SONS Audiométrie
Niveaux physiques et niveaux physiologiques
En application de la « pseudo-loi » de Weber-Fechner (loi très approchée qui n'est à peu près exacte que dans la zone des intensités acoustiques et des fréquences moyennes), le fait qu'il existe un rapport élevé entre les valeurs de la pression acoustique (ou de l'intensité acoustique) au seuil d'audition et au seuil intolérable (107 pour les pressions acoustiques, et 1014 pour les intensités acoustiques), a conduit tout naturellement à adopter une notation logarithmique.
La loi de Weber-Fechner : S = K ln I indique que, lorsque le stimulus physique I croît comme les nombres : 1, 2, 4, 100, 1 000, 10 000, la sensation auditive S croît comme les nombres : 0, 0,3, 0,6, 2, 3, 4.
Notre système auditif éprouve, approximativement, la même impression de croissance, par échelons d'égale importance, quand l'intensité physique I varie de 1 à 10 ou de 100 à 1 000 par exemple.
Compte tenu de ces diverses constatations, on peut écrire : S = K ln I2/I1, I1 et I2 étant les intensités acoustiques dont la comparaison crée la sensation relative S.
En adoptant, pour des raisons pratiques, les logarithmes décimaux et pour K la valeur 10, on peut écrire : N = 10 lg I2/I1 et N s'exprime en décibels (dB). Si K = I, N s'exprime en bels (B), unité trop grande pour les mesures acoustiques courantes. Le bel et le décibel (du nom du physicien américain Graham Bell) sont des unités sans dimension, utilisées, en principe, pour exprimer le rapport des valeurs de deux puissances, le nombre de bels étant égal au logarithme décimal de ce rapport. On en déduit que 10, 20, 30 dB représentent respectivement un rapport d'intensités acoustiques de 10, 100 et 1 000.
Si on veut employer les pressions acoustiques et non plus les intensités acoustiques,on utilise la relation : I = p2/ρc. On a alors : N(dB) = 10 lg I2/I1 = 20 lg P2/P1.
En application des relations précédentes :
On peut ainsi définir des niveaux physiques en convenant de définir un niveau de référence appelé niveau de base ou niveau zéro, correspondant à la fréquence ν de référence de 1 000 Hz :
ou parfois
Partant de là et en prenant pour échelle de référence l'échelle des niveaux physiques à 1 000 Hz, Fletcher et Munson ont, par comparaison et par écoutes successives, cherché les niveaux physiques à donner à un son sinusoïdal de fréquence 1 000 Hz de niveau physique donné. On obtient ainsi les courbes d'égale sensation sonore ou courbes de Fletcher et Munson reprises récemment par Churcher et King, et par Robinson et Dadson. C'est à partir de ces travaux que la Commission internationale de l'acoustique a établi un projet de recommandation : Courbes isosoniques pour les sons purs écoutés en champ libre.
Courbes isosoniques
Encyclopædia Universalis France
Elles concernent l'écoute binauriculaire d'ondes planes progressives, le sujet étant placé en face de la source sonore (fig. 4). Ces courbes isosoniques définissent ainsi les niveaux physiologiques repérés en unités appelées phones.
Le phone est une unité sans dimension, utilisée pour caractériser le niveau d'isosonie d'un son ou d'un bruit. On dit que le niveau d'isosonie d'un son ou d'un bruit est de N phones quand la sonie du son ou du bruit est jugée équivalente, par un auditeur normal moyen, à celle d'un son pur de fréquence 1 000 Hz, se propageant par ondes planes progressives, face à l'auditeur, et dont la pression acoustique p est de N(dB) au-dessus du niveau de référence de 2 × 10—5 Pa.
L'examen du réseau des courbes d'isosonie de la figure permet de constater :
– pour les niveaux faibles, le niveau physiologique décroît plus vite que le niveau physique ;
– le seuil d'audition normale se situe à + 4 phones, donc à + 4 décibels à 1 000 Hz ; les premières[...]
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Écrit par
- André DIDIER : professeur honoraire au Conservatoire national des arts et métiers, ancien directeur du laboratoire d'électro-acoustique du Conservatoire national des arts et métiers
Classification
Médias
Seuils d'audition et intolérable chez l'homme
Encyclopædia Universalis France
Sensibilité différentielle d'intensité
Encyclopædia Universalis France
Sensibilité différentielle de fréquence
Encyclopædia Universalis France
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