.
  14. Bruel & Kjaer, Leq, SEL, application note.