Le son et le bruit Phénomènes acoustiques et dangers pour l'ouïe

87 Présentation Keith Attenborough

93 Enregistrement et reproduction des sons Maurice Jessel

113 Curiosités musicales des temples de l'Inde du Sud H. V. Modak

123 Problèmes acoustiques des salles polyvalentes Tamas Tarnóczy

139 L'enseignement de l'acoustique G. L. Fuchs

155 Le son dans l'océan, l'atmosphère et les parties solides de la Terre : théorie et applications Guan Dinghua

167 L'écho-acoustique ou l'exploration par le son A. J. Berkhout

175 Quelques applications industrielles de l'acoustique Ignacy Malecki

185 Les lasers en acoustique Leonid M . Lyamshev

197 Le bruit, une nuisance dont on sous-estime le danger Akhtar Mahmud Faruqui

209 Bruit et baisses d'audition : quelle est la limite tolerable ? Karl D. Kryter

219 L e bruit des activités de loisir Alan D. Wallis

231 Coopération internationale en matière d'acoustique Fritz Ingerslev

241 Tribune des lecteurs

© Unesco 1985

ISSN 0304-2944

ISSFAF 35 (2/3) 85-244 (1985)

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impact : science et société est publié régulièrement par l'Unesco non seulement en anglais et en français, mais également en chinois, en russe et en coréen. Pour obtenir des informations concernant ces trois dernières éditions, prière de s'adresser à : Chinois. T h e Association for the Journal of Dialectics of Nature, c/o Academia

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Les auteurs sont responsables du choix et de la présentation des faits figurant dans leurs articles ainsi que des

opinions qui y sont exprimées, lesquelles ne sont pas nécessairement celles de VUnesco et n'engagent pas

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Les références supplémentaires de la rubrique intitulée • Pour approfondir le sujet », qui apparaît à la fin

de certains articles, sont normalement choisies par la rédaction de la revue.

Les textes publiés peuvent être librement reproduits et traduits (sauf lorsque le droit de reproduction ou de traduction est réservé) à condition qu'il soit fait mention de l'auteur et de la source.

Presentation L'editorial qui suit a été rédigé par Keith Attenborough, qui est anglo-indien et travaille au Royaume-Uni à l'Université libre, où il est maître de conférences en mécanique appliquée. Physicien deformation, Attenborough est membre de VInstitute of Acoustics (Royaume-Uni) ; il a donné des cours et mené des recherches dans le domaine de l'acoustique et de la lutte contre le bruit dans plusieurs universités et instituts de recherche d'Europe, des États-Unis et de l'Inde. Actuellement, il étudie certains aspects de la propagation du son en plein air et de la pénétration du son dans les sols. Ces derniers travaux comportent la mise au point de méthodes acoustiques d'étude des propriétés des sols. Co-auteur de Noise assessment and control, édité chez Longmans, c'est un musicien amateur passionné. Son adresse est la suivante : Faculty of Technology, The Open University, Milton Keynes, MKj 6AA (Royaume-Uni).

O n peut considérer que l'ouïe est le plus important de nos sens. N'est-ce pas grâce à nos oreilles que nous percevons des avertissements sonores c o m m e la sonnerie d'un réveil m ê m e lorsque notre sens de la vue est au repos et que nous avons les yeux fermés ? N o u s ne pouvons fermer nos oreilles. N o u s vivons dans u n m o n d e de bruits extraordinairement variés en intensité et en nature, qui vont du grondement d u volcan en éruption au frémissement des feuilles dans la plus légère brise, d u fracas des vagues déferlant sur le rivage par gros temps à la susuration des moustiques.

A cette panoplie de sons naturels, qui ont été une source de fascination et u n sujet d'étude pour l ' h o m m e au cours des siècles, le développement de la mécanisation et de l'industrialisation ajoute une pléthore de bruits artificiels. D e s mesures effectuées entre 1972 et 1980 par les étudiants d u cours de technologie de base de l'Université libre ont montré que, partout au R o y a u m e - U n i , le niveau d u bruit de fond s'élève régulièrement et inexorablement d'année en année. Par sa contribution au présent n u m é r o spécial, Akhtar M a h m u d Faruqui illustre l'universalité de cette tendance, liée au développement industriel. Les loisirs aussi deviennent de plus en plus bruyants ; cette autre tendance est examinée par Dudley Wallis, qui a conçu de nombreux

systèmes de mesure, de surveillance et de contrôle des niveaux de bruit. Karl Kryter décrit la nature du danger que présente une exposition croissante au bruit dans la vie quotidienne et sur le lieu de travail et il formule également d'importantes observations sur les limites auxquelles cette exposition au bruit devrait être soumise. U n e prise de conscience accrue des effets de l'exposition au bruit a incité de nombreux pays à agir, isolément ou de concert, au niveau de la législation et à entreprendre des recherches dans les domaines de l'acoustique et de la lutte contre le bruit. Fritz Ingerslev rend compte d'un certain nombre de ces actions et de ces recherches ainsi que de la création connexe d'organismes professionnels, lui-même ayant joué u n grand rôle dans la fondation et dans le développement de l'Institut international de la technologie du contrôle du bruit.

L'étude de l'acuité auditive et de sa relation avec les mécanismes de l'oreille ainsi que des aspects psycho-physiologiques de l'audition constitue u n préalable à celle de la gêne et des perturbations causées par le bruit et des risques de d o m m a g e auditif. Beaucoup de musiciens de talent ont, dit-on, l'oreille absolue. Avoir de l'oreille, c'est être capable de reconnaître la caractéristique des sons qu'on appelle la fréquence. L a fréquence d'un son est liée à la rapidité des vibrations de la source qui le produit et se mesure en hertz. Celui qui a l'oreille absolue est capable d'identifier et/ou de reproduire les fréquences tonales avec une précision remarquable. M ê m e les gens qui ne sont pas du tout musiciens discernent des différences de fréquence très faibles. L a plus petite variation de fréquence qui permette de distinguer deux sons par leur hauteur est d'environ 0,3 % dans le cas des sons relativement aigus (1 000 à 5 000 hertz). Pour les basses fréquences, la discrimination n'est pas aussi précise : à 100 hertz, par exemple, elle n'est que de 3 %. L a g a m m e des fréquences audibles va normalement de 16 hertz à 15 000 hertz chez le jeune adulte. Les enfants perçoivent des fréquences atteignant 20 000 hertz ou davantage, tandis que beaucoup de personnes âgées, surtout si elles ont été exposées au bruit pendant toute leur vie professionnelle, ne perçoivent pas les vibrations sonores dont la fréquence dépasse 3 000 hertz.

L'aptitude à percevoir les fréquences élevées à l'intérieur d'un m ê m e groupe d'âge varie considérablement d'un individu à l'autre, mais diminue en général avec l'âge. A tous les âges de la vie, la sensibilité auditive est variable selon la fréquence sonore. U n son nous paraît aussi plus ou moins fort selon sa fréquence. Des sons purs d'égale intensité mais de hauteur différente ne sont pas perçus c o m m e également forts. Ces différences de sonorie dépendent non seulement de la fréquence mais aussi de l'intensité du son à l'émission. Elles sont beaucoup moins sensibles pour les intensités élevées que pour les faibles intensités.

L'aptitude à percevoir de faibles différences de sonorie joue u n rôle important dans la communication. L'intonation et l'accentuation sont des éléments essentiels de la langue parlée et de la musique. Elles sont

en grande partie liées à des variations de sonorie. L a détection de ces nuances devient plus difficile lorsque l'environnement est bruyant, par exemple dans une réunion nombreuse où tout le m o n d e parle à la fois, du type « cocktail ». M ê m e un niveau de bruit très bas peut avoir cet effet, appelé effet de masque. Néanmoins, chacun sait par expérience que des sons assez faibles sont facilement audibles, m ê m e en présence de sons forts, si les fréquences de ces différents sons sont distinctes. L a voix d'un unique soliste se détache nettement sur le fond des voix plus graves d'une chorale de cent personnes chantant avec lui, de m ê m e que le sifflet de l'arbitre est perceptible par-dessus le bruit des acclamations de milliers de spectateurs au cours d'un match de football. Lorsque l'intervalle qui sépare les fréquences de deux sons atteint un octave ou davantage, le bruit de fond est sans effet sur notre aptitude à distinguer les variations de la force ou d'autres caractéristiques de ces sons. Autrement dit, nous possédons la remarquable faculté d'opérer une sélection entre les fréquences. Il est en fait démontré que l'information correspondant à chaque bande étroite de fréquences sonores est acheminée séparément jusqu'au cerveau.

N o u s s o m m e s capables de déterminer à l'oreille de quelle direction vient un son dont nous ne voyons pas la source en traitant l'information qui nous parvient sur les hautes fréquences. Cela tient, en partie sinon entièrement, à ce que la tête fait écran entre la source sonore et l'oreille qui en est la plus éloignée, de sorte que les différences qui en résultent entre les sons reçus par les deux oreilles donnent une indication sur la direction du son. C o m m e pour beaucoup d'animaux, cette aptitude à localiser les sources sonores est capitale pour notre survie, et il est significatif que beaucoup de sons naturels, vocaux ou autres, contiennent des composants de haute fréquence pouvant donner des indications auditives sur la direction de leur source.

Après avoir étudié l'audition du point de vue psychologique, il nous faut aussi examiner les éléments et le fonctionnement de l'appareil auditif, c'est-à-dire la physiologie de l'audition. O n peut le faire simplement en distinguant les trois parties de l'oreille. L a partie visible, ou oreille externe, sert à modifier les sons entrants, fonction qui explique en partie du moins, que la sensibilité auditive soit plus grande aux fréquences importantes pour la perception de la parole. Cette fonction permet à l'oreille externe de fournir des informations importantes. Les fréquences correspondant à la sensibilité maximale augmentent, selon les espèces, lorsque la taille des oreilles diminue. L a relation générale existant entre les fréquences de sensibilité auditive maximale des différentes espèces animales, leurs modes de communication auditive et les caractéristiques de propagation sonore de leurs habitats est une question qui présente un grand intérêt actuel en écologie.

Après l'oreille externe, le son qui pénètre dans l'oreille rencontre le tympan et un système de transmission mécanique par lequel les vibrations du tympan se communiquent aux liquides de l'oreille interne. C e système de l'oreille moyenne amplifie le son recueilli à la surface

du tympan et le concentre sur une surface beaucoup plus petite à l'autre extrémité de la chaîne de transmission. L'exposition à des sons extrêmement intenses, c o m m e le bruit d'une explosion, e n d o m m a g e le mécanisme de l'oreille moyenne, en provoquant par exemple la rupture du tympan, et peut être à l'origine d'une grave baisse de l'ouïe. Plusieurs techniques chirurgicales, notamment la pose de prothèses, permettent de remédier à de telles lésions. O n ne peut pas faire grand-chose, en revanche, pour réparer les détériorations subies par les éléments les plus sensibles de l'oreille interne.

L'oreille interne n'a pas seulement pour fonction la réception des ondes sonores, elle contient aussi les organes de l'équilibration et du sens de l'accélération. Ces organes sont logés à l'intérieur d'un système de cavités crâniennes remplies de liquide qui correspondent entre elles. Chez l ' h o m m e et les autres primates, ce labyrinthe est enfoui profondément dans l'os et il est impossible de distinguer quoi que ce soit de sa forme en inspectant les surfaces internes ou externes du crâne.

L'organe m ê m e de l'audition est contenu à l'intérieur d'un petit conduit enroulé en spirale appelé cochlée ou limaçon. Chez l ' h o m m e , le volume total de cette structure est inférieur à un demi-centimètre cube. Les récepteurs de l'organe de l'audition sont des cellules ciliées. Les fibres nerveuses qui partent de ces cellules sont reliées en permanence, par le nerf cochléaire et d'autres relais, aux aires auditives du cerveau. O n sait qu'une exposition prolongée à un bruit intense produit des d o m m a g e s localisés à l'intérieur du système de cellules ciliées. Il en résulte un vide tonal : l'audition est normale excepté pour une bande de fréquences se situant généralement autour de 4 k H z . Cette baisse d'audition provoquée par le bruit est définitive. U n e exposition de courte durée à des niveaux de bruit élevés peut entraîner une baisse d'audition temporaire.

L e fonctionnement du mécanisme de l'audition demeure en grande partie mal connu. Par exemple, personne n'a encore observé la façon dont les cellules ciliées répondent naturellement aux ondes sonores. O n ne sait pas avec précision quel est le principe à l'œuvre dans l'appréciation de la hauteur des sons, encore qu'il y ait lieu de penser que des fréquences différentes excitent des zones différentes des cellules ciliées. O n sait que des régions particulières du cerveau traitent l'information transmise depuis l'oreille, mais on est loin de comprendre exactement c o m m e n t cela se passe. C'est pourquoi l'étude de l'audition est une branche de la physiologie et de la psychologie d'un intérêt aussi actuel. Il ne fait aucun doute que l'aptitude à apprécier la hauteur des sons est le principal agrément associé au sens de l'audition. C'est en effet cette faculté qui nous permet de goûter la musique. Celle-ci a joué un rôle important dans les civilisations au cours des âges. Les techniques utilisées pour faire de la musique et pour construire des lieux propices à son écoute figurent parmi les plus anciennes du m o n d e . L'article que H . V . M o d a k consacre dans le présent numéro à l'étude des colonnes et escaliers musicaux de l'Inde ancienne illustre à la fois

l'ancienneté de ces techniques et l'ingéniosité dont l ' h o m m e a constamment témoigné dans ce domaine. Cette ingéniosité nous est présentée dans un contexte moderne avec les articles de T a m a s Tarnóczy et de Maurice Jessel sur l'enregistrement et la reproduction des sons.

Si nous entendons les sons qui se propagent dans l'air, le son se propage aussi dans n'importe quel gaz liquide ou solide. Souvent il pénètre là où la lumière ne peut entrer. C'est pourquoi on utilise largement la transmission sonore par l'eau et par les solides dans les sciences de la Terre, tant pour l'exploration des zones sous-marines proches du fond des océans qu'en sismologie. Les articles de G u a n Dinghua et A . J. Berkhout passent en revue ces utilisations des ultrasons en médecine et dans les essais non destructifs de matériaux. La médecine fait de plus en plus appel aux ultrasons échographiques pour l'examen du fœtus et pour l'étude du fonctionnement du cœur, tandis que la chirurgie ophtalmique utilise des faisceaux de vibrations ultrasonores de haute intensité. C o m m e le fait observer Ignacy Maleéki dans l'article qui suit, l'exploration non destructive des matériaux n'est qu'une des nombreuses applications industrielles de l'acoustique.

Bien que, de nos jours, la plupart des physiciens et des départements de physique aient pris l'habitude de considérer l'acoustique c o m m e le domaine des ingénieurs et des départements de technologie, la science de l'acoustique joue un rôle important dans la physique moderne, ainsi qu'en témoignent tout particulièrement le microscope acoustique et le microscope acoustique à balayage. Leonid M . Lyamshev, eminent scientifique soviétique, décrit à cet égard l'exemple de l'effet photo-acoustique, dont la découverte a été associée à la fois au développement de la microscopie acoustique et aux formidables progrès accomplis dans la physique du laser.

L a multiplicité des domaines dans lesquels le son peut être étudié et utilisé signifie que l'enseignement de l'acoustique à l'école et à l'université acquiert de plus en plus d'importance. G . L . Fuchs développe cette idée dans son article.

Bien souvent, l'acoustique est absente des programmes de physique ou de sciences de l'ingénieur conduisant à un grade universitaire, de sorte que les employeurs d'industries de haute technologie sont obligés de donner au personnel qu'ils recrutent, déjà diplômé ou expérimenté, une formation de base en acoustique sous forme de recyclage professionnel. Il faut espérer que les pays industriels c o m m e les pays en développement prendront conscience de la nécessité d'inclure l'étude du son dans leurs formations scientifiques et technologiques — une nécessité que démontre en partie le présent numéro — et qu'éducateurs et employeurs réagiront par un effort systématique dans ce sens. •

Keith ATTENBOROUGH

La médaille Dirac

Le Centre international de physique théorique, dont le siège est à Trieste, annonce que, pour honorer l'un des plus grands physiciens de ce siècle et l'un des plus fidèles amis du centre,

U n e médaille d'or Paul-Adrien-Maurice-Dirac

sera décernée chaque année à l'auteur de la contribution la plus importante en matière de physique théorique; le n o m du lauréat sera annoncé le 8 août, date anniversaire de la naissance du professeur Dirac.

Le comité de sélection pour 1985 se compose de : Stig Lundqvist, Université de Göteborg Robert Marshak, Virginia Polytechnic Abdus Salam, CIPT, Trieste Julian Schwinger, Université de Californie, Los Angeles Leon V a n Hove, C E R N , Genève Steven Weinberg, Université du Texas, Austin

N . B . Le 11 novembre 1985, le centre commémorera la vie et l'œuvre d'un autre prix Nobel de physique, Alfred Kastler (1902-1984), qui a présidé le Conseil scientifique du C I P T de 1970 à 1982.

En 1877 l'un des plus vieux rêves de l'humanité devenait réalité : Thomas Edison et son mécanicien John Kruesli expérimentaient le premier phonographe, instrument qui assurait à la fois l'enregistrement, la conservation et la reproduction de la voix humaine. Depuis cette date, de nouvelles inventions et d'innombrables perfectionnements sont encore intervenus. On sait maintenant capter, conserver et reproduire les sons complexes des musiques les plus raffinées et des paysages sonores les plus variés. L'impact social (culturel, économique et même politique) de toutes ces techniques est fort imposant.

Enregistrement et reproduction des sons

Maurice Jessel

L'auteur est maître de recherche au Laboratoire de mécanique et d'acoustique du Centre national de la recherche scientifique. A la suite de travaux originaux en matière de propagation des ondes, il a relancé un projet ancien d'absorption du bruit par « ondes compensatrices » et il a également proposé une théorie de Vholophonie. Il étudie actuellement les implications très générales que les notions d'holophonie et d'absorption active peuvent entraîner en cybernétique et en systémique. M . Jessel est l'auteur de nombreux articles et communications, ainsi que d'un ouvrage d'acoustique théorique. Il est Fellow de I'Acoustical Society of America. Son adresse est : C N R S - L M A , boîte postale 71,1327J Marseille Cedex 9 (France).

1> Est-il raisonnable de penser que la phonographie (entendez par ce terme la science S, et la technique de l'enregistrement, de la conservation et de la reproduction y de tous messages audibles) a dit son dernier mot et qu'il n'y a rien de plus à en § attendre ? Je ne le crois pas et je m e propose m ê m e de montrer dans ce qui suit 5 qu'on peut prévoir pour elle u n avenir digne de son passé et de son présent.

Le phénomàne sonore et sa subtilité

Cherchons à cerner dans les grandes lignes le phénomène à domestiquer. C o m m e n ­çons par en définir les grandeurs essentielles et chiffrons-les sommairement.

Les grandeurs

Il était bien connu depuis longtemps que le son est une agitation vibratoire de l'air. O n peut caractériser cette vibration par u n vecteur décrivant l'excursion d'une infime particule d'air autour de la position qu'elle aurait gardée en l'absence du phénomène sonore considéré, c'est-à-dire dans le silence. Souvent, au lieu du vecteur déplacement, on préfère utiliser sa dérivée temporelle, c'est-à-dire, concrètement, sa variation pendant u n laps de temps très court et fixe, par exemple une microseconde ou moins*. O n appelle ce vecteur « vitesse particulaire », à ne pas confondre avec la vitesse ou la célérité du son : la première ne dépasse que rarement le centimètre par seconde et dépend essentiellement de l'intensité d u phénomène sonore tandis que la seconde est presque une constante et que son ordre de grandeur est 330-350 m/sec ou, si l'on veut, 1 k m en 3 secondes.

L'agitation de l'air se traduit aussi par une fluctuation de la pression atmo­sphérique autour de sa valeur de référence pendant un instant de silence. Cette fluctuation est n o m m é e « pression acoustique ». C o m m e la vitesse particulaire, c'est une grandeur qui varie non seulement en fonction d u temps mais aussi en fonction du point d'observation, fournissant ainsi u n exemple de ce qu'on peut appeler u n « c h a m p physique ». L e « c h a m p géométrique », c'est simplement

* Rappelons que le préfixe « micro » divise par 1 million l'unité qu'il précède, le préfixe « nano » par 1 000 millions et le préfixe « pico » par 1 million de millions.

Dates importantes pour l'évolution de la phonographie

Date

1857 1876

1877 1877

1877 1878 1881 1886 1887

Inventeur

E . Scott de Martinville Alexander Graham Bell E . Wermer Charles Cros (lettre cachetée)

Thomas A . Edison (brevet) C . Cros (brevet) T . A . Edison A . Graham Bell Emil Berliner

Caté­gorie

P1

G G P

P P P P P

Sujet

« Phonautographe » Microphone, téléphone Ancêtre du haut-parleur Paléophone (type de

phonographe) Phonographe à feuilles d'étain P h o n o g r a m m e Phonographe à cylindre de cire Graphophone Gramophone à disques

Date

1888 1893

1894

1898 1898 1906 1913

1923 1924 1926

1926 1928

1928

1930-35

1933 1939

1943

1944

1947 1948

1952 1963 1967

1976

1979/80 1979/80 1979/80

Inventeur

Oberlin Smith Deutsche G r a m m o p h o n

Gesellschaft Dussaud

O . Lodge Valdemar Poulsen Lee DeForest E . A . Lauste

Schottky & Gerbach C . W . Rice, E . W . Kellogg P. M . Rainer

Victor Talking Machine C o . K . Stille

Pedersen & Poulsen

AEG

E M I (Blumlein) Walt Disney Productions,

Inc. AEG

Decca, Ltd.

C B S (Goldenmark) J. Bardeen, W . Shockley,

W . Brattain S. Klein Philips, Grundig R . Dolby

T . G . Stockham

Philips, Sony A E G , Telefunken JVC

Caté­gorie

M P

P

G M G F

G G G

P M

F

M

P F

M

P

P G

G M G

P

P P P

1979/80 Digital Recording Corp.

1982 Henri Bondar 1983 Tsang, Olsson & Logan

1984 Ifukube, Asakura & Kawash ima

G G

Sujet

Idée du magnétophone Duplication des disques par

pressage Microphonographe électrique,

ancêtre d u walkman (le baladeur)

Haut-parleur Télégraphone (à fil magnétique) L a m p e à trois électrodes (triode) Enregistrement photographique

du son Haut-parleur à ruban Amplificateur Radiola 104 Modulation par impulsion

codée ( M I C ou P C M ) Gravure électrique Magnétophone à ruban

métallique Film à piste sonore

photographique Magnétophone à ruban

plastique à oxyde de fer Disque stéréophonique Stéréophonie au cinéma

Magnétophone K - 7 à ruban vinylique

Full-frequency range recording (FFRR)

Disque microsillon Effet transistor des semi­

conducteurs Haut-parleur à plasma chaud Magnétophones à cassettes Réduction de bruit de fond des

phonogrammes Repiquage des enregistrements

anciens Compact Disc Minidisc Disque A H D {audio high

density) Audiophile carte format2

(enregistrement du son sur fiches)

Haut-parleur à plasma froid Laser C 3 {cleaved coupled

cavity) Repiquage laser de

phonogrammes anciens

1. P = phonographie mécanique ou électromécanique ; G = sujet général ; M = magnétophonie ; F = filmophonie.

2. Enregistrement et lecture numériques sur cartes rectangulaires.

!» l'étendue d'espace où le p h é n o m è n e physique considéré exerce son action. D'autre £ parts en multipliant la vitesse particulaire par la pression acoustique, on obtient g l'intensité acoustique, qui représente le flux de l'énergie transportée par l'onde § acoustique considérée et qui se mesure en watts par mètre carré. es

Les ordres de grandeur

Partons d'un niveau sonore assurant u n o p t i m u m de confort : 60 décibels. A ce niveau, l'intensité acoustique vaut déjà u n million de fois sa valeur au seuil d'audition, qui correspond, par définition, au niveau zéro de l'échelle des déci­bels (voir encadré). O r , à 60 d B , l'intensité acoustique n'est que d'un microwatt par m 2 , ce qui est vraiment peu. A u seuil de perception (o d B ) elle serait donc d'un picowatt par m a , valeur dont il est difficile de se faire une idée, tant elle approche de l'infiniment petit. Quant à la pression acoustique, toujours à o d B , elle est de 20 micropascals. L e pascal, unité de pression d u système international, ne vaut lui -même que la cent millième partie de la pression atmosphérique (ancienne unité, le « bar » ou « atmosphère »). Lorsque, pour sa première expérimentation d u tin foil phonograph, Edison cria dans le cornet acoustique la fameuse ritour-

Qu'est-ce qu'un décibel ?

L e décibel (dB) est le premier sous-multiple d u bel. L e bel n'est pas une unité mais le logarithme d u rapport de deux grandeurs, dont l'une sert de référence. E n acoustique il s'agit d'un rapport d'intensités, la référence étant le seuil de perception des sensations auditives. Soixante décibels (ou 6 bels) signifient que le rapport est de 1 million, puisque le logarithme décimal de 1 000 000 est 6. Règle pratique : ajouter 10 d B revient à multiplier par 10 l'intensité acoustique.

nelle « M a r y had a little lamb, its fleece was white as snow », il pouvait dépasser sans doute les 90 d B en produisant une pression acoustique de l'ordre d u pascal, grandeur dont on peut très facilement se faire une idée : il suffit de découper u n carré de papier ordinaire d 'un centimètre de côté et de le placer dans le creux de sa main. L e poids de ce morceau de papier est d'environ u n centigramme et il exerce sur la peau une pression d'environ u n pascal.

Par ces ordres de grandeur, on peut avoir une idée de la difficulté à laquelle s'étaient trouvés confrontés les pionniers qui se sont proposés de capter les sons aériens et de les graver directement dans u n support solide.

Histoire de la phonographie

L'histoire des sciences et des techniques est pleine d'enseignements. Ceux-ci seront d'autant plus importants que les sociétés humaines changent de plus en plus vite et d'une manière qui revêt maintenant u n caractère global. L a phono­graphie, par la variété et l'extension de ses applications, a été u n facteur non négligeable de cette évolution.

A u x curieux de détails, il faut recommander des ouvrages spécialisés, c o m m e La passionnante histoire du phonographe, par Horace H u r m (1943), ou les Mémoires

96 de l'ombre et du son, de Jacques Perriault (1981), ou encore la notice consacrée

au phonographe par Louis Figuier dans le deuxième volume du supplément à c o ses Merveilles de la science, publié vers 1892.

N o u s ne les suivrons pas. Mais un survol rapide nous aidera à comprendre le stade actuel de la technique et à imaginer une évolution possible. (L'essentiel a de la chronologie est résumé sous la rubrique « Pour approfondir le sujet », à la fin de cet article.) •§

La préhistoire : avant 1877

o

o o.

L a première façon d'enregistrer, de conserver et de restituer la parole a été l'écriture, par l'artifice de pictogrammes, d'idéogrammes, de caractères syllabiques S puis d'alphabets. Des notations spéciales furent aussi inventées pour la musique. Pour les sons autres que la parole et la musique il fallut se contenter d'onomatopées. g>

u

u Mais le caractère arbitraire de tous ces systèmes fut reconnu très tôt. c D'autres précurseurs de la phonographie furent les automates musicaux, les

boîtes à musique, les serinettes ou les machines imitant la voix humaine, tous appareils visant à la reproduction des sons, mais pas à leur enregistrement.

Pour l'enregistrement, on parle dès 1827 d'un « piano phonographe », puis, en 1863, d'un « phonographe électromagnétique », appareils asservis à des ins­truments à clavier afin de garder trace de la musique jouée sur eux. D'autre part on rêvait de sténographie phonétique naturelle et l'on pensait en trouver les secrets dans l'enregistrement graphique de la voix humaine. Pour ce faire, E . Scott de Martinville (1802-1879) inventa son « phonautographe » en prenant modèle sur l'oreille humaine. U n pavillon pyramidal fermé par une m e m b r a n e de par­chemin simule le conduit auditif et le tympan ; un système de leviers imite la chaîne des osselets et met en mouvement un stylet dont la pointe inscrit sa trajectoire sur un cylindre portant une feuille de papier enduite de noir de fumée.

Il suffira de rendre réversible le phonautographe de Scott de Martinville pour inventer le paléophone et le phonographe. L'idée m ê m e en était ouvertement discutée depuis une vingtaine d'années. « A quand le daguerréotype du son ? » demandait vers i860 le photographe Nadar, en précisant qu'il entendait par là, non seulement la capture, mais aussi la réémission des sons.

L a photographie, la galvanoplastie et le télégraphe ( n o m m é par les Indiens d'Amérique « le fil qui chante ») remontent tous trois à 1840 ou avant. Ils forment le contexte historico-technologique où germera le phonographe. Ajoutons-y le téléphone, qui date de 1876.

Les temps héroïques : 1877-1935

Cette période recouvre les inventions essentielles et leurs indispensables mises au point ; elle commence par le premier phonographe et se termine par la mise en pratique du magnétophone.

L e phonographe date effectivement de 1877, qu'il s'agisse de sa conception véritablement prophétique (sous l'appellation de « paléophone ») par Charles Cros (1842-1888) ou de sa réalisation pour ainsi dire « minimale » par T h o m a s Alva Edison (1847-1931) aidé de John Kruesli. Pourquoi Charles Cros n'a-t-il pas trouvé les appuis et les fonds nécessaires à la fabrication d'un prototype de son paléophone ? Cette question reste ouverte et comporte sans doute plu­sieurs réponses complémentaires. D ' u n e part il semble bien établi que l'inventeur français trouva son chemin barré par un adversaire inattendu et fatal : un cer­tain Théodose D u Moncel (1821-1884), académicien, à qui d'autres inventions antérieures de Charles Cros avaient probablement porté ombrage. D e telles 97

animosités sont choses classiques à toutes les époques. Mais d'autre part la construction du paléophone eût sans doute coûté dans l'immédiat beaucoup plus cher que celle du projet américain. O r souvent, c o m m e on le sait, le mieux est l'ennemi du bien. Quoi qu'il en soit, le phonographe d'Edison parla dès dé­cembre 1877 mais dut ensuite subir de profondes modifications avant de fournir des performances acceptables (vers 1889/90).

A ce m o m e n t , précisément, Edison fut rejoint par Emil Berliner (1851-1921), qui démontra la supériorité du disque sur le cyclindre et fonda la Deutsche G r a m ­m o p h o n Gesellschaft, n o m encore illustre de nos jours parmi les discophiles. O r Berliner ne faisait en s o m m e qui suivre la voie préconisée par Léon Scott et Charles Cros. Et, de fait, le cyclindre se trouva éliminé vers 1910 au profit du disque. E n m ê m e temps il avait fallu renoncer à la réversibilité, qui per­mettait d'utiliser certains phonographes à cylindres de cire c o m m e dictaphones.

Mais déjà tout à la fin du xrxe siècle (1898-1900) s'annonçait u n important concurrent du phonographe, le magnétophone, inventé et expérimenté par le Danois Valdemar Poulsen (1869-1942) sous le n o m de « télégraphone ». L e m ê m e Poulsen fut aussi un peu plus tard un des promoteurs de l'enregistrement optique des sons en bordure des films, ouvrant ainsi la voie au cinéma parlant (1925). L'enregistrement magnétique resta longtemps en réserve, jusqu'à ce que le fil ou le ruban d'acier soit enfin remplacé par des pâtes ferromagnétiques incorporées à des rubans de matière plastique. Ces nouveaux supports permirent des vitesses de défilement plus lentes, donnant ainsi, à partir de 1935, son essor au magnéto­phone moderne.

L'apogée de la monophonie : 1935-19SS

Après la période des tâtonnements et des inventions fondamentales vient une période d'exploitation des résultats acquis. Mais , à cause de l'accélération du progrès, cette période devient fort brève : face à la compétition internationale, à la concurrence industrielle et à l'ingéniosité des inventeurs, les rentes de situa­tions deviennent éphémères. (La « rente de situation » est la situation acquise grâce à une certaine innovation mais se prolongeant ensuite sans apport d'innova­tions nouvelles.)

E n 1935, avec le pick-up électrique suivi de circuits amplificateurs et de haut-parleurs électromagnétiques ou électrodynamiques, la reproduction sonore avait atteint un certain palier d'achèvement qui rendit l'électrophone populaire. Les ventes de disques et d'appareils augmentaient de 50 % ou plus chaque année. Cependant le disque 78 tours (par minute) avait deux défauts importants qu'on acceptait aux temps héroïques du phonographe mécanique à diaphragme mais qui devenaient inadmissibles quand l'écoute se fit plus exigeante : sa fragilité et la brièveté de son fonctionnement (3 ou 4 minutes par face).

Aussi a-t-on cherché à mettre plus de sillons (ou plutôt u n sillon plus serré, puisque pour les puristes il n'y a qu'un sillon !) sur un disque moins fragile et à ralentir son mouvement pour obtenir des disques de longue durée. Ces recherches aboutirent durant la décennie 1945-1955, ce qui fit disparaître le disque 78 tours au profit du microsillon 33 tours au diamètre de 25 à 30 c m et du disque 45 tours au diamètre de 17 c m . Vers 1955 la substitution était chose faite.

La phonographie stéréophonique : depuis 1955

Dès 1933 on s'était aperçu qu'on pouvait inscrire sur un sillon deux infor­mations au lieu d'une, tout simplement en combinant la gravure en profondeur

(celle du système Edison, obsolète depuis 1905) avec la gravure latérale. E n sculp- a tant différemment les deux côtés d'un sillon en V , on pouvait alimenter séparé- ™ ment deux haut-parleurs et ainsi envoyer sur l'oreille gauche et sur l'oreille droite -a deux messages différents donnant une sensation nouvelle : celle de la stéréophonie. g A partir de 1958, la transition fut facilitée par la gravure universelle, qui permet S l'écoute d'un disque microsillon en monophonie c o m m e en stéréophonie. -g

L e succès de la phonographie de haute qualité (dite hi-fi) a été remarquable, ¡3, c o m m e en ont témoigné les ventes de matériel (electrophones, chaînes hi-fi, •* magnétophones) et de phonogrammes (disques et cassettes enregistrées) jus- £ qu'en 1978. Après cela il y eut saturation et déclin, en partie au profit de l'enre- S gistrement ou de la copie par les particuliers au m o y e n de cassettes vierges, g surtout à partir de 1981. .S

D'autre part, vers 1972, on vit apparaître divers systèmes à trois ou quatre u canaux destinés à surclasser la stéréophonie. Mais leur impact fut faible, du moins ¿3 en ce qui concerne la phonographie pour amateurs. L a sonorisation des locaux publics d'écoute est un problème particulier traité au coup par coup. Tous ces problèmes peuvent être examinés et situés par rapport à une théorie générale de la reproduction spatiale du c h a m p sonore que nous avons appelée holophonie et dont nous dirons u n mot plus loin. L a décennie 1965-1975 marque le zénith de la phonographie « analogique ». O n avait réussi à trouver des palliatifs à presque tous les (nombreux) défauts qui affectaient les différents appareils d'enregistrement et de reproduction du son ainsi que les supports de stockage. Rappelons les défauts les plus flagrants du phonographe primitif : m a n q u e de dynamique, étroitesse de la bande passante, faiblesse du rapport signal/bruit.

Pour réduire le premier défaut, les fabricants se livrèrent à une véritable course aux puissances de sortie des amplificateurs, ce qui a eu pour résultat d'exposer les clients des discothèques à des intentisés sonores nettement traumatisantes. O n avait remédié au second défaut en introduisant l'amplificateur negative feedback et en éliminant l'aiguille d'acier guidée par un sillon grossier au profit d'une fine pointe de saphir ou de diamant guidée par un microsillon. Quant à l'important bruit de fond des phonographes mécaniques et des premiers electrophones, on l'avait d'abord éliminé partiellement au m o y e n de filtres. Puis, avec le micro­sillon et les magnétophones de qualité, sont apparues des techniques plus éla­borées, c o m m e les procédés Dolby, qui comportent, à l'enregistrement et aussi nécessairement à la lecture, des traitements différentiels du signal selon le niveau et la fréquence, le bruit étant caractérisé par un niveau plus faible et une fré­quence moyenne plus élevée que le signal utile, ce qui permet de le supprimer au moins en partie.

Des égalisateurs permettent m ê m e , comble de raffinement, d'adapter le système de reproduction aux propriétés acoustiques d'un local d'écoute donné et à l'oreille d'un auditeur particulier.

Grâce à de tels perfectionnements et à bien d'autres, on a pu assister, durant ces vingt dernières années, à une extraordinaire floraison de systèmes hi-fi, tous prétendument meilleurs les uns que les autres et trouvant souvent des partisans inconditionnels en dépit de performances objectives qui n'émergent guère de celles de la masse de leurs concurrents. L e choix n'est souvent qu'une affaire de goût ou de snobisme, voire de naïveté ou de jobardise. Cependant l'intolérance à l'égard de toute imperfection reste un des moteurs principaux d'un progrès qui va s'accélérant.

99

L'aurore de la phonographie numérique : depuis 1980

L'idée d'un traitement numérique du signal est fort ancienne. L ' u n des premiers pas dans cette direction est sans doute la modulation par impulsions codées, qui date d'une soixantaine d'années (brevet américain de P . M . Rainey, 1926). L'infor­mation optique fut stockée point par point sur disque 78 tours dès 1927 par J. L . Baird, pionnier de la télévision. Cependant les vidéodisques à lecture élec­trique ou optique ne furent expérimentés vraiment à l'échelle préindustrielle qu'à partir de 1971. Transposée à l'acoustique, cette technique aboutit en partie à des disques phonographiques numériques à lecture piézo-électrique qui restèrent au stade expérimental. Seul le disque thermoplastique à gravure et lecture par laser put franchir tous les obstacles et fut commercialisé, sous le label Compact Disc à partir de 1982, avec un succès qui semble se confirmer actuellement. A noter aussi que le traitement numérique était apparu un peu auparavant au stade de l'enre­gistrement de disques microsillon d u type classique, ce qui leur permit d'atteindre une qualité exceptionnelle pour la gravure analogique.

L e magnétophone aussi est en passe de bénéficier maintenant des techniques numériques et la compétition promet d'être chaude. E n m ê m e temps, les chaînes hi-fi se miniaturisent et leur osmose avec les microcalculatrices semble ouvrir à la phonographie numérique des horizons insoupçonnés.

Abondance de techniques, lacunes de technologie

D ' u n certain point de vue, Edison était un technicien parmi les plus efficaces, maie Charles Cros fut autre chose : le théoricien d'une science en devenir, la technologie. Car la technologie ne doit pas, à m o n sens, se borner à décrire et à classer des techniques, ni m ê m e à les rattacher après coup à des connaissances scientifiques. Si elle veut réellement prétendre à un statut de science à part entière, elle doit se donner une vocation originale, celle de la finalité : guider l'ingénieur avec un m i n i m u m de tâtonnements vers les objectifs assignés et donc savoir remonter d'un but désigné à l'avance jusqu'aux moyens les plus propres à l'atteindre.

Énumérer et décrire les techniques ponctuelles utilisées successivement en phonographie serait fastidieux. N o u s les avons survolées au cours de notre historique et l'on en trouve facilement des descriptions détaillées dans de n o m ­breux ouvrages encyclopédiques ou spécialisés. D e plus, la plupart de nos lecteurs en ont une connaissance pratique c o m m e utilisateurs de magnétophones et de chaînes hi-fi. N o u s ne nous arrêterons qu'aux deux extrémités de l'évolution : les procédés purement mécaniques d'Edison et de Berliner — à cause de leur simplicité — puis le procédé numérique à lecture laser, à cause de sa nouveauté. Ensuite nous ferons quelques remarques sur la technique actuelle de la prise de son stéréophonique et « ambiophonique », ce qui nous fournira l'occasion de présenter une théorie finaliste (dans le sens indiqué plus haut) s'appliquant à la restitution d'un c h a m p acoustique tridimensionnel et que nous nommerons « holophonie ».

Gravure longitudinale et gravure latérale

N o u s avons vu plus haut l'ordre de grandeur, ou plutôt l'ordre de petitesse, des forces acoustiques. Les figures 1 et 2 schématisent les systèmes mécaniques utilisés par Edison et par Berliner pour transmettre à un stylet graveur les vibra­tions de l'air et les inscrire dans une couche de cire déposée sur un cylindre

Gravure en profondeur

Pavillon

Couche de cire ou feuille d'étain

tí O

6 •a o

a V

M u u tí w

F I G . i. Principe de la gravure en profondeur dans le phonographe à cylindre (Edison).

Rotation du >^ / disque

F I G . 2. Principe de la gravure latérale dans le gramophone (Berliner).

IOI

1> o u sur u n d i s q u e , suivant u n sillon d e p r o f o n d e u r o u d'élongation variables. jü, Pour expliquer leur fonctionnement, on peut penser au principe de la punaise « (ce clou à large tête et à pointe acérée qu'on enfonce avec le pouce). Lorsqu'on § enfonce une punaise dans un bloc de bois, c'est la force qui se conserve : la ¡| force exercée par le pouce correspond à une pression assez modérée sur la tête

de la punaise, tandis que la m ê m e force, divisée par la section minuscule de la pointe, fournit à cet endroit une pression assez forte pour pénétrer dans le bois. D e m ê m e la faible pression exercée par l'onde sonore sur la membrane (fig. i et 2) est multipliée par un facteur 1 000 ou 10 000 au niveau de la pointe du stylet, qui peut ainsi pénétrer la couche de cire pour y creuser le sillon. Dans ce raison­nement on suppose que la membrane se déplace en bloc c o m m e un piston solide ou c o m m e la tête de la punaise, ce qui est vrai au moins pour les sons graves.

Les grandes périodes passées et présentes de la phonographie

Avant 1877 Enregistrement sans reproduction (phonautographe) Avant 1877 Reproduction sans enregistrement (boîte à musique) 1877-1881 Phonographe à feuille d'étain 1881-1905 Phonographe à cylindre de cire 1887-1926 Gramophone à disque (gravure latérale et lecture mécanique) 1893-1900 Mise en place de l'industrie phonographique 1926-1955 Gravure électrique des disques 1926-1955 Règne de l'électrophone (pick-up + ampli) avec

disque 78 tours/minute 1928 Film à piste sonore photographique 1948 Usage du magnétophone pour l'enregistrement des disques 1948 Disque microsillon monophonique 1957 Disque microsillon stéréophonique 1968 Magnétophone à cassette 1970-1973 Tétraphonie 1979 Walkman (magnétophone « baladeur ») 1982 Compact Disc (disque compact)

L a différence entre la gravure en profondeur (dite aussi verticale) et la gravure latérale (dite aussi tangentielle ou horizontale) consiste seulement en une articu­lation et un levier supplémentaires. Sur ce point, la figure 2 est schématique. L e système de leviers, utilisé déjà par Scott en 1857, était plus compliqué et s'ins­pirait de l'articulation des osselets dans l'oreille moyenne.

Phonographie numérique et action laser

U n signal analogique est celui qui est porté par une grandeur physique (pres­sion sonore, mouvement d'un index, courant électrique, champ magnétique) qui varie d'une manière continue, selon l'adage antique Natura non fach saltas (la nature ne fait pas de sauts). U n signal numérique est celui qui varie par nombres entiers et donc d'une manière discontinue, le saut étant au m i n i m u m d'une unité.

102 Si l'on écrit ces nombres dans un système à base 2 les sauts seront toujours d'une

A

(intensité

ou amplitude)

Valeurs analogiques échantillonnées

Valeurs de l'intensité échantillonnées m et quantifiées (en 3 bits) T

Quantification plus fine -t«

(avec échantillonnage plus serré)

£

h as o

Quantification

Valeurs 5 6 7 6 6 6 4 1 0 0 0 3

binaires. 101 110 111 110 110 110 100 001 000 000 000 011 101

(mots)

1

5 Valeurs décimales

,U LT F I ™ n u SN (signal numérique)

Fie 3. Conversion d'un signal analogique (SA) en signal numérique à base 2 (SN).

seule unité, sur un rang ou un autre, puisque le nombre ne s'écrira qu'avec des 0 et des 1. À partir de l'analogique, on passe au numérique par un échantillonnage suivi d'un rajustement de chaque échantillon au nombre entier inférieur le plus proche. L e processus est illustré par la figure 3 pour un signal d'allure acoustique dont les amplitudes échantillonnées sont notées de o à 7 (soit de 000 à n i en écriture à base 2). D u message représenté en M I C (modulation par impulsions codées) à huit valeurs par une suite de n impulsions allant de zéro à 7, on passe par change­ment de base à 3 « impulsions aux seules valeurs 0 ou 1.

C'est u n tel message qui est inscrit au laser sur le Compact Disc. Mais chaque échantillon devient, en code à base 2, une suite, non de 3 — c o m m e sur notre gra­phique — mais de 16 impulsions élémentaires (ou bits) ; autrement dit, chaque tranche de l'échantillonnage peut prendre 2 1 9 , soit environ 60 000 valeurs différentes, finesse d'estimation qui dépasse largement celle de l'oreille la plus délicate. L'échantillonnage est effectué environ 44 000 fois par seconde, ce qui est aussi très largement suffisant puisque correspondant, d'après un fameux théorème de la théorie de l'information, à une limite de 22 000 hertz, hauteur que peu de personnes sont en état de percevoir.

Ordre de grandeur intéressant à retenir : sur le disque compact, c o m m e aussi dans la bande magnétique numérique qui s'apprête à le concurrencer, tous les détails fins sont à l'échelle du micromètre (ou micron), c'est-à-dire du millième de millimètre. Les lasers (de gravure c o m m e de lecture) opèrent en infrarouge, à une longueur d'onde voisine du micron.

L a piste numérique se compose d'une alternance de « plats » brillants, qui correspondent à la surface du disque restée vierge, et de « trous » mats, qui cor­respondent aux parties impressionnées par le laser de gravure (voir à gauche et à droite de la figure 3 et en bas de la figure 4.) Ces « trous » ont une largeur d'un demi-micron et une longueur variable de 1 à 3 microns. D e u x pistes contiguës sont distantes de 1,6 micron. L a lecture se fait à une vitesse de rotation variable de 500 à 200 tours/minute à partir du centre du disque, la vitesse linéaire restant

Cellule photo-électrique

"Trous"

F I G . 4. Lecture laser d'un disque numérique. Les deux flèches indiquent le chemin suivi par la lumière : du laser au disque et du disque à la cellule photo-électrique.

de l'ordre de 130 cm/seconde. D e nombreuses précautions ont été prises pour éviter que le pinceau de lumière laser, très délié lui aussi, ne quitte la trace suivie pour tomber sur sa voisine. Cette lecture repose sur la différence de pouvoir réflé­chissant des « trous » par rapport aux « plats ». Ces derniers renvoient le faisceau laser, par l'intermédiaire d'un prisme semi-transparent, vers une cellule photo­électrique. Les « trous », au contraire, ne renvoient guère et sont lus par la cellule c o m m e des « noirs », de sorte que la cellule transforme fidèlement en « tops » électriques le message numérique binaire inscrit sur la liste du disque. Les différentes voies de la stéréophonie (gauche et droite) ou éventuellement de la quadriphonie et de l'ambiophonie (avant gauche, avant droite, arrière gauche, arrière droite) sont ou peuvent être inscrites dans un message unique par le procédé multiplex qui fait alterner, en temps partagé, ce qui doit aller vers chacune des voies.

Il faut reconnaître que l'écoute d'un disque compact donne une impression de perfection inégalée à ce jour. Mais c'était déjà ce qu'on avait pu ressentir au m o m e n t où le microsillon a remplacé le disque 78 tours ou quand la m o d u ­lation de fréquence est venue concurrencer la modulation d'amplitude en radio­phonie. Mais cette perfection restera-t-elle insurpassable dans l'avenir ? Il semble évident que non. Car il reste encore des maillons fragiles ou perfectibles dans la chaîne complexe qui relie le phénomène sonore original à capter (le c h a m p sonore primaire) au phénomène sonore à restituer (le c h a m p sonore secondaire), m ê m e si entre les deux on a pu insérer des maillons numériques qui éliminent presque totalement les bruits de transfert, de copie, de conservation et de relecture. Les haut-parleurs semblent encore perfectibles et également les principes m ê m e s de la prise de son. C'est de ce dernier point que nous allons discuter maintenant.

La prise de son et ses problèmes ë o

Avec les phonographes à rouleaux, la prise de son était simple : crier, chanter .g ou jouer fortissimo le plus près possible du cornet acoustique au fond duquel se g trouvait la m e m b r a n e actionnant le stylet de gravure. Q u a n d la finesse de réception S du dispositif d'enregistrement est devenue suffisante, le jeu naturel est devenu -d possible, mais l'inégalité de sensibilité des microphones, ainsi que d'autres g, difficultés techniques ont imposé la prise de son multiple par différents micros " disposés au mieux. L e mixage, au m o y e n d'un pupitre spécial, devint une nécessité ° pour équilibrer et fondre entre eux les divers apports de chaque micro. L'ingénieur S du son devint progressivement un personnage et, disons-le, un artiste aussi impor- g tant que le concertiste, le chanteur ou l'instrumentiste. L'enregistrement est a devenu une œuvre d'art et de technique et il l'est resté, pratiquement et m ê m e « théoriquement. E n effet, c o m m e l'art et une certaine technique sont affaire d'expé- £ rience, et d'expérience personnelle, on s'explique mieux ainsi l'abondance, la variété, voire la divergence des points de vue et des théories actuellement en cours en matière de prise de son.

A ce compte, les aspects subjectifs devaient nécessairement émerger. D'après Roland Condamines, la prise de son est l'ensemble des techniques visant à créer chez les spectateurs un ensemble de perceptions qui correspondent à un ensemble de désirs, d'idées élaborées par les compositeurs. Et la « bonne » prise de son est celle dans laquelle on peut retrouver les caractéristiques d'équilibre, de novation, de sincérité, d'ardeur, d'enthousiasme et de connaissance des h o m m e s qui existent dans toute œuvre d'art valable (voir R . Condamines, Stéréophonie, p. 94).

Il faut, de toute évidence, respecter de tels critères. Mais il est permis aussi de prendre des distances avec eux, en proposant à contrario un point de vue strictement objectif, celui de l'holophonie, beaucoup plus difficile à mettre en œuvre, mais qui aura l'avantage de s'accorder parfaitement avec la notion de « paysage sonore », préconisée récemment par R . M . Schäfer.

Il y a paysage sonore partout où s'étend une atmosphère ou un milieu ambiant capable de véhiculer des ondes acoustiques audibles. Il y a paysage sonore évi­d e m m e n t dans une salle de concert ou de spectacle, mais également dans un hall de gare ou d'usine, dans une forêt des Carpathes ou de l'Amazonie, dans un souk de Tunis, une rue de Paris, de Tokyo ou d'Istanbul, voire en plongée sous la surface d'un lac ou de la mer. Reproduire avec une exactitude absolue n'importe quel paysage sonore sera l'objet essentiel de l'holophonie, mais avec la restriction que cette reproduction n'aura lieu que dans un local et un volume restreints et bien définis. Visant un objectif idéal, l'holophonie ne sera pourtant pas une utopie, précisément grâce au fait que cette restitution n'aura lieu qu'en espace restreint.

Stéréophonie, quadriphonie et ambiophonie (voir fig. 5)

L e sens de l'audition ne consiste pas seulement à enregistrer u n message transporté par onde sonore, mais il identifie également, bien que d'une manière imparfaite, la source sonore qui a lancé le message. L e message, pris isolément, n'a qu'une dimension, celle du temps. Quant à la localisation spatiale elle peut se faire dans une, deux ou trois dimensions, selon qu'elle détermine la direction de la source sonore par un seul angle sur le plan horizontal, par deux angles (l'un horizontal, l'autre vertical) ou, exceptionnellement, par deux angles et une distance (rayon vecteur). A u total on pourra parler de perception i - D , 2 - D , 3 - D et 4 - D , en ajoutant à la dimension temporelle une, deux ou trois dimensions spatiales. L'expérience a déjà démontré la réalité de la perception 3 - D . Pourtant les techniques actuellement 105

a. Diphonie b. Tétraphonie c. Ambiophonie

F I G . 5. Quelques exemples de prise de son et de restitution : a) diphonie et, en tirets, pseudo-tétraphonie ou pseudo-ambiophonie ; b) tétraphonie (ou quadriphonie) ; c) ambiophonie. M = microphone ; G = haut-parleur avant gauche ; D = haut-parleur avant droit ; R G = haut-parleur arrière gauche ; R D = haut-parleur arrière droit.

en usage visent seulement à la perception 2 - D . (Voir, de nouveau, la figure 3.) Par convention plus ou moins tacite, le mot « stéréophonie » est synonyme du

mot « diphonie » qui désigne la phonographie à deux voies, au m o y e n de deux haut-parleurs disposés l'un à droite, l'autre à gauche, dans la partie avant du local de restitution. Elle a évidemment constitué un progrès très sensible par rapport à la monophonie, en permettant de distinguer dans un orchestre les instruments placés à droite des instruments placés à gauche. Si les deux ondes venant de droite et de gauche sont identiques, l'auditeur placé au centre du local en déduit que la source primaire occupait le milieu de la scène.

Quant aux systèmes à plus de deux voies, ils ne visent en général qu'à surajouter à la diphonie les ondes renvoyées par le fond de la salle. Tout à fait exceptionnelle­ment, des compositeurs modernes ont utilisé ces systèmes pour donner l'illusion d'une troupe de musiciens qui fait le tour de la salle tout en jouant.

L a quadriphonie (appelée aussi tétraphonie, quadraphonie ou quadrophonie) utilise quatre voies et quatre sources de restitution, situées aux quatre coins d'un local rectangulaire. Les deux sources situées à l'arrière sont surtout chargées de rendre l'effet d'écho ou de réverbération qu'on perçoit dans les salles assez grandes. O n obtient les signaux qui leur correspondent soit par enregistrement direct, soit par des traitements spéciaux appliqués aux signaux avant. Dans ce dernier cas, on parle parfois de pseudo-tétraphonie. Selon les cas, les phonogrammes sont qua­druples (quatre pistes de magnétophone ou de film) ou font appel à des modulations spéciales (fréquences porteuses sur bandes à deux pistes ou polarisations circulaires droite et gauche pour les disques microsillon). Parmi diverses variantes de prise de son, il en est qui sont axées sur l'idée d'un effet panoramique : les micros entourent l'orchestre, une disposition curieuse mais discutable.

Ensuite l'ambiophonie a cherché à remplacer la quadriphonie, dont le succès commercial avait été assez limité. Elle peut utiliser le m ê m e matériel de repro­duction, bien qu'on puisse concevoir des ambiophonies à trois voies ou à plus de quatre voies. C e qui caractérise l'ambiophonie, c'est l'orientation des sources

Questions de terminologie

OÍ

11

W

N o u s aurions besoin d ' u n m o t désignant l'ensemble des techniques de -~ l'enregistrement, de la conservation et de la reproduction des sons audibles 3 de toute nature. A cet effet o n c o m m e n c e à utiliser le m o t phonographie, 2 d'où dérive le m o t « p h o n o g r a m m e » pour désigner tout support contenant JJ d u son enregistré : disque, bande de magnétophone , piste sonore d 'un film, etc. Cet usage, qui tend à se répandre, mérite d'être encouragé, en c dépit d u rapprochement avec l'appareil maintenant périmé qu'est le g phonographe.

Toutefois, le couple « phonographie-phonogramme » ne m e paraît pas répondre à tous les besoins. E n effet il serait pratique de disposer d 'un c autre couple de mots pour désigner l'enregistrement m o n o p h o n i q u e pur, c o m m e il était pratiqué avant l'introduction de la stéréophonie. Je propose le couple « sonographie-sonogramme ». L e rapprochement avec l'appareil dont le n o m (déposé) est Sonagraph et qui fabrique des diagrammes fréquence-temps n o m m é s « sonagrammes » ne m e paraît pas gênant, car il s'agit aussi d u traitement d 'un message unique et donc m o n o p h o n i q u e .

L e m o t latin dont dérivent ces deux couples est le substantif sonus, le son. O n peut penser aussi au verbe grec akouô (j'écoute ou j'entends), qui fournirait « acou(sto)graphie-acou(sto)gramme », termes qu 'on peut garder en réserve pour désigner des enregistrements s'étendant aux domaines inaudibles : infrasons ou ultrasons.

Plus loin seront définis les néologismes « holophonie » et « holochorie », forgés par analogie avec le m o t « holographie » créé par Dennis G a b o r vers 1945.

arrière, qu 'on tourne vers le m u r . O n m e t ainsi à profit la réflexion des ondes sur le fond d u local de restitution. O n peut en quelque sorte ranger Pambiophonie parmi les effets spéciaux, parfois très heureux et parfois moins . C o m m e pour la quadriphonie, il existe aussi de nombreuses variantes dans la prise de son. C e r ­taines, qui sont peut-être à l'origine d'une supériorité de Pambiophonie sur la tétraphonie, semblent en b o n accord avec la théorie holophonique.

L'holophonie, une stéréophonie quadridimensionnelle idéale

L'holophonie doit être à l'acoustique ce que l'holographie est à l'optique. D e m ê m e que cette dernière se veut le trompe-l'œil idéal, de m ê m e la première se voudra le trompe-l'oreille parfait. Mais toutes deux se conçoivent c o m m e de simples cas particuliers d'un principe général dont la théorie a pu être édifiée par analogie avec le procédé utilisé avec succès en mathématiques par le groupe dit Nicolas Bourbaki. Il s'agit de P « holochorie » (du grec holos = entier ; et chorion, chôra ou choros = champ) qui traite de la reconstruction totale d'un champ de nature physique arbitraire. Autrement dit, la méthode proposée pour reconstruire un champ ne dépendra pas de la nature physique du champ considéré, elle vaudra et pourra s'énoncer pour des relations quelconques existant entre les diverses composantes du champ. Étant donné la nouveauté de cette approche, on voudra bien nous permettre d'en parler avec quelques détails, encore que qualitativement. 107

U approche « à la Bourbaki »

O n sait que Nicolas Bourbaki est le pseudonyme collectif d'un groupe de mathéma­ticiens français qui fut fondé en 1934 et qui a publié à partir de 1939 des Éléments de mathématiques réputés pour leur rigueur, leur abstraction et leur polyvalence. L'originalité première de l'approche « bourbachique » a été de considérer les mathématiques d'un point de vue encore beaucoup plus général qu'auparavant. Ses axiomes de base s'appliquent non à des objets bien spécifiés à priori, mais à des structures mathématiques, c'est-à-dire à des ensembles d'entités non spécifiées au départ — sauf en ce qu'il existe entre elles certaines relations. E n augmentant le nombre des axiomes auxquels devront obéir les éléments d'une structure, ou en en précisant la teneur, on retrouve, c o m m e cas particuliers, les différents problèmes qu'on traitait autrefois directement et séparément. L'avantage le plus important de cette approche est que tout théorème démontré pour une structure générale fournit, par simple « particularisation » (application à un cas particulier contenu dans le cas général), toute une famille de théorèmes valables individuellement dans une branche dont la théorie satisfait aux m ê m e s axiomes que la structure générale de départ.

Remodelage, holochorie et holophonie

C e que Bourbaki avait réussi en mathématiques, il ne m e semblait pas interdit de le tenter dans le domaine des sciences de la nature : mécanique, physique, chimie, biologie, etc. L e phénomène des ondes (ou des champs se répandant dans un certain espace à partir de régions singulières n o m m é e s sources) peut parfaitement être considéré c o m m e une structure abstraite si l'on n'en spécifie pas à priori la nature et le support. O n supposera seulement qu'il existe entre le champ C et ses sources 5 une certaine relation d'un type très général, c o m m e par exemple (PC = S, formule qui signifie qu'une certaine séquence d'opérations s y m b o ­lisée par l'opérateur (P peut être effectuée sur les composantes du c h a m p C et permet de remonter aux sources 5 du phénomène étudié.

A partir de prémisses si simples on peut démontrer des théorèmes structurels tout à fait fondamentaux. L ' u n des plus immédiats est celui du « remodelage » (reshaping). Remodeler un champ C , c'est le remplacer par un champ M C , M étant un opérateur de modification. Cette opération peut se faire en ayant recours à des sources secondaires S" dont le théorème de remodelage donne la formule : S" = ((PM — MŒ)C.

D u remodelage d'un champ de nature quelconque C, on passe facilement à la notion d'holochorie. Il s'agit de reconstruire dans un espace VR (espace de repro­duction) un champ C supposé réalisé auparavant dans u n espace VP (espace de projection ou de propagation). L e théorème du remodelage nous indique les moyens pour procéder à cette reconstruction : il faut fabriquer des sources secondaires S" conformément à la formule générale indiquée plus haut et les alimenter convenablement.

Dans le cas particulier de l'acoustique, l'holochorie devient Vholophonie

L'espace VP sera, par exemple, une salle de spectacle (fig. 6) munie d'une scène et d'une fosse d'orchestre, où se trouvent les sources sonores 5 produisant le champ acoustique C. O n se propose de reconstruire dans un auditorium VA (qui peut être la salle de séjour d'un simple amateur) le champ C qui existait dans un empla-

F I G . 6. Principe de l'holophonie : a) salle de projection (VP) ; b) local de reproduction (VA). S = sources primaires vraies ; S' = sources primaires auxiliaires rendant compte des échos francs ou difieres ; S" : sources secondaires de restitution ; A = auditeur dans son auditorium (VA) ; A' = auditeur assistant au concert à enregistrer (dans VP) ; VR = volume de restitution exacte ; Z = zone supportant les sources secondaires de restitution S" ; C — champ acoustique produit par les sources S et 5' .

cement choisi de VP pendant la représentation. Pour cela, d'après notre théorie, on devra disposer dans VA un certain nombre de sources sonores convenables (des assemblages de haut-parleurs) qui remplaceront, pour les auditeurs A assis dans VR (qui est une partie centrale de VÄ)y les sources S qu'ils écouteraient s'ils étaient assis aux places A' dans le théâtre VP.

E n principe ces sources secondaires S" devraient remplir tout u n volume Z , en forme de halo entourant VB, et chacune d'elles devrait être pilotée par des valeurs du c h a m p C captées par des microphones placés dans VP en des points homologues des points S", si l'on replace par la pensée l'espace de reproduction à sa place dans l'espace de projection. Ces conditions sont idéales, mais elles peuvent fournir une orientation et un programme de recherche pour une améliora­tion éventuelle du relief sonore 3 - D et 4 - D dans un avenir proche. E n tout cas elles mettent en évidence plusieurs carences de la technologie actuelle en matière de relief sonore, que ce soit pour la sonorisation en temps réel ou pour la repro­duction en temps différé.

Holophonie et prise de son

Apparemment l'holophonie demande une infinité de sources ponctuelles remplis­sant tout un volume compris entre les parois du local à sonoriser et la partie de ce local où la restitution sonore sera rigoureuse. Mais de nombreux arguments nous font penser qu'un nombre assez restreint de sources secondaires suffira pour réaliser un « trompe-l'oreille » fort présentable. O n se souviendra notamment du 109

fait que le seuil de perception des différences d'intensités acoustiques n'est guère inférieur au décibel, c'est-à-dire environ 10 %. Si l'on voulait raffiner davantage, pour voir jusqu'où on pourrait aller en matière de recopiage fidèle d'un c h a m p acoustique, il faudrait utiliser le principe d'opposition (ou méthode du zéro) bien connu en électricité par l'exemple du pont de Wheatstone : inverser le c h a m p des sources secondaires, le superposer au c h a m p primaire et vérifier à quelle approxi­mation on trouve une résultante nulle*, dans l'espace de restitution. L'expérience serait difficile, mais mériterait d'être tentée.

U n e autre démarche consiste à comparer les différentes recettes ou théories de prise de son avec ce que préconise l'holophonie dans des configurations analogues. O n observe alors que certaines ambiophonies sont très proches de l'holophonie, avec toutefois une petite différence qui semble paradoxale : les haut-parleurs arrière doivent être tournés vers l'auditoire bien que les microphones homologues restent tournés à l'opposé. L e principe de la continuité dans la propagation explique très bien cela.

Les impacts culturels, sociaux et économiques de la phonographie

L'usage des appareils de reproduction de phonogrammes préenregistrés est encore le plus répandu. E n France, par exemple, chaque foyer en possède un en moyenne. Mais les matériels permettant l'enregistrement (magnétophones et radio-cassettes) sont en train de les rattraper et sans doute de les dépasser, ce qui explique en partie la mévente actuelle du disque et des cassettes préenregistrées.

L'usage privé le plus répandu est sans doute l'écoute de la musique, mais il en existe bien d'autres c o m m e , par exemple, l'archivage de souvenirs familiaux, vocaux, l'apprentissage des langues et de la musique instrumentale. Toutefois l'usage industriel et public ne le cède en rien pour l'importance. L a radiodiffusion transmet bien plus de messages enregistrés que d'émissions en direct. Il faut aussi tenir compte de la place occupée par la partie « audio » dans les activités mixtes, dites audio-visuelles. O n se convainc facilement de son caractère vital : il n'est que de couper le son du téléviseur !

D u point de vue fiscal, le disque est frappé en France d'une T V A de 33 % (comme denrée de luxe), ce qui en fait un pactole pour l'État, mais donne une idée curieuse du prix qu'on attache au développement de la culture et de ses supports.

Si l'on recherche le nombre de personnes employées dans l'industrie du phono­g r a m m e et de ses instruments, on est surpris de leur petit nombre (10 000 en ordre de grandeur). Avec celles qui en assurent la vente, on peut sans doute atteindre un total de 50 000 (estimation en nombre de personnes occupées à plein temps). C e total est à rapporter à l'influence exercée sur l'ensemble de la population du pays, qui dépasse les cinquante millions. Il semble curieux qu'un si petit nombre de personnes exercent une influence aussi considérable sur un si grand nombre. E n monnaie, l'ordre de grandeur est de 5 milliards de francs (3 pour les matériels et 2 pour les phonogrammes).

Enjeux et perspectives d'avenir

L'histoire de la phonographie est exemplaire à plus d'un titre. L a science, ses lois et ses théories n'y ont joué qu'un rôle restreint et des inventions de pionniers

* C e principe est aussi celui d'une nouvelle méthode de lutte contre le bruit : l'absorption acoustique active.

o m m e Poulsen ont d û attendre plus de trente ans avant d'être mises en pratique. Mais avec l'accélération d u progrès, une stratégie plus scientifique et plus efficace est à prévoir.

Les recherches en cours peuvent donner une idée de l'avenir. O n parvient maintenant à lire par laser les p h o n o g r a m m e s les plus anciens (cylindres de cire) et on peut donc les transcrire en code numérique sur des supports modernes. O n peut prévoir qu'on pourra u n jour appeler chez soi, par pupitre télématique, les trésors des phonothèques nationales de divers pays : écouter la voix de Gustave Eiffel ou de l'empereur François-Joseph, de Pasteur ou d'Einstein, pouvoir comparer divers chefs d'orchestre dans tel passage de telle symphonie sans être obligé d'acheter, s'ils sont en vente, tous les p h o n o g r a m m e s nécessaires.

E n ce qui concerne la phonographie numérique, on sait que le magnétophone va concurrencer le disque compact ; mais de leur côté les promoteurs d u disque numérique en étudient une version effaçable, à couche sensible magnéto-optique. D'autres spécialistes perfectionnent la finesse de définition des raies laser qui deviennent capables de transporter u n débit d'information de l'ordre d u milliard de bits par seconde.

Enfin, il n'est pas interdit d'espérer u n certain renouveau de l'industrie des haut-parleurs. Les microphones ont bénéficié récemment de progrès dus à l'intro­duction des électrets, qui sont l'équivalent électrostatique des aimants permanents. D e s haut-parleurs à électrets sont à l'étude, mais d'autres espoirs reposent sur les haut-parleurs à plasma froid (brevet de H . Bondar), qui seraient dépourvus d'inertie et capables de fonctionner m ê m e aux fréquences infrasonores et ultra-sonores. Les haut-parleurs semblent en effet le maillon actuellement le plus faible de la chaîne qui relie u n paysage sonore à sa reproduction différée en « trompe-l'oreille ».

U n e autre direction de recherche est celle de transducteurs qui seraient en m ê m e temps des convertisseurs analogiques-numériques ou vice versa : des microphones fournissant directement des signaux électriques en code binaire ou des haut-parleurs c o m m a n d é s directement par de tels signaux. O n peut également prévoir une synthèse ou une symbiose des divers axes de recherche dont nous venons de citer les plus évidents.

Et pour conclure

D a n s le couple audio-visuel, l'élément « visuel » a constamment eu le pas sur l'élément « audio » et l'on peut se demander si cette domination va s'étendre ou régresser. Déjà, sur le plan scientifique, l'optique a une bonne réputation de rigueur et d'ouverture sur l'avenir, alors que l'acoustique passe pour une science de second ordre. Il semble permis d'espérer que l'avenir fera justice d'une pareille erreur et qu'il rétablira l'acoustique au rang d'une science ouverte, fiable et utile. •

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Les bâtisseurs des grands monuments de l'Inde entre le VIe et le XIVe siècle tiraient leur inspiration de leur foi religieuse. Les sculptures de ces temples figurent souvent les arts de la musique et de la danse. Outre ces représentations fixées dans la pierre, on trouve des colonnes, des escaliers, des cloches, des tuyaux et des statues spécialement sculptés ou assemblés de façon à produire des sons musicaux. C'est cet héritage vieux de mille ans qu'on redécouvre aujourd'hui grâce aux techniques scientifiques.

Curiosités musicales des temples de l'Inde du Sud

H . V. Modak

M . Modak travaille comme chercheur au Centre national des arts du spectacle de Nariman Point à Bombay et dirige les travaux de recherche électro-acoustique de troisième cycle à l'Université de Poona. Auteur, entre autres, d'un article remarqué en Inde et à l'étranger intitulé « Justification de la division d'une octave en vingt-deux sruti », il a mis au point une technique d'accompagnement musical automatique des voix par amplification électronique des résonances harmoniques qui lui a valu une distinction nationale. On peut également contacter M . Modak au Laboratoire de recherches électro-acoustiques, N . Wadia College, Poona i (Inde), où il travaille comme professeur honoraire.

•« O n appelle souvent l'Inde du Sud le pays des temples, et les gopurams, ces tours o pyramidales à plusieurs étages qui surmontent l'entrée des sanctuaires, dominent . partout le paysage des villes et des villages. Ces temples offrent certains des

>_ exemples les plus remarquables de l'architecture, de la sculpture et de la technique X des âges révolus — architecture et sculpture inspirées, c o m m e les autres arts

de l'Inde, par la ferveur religieuse. L a musique et la danse figurent en bonne place parmi les thèmes qui ont inspiré les bâtisseurs de ces temples, dont les murs , piliers et consoles (ou encorbellements) sont décorés d'images sculptées de dieux et de déesses, de lions stylisés, d'éléphants gracieux, de chevaux, de guerriers, de musiciens, de danseuses et de bien d'autres sujets.

Ces sanctuaires jouent un rôle important dans la vie socio-économique et spirituelle de la population, à telle enseigne que des villages et des agglomérations entières se sont développés autour de certains d'entre eux.

C'est aux rois de la dynastie pallava, qui régnèrent sur l'Inde du Sud entre le VIe et le IXe siècle, qu'on doit la construction des premiers temples. Avec ses temples troglo-dytiques monolithes et ses bas-reliefs, l'ensemble architectural de Mahabalipuram, à 60 k m au sud de Madras, constitue le plus ancien musée d'art et d'histoire du pays.

Cette architecture religieuse atteignit son point culminant avec l'hégémonie des Chola, entre le X e et le xive siècle. L'art des sculpteurs sur bronze atteignit également la perfection au cours de cette période — leur sujet de prédilection étant la danse cosmique de Shiva Nataraja (roi de la danse). Les dynasties successives des Pallava, des Chola, des Pandya et des Nayak n'ont cessé d'enrichir cette terre de temples et de monuments .

L e sanctuaire mondialement connu de Shiva Nataraja (roi de la danse) à Chidam­baram, à 240 k m de Madras, abrite une série de sculptures qui représentent les 108 poses différentes de la danse sacrée décrites dans le bréviaire du sage Bharata. C e n'est pas seulement de danse, mais de musique m ê m e que les sculpteurs de l'ancien temps ont tenté d'imprégner les pierres utilisées pour la construction des temples. N o n contents d'employer leur art à représenter musiciens et instruments, ils ont également ciselé dans la pierre d'admirables objets capables de produire des sons musicaux. O n trouve ainsi dans divers temples de l'Inde du Sud des colonnes musicales, des escaliers musicaux, des statues musicales de bronze et de pierre, des cloches musicales et des tuyaux sonores sculptés dans la pierre.

Colonnes musicales

Les sculpteurs de l'Inde du Sud utilisèrent leur stupéfiante habileté pour ciseler et sculpter dans le roc des colonnes musicales, véritables « harpes de pierre ». Cet art atteignit son point culminant sous l'empire Vijayanagar, du xive au xvie siècle. O n en trouve des exemples dans les temples de H a m p i , Tadpatri, Lepakshi, Thadikombu, Madurai, Alagarkoil, Kurtallam, Tenkashi, Tirunelveli, Alwar Tirunagarai, Suchindram et Trivandrum, dont l'emplacement est indiqué sur la carte de la figure 1.

Hampi, ville aujourd'hui abandonnée des environs de Hospet (dans l'État de Karnataka), était la capitale de l'empire Vijayanagar. L e temple de Vitthala, bien qu'inachevé, est le plus grandiose m o n u m e n t de cette période. Sa salle de musique est étayée de 56 piliers à colonnettes musicales de conception variée.

Tadpatri est situé près de Guntakal et Lepakshi près d'Hindupur. Ces humbles villages de l'Andhra Pradesh abritent des temples magnifiques dans le style de Vijayanagar.

L e petit village de Thadikombu, situé non loin de Dindigul dans l'État de 114 Tamilnadu (Madras), abrite un temple aux colonnes délicatement sculptées.

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1. Hampi 2. Tadpatri 3. Lepakshi 4. Thadikombu 5. Madurai 6. Alagarkoil 7. Kurtallam 8. Tenkashi 9. Tirunelveli

10. Alwar Tirunagarai n.Suchindram 12. Trivandrum 13. Kunbakonam (Darasuram) -' 14. Tanjore 15. Shanbagaramanallur 16. Kanchipuram

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F I G . i. Sites abritant des curiosités musicales.

Madurai, deuxième ville du Tamilnadu après Madras, abrite le fameux temple de Minakshi, chef-d'œuvre de l'architecture et de la sculpture dravidiennes. (On distingue dans l'art hindou trois grands styles : le style dravidien, le style septen­trional et le style chalukyan.) L a caractéristique la plus frappante de ce temple est son vestibule aux mille colonnes, toutes frappées du m ê m e motif de dragon stylisé, dont la construction remonte au XVIe siècle. L'entrée du vestibule comporte deux groupes de colonnes musicales et il en existe également d'autres dans le corridor extérieur.

Alagarkoil est situé à i8 k m de Madurai. L e vestibule qui fait face au sanctuaire comporte de belles sculptures et des colonnes musicales très bien conservées.

Kurtallam, Tenkashi, Tirunelveli et Alwar Tirunagarai sont situés dans le district de Tirunelveli. Les deux derniers sanctuaires mentionnés comportent deux importants groupes de 50 colonnes.

L e temple de Suchindram, dans le district de Kanya Kumari , à l'extrême sud de l'Inde, est réputé pour ses colonnes musicales.

A Trivandrum, capitale du Kerala, le fameux temple d'Ananta Padmanabha consacré à Vishnu abrite des colonnes musicales particulièrement bien conservées.

Mais qu'appelle-t-on colonnes musicales ? Il s'agit de colonnes de pierre groupées autour d'un énorme pilier de soutènement. L a figure 2 montre la coupe d'un tel groupe, celui du temple de Tirunelveli. Q u a n d on frappe ces colonnes avec un petit maillet de bois, elles produisent des sons de fréquences inégales qui "5

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Pilier central de soutènement

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F I G . 2. Vue en coupe d'un groupe de cinquante colonnes dans le temple de Sri Nelliapar, à Tirunelveli.

font un peu penser à ceux d'un xylophone. Ces colonnes, hautes de i à 2 mètres selon les temples, sont de section circulaire, carrée ou octogonale. Celles qui font partie d'un m ê m e groupe ont toutes la m ê m e hauteur, mais elles diffèrent par leur forme et leur section. Chaque groupe de colonnes, socle et chapiteau compris, est taillé dans un seul bloc de granit. Il s'agit donc de structures très rigides, prises dans la masse aux deux extrémités et plus denses qu'on ne pourrait le penser. Chaque pilier comporte de trois (Lepakshi) à cinquante colonnes (Tirunelveli et Alwar Tirunagarai).

Le secret des colonnes musicales

L'étude systématique de ces colonnes musicales a été entreprise par l'auteur avec l'aide de S. R . Chandorkar, S. Parameswaram et K . V . Desa dans le cadre d'un projet subventionné par le gouvernement du Maharashtra. L ' u n des objectifs de notre travail était de mesurer les fréquences des notes émises par les colonnes pour voir si elles correspondaient à des échelles musicales. A u début, nous nous conten­tions d'enregistrer au magnétophone les signaux sonores puis d'en analyser les fréquences au Laboratoire de recherche électroacoustique de Poona.

Par la suite, nous utilisâmes le phénomène de résonance pour calculer de façon précise les fréquences émises par les colonnes auxquelles un dispositif électro­mécanique expérimental (voir fig. 3) permettait de communiquer des vibrations

VWN

Oscillateur à fréquence acoustique

Pointe

Vibrateur à anche

0 0 1 2 3

Fréquencemètre à affichage numérique

t*/A

¡A Fréquence

Amplificateur

Vumetre

Microphone-ventouse

F I G . 3. Dispositif expérimental permettant de mesurer avec précision les fréquences des vibrations sonores des colonnes musicales 117

d'intensité modifiable à volonté. L e vibrateur à anche relié à un oscillateur à fréquence acoustique communique ses vibrations à la colonne. O n modifie la fréquence de l'oscillateur jusqu'au m o m e n t où la colonne émet par résonance un son audible, dont la fréquence est celle qu'indique l'appareil au m ê m e m o m e n t . Pour plus de précision, on utilise un fréquencemètre à affichage numérique. Pour déterminer le point exact de résonance, on fixe à la base du pilier un microphone-ventouse dont le signal amplifié est transmis à un appareil de mesure ainsi qu'à un haut-parleur. L e point de résonance est atteint lorsque l'aiguille du compteur est bloquée et que le volume sonore du haut-parleur est à son m a x i m u m . La colonne se met à vibrer quand la fréquence de l'oscillateur coïncide avec la fré­quence fondamentale du son qu'elle produit ou l'une de ses harmoniques. O n peut donc également par ce moyen déterminer les harmoniques émises par les colonnes.

C'est cette méthode de la résonance qui a servi à déterminer les fréquences des sons émis par les colonnes du temple de Nelliappar à Tirunelveli. L a figure 4 montre la disposition générale des colonnes musicales du vestibule faisant face au sanctuaire principal du temple. Pour mémoire, la figure 2 représente une vue en coupe du groupe de 50 colonnes situé sur la gauche.

Pour la clarté de la démonstration les colonnes musicales peuvent être considérées c o m m e des barres rigides solidement fixées aux deux extrémités. Pour une telle barre de section uniforme, les fréquences relatives de la fondamentale et des harmoniques1'2 correspondent à 2,756/u 5,404/u 8,933/1, etc., la fréquence fondamentale fx étant donnée par la formule suivante :

/ 1 1*133*

/2

/ désignant la longueur de la barre, p sa densité, Q le module de Young (une constante élastique) du matériau de la barre et k le rayon de giration.

L e groupe de 50 colonnes de la figure 2 comporte peu de colonnes dont la section soit à peu près uniforme. Ces colonnes se caractérisent par une surface rugueuse et une absence quasi totale d'ornementation. U n e comparaison entre les fréquences

Groupe de 6

Groupe de 4

Groupe de 4

Groupe de 6

Groupe de 11

Groupe de 50

Groupe de 10

Groupe de 9

Groupe de 12

Groupe de 50

FlG. 4. Plan d'ensemble des groupes de colonnes musicales du vestibule qui fait face au sanctuaire du temple de Sri Nelliappar, à Tirunelveli.

relatives expérimentales et théoriques de deux de ces colonnes (tableau i) fait apparaître u n degré élevé de concordance des résultats. L e léger écart constaté par rapport aux valeurs théoriques est imputable aux aspérités des surfaces ainsi qu'à des variations infimes de la section des colonnes.

T A B L E A U I. Tableau comparatif des fréquences relatives mesurées et théoriques des colonnes

Numéro des colonnes*

28 (section ronde)

35 (section carrée)

* Les colonnes ont

Fréquences mesurées en H z

/1 = 149

fi = 388 h = 780

/1 = 170

ft = 468 /s = 910

été numérotées arbitrairement pour plus

Fréquences relatives mesurées

1,000

2,604

5.235

1,000

2,753 5.353

de commodité.

Fréquences relatives thé oriques

1,000

2,756

5.404

1,000

2,756

5*404

Un peu d'acoustique musicale

Les sections des colonnes ne sont pas uniformes sur toute leur longueur, d'où un écart des fréquences relatives observées par rapport aux valeurs théoriques. Il est intéressant toutefois de constater que, pour certaines colonnes, les différences de ton ainsi produites sont harmoniques, produisant des sons agréables quand on les frappe d'un maillet. O n trouvera au tableau 2 , à titre d'exemple, les fréquences mesurées de trois colonnes de ce type.

T A B L E A U 2 . Fréquences harmoniques de certaines colonnes

N u m é r o des colonnes

2

33 22

Fondamentale en H z

150 118 132

Première harmonique

(Si)

396 306 396 (3/1)

Deuxième harmonique

(/3)

750 (5/1) 612 (2/2) 660 (5/i)

Si l'on compare les intensités relatives de la fondamentale et des harmoniques (d'après l'analyse d'un enregistrement de notes), nous constatons que la fondamen­tale est faible. L e son perçu est surtout celui de la première harmonique et des harmoniques supérieures.

L e groupe examiné compte 50 colonnes, mais les notes émises par ces sculptures verticales ne correspondent (approximativement) qu'à une ou deux échelles musicales, du fait que les fréquences ne sont pas réparties de manière satisfaisante. Voici, avec leurs numéros, les colonnes correspondant à l'échelle musicale indienne multani :

Les six premières notes correspondent respectivement à la première harmonique de chacune des colonnes dont il s'agit et les deux dernières à la deuxième harmo­nique des colonnes correspondantes.

do ré mi fa sol la si do

Degrés (svara) de la notation indienne sa ri ga ma pa dha ni sa

Numéros des colonnes 49 43 47 19 30 31 33 10

Les colonnes dont les vibrations correspondent aux notes de la g a m m e ne sont pas situées c o m m o d é m e n t au sein du groupe. Par ailleurs, il est difficile d'atteindre les colonnes des rangées intérieures, ce qui fait qu'un seul musicien serait bien en peine de « jouer » de cet instrument. D e toute façon, ces colonnes ne sont pas conçues pour des musiques modernes utilisant l'ensemble des sept notes ou des douze tons c o m m e la musique classique occidentale mais plutôt pour accompagner des airs formés de combinaisons de trois à cinq notes, c o m m e les hymnes religieux. Dès lors, il est possible d'isoler des colonnes voisines les unes des autres produisant les notes des échelles correspondantes.

L'auteur a enregistré un chant religieux dont l'interprète s'accompagnait lui-m ê m e en frappant les colonnes. L a musique rythmée utilisée pour le chant et la danse comportant peu de notes, il est possible de la « jouer » sur ces colonnes. N o u s avons également enregistré de la musique rythmique « jouée » par un musi­cien qui frappait les colonnes de ses doigts garnis d'anneaux de métal.

L'analyse des fréquences caractérisant les colonnes musicales des autres temples rejoint les conclusions exposées ci-dessus.

Une musique née de la sculpture et de l'architecture

Avec un microphone-ventouse branché sur u n haut-parleur amplificateur, il est possible de transformer un ensemble de colonnes musicales en un instrument élec­tromécanique, analogue à une guitare électrique.

Les vestibules où se trouvent ces colonnes musicales sont des espaces ouverts sur les côtés : les sons émis ne sont donc pas affectés par un phénomène de réver­bération acoustique. Dans certains groupes de colonnes, nous avons constaté que deux ou trois colonnes pouvaient avoir la m ê m e fréquence. Il suffit alors parfois de frapper une colonne pour faire vibrer par résonance les autres colonnes ayant la m ê m e fréquence.

E n raison de la différence d'impédance entre l'air ambiant et la pierre, un chan­teur placé à proximité des colonnes et qui émet à voix suffisamment forte des sons en harmonie avec elles obtient par résonance des vibrations, très faibles il est vrai, qu'il est possible de rendre audibles par amplification électronique.

U n enregistrement d'hymnes religieux chantés a été réalisé à proximité de ces colonnes. Les moyens d'amplification électronique ont permis de réaliser u n accompagnement automatique des voix par les vibrations de l'air se transmettant aux piliers.

O n redécouvre actuellement cet art ancien de la sculpture de colonnes musicales et des artistes de Mahabalipuram ont entrepris d'en construire de nouvelles.

Cette forme d'architecture musicale ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de l'acoustique musicale et de l'art de la sculpture. Je suis persuadé pour m a part que les moyens et méthodes scientifiques modernes peuvent nous aider à concilier une double exigence de qualité musicale et de beauté plastique.

Certaines colonnes musicales ont été endommagées par les coups trop brutaux

de visiteurs. Pour éviter que cela ne se reproduise, on pourrait utiliser pendant les visites un dispositif comprenant u n microphone-ventouse fixé à la base de chaque colonne et branché sur un amplificateur et sur u n système de haut-parleur. Il suffirait alors de frapper légèrement la pierre pour obtenir u n volume sonore très important.

Un escalier musical

K u n b a k o n a m (district de Tanjore), ancienne capitale des rois chola, et la région environnante comptent de nombreux sanctuaires. L e temple de Darasuram, à proximité de la ville, comporte un escalier de pierre délicatement ouvragé dont chacune des sept marches, qui ne sont pas en contact avec le sol a la particularité d'émettre un son différent lorsqu'on y pose le pied.

Statues musicales en pierre

D e magnifiques sculptures ont été taillées dans la m ê m e « pierre de granit » qui servit à construire les colonnes musicales, c o m m e celles du dieu éléphant Ganesh et de Garuda dans le temple de Brihadishvara à Tanjore. O n pourrait citer aussi les statues de Rati et de M a n m a t h a du temple de Vishnu à Shanbagaramanallur et certaines sculptures du temple de Krishnapuram dans le district de Tirunelveli. L a caractéristique de ces statues est qu'on obtient une note musicale différente lorsqu'on fait vibrer leurs multiples bras.

Statues et cloches musicales en bronze

Il existe aussi des statues en bronze conçues selon le m ê m e principe. C'est le cas d'une statue du temple de Tirumangai près de Kanchipuram dite M a h a Vishnu aux sept notes, parce qu'en frappant les sept bras de la statue du dieu on obtient les sept notes de l'octave. Il existe également des cloches musicales en bronze et notamment un ensemble de sept cloches conservé au Musée Raja Kelkar de Poona et dont chacune donne une note différente.

Tuyaux sonores en pierre

L ' u n des piliers de soutènement du temple shivaïte de Shanbagaramanallur (déjà mentionné), est percé d'un orifice conique. Selon qu'on souffle par l'une ou l'autre des extrémités, on obtient un son qui évoque celui d'une conque ou celui d'une trompe en cuivre.

Des trompes Nagaswaram en bois dur sont utilisées les jours de fête, pour le culte quotidien, les mariages et en d'autres occasions. A u temple de Shiva Kumbeswara à K u n b a k o n a m , se trouvent deux trompes Nagaswaram en steatite. Chaque instrument, long de 55 c m , comporte un embout de 17 c m en laiton. L e corps de l'instrument long et étroit s'élargit pour atteindre un diamètre de 2,5 c m à son extrémité. Il est constitué de trois pièces assemblées par des anneaux de métal. D e u x trompes en pierre du m ê m e type sont conservées dans les collec­tions d'instruments musicaux du Musée Raja Kelkar de Poona.

Enfin il faut mentionner l'instrument dit M u k h a Veena, sculpté dans un bloc de pierre et qu'on utilise encore aujourd'hui au temple de Sri Adi-Nath d'Alwar Tirunagarai (district de Tirunelveli). L e corps de l'instrument (à l'exclusion de l'embout) est long de 20 c m et comporte une extrémité évasée. Il aurait été donné au temple par un roi nayak pour accompagner les récitals de danse sacrée.

Conclusion

Ces colonnes musicales et autres objets en pierre ayant la m ê m e vocation consti­tuent une véritable mine de renseignements sur la musique et l'art des anciens temples, qu'il nous est désormais possible d'explorer et d'étudier d'une manière scientifique. •

Références

P. M . M O R S E , Vibration and sound, 2e éd., p. 123, New York, McGraw-Hill Books, 1948. H . F. O L S O N , Physics, Music and engineering, 2e éd., p. 77, New York, Dover, 1967.

Répertoire des centres de technologie appropriée (volume II)

par Nicolas Jéquier et Gérard Blanc

C e volume est le second de la série concernant les technologies qui sont moins coûteuses, qui opèrent sur une échelle plus petite, demandent plus de main-d'œuvre et sont moins complexes ou mieux adaptées aux conditions locales que les technologies conventionnelles. Le nouveau volume décrit 318 organisations situées dans 90 pays, s'ajoutant aux 277 centres figurant dans le premier répertoire. 395 pages, I S B N 92-64-22643-5. Prix : 120 francs; 12 livres sterling; 24 dollars des États-Unis; 53 marks. C e répertoire est en vente au Bureau des publications de l ' O C D E , 2, rue André-Pascal, 75775 Paris Cedex 16 (France).

L'auteur évoque quelques-uns des nombreux problèmes acoustiques que pose l'utilisation des auditoriums à des fins multiples au moyen d'exemples empruntés à des salles existantes. En dernière analyse peut-être n'y a-t-il pas de solution idéale lorsqu'il s'agit de concevoir un modèle de salle qui doive servir à des usages aussi disparates que des concerts, la représentation d'opéras ou de pièces de théâtre et des réunions et conférences.

Problèmes acoustiques des salles polyvalentes

Tamas Tarnóczy

Physicien, l'auteur s'occupe d'acoustique depuis une cinquantaine d'années. Directeur du laboratoire d'acoustique de l'Académie hongroise des sciences de 1975 à 1981, il a passé son doctorat en 1943 sous la direction du professeur Georg von Békésy, futur prix Nobel de médecine pour ses découvertes relatives à l'appareil auditif. M . Tarnóczy a enseigné dans trois universités hongroises ; il est l'auteur de huit ouvrages et de plus de 250 articles scientifiques. Membre de F Acoustical Society of America, membre honoraire de trois autres sociétés d'acoustique et président de la Commission d'acoustique de Hongrie, il fait partie depuis douze ans de la Commission internationale d'acoustique de F Union internationale de physique pure et appliquée. Son adresse est la suivante : Aux bons soins des Laboratoires scientifiques de l'Académie hongroise des sciences. Budaörsi ut 45, H-1112, Budapest (Hongrie).

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Introduction

Il est difficile de concevoir une salle polyvalente à l'acoustique uniformément satisfaisante ; pourtant il n'existe pratiquement pas de salle qui ne soit utilisée à une autre fin que sa destination d'origine. Par exemple, on organise fréquemment des rassemblements de foule dans des salles de conférences, de cinéma ou de théâtre et, inversement, des concerts dans des amphithéâtres universitaires, des théâtres ou des églises.

Des exemples d'utilisation aussi accidentelle ne sauraient toutefois être consi­dérés c o m m e répondant vraiment à la définition d'une double utilisation. U n e salle ayant une vocation précise n'est généralement utilisée à d'autres fins que pendant environ 15 % du temps total d'utilisation. Et m ê m e une salle à double vocation doit parfois servir à d'autres usages.

Il faudrait d'abord s'entendre sur les différentes formes d'utilisation, car il est bien évident que si une salle est utilisée de dix manières différentes, aucune d'elles ne représentera 15 % du temps total d'utilisation.

N o u s regrouperons donc ces différentes formes d'utilisation en six grandes

Définitions et symboles

Temps de réverbération

Temps de résonance moyen (T)

Restitution des graves (B)

Son direct

Son réfléchi

Réverbération artificielle

Résonance assistée

Décibel compensé (dBA)

D ' u n e manière générale, le temps qui s'écoule (en secondes) entre l'émission du son et un affaiblissement de 60 d B de son intensité. E n l'occurrence, temps de réverbération des fréquences moyennes (de 500 à 1 000 H z ) dans une salle occupée. Chiffre obtenu en divisant la moyenne des temps de réverbération aux fréquences de 125 H z et 250 H z par le temps de résonance m o y e n , selon la formule : B = (T1U + TUJ 12T. L a partie de l'énergie sonore qui atteint directement l'oreille de l'auditeur. L a partie de l'énergie sonore constituée d'ondes sonores réfléchies. Allongement du temps de résonance naturel d'une salle par des méthodes électro-acoustiques. Méthode spéciale — par émission en retour du son au m o y e n d'un procédé électro-acoustique mettant en œuvre de nombreux résonateurs — pour créer une réverbération artificielle, en particulier pour les basses fréquences. Unité de niveau sonore mesurée par un amplificateur dont les caractéristiques de transmission ont pour effet de supprimer les basses fréquences.

124

catégories : i. Concerts de musique symphonique et de musique de chambre, S chœurs et récitals de solistes ; 2. Représentations d'opéras, d'opérettes, de ballets j3 et de comédies musicales ; 3. Musique de danse, musique légère, pop music, > rock, jazz, etc. ; 4. Récitals de prose ou de poésie et représentations théâtrales ; "o 5. Projections cinématographiques ; 6. Réunions, conférences, cours et discours. «

Les salles expressément construites pour les types d'utilisation 1, 2 ou 6 ne ~§ servent généralement qu'à cette fin. Par contre, il n'est pas rare que certaines salles soient utilisées indifféremment à des fins voisines, par exemple 1 et 2. "3 Les salles destinées aux activités 4 et 5 peuvent servir occasionnellement à d'autres | usages. Quant aux salles construites spécialement pour les activités de la catégorie 3, .21

il n'en existe pratiquement pas d'exemple. E n effet, u n tel bâtiment devrait obéir 3 aux m ê m e s critères que ceux qui ont été conçus pour d'autres représentations musicales, avec cette contrainte supplémentaire que la musique populaire exige des enceintes très vastes ; il n'est d'ailleurs pas impossible que ce type de consi­dération ait pesé dans la décision de construire de vastes salles polyvalentes. •§

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Les musiciens de rock : une « horde d'envahisseurs »

L'acoustique des salles de concert les rend tout à fait inadaptées à d'autres utili­sations. C'est pourquoi de nombreux spécialistes répugnent à utiliser pour la communication parlée des salles dont la forte réverbération a été calculée en fonction de l'écoute musicale. D e m ê m e , il est très difficile de concilier dans une m ê m e salle les exigences acoustiques du concert et de l'opéra, m ê m e si ces deux utilisations sont les plus fréquemment associées.

E n tout cas, tous les spécialistes sont unanimes à rejeter l'idée d'utiliser les salles de concert classique pour les concerts de rock et assimilés. Évoquant le problème, V . L . Jordan1 va jusqu'à comparer ces orchestres à une « horde d'en­vahisseurs ». L'acoustique des salles de concert est incompatible avec le volume sonore des instruments électriques, qu'il s'agisse du temps de réverbération ou de l'énergie sonore ainsi libérée.

U n élément important de l'acoustique d'une salle est la perception de la réflexion latérale immédiate, et de ce point de vue les salles trop vastes présentent des inconvénients. U n autre facteur important d'appréciation est le délai nécessaire pour permettre à une onde sonore de se développer et de mourir, m ê m e si l'obser­vateur ne perçoit pas le temps physique de réverbération mais simplement la partie audible. Les bruits d'ambiance augmentent avec l'importance de l'auditoire et contribuent également à influencer le jugement ; du fait de la réverbération, ils sont particulièrement néfastes à une bonne acoustique des salles très spacieuses.

Les salles bivalentes

Les salles bivalentes se répartissent sous leur forme la plus courante en deux catégories. U n premier type de salle combine les avantages d'une salle de concert et d'une salle d'opéra. D a n s son livre, L . L . Beranek2 en cite plusieurs exemples, sans donner malheureusement de pourcentages d'utilisation concert/opéra. U n e autre combinaison très répandue consiste à utiliser la m ê m e salle pour les acti­vités 1 et 6 (musique symphonique ou vocale et conférences ou discours). Tel est fréquemment le cas des auditoriums des universités américaines, qui servent à la fois d'amphithéâtres et de salles de concert ou d'opéra. Les salles de congrès, qui se multiplient actuellement, constituent la dernière variante en date de cette formule.

Il est généralement possible de se faire une idée de la destination initiale d'une 125

N" salle en examinant sa conception architecturale et son acoustique. L e grand 'g théâtre lyrique de Baltimore, construit en 1894, présente les caractéristiques d'une S3 salle de concert traditionnelle, avec notamment une scène très vaste. O r la salle w n'est utilisée qu'à 35 % pour des concerts et, bien que la scène soit en fait trop ! petite pour les spectacles d'art lyrique, 10 % du temps d'utilisation est consacré ¡2 à l'opéra ou au ballet. Les représentations théâtrales absorbent également 25 %

du temps d'utilisation et les autres manifestations (dont certaines de caractère musical), les 30 % restants.

Les auditoriums construits en 1957 à Edmonton et Calgary (Canada) pour le Jubilee de la province d'Alberta ne sont pas sans évoquer le Théâtre municipal (aujourd'hui Théâtre Erkel) de Budapest, construit entre 1909 et 1913s. L a taille, le plan et m ê m e la décoration intérieure de ces salles indiquent qu'elles ont été conçues essentiellement, c o m m e le Théâtre Erkel, pour la musique populaire (utilisation 3). Malheureusement, la bonne disposition de la fosse d'orchestre n'arrive pas à compenser le niveau beaucoup trop faible de restitution des graves (B = 0,95 !). E n outre, le temps de résonance m o y e n est trop court pour les concerts de musique classique. Ces salles abritent d'ailleurs des manifestations de tout genre.

La meilleure salle d'Amérique du Sud (selon Leonard Bernstein)

Avec l'Aula M a g n a de Caracas nous nous trouvons devant une salle véritablement bivalente (1 et 6). Après la construction de cet auditorium d'une forme inhabi­tuelle, il a fallu faire appel à un acousticien qui n'a pu améliorer l'acoustique de la salle qu'en disposant un peu partout des écrans (appelés nuages). Pour l'audi­toire, il en résulte une acoustique très « sèche », qui ne restitue guère l'impression d'espace. Leonard Bernstein n'en considère pas moins l'Aula M a g n a c o m m e la meilleure salle de concert d'Amérique du Sud, ce qui prouve qu'il ne faut pas toujours se fier aux appréciations d'un chef d'orchestre dans ce domaine. Par ailleurs, cette salle est équipée d'installations électro-acoustiques qui permettent de l'utiliser c o m m e salle de conférences.

Enfin, il convient de mentionner une autre salle canadienne à double vocation : le Queen Elizabeth Theatre de Vancouver, qui date de 1959. Les dimensions de la salle sont celles que l'on considère c o m m e normales pour une salle de concert (16 750 m 3 ) ou de théâtre (14 870 m 3 ) . Il est rare qu'on y représente des opéras et les utilisations « parlées » l'emportent sur les événements musicaux dans la proportion de 2 contre 1.

L a décoration intérieure est agréable, mais l'acoustique est relativement sèche, ce qui est dû sans doute au rapport entre les ondes directes et les ondes réfléchies. C e défaut nous paraît imputable à la conception de la fosse d'orchestre, que l'on a construite sans prendre l'avis d'un acousticien. Elle a été réaménagée par la suite pour pallier cet inconvénient, mais les résultats ne sont pas encore connus. A u lendemain de la représentation inaugurale, on pouvait lire dans le New York times : « A l'heure actuelle, la recherche d'une acoustique polyvalente ne nous semble pas constituer une solution idéale d'un point de vue exclusivement musical. » D ' u n autre côté, Herbert von Karajan, qui débuta c o m m e pianiste avant de devenir chef d'orchestre, affiche une prédilection marquée pour les salles ayant une acous­tique sèche et juge donc celle-ci excellente. Tel n'était pas l'avis de sir T h o m a s Beecham et d'Isaac Stern, qui la trouvaient trop sèche pour leur goût. Selon Isaac Stern, l'acoustique idéale serait celle du Théâtre Colón de Buenos Aires, autre salle à double usage où le temps de réverbération est beaucoup plus long,

126 ce qui donne une sonorité beaucoup plus spacieuse.

Une salle à triple vocation

L e nouveau Festspielhaus de Salzbourg, construit en i9604, est une salle à triple vocation, puisqu'on y joue les opéras et la musique de Mozart, mais aussi des pièces de théâtre. Pour tenir compte de l'espace disponible, la salle se présente quasiment c o m m e u n carré de plus de 35 mètres de côté. Les problèmes acous­tiques se compliquent encore du fait de la conception très particulière de la scène, prévue pour occuper en cas de nécessité un pan entier de la salle. U n jeu de parois mobiles permet en effet de dégager un espace scénique de 21 à 30 mètres de large sur 9 mètres de haut. L e volume ainsi occupé par la scène est le double de celui de la salle. L e dessin de la figure 1 représente le bâtiment en coupe ; le plan au sol permet de deviner certaines interférences latérales malencontreuses, que m ê m e l'importance du proscenium ne peut complètement supprimer. E n outre, le dis­positif adapté compromet l'équilibre entre l'orchestre et les chanteurs, puisque le bord supérieur de la scène rabat la voix des chanteurs directement vers le balcon, alors que la musique de l'orchestre est essentiellement dirigée vers les derniers fauteuils de parterre.

L e volume utile de la salle est de 13 000 m 3 pour les représentations théâtrales et de 14000 m 3 pour les concerts utilisant la fosse d'orchestre. L e théâtre peut accueillir 2 160 spectateurs assis pour les concerts et l'opéra et 2 340 pour les représentations de théâtre parlé. Cela permet de modifier quelque peu le temps de réverbération, ce qui prouve qu'en jouant sur les dimensions et la capacité d'une salle il est possible d'apporter une solution satisfaisante au problème des salles polyvalentes.

L e nouveau Festspielhaus a ses partisans et ses détracteurs. Les spectateurs, eux, sont plutôt satisfaits, car la technique dite de « résonance assistée »6, mise au point pour adoucir l'acoustique du Royal Festival Hall de Londres, a été appliquée ici avec succès grâce à des haut-parleurs dissimulés dans les murs et le plafond. O n utilise également u n système d'amplification électro-acoustique pour la musique d'orgue.

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F I G . I. Coupe longitudinale et plan du nouveau Festspielhaus de Salzbourg (Autriche). 127

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Japon : l'acoustique « sèche » est la norme

A u Japon, presque tous les auditoriums sont des salles polyvalentes équipées d'un système d'amplification électro-acoustique. Bizarrement, toutes ces salles ont des temps de réverbération très courts6, malgré un volume par personne généralement satisfaisant (de l'ordre de 6 à 10 m 3 par spectateur). Il est vrai que ce calcul compta­bilise uniquement les places assises, alors que les salles de spectacle japonaises sont généralement prévues pour accueillir un grand nombre de spectateurs debout. Ainsi la salle de musique Tökagoku-dö de Tokyo n'offre que 150 places assises pour un volume de 5 110 m 3 . Malgré les nombreux déflecteurs suspendus destinés à régler le temps de réverbération, celui-ci diminue de 40 % pour un auditoire de 500 personnes.

L a situation est la m ê m e dans deux des plus grandes salles du Japon (respec­tivement 43 600 m 3 et 40 180 m 3 ) , qui sont équipées d'un système de réverbération artificielle. U n e trentaine de salles destinées au m ê m e usage et avec une acoustique similaire ont été construites au Japon entre i960 et 1970; leur volume oscille entre 10 000 et 20 000 m 3 . Les statistiques d'utilisation de plusieurs de ces audi­toriums ont donné les résultats suivants : utilisation 1,16 % ; 3, 37,5 % ; 6 ,29 %. Les 17,5 % restants correspondent à des usages mixtes. A titre de comparaison, voici les chiffres correspondants pour le Théâtre lyrique de Baltimore : 1, 35 % ; 2, 10 % ; 6, 25 % ; autres usages, 30 %. L'expérience a montré que le temps de réverbération idéal est de T = 1,8 seconde pour une salle pleine. O r , dans certains grands auditoriums de Tokyo, Kyoto et Osaka, on a pu mesurer des valeurs de 1,2 à 1,6 seconde, et cela pour les salles vides. Par contre, dans les salles de concert d'Europe et dans celles qui ont été construites récemment en Amérique, les valeurs pour des salles pleines oscillent entre T = 1,8 et 2,2 secondes. Quant à la Salle de concert D e Doelan, de Rotterdam, qui reste jusqu'à plus ample informé la plus vaste d'Europe, elle dispose d'un volume de 27 000 m 3 avec un temps moyen de réverbération de 2,15 secondes.

Le gigantisme ne vaut rien pour la qualité du son

A u x États-Unis, on a construit avant i960 plusieurs énormes auditoriums « poly­valents », par exemple à Chicago (37 500 m 3 ) , à Lenox, Mass . (42 450 m 3 ) ou encore à Lafayette, Ind. (37 500 m 3 ) . Il s'agit moins en vérité d'auditoriums que d'enceintes couvertes capables d'accueillir de 5 000 à 6 000 personnes et dont les murs latéraux sont distants de 55 à 65 mètres. C'est pourquoi, à notre avis, ces salles sont inuti­lisables en raison de leur acoustique déplorable. U n e étude de Beranek2 paraît suggérer le contraire, mais son m o d e de calcul tient uniquement compte de la vitesse de propagation du son et les résultats obtenus en réalité seraient beaucoup plus mauvais que ne le laissent prévoir ses calculs théoriques.

U n autre facteur important dont Beranek2 a négligé de tenir compte est l'effet déterminant des réflexions latérales initiales par opposition à celles du plafond. C'est pourquoi les salles tout en largeur sont moins bonnes acoustiquement que celles qui sont construites en longueur. Mais il n'est pas possible non plus de pro­longer indéfiniment la longueur d'une salle pour de simples raisons de dynamique sonore, la portée des sons dépendant de l'énergie d'émission. Il existe donc un seuil volumétrique au-delà duquel on ne peut garantir une bonne acoustique ; aussi devrait-on renoncer à construire, quelle qu'en soit la destination, des audi­toriums prévus pour 5 000 à 6 000 personnes, dont on voit d'ailleurs mal l'intérêt pratique.

A ce point de la discussion, il paraît opportun d'examiner brièvement l'acous-

tique d'une des salles polyvalentes les plus controversées du m o n d e , le Northrop Memorial Auditorium de Minneapolis. Cet amphithéâtre universitaire a été construit en 1928, en pensant explicitement à l'utilisation théâtrale. L e volume de la salle de concert est de 32 500 m 3 (30 000 m 3 avec le rideau de sécurité baissé) et l'espace scénique est également très vaste : 15 700 m 3 .

Les derniers fauteuils du parterre, en pente légèrement inclinée, sont surplombés d'un balcon en pente très raide (28o). L e parterre est plus large que long (44 mètres) et le balcon à lui seul a une profondeur de 31 mètres. Bien que la salle ait été conçue pour accueillir l'orchestre symphonique de Minneapolis, son temps de réverbé­ration n'est que de 0,9 seconde. Il n'est pas étonnant que les nombreux travaux d'aménagement de la salle entrepris depuis sa construction pour tenter d'en a m é ­liorer l'acoustique n'aient guère donné de résultats. Enfin, en 1970, Ramakrishna et Smith7 se sont livrés à une étude approfondie du bâtiment. Ils ont constaté qu'outre le temps de réverbération trop court, la salle souffrait également d'un bruit de fond trop élevé, de l'ordre de 42 d B A à 62 d B A , dans une salle pleine, avec un auditoire « silencieux ». Ramakrishna et Smith ont alors suggéré d'installer des déflecteurs sonores et de remplacer en m ê m e temps l'équipement électro­acoustique. Après réglage des installations, ils sont parvenus à obtenir un taux d'intelligibilité syllabique de 80-85 % dans tous les points de la salle. Malheu­reusement, cela n'a aucune incidence sur la musicalité puisqu'il s'agit de sons amplifiés et retransmis par haut-parleurs. Il faut donc chercher la solution ailleurs.

Modifier Vacoustique en fonction de l'utilisation

Les grandes salles doivent être dotées d'un dispositif d'assistance électro-acoustique et ne sont donc pas conformes aux normes acoustiques habituelles. A Lafayette, par exemple, on utilise u n système central d'amplification stéréophonique mais ce n'est pas la meilleure des solutions.

U n e idée déjà ancienne pourrait permettre de résoudre ce problème d'acoustique : celle des salles à architecture modulable. L a première tentative dans ce sens remonte à 1941 et elle est due à l'acousticien allemand K . F . Darmer 8 , qui pro­posait l'installation de colonnes téléorientables recouvertes de matériaux absorbants. L ' « espace de projection »9 présenté en 1982 au Centre Pompidou de Paris semble apporter une solution très satisfaisante aux besoins d'un espace acoustique m o d u ­lable à des fins expérimentales (fig. 2). Toutefois, c'est aux États-Unis qu'on a reconnu pour la première fois qu'il était décidément impossible d'améliorer de façon satisfaisante l'acoustique des salles de trop grandes dimensions.

Depuis une quinzaine d'années, on s'efforce de mettre au point une solution technique pour les salles à capacité variable. Dès lors, le nombre de spectateurs devient une variable qu'il est possible de concilier avec les exigences acoustiques. U n « concert » qui attire des milliers de jeunes, mais pose un m i n i m u m de pro­blèmes acoustiques peut remplir les plus vastes enceintes sportives. Par contre, il serait absurde de jouer une pièce du répertoire classique dans des salles de 3 000 places, puisque ce genre de spectacle n'a guère de chances d'attirer autant de m o n d e , m ê m e dans une très grande ville. Il apparaît donc souhaitable de pouvoir modifier non seulement l'acoustique, mais également les dimensions de la salle en fonction de chaque manifestation. Si l'on refuse d'envisager des salles distinctes pour les différents spectacles, la seule solution consiste à disposer de salles à espace modulable.

Prenons à titre d'exemple l'Auditorium Edwin T h o m a s de l'Université d'Akron (Ohio)10. Avec un volume de 18 200 m 3 , ce théâtre, presque aussi vaste que le

F I G . 2. Croquis d'une salle à acoustique variable : « Espace de projection », Paris (France).

S y m p h o n y Hall de Boston (fig. 3 à), fait penser au grand amphithéâtre de bien des universités. Il peut accueillir au total 3 008 spectateurs assis. L e balcon sus­pendu peut accueillir 687 personnes. Les rangées de sièges du balcon sont dis­posées à u n angle de 27 o par rapport à l'horizontale et les sièges les plus éloignés sont situés à une quarantaine de mètres du centre de la scène. L e temps moyen de réverbération est relativement court {T = 1,8 seconde) et le pourcentage de restitution des graves est de B = 1,11.

Pour les représentations d'art lyrique, on peut supprimer le balcon suspendu en abaissant la partie arrière du plafond et en resserrant en m ê m e temps l'espace latéral. L'inclinaison des premiers rangs de la partie supérieure est alors de 180, le nombre total de sièges est ramené à 2 321 et le taux de réverbération passe à T = 1,6 seconde. U n système de télécommande permet d'amener la fosse d'orchestre — normalement située sur la scène — devant le plateau et de modifier quelque peu l'inclinaison du proscenium. Tous les ouvrages lyriques sonnent bien dans cette salle, malgré un temps de réverbération typiquement « wagnérien ».

Enfin, une troisième formule permet également de ramener la salle aux dimen­sions d'un petit théâtre grâce aux modifications indiquées à la figure 3 c, ce qui donne une salle de 3 920 m 3 comportant 894 places assises disposées en plan incliné à 7 0 . L a longueur de la salle ainsi transformée n'est plus que de 22 mètres et, c o m m e les sièges sont disposés en éventail, la largeur oUminue aussi en pro­portion. Cette nouvelle disposition donne un temps de réverbération qui n'est pas particulièrement court : T = 1,4 seconde.

L a solution mécanique qui consiste à déplacer les éléments du plafond n'est pas l'exclusivité de la salle Edwin T h o m a s . O n pourrait citer une demi-douzaine de bâtiments similaires et plusieurs autres sont actuellement en cours de réalisation. Les éléments suspendus par câble sont maintenus en équilibre par des contrepoids. Dans le cas de l'auditorium Edwin T h o m a s , il s'agit de panneaux absorbants

^r*"

F I G . 3. Coupe longitudinale schématique de l'Edwin Thomas Perfonning Arts Hall de Akron, Ohio (États-Unis d'Amérique), dans trois utilisations différentes : a) salle de concert ; b) opéra ; c) théâtre. (Daprès G . C . Izenour.)

formés de 3 600 plaques d'acier qui occupent toute la surface d u plafond et sont divisés en neuf éléments amovibles séparés. U n système de télécommande infor­matisé permet non seulement de déplacer ces éléments, mais également de m o d i ­fier leur capacité d'absorption dans certaines limites. Autrement dit, pour qu'une salle soit vraiment polyvalente, il faut pouvoir en modifier à la fois le volume intérieur et la capacité d'absorption des matériaux.

L a sonorisation de la salle E d w i n T h o m a s aura été la dernière réalisation impor­tante d u grand acousticien V . O . K n u d s e n , qui la termina en 1973, u n an avant sa mort. L'architecte d u théâtre était George C . Isenour10.

133

La solution d'avenir : salles polyvalentes ou centres culturels?

D e nos jours, l'organisation prend de plus en plus d'importance dans tous les g aspects de notre vie. Les spectacles s'adressent à des audiences de masse. Les

£ événements artistiques et culturels doivent être plus étroitement liés. Les pro­blèmes de circulation dans les grandes villes obligent les spécialistes à s'inter­roger de manière plus approfondie sur l'emplacement et la conception des équi­pements culturels. A u lieu de les disperser u n peu au hasard, il semble préférable, du moins en milieu urbain, de chercher à rassembler dans un m ê m e lieu les institutions ayant la m ê m e vocation.

O n peut envisager deux solutions à ce problème. L a première consiste à cons­truire une salle unique et véritablement polyvalente, la seconde étant de construire plusieurs salles répondant chacune à un besoin différent. Ces deux solutions présentent des avantages et des inconvénients, mais il existe aussi des formules intermédiaires.

Examinons d'abord la solution de la salle unique. O n a longtemps cru que le gigantisme constituait la bonne solution. A u Radio City Music Hall de N e w York, par exemple, les représentations durent tous les jours de midi à minuit : projections de films, spectacles de music-hall, ballets, musique, numéros d'acrobates et spec­tacles de variétés ou de danse se succèdent sans interruption. L a salle, dont le volume est estimé à 50 000 m 3 (T — 1,5 seconde), peut accueillir 6 200 personnes. Elle se présente sous l'aspect d'un amphithéâtre dont les recoins les plus éloignés se trouvent à plus de 50 mètres de la scène. Il est donc naturel de recourir à un système d'amplification sonore électronique pour retransmettre les sons. C o m m e le public n'est pas très exigeant musicalement, la plupart des spectateurs ne remarquent m ê m e pas qu'ils n'entendent pratiquement aucun son qui ne soit artificiel. Toute­fois, aucun système de transmission électro-acoustique n'est utilisé pour les sources sonores importantes, c o m m e les grands orchestres par exemple.

Un théâtre en rond

Essayons d'éclairer par un exemple plus récent la nature m ê m e du problème, expérience et analyse acoustiques à l'appui. Il s'agit de la Festhalle de Hoechst A G , construite en 1963 à Francfort-sur-le-Main (plan et coupe, fig. 4)11.

C e vaste espace circulaire est équipé de déflecteurs sonores placés au plafond. E n outre, l'estrade et les sièges sont disposés de manière à dormer l'impression d'une salle de dimensions moyennes. L'impression est trompeuse puisque la scène a une superficie de 250 m 2 et que le siège le plus éloigné est situé à 54 mètres du centre du bâtiment. L e sol est horizontal, ce qui permet d'organiser également des réceptions et des bals. L'espace intérieur ainsi défini s'ouvre sur un côté pour permettre à une partie de l'énergie sonore de se dissiper par absorption, exacte­ment c o m m e dans le cas d'un espace ouvert. Pour compenser cette énergie perdue, des haut-parleurs placés du côté ouvert retransmettent le son initial avec un décalage approprié. Cette reconstitution d'une acoustique « naturelle » exige un énorme matériel. L'effet de réverbération du son est obtenu au m o y e n de 90 haut-parleurs et 25 diffuseurs pour les graves avec deux valeurs différentes de décalage, ce qui permet également de corriger la courbe des fréquences. L e temps m o y e n de réverbération, m ê m e sans manipulation, est de T = 1,1 seconde pour une salle vide et de T = 2,3 secondes avec réverbération artificielle. L e remplissage de la salle (2 300 personnes) modifie à peine le temps de réverbération naturelle (T = 1,0 seconde), étant donné que la masse physique des spectateurs représente

10 20 30 m

F I G . 4. Coupe longitudinale et plan de la Festhalle de Hoechst A G , Francfort-sur-le-Main (République fédérale d'Allemagne) avec indication de l'emplacement des haut-parleurs (voir note il).

peu de chose par rapport aux capacités d'absorption intrinsèque considérables de la salle. Toutefois, si l'on fait intervenir la réverbération artificielle, le temps de résonance se situe entre T = 1,2 et T = 2,2 secondes, la réverbération artificielle étant inférieure à la réverbération naturelle de 20 d B dans le premier cas et de 4 d B dans le second.

Si l'on règle l'acoustique de la salle pour la parole, il n'est pas nécessaire d'uti­liser la réverbération artificielle, mais on utilise un dispositif central d'amplification et de « réflexion décalée ». L e temps de résonance trop court oblige à recourir à la réverbération artificielle pour les manifestations musicales. L e décalage latéral du son n'a pas trop d'importance quand il s'agit de musique, mais il est alors impos­sible d'utiliser la sonorisation sans nuire à la qualité du son. M ê m e avec un volume plus réduit (7 000 m 3 ) , le temps de résonance reste le m ê m e pour la parole et seule­ment un peu plus long pour la musique de chambre. Cette salle ne paraît guère utilisable pour des concerts de musique symphonique car il faudrait prévoir une sonorisation artificielle.

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Les modifications acoustiques

Cet exemple montre qu'un espace dont la forme et les dimensions ne sont guère favorables du point de vue acoustique peut se transformer en une salle polyvalente adaptée aux différents besoins par une disposition judicieuse des exécutants et de l'auditoire, par une bonne architecture intérieure de la salle et enfin par l'emploi 135

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d'un dispositif électro-acoustique. Toutefois, le coût de ces améliorations ferait passer du simple au double le prix de revient de la salle sans qu'il soit possible pour autant de l'utiliser c o m m e salle de concert.

U n exemple beaucoup plus simple d'amplification sonore, dans un ensemble architectural beaucoup mieux conçu il est vrai, nous est fourni par la salle polyva­lente de l'Université de l'État de Washington (Pullman, W a s h . ) appelée Coliseum10. D u point de vue architectural, le plan de la salle (fig. 5) met en évidence les deux dispositifs de délimitation de l'espace prévus pour les concerts et les représentations d'opéra. L e volume utile passe ainsi de quelque 160 000 m 3 pour l'espace brut à 18 000 m 3 environ pour la salle de concert. Celle-ci peut accueillir 2 670 personnes. U n système de sonorisation décalée améliore la réverbération, utilisant l'espace entre la fosse d'orchestre, les m u r s latéraux et le plafond. Dans la formule « théâtre », le volume intérieur est d'environ 7 000 m 3 pour une capacité de 1 070 places et les haut-parleurs placés sous le rebord supérieur du proscenium transmettent directement le son au public. U n tel exemple montre qu'il est possible d'utiliser une portion réduite d'une enceinte plus vaste pour élaborer u n système d'acous­tique artificielle plus ou moins satisfaisant.

Ces exemples sembleraient indiquer qu'une acoustique véritablement polyva­lente n'est possible que si l'on peut modifier à volonté les dimensions de la salle. E n bonne logique, la solution semble donc être celle de salles à éléments de plafond modulables. Ces salles peuvent être utilisées à plusieurs fins avec, le cas échéant, deux dispositifs d'aménagement des places ; avec trois combinaisons différentes, on peut vraiment parler de salles polyvalentes. Il n'est pas nécessaire de recourir à un système d'amplification électro-acoustique, sauf lorsqu'il s'agit de rassemblements de foules.

L a formule de l'espace transformable permet de rassembler les manifestations culturelles sonores en un seul endroit, mais on ne peut évidemment représenter qu'un spectacle à la fois. O r , s'il suffit d'une demi-journée pour transformer, par exemple, la Festhalle de Francfort, il faut compter u n ou deux jours pour aménager une salle de sport. Dans de telles conditions, on a généralement tendance à main­tenir à l'affiche le m ê m e type de spectacle pendant un temps relativement long, ce qui supprime l'intérêt de disposer d'une salle polyvalente. Les transformations

- E -

F I G . 5. Plan du Coliseum de Pullman, W a s h . (États-Unis d'Amérique), avec le tracé des surfaces utilisables pour les concerts ou l'opéra (d'après G . C . Izenour).

o

des salles à éléments de plafond modulables, qui s'effectuent beaucoup plus rapide- S m e n t que la modification d u dispositif scénique, autorisent jusqu'à trois repré- J5 sentations de spectacles différents dans la m ê m e journée, mais év idemment à des 2 heures différentes, ce qui ne répond pas à l'objectif théorique de concentration "o des événements culturels. w

es CO

Une solution australienne : l'Opéra de Sydney g •a

Il existe plusieurs exemples d'ensembles architecturaux visant à offrir au m ê m e S public le choix entre plusieurs spectacles simultanés, la solution consistant gêné- .2* ralement à juxtaposer deux o u trois salles de dimensions et à vocation différentes. a U n e des réalisations les plus modernes et aussi les plus heureuses dans ce genre est Já l'Opéra de Sydney , en Australie12 : o n y trouve en effet dans le m ê m e bâtiment u n e £ salle de concert, u n e salle d'opéra pouvant également abriter des représentations ,§ théâtrales, u n vaste studio d'enregistrement, cinq salles de répétition dont deux •§ destinées aux musiciens, u n e bibliothèque, u n e salle d'exposition et deux restau- £ rants. Si toutes ces installations étaient utilisées simultanément à pleine capacité, elles pourraient accueillir en m ê m e temps jusqu'à 6 ooo personnes.

U n e réalisation aussi ambitieuse constitue u n e solution intermédiaire par rap­port à des complexes tels que le Lincoln Center de N e w Y o r k o u le South B a n k Arts C o m p l e x de Londres . Alors que l'Opéra de Sydney est u n centre culturel au sens propre, les deux autres exemples cités constituent plutôt de véritables quartiers culturels au c œ u r de la ville. L'existence de salles indépendantes per­mettant d'organiser simultanément plusieurs manifestations présente u n avantage mais aussi u n inconvénient. E n effet, chaque fois q u ' o n organise en m ê m e temps u n concert, u n opéra, u n récital de mus ique de c h a m b r e et une représentation théâ­trale, il faut pouvoir compter régulièrement sur la présence d'environ 6 ooo per­sonnes, ce qui n'est concevable que dans le cas d'une métropole.

Pas de solution définitive?

E n conséquence, il n'est pas possible de répondre sans équivoque à la question qui constitue le t h è m e central d u présent article — c o m m e n t construire u n e salle vrai­m e n t polyvalente à l'acoustique satisfaisante. E n tout cas, il y a peu de chances que la solution d'avenir soit l'utilisation polyvalente de salles très vastes. E n effet, au-delà d ' u n certain vo lume , o n ne peut obtenir u n e b o n n e acoustique qu'au prix d'investissements et de transformations considérables et c'est u n domaine o ù il est vain de chercher à faire des économies. L a mise en place d ' u n dispositif permanent de transformation est u n e opération coûteuse et compliquée. D ' u n autre côté, il serait é v i d e m m e n t absurde de transformer u n bâtiment en théâtre o u en salle de concert pour quelques représentations par an seulement.

L a solution d'une structure à plafond modulable est à la fois m o d e r n e et sédui­sante d u point de vue de la qualité. M a i s la planification et la construction de telles salles exigent une technologie de pointe et de gros investissements. E n dernière analyse, la principale objection qui peut compromettre l'avenir de cette solution est qu'elle ne permet pas de représenter simultanément plusieurs spectacles différents.

L'autre formule, celle des centres culturels, est peut-être plus séduisante à long terme. Il ne faut toutefois pas oublier qu'elle exige u n e planification très poussée, sous peine d'aboutir à u n échec. T o u t plan d ' a m é n a g e m e n t d ' u n quartier urbain est u n pari sur l'avenir ; il faut prévoir les conditions qui prévaudront pendant au moins cinquante ans en matière de circulation et de progrès technologique, mais 137

fr e n s'efforçant aussi de deviner l'évolution des goûts d u public. L e centre culturel g d ' u n e ville m o y e n n e peut être u n e maison de la culture abritant u n auditorium, S* u n e salle d e variétés, u n c inéma et u n bar ; mais , si les trois salles d u Liedernall a, sont tout à fait suffisantes pour u n e ville c o m m e Stuttgart, le vaste complexe d u g Lincoln Center à N e w Y o r k n'est pas assez grand p o u r satisfaire les besoins d e la

h population new-yorkaise e n matière d'audio-visuel, de spectacles et d'animation culturelle. •

Notes

i. V . L . Jordan, « Acoustical design of concert halls and theatres », Appl. Sei. Públ.,

Londres, 1980. 2. L . L . Beranek, Music, acoustics and architecture, N e w York, John Wiley and Sons, 1962. 3. T . Tarnóczy, Acoustica, vol. 4, 1954, p. 665. 4. F . Bruckmayer, Schalltechnik in Hochbau, D . III, Vienne, Deuticke, 1962.

5. P . H . Parkin et K . Morgan, J. Sound Vib., vol. 2, n° 74, 1965 ; J. Acoust. Soc. Am.,

n° 48, 1970, p . 1025. 6. Y . Sakamoto et al., Techn. J. Jap. Broadcast. Corp., vol. 12, i960, p. 419. 7. B . S. Ramakrishna et T . I. Smits, J. Acoust. Soc. Am., n° 47, 1970, p. 951. 8. K . F . Darmer, Akust. Z., vol. 6, 1941, p . 331.

9. V . M . A . Peutz. « Proc. », FASE-DAGA'%2 (Göttingen), 1982, p. 143-154.

10. G . C . Izenour, Theatre Design, N e w York, McGraw-Hill, 1977. 11. A . Meyer et H . Kuttriff, Acústica, vol. 14, 1964, p . 138 ; J. Wengler et

G . Quietzsch, Acústica, vol. 15, 1965, p . 436.

12. J. Yeomans, A guide to Sydney Opera House, Sydney, A . S . O . H . Trust Publications, 1973.

138

/ / est diffiále de définir l'acoustique, l'une des branches les plus anciennes de la physique, et la manière d'en aborder l'étude varie considérablement d'un pays à l'autre. On trouvera ci-après une revue des programmes d'études en acoustique établis dans dix pays ou groupes de pays, assortis de quelques observations sur la spécialité elle-même.

L'enseignement de l'acoustique G. L. Fuchs

Le professeur Fuchs est directeur du CI A L (Institut de recherche sur l'acoustique et la lumière), Cité universitaire de Córdoba (Argentine) et professeur emeritus de l'Université nationale de Cordoba. Parmi les postes qu'il a occupés en dehors de son pays figure celui de maître de recherche de l'Organisation des États américains à l'Université de Californie, puis du British Council à la DSIR Building Research Station, au Royaume- Uni. Lauréat de nombreux prix en science et en science de l'ingénieur, il compte, parmi ses titres, celui d'expert en traduction. Son adresse : Centro de Investigaciones Acústicas (CIAL), Ciudad Universitaria, Est. 32, Sooo Cordoba (Argentine).

xi Historique et évolution o

: L'acoustique, aujourd'hui définie c o m m e l'étude de l'émission et de la propaga­tion des ondes mécaniques dans un milieu matériel quelconque, est l'une des branches les plus anciennes de la physique. Elle avait à l'origine pour domaine les ondes audibles et, en particulier, à l'époque de Pythagore, les sons musicaux. C'est le physicien Joseph Sauveur qui, en 1701, lui donna son n o m , qui est formé sur le verbe grec akouein (entendre) et qui signifie « science de l'audible ». R . Bruce Lindsay a consacré à son histoire un intéressant ouvrage1 dans lequel il rappelle qu'elle dut attendre, pour sortir de la léthargie où elle était demeurée des siècles durant, l'apport théorique de grands mathématiciens et physiciens, tels Newton , d'Alembert, Euler, Rayleigh et les retombées techniques des guerres mondiales qui firent d'elle une discipline particulière.

Selon la définition qu'en donne l'Acoustical Society of America (qui est, parmi les sociétés savantes de la discipline existant dans le m o n d e , à la fois la plus ancienne et celle qui compte le plus grand nombre d'adhérents), l'acoustique comporte de nos jours dix-huit grandes branches, qui se rattachent à non moins de douze disci­plines appartenant aux sciences exactes, physiques et naturelles, et m ê m e aux arts (voir fig. 1).

Cette diversification et l'apparition de branches spécialisées dans des domaines tels que l'électronique, l'informatique, la psychologie, la physiologie et d'autres, tendent à rompre l'unité de l'acoustique, à tel point que, de nos jours, ceux qui la pratiquent se considèrent pour beaucoup, non c o m m e des acousticiens, mais plutôt c o m m e des spécialistes de l'une ou l'autre de ses branches ou des disciplines qui y font appel.

Il est un autre obstacle au développement de l'acoustique dans les pays latins, à savoir l'absence presque totale de recherche dans l'industrie, de sorte qu'elle est rarement pratiquée en tant que profession et garde le caractère d'une discipline théorique.

E n Europe, m ê m e si l'on prend le cas de la France et de l'Italie, qui font figure de pionniers parmi les pays latins, l'industrie s'intéresse relativement peu à l'acoustique en tant que domaine de recherche fondamentale ou appliquée.

L a situation est en revanche tout à fait différente aux États-Unis, où la Pennsyl­vania State University, par exemple, offre une série de cours de niveau supérieur couvrant les aspects de l'acoustique relevant des sciences exactes et biologiques, des sciences de la communication et des sciences de l'ingénieur.

L'Amérique latine, avec sa population de plus de 200 millions d'habitants, compte au bas mot trente pays où l'acoustique a un statut précaire et n'est ensei­gnée que de façon sporadique. N o s efforts pour changer cet état de choses ont abouti à la création d'une Association internationale d é n o m m é e Grupo de Acústicos Latinoamericanos ( G A L A ) , qui a vu le jour à Córdoba (Argentine) en 1965. N o u s s o m m e s parvenus, au prix d'une grande obstination, à organiser une demi-douzaine de congrès latino-américains en Argentine, au Brésil, au Chili, au Venezuela et au Mexique. Quant aux sociétés nationales (il en existe en Argentine et au Brésil), elles vivent à grand-peine et ne sont guère influentes.

E n Espagne et au Portugal, où l'on s'attache pourtant à garantir une certaine continuité à la recherche, l'enseignement de l'acoustique reste peu développé et les publications importantes paraissent en général en anglais (c'est aussi le cas d'un certain nombre de publications latino-américaines). Cette prépondérance de l'anglais explique d'ailleurs en partie la faiblesse de l'enseignement de cette disci­pline dans les pays hispanophones.

A l'occasion du cinquantième anniversaire de la fondation de l'Acoustical

Sciences de la terre

Biologi

V, Physiologie

v. Psychologie

v, Bionique

Linguistique Musique

F I G . i. Acoustique : étude de l'émission et de la propagation des ondes mécaniques dans un milieu matériel quelconque. Ici sont représentées les sciences et les disciplines auxquelles, selon l'Acoustical Society of America, se rattachent les diverses branches de l'acoustique. Les chiffres correspondent aux numéros du système de classification de la physique et de l'astronomie ( P A C S ) de l'American Institute of Physics.

Society of America ainsi qu'aux dixième et onzième congrès — qui se sont tenus respectivement à Sydney (Australie) et à Paris (France) les pays en développement ont lancé de vibrants appels aux pays développés afin que cette discipline, qui ne saurait progresser spontanément, bénéficie du soutien économique et scientifique des grandes puissances industrielles, de l'Unesco et d'autres institutions des Nations Unies, ainsi que d'organisations telles que l 'UIPPA et la Commission internationale d'acoustique (ICA).

L e cas d u Japon est particulièrement remarquable. Il s'est créé dans ce pays, en dépit des barrières linguistiques et géographiques, des unités d'enseignement et de recherche qui fonctionnent normalement dans plusieurs universités ainsi

qu'une société d'acoustique qui est la deuxième du m o n d e quant au nombre des membres .

L a République populaire de Chine possède un important institut d'acoustique qui a son siège à l'Université de Nanjing et propose, outre des possibilités de recherche, un enseignement sanctionné par la délivrance d'un diplôme d'acoustique.

Vaccent est mis sur les problèmes sociaux

E n ce qui concerne l'acoustique appliquée, l'Acoustical Society of America a constaté, à l'occasion de sa Conférence sur l'acoustique et les problèmes de société (1972), que, dans ce domaine, la transmission du savoir laissait à désirer. Elle a recommandé, afin d'en promouvoir l'enseignement, que soient produits des ouvrages et des auxiliaires audio-visuels propres à en faciliter l'introduction dans la formation technique et dans les cours élémentaires de physique où l'acoustique n'est pas représentée, en mettant surtout l'accent sur des problèmes sociaux tels que la lutte contre le bruit, l'aménagement urbain, les problèmes de surdité et l'éducation relative à la lutte contre le bruit dans l'industrie. N o u s ne savons pas encore à quels résultats ces recommandations ont abouti, mais il ne semble pas que la situation ait beaucoup évolué, que ce soit en matière de publications aussi bien que dans l'enseignement de l'acoustique au niveau secondaire. Les délibéra­tions de la Conférence ont révélé que les cours péri-universitaires, les activités d'éducation des adultes et les stages de perfectionnement des diplômés d'acous­tique étaient rares, sinon totalement inexistants.

L'absence d'enseignement des éléments de l'acoustique au niveau secondaire a rendu indispensable l'introduction de la physique d u son dans les cours condui­sant à des professions telles que l'architecture, l'aménagement du territoire, l'urba­nisme, la sociologie, le droit et la santé publique.

L e seul m o y e n de couvrir ces aspects interdisciplinaires serait d'instituer des cours spéciaux qui engloberaient tant les fondements physiques de l'acoustique que ses applications dans les domaines et professions en question, au sein de ce qu'on pourrait appeler « acoustique de l'environnement ». O n voit bien apparaître ici et là des textes et des ouvrages conçus dans cet esprit, mais nous ne s o m m e s pas encore parvenus à rassembler ces éléments épars dans une démarche générale qui permettrait de mettre en place des cours normaux dans l'enseignement technique et supérieur, aussi bien que des cours péri-universitaires ou de perfec­tionnement. L'enseignement à distance conviendrait à ce type de cours inter­disciplinaires qui intéresseraient les chercheurs travaillant en équipe.

Les programmes universitaires actuels couvrent u n certain nombre de matières telles que l'hydro-acoustique, l'acoustique architecturale, physiologique, psycho­logique, ultrasonique, l'électro-acoustique, l'acoustique macrosonique, le traite­ment des signaux, et sont tournés davantage vers la recherche spécialisée que vers les applications à incidences sociales.

Dans un récent article, Clifford Bragdon propose de donner à cette nouvelle branche qu'il voudrait fonder, le n o m d'acoustique politique, dans la mesure où elle a pour domaine les interrelations de l'acoustique avec la collectivité et la structure institutionnelle de chaque pays. A ses yeux, l'acousticien, quoique spécialisé sur le plan technique, ne dispose pas des moyens qui lui permettraient de mettre son savoir au service de la collectivité. S'il les avait — et déjà, aux États-Unis, u n certain nombre de législateurs et de fonctionnaires se préoccupent de les lui donner — au lieu de chercher la solution des conflits résultant des problèmes de bruit et de l'envahissement anarchique de la technique dans des mesures de caractère répressif, on pourrait recourir à des politiques reposant sur

la médiation et la planification sociale, de manière à combler le fossé qui va se 3 creusant entre les connaissances techniques et scientifiques, d'une part, et, de "ö l'autre, leur application dans le domaine social. §

, 5 a

Situation actuelle et perspectives -S a

Si l'on examine la structure actuelle de l'acoustique (voir fig. 1) et ses relations S avec les sciences et les arts, ce qu'on note en premier lieu, c'est qu'elle se subdivise g en branches hautement spécialisées, par lesquelles elle se rattache à des sciences, § professions et spécialités extrêmement diverses, ce qui lui confère u n caractère S nécessairement interdisciplinaire. O n sait d'ailleurs que, loin d'être particulière j à l'acoustique, cette tendance affecte aussi la chimie, la biologie, la psychologie et d'autres disciplines.

Il s'ensuit que le diplômé d'acoustique ne peut opérer, et en particulier faire de la recherche, que dans une branche déterminée, de sorte qu'il finit par perdre de vue l'ensemble de la discipline. Seuls, dans la profession, les ingénieurs-conseils sont obligés de se tenir au courant de l'évolution des diverses branches de l'acous­tique pour pouvoir exercer leur métier.

Il n'est pas rare de voir des groupes de recherche opérant dans des disciplines très diverses s'associer afin de résoudre des problèmes concrets et de faire pro­gresser la connaissance générale dans le domaine de l'acoustique. Il existe de tels groupes au sein d'universités et d'instituts, c o m m e Harvard University, le Massachusetts Institute of Technology, l'Université de Göttingen et autres, dans diverses régions industrialisées d'Occident et de l'Orient. Dans les instituts de recherche sans but lucratif (l'Illinois Institute of Technology, le Stanford Research Institute et le célèbre Battelle Institut, par exemple), il se forme des groupes inter­disciplinaires temporaires, dont l'existence est liée à la réalisation de travaux de recherche spécifiques.

Mais le cas le plus courant est plutôt celui des ingénieurs architectes, psycho­logues et autres spécialistes possédant une formation en acoustique, qui travaillent seuls ou en équipe et dont les objectifs en général sont d'ordre technique, plutôt que scientifique à proprement parler.

L a question qui se pose est de savoir s'il est raisonnable de vouloir encore former des diplômés ou des docteurs en acoustique, ou s'il vaut mieux au contraire avoir des experts spécialisés dans d'autres disciplines scientifiques et techniques mais possédant en outre des compétences en acoustique. Dans les pays technolo­giquement très avancés, les uns et les autres trouvent aisément des débouchés dans les universités, dans les instituts de technologie, dans l'industrie ou en tant que conseils. E n revanche, dans les pays non industrialisés ou en développement, bien que l'acoustique ait nécessairement sa place dans des domaines tels que la lutte contre le bruit, la conception des édifices et des machines ou les adminis­trations publiques, l'existence de professionnels de l'acoustique ne se justifie pas du point de vue économique et l'on a plutôt besoin de spécialistes d'autres domaines possédant aussi des connaissances en acoustique.

C'est pourquoi, dans ces pays, les universités et les instituts de technologie considèrent les études d'acoustique c o m m e de peu d'utilité.

O n observe dans les programmes de physique une tendance prononcée à enseigner la physique moderne, l'acoustique n'y figurant qu'à titre de discipline auxiliaire pour l'étude du traitement des signaux, de la propagation des micro­ondes et d'un certain n o m b r e de phénomènes non linéaires.

L'enseignement dispensé aux ingénieurs civils et aux architectes effleure à peine l'acoustique, qui n'y est représentée qu'à titre facultatif ou bien sous une

xi forme mdimentaire qui ne permet d'aborder ni le domaine des applications pra-P tiques, ni la recherche.

: D a n s le domaine des sciences de la vie, on tend à recourir au travail en • équipe avec des physiciens spécialisés en acoustique, mais ceux-ci sont fort

rares. L'enseignement de l'acoustique pourrait vraisemblablement être introduit

dans les pays en développement dans le cadre de cours universitaires supérieurs et péri-universitaires ou bien par la voie de l'enseignement à distance.

N o u s avons eu l'occasion d'observer des cas inquiétants d'improvisation, surtout dans les pays peu développés, où des ingénieurs, des architectes ou des techniciens se croient en mesure de travailler c o m m e conseils en acoustique, alors qu'ils n'ont pour toute formation que celle qu'ils ont p u acquérir par leurs seuls moyens .

Il nous semble donc important que ces pays puissent offrir des cours sérieux d'acoustique dans l'enseignement technique, supérieur et, le cas échéant, au niveau d u doctorat.

Apparue au début d u siècle, l'acoustique appliquée trouva bientôt de larges possibilités de développement, avec tout d'abord l'essor des communications, puis avec les besoins militaires engendrés par les guerres mondiales. A cette époque, les acousticiens étaient d'éminents physiciens ou bien des ingénieurs pourvus d'un solide bagage en physique et en mathématiques. Ils furent ensuite rejoints par des architectes et des ingénieurs civils maîtrisant la physique appliquée, ainsi que par des ingénieurs navals possédant des connaissances analogues. Puis, avec le développement de la navigation aérienne et des techniques de l'espace, on vit apparaître dans le c h a m p de l'acoustique des experts en aérodynamique et en télécommunications.

T o u s , cependant, orientèrent leurs recherches vers des sujets extrêmement spécialisés, de sorte que les acousticiens proprement dits vinrent à manquer .

La nécessité deformer des acousticiens professionnels

Il nous semble qu'il faudrait aujourd'hui s'employer à renverser la situation en produisant, pour ainsi dire artificiellement, des acousticiens de tous les niveaux — d u technicien au docteur — ayant une formation interdisciplinaire aussi complète que possible, afin de pouvoir disposer des chercheurs et des conseils, voire des spécialistes de l'acoustique « politique » (pour reprendre le terme de Bragdon), voulus pour assurer le travail de contrôle et de réglementation indispensable dans une société où la pollution sonore tourne à la catastrophe écologique. C o m m e n t faire revivre cette catégorie de professionnels en voie d'extinction ? D ' u n e part, c o m m e nous l'avons dit plus haut, en proposant des possibilités d'études univer­sitaires supérieures ou de spécialisation ainsi que de recyclage à l'intention des professionnels. D e l'autre, en incitant les universités à instituer des cours spéciaux d'acoustique conduisant à la maîtrise et au doctorat. Ces études offriraient en effet une large g a m m e de débouchés dans la recherche, dans l'exercice libéral (ingénieurs-conseils) et dans les administrations publiques.

Il est hors de doute que, dans les pays dont le développement n'est pas suffi­s a m m e n t avancé pour permettre la mise en place de tels cours, qu'il s'agisse de cours normaux , facultatifs ou d'enseignement à distance, il faudrait affecter dans u n premier temps des crédits à l'élaboration de programmes complets d'acous­tique, avec éventuellement, l'assistance d'institutions internationales et d'experts extérieurs.

L e développement technologique, d'une part, et, de l'autre, l'aggravation de la

pollution sonore font de l'acoustique une science et une technique d'une impor­tance politique et sociale telle qu'elle justifierait amplement cet effort.

A u niveau technique il faudrait, pour assurer le contrôle de la sécurité et de l'hygiène dans le travail, le type de techniciens en acoustique que nous avons nous-mêmes proposé de former2, lequel, pour autant que nous sachions, ne se rencontre pas actuellement.

Une surveillance de Venvironnement sonore

Il est un secteur d'activités relativement nouveau en acoustique, à savoir celui des administrations chargées de surveiller l'environnement sonore public — telles PEnvironmental Protection Agency aux États-Unis d'Amérique et ses homologues d'Europe — ou bien d'élaborer des normes — par exemple, l'Organisation inter­nationale de normalisation (ISO) — qui a besoin de techniciens et de chercheurs ayant des connaissances suffisamment à jour pour accomplir ces tâches. Des problèmes aussi importants que la pollution de l'environnement sonore, notam­ment par les aéroports, les grands axes routiers et les zones fortement indus­trialisées, exigent une action officielle, une acoustique d' « intérêt public » qui ne soit plus au service des « intérêts privés » c o m m e au début de ce siècle, ainsi que le faisait observer Richard H . Boit dans le discours qu'il a prononcé à Londres, en 1974, à l'occasion de l'ouverture du VIIIe Congrès international d'acoustique.

Dans le m ê m e ordre d'idées, on citera le contrôle de l'octroi des crédits à la construction de logements sociaux, qui doit obéir à des impératifs d'urbanisme et de voisinage, voire à des considérations d'intérêt public, pour qu'il n'en résulte pas une aggravation des nuisances sonores. C'est u n tel office que remplissent, par exemple, le Department of Housing and Urban Development, aux États-Unis d'Amérique et les ministères de l'environnement et du logement en Europe et dans les pays socialistes.

La pollution sonore : un mal inévitable ?

Malheureusement, les dangers auxquels l'accumulation des armements, pour ne citer qu'elle, expose l'environnement fait passer au second plan l'aspect sonore de la pollution, non parce qu'il est moins grave, mais parce qu'il est moins évident aux yeux du grand public, qui en est venu à considérer ce type de nuisances c o m m e inévitable, voire tolerable.

Il faudrait, pour faire face à la multitude des tâches commandées par l'intérêt public dans le domaine de l'acoustique, plus d'experts techniques et scientifiques que le marché du travail ne peut en offrir, tout simplement parce que leur formation n'est pas assurée.

Cette nécessité est évoquée dans tous les congrès d'acoustique de quelque importance, mais les pressions économiques et sociales mentionnées plus haut sont telles que les projets et les propositions présentés à ces occasions ne débouchent sur rien de concret.

Il y a cinq ans déjà, lors de la Conférence de Stockholm, l'Organisation des Nations Unies a reconnu qu'il fallait à tout prix s'attaquer au problème social que constitue l'invasion de la vie privée des citoyens par les nuisances sonores mais, si l'on excepte une publication du Comité scientifique pour les problèmes de l'environnement ( S C O P E ) actuellement sous presse3, les résultats se font attendre, faute d'organismes nationaux capables de mettre en place les méca­nismes de contrôle nécessaires, faute aussi de techniciens et de chercheurs assez nombreux et présentant les compétences voulues.

x¡ Malgré son immense contribution au progrès général des sciences et des tech-3 niques, l'acoustique ne bénéficie pas d u soutien que devrait lui valoir son impact

•J

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sur la société actuelle.

Les pays les plus avancés en matiôre d'acoustique

L e lecteur trouvera au tableau i la liste des principales branches actuelles de l'acoustique, établie par l'American Institute of Physics dans le cadre d u Système de classification de la physique et de l'astronomie ( P A C S ) . Chacune des dix-huit branches recensées peut être subdivisée en thèmes et sous-thèmes4.

T A B L E A U I. Système de classification de la physique et de l'astronomie (PACS) de l'American Institute of Physics Section (43) acoustique

[43] 20. Acoustique linéaire générale 25. Acoustique non linéaire, macrosonique 28. Aéro-acoustique, propagation du son dans l'atmosphère 30. Propagation du son dans l'eau (hydro-acoustique) 35. Ultrasons, acoustique quantique et effets physiques du son 40. Vibrations mécaniques et chocs 50. L e bruit, ses effets et la lutte contre le bruit 55. Acoustique architecturale 60. Traitement des signaux acoustiques 63. Acoustique physiologique 66. Acoustique psychologique 70. Communication par la parole 71. Perception de la parole 72. Traitement de la parole 75. Musique et instruments de musique 80. Bio-acoustique 85. Mesures, instruments et appareils acoustiques 88. Transduction, dispositifs de production et de reproduction des sons

Les programmes de formation professionnelle au niveau le plus élémentaire (préparation à u n diplôme de technicien) couvrent le plus souvent les thèmes 20, 30, 40, 50, 55, 66, 70 et 85. Les autres thèmes, ainsi que les sous-thèmes, figurent aux programmes de formation professionnelle supérieure (préparation à la maîtrise, au diplôme d'ingénieur) et, de manière plus complète, dans les programmes universitaires (préparation à u n premier grade universitaire, à u n grade univer­sitaire supérieur, études de spécialisation, préparation au doctorat) qui conduisent à la recherche et à l'enseignement.

Sans chercher à dresser u n tableau exhaustif de la situation, nous passerons en revue les cursus offerts dans les pays sur lesquels des informations sont dispo­nibles au niveau international. Pour l'Amérique du N o r d (États-Unis et Canada), nous nous s o m m e s servi d u Répertoire des programmes d'études universitaires supérieures compilé par 1'Acoustical Society of America. E n ce qui concerne l'Europe, nous avons utilisé le répertoire de la F A S E (Fédération des sociétés d'acoustique d'Europe) et de l'Institut d'acoustique d u R o y a u m e - U n i 5 .

Royaume-Uni

C e pays possède la plus grande densité d'instituts d'études supérieures délivrant des diplômes de divers niveaux en acoustique, avec soixante-sept universités

comptant des cursus en la matière, dont soixante-deux offrent des cours allant 3 jusqu'au niveau postuniversitaire. Bien que ces établissements se trouvent pour ö la plupart dans les grandes villes, ils sont géographiquement assez bien répartis. g

L'industrie soutient activement la recherche, en liaison avec les universités. % Parmi les établissements ayant une longue tradition dans le domaine de l'acous- o tique, il convient de citer l'Institut d u son et des vibrations de Southampton, « l'Impérial College of Science and Technology de Londres, les universités de g Loughborough et de Salford. g

L'Institut d'acoustique fait passer les examens de fin d'études aux étudiants de -jf diverses universités6. c

Les établissements qui offrent le plus grand n o m b r e de cours de premier cycle ¡j et de niveau supérieur en acoustique sont les écoles de physique, les écoles d'ar­chitecture, les écoles d'ingénieurs (dont l'enseignement se répartit en différentes branches, telles que génie civil, mécanique, chimie, électronique, travaux publics, transports, etc.) et, enfin, les écoles de médecine (oto-rhino-laryngologie, bio­logie, etc.).

Amérique du Nord

Suivant la source citée plus haut', il y aurait aux États-Unis et au Canada quatre-vingt-douze universités et instituts proposant des programmes d'études supé­rieures dans les diverses branches de l'acoustique, soixante-dix de ces établisse­ments assurant la préparation au doctorat.

Avec les informations dont on dispose sur l'Amérique d u N o r d , on peut juger de la « popularité » des principales branches de l'acoustique en considérant le n o m b r e des cours offerts dans tel ou tel domaine dans l'ensemble des universités concernées (fig. 2). L a matière qui compte le plus grand n o m b r e de chaires est la lutte contre le bruit (125), les branches les moins représentées étant l'acoustique musicale (34), l'acoustique architecturale (42), l'acoustique physiologique et biologique (77 et 61). Les diverses branches de l'acoustique fondamentale et la psycho-acoustique constituent, avec u n n o m b r e m o y e n de quatre-vingt-huit chaires, le groupe de matières le plus important, si l'on excepte toutefois l'acous­tique n o n linéaire, dont la faible représentation s'explique peut-être par le fait qu'elle est d'apparition plus récente.

D ' u n e manière générale, les études d'acoustique se répartissent entre plusieurs facultés ou départements et permettent d'accéder au titre de Bachelor, de Master ou de Philosophy Doctor (doctorat).

Les titulaires de diplômes d'acoustique trouvent tous des débouchés dans les laboratoires de recherche des universités ou de l'industrie.

République démocratique allemande et République fédérale d'Allemagne

Ces pays sont parmi ceux o ù l'enseignement de l'acoustique est de tradition ancienne, bien que les centres de recherche et d'étude y soient peu n o m b r e u x . Citons n o t a m m e n t ceux des universités de Berlin, Dresde, Göttingen, M u n i c h , Stuttgart et Hanovre .

D o u z e universités et instituts polytechniques offrent des cours dans toutes les branches de l'acoustique ; si les programmes font une large place à la physique théorique et appliquée ainsi qu'aux sciences de l'ingénieur, les aspects physiolo­giques et psychophysiques ont fait leur entrée dans le c h a m p de la recherche depuis quelque temps. Il est possible de se préparer au doctorat dans pratiquement toutes les branches et, bien qu'il y ait des chercheurs qui travaillent dans l'indus- 147

/ / / / / / / ' / / . / / / /

^ ' 7 / / / ^ * / * / / /

F I G . 2. Nombre de cours offerts dans chaque matière en Amérique du Nord

trie, c'est surtout dans les universités que s'effectue la recherche de haut niveau. E n général, les instituts de technologie délivrent des diplômes de technicien et d'ingénieur, les universités décernant des titres d'ingénieur, de docteur ingénieur et de docteur es sciences.

France

Bien qu'à notre connaissance il n'y ait dans ce pays que sept universités et instituts délivrant des diplômes d'acoustique, cette discipline y est cultivée de longue date, sur le plan théorique aussi bien que sur celui des applications.

Les diplômes et les études qui y conduisent présentent certaines caractéristiques intéressantes qu'il convient de souligner. E n dehors des diplômes de niveau pure­ment technique, il est possible de préparer le Diplôme d'études approfon­dies ( D E A ) : il s'agit d'un diplôme d'ingénieur acousticien qui vient couronner des études portant sur u n vaste programme et auquel ne peuvent prétendre que les étudiants déjà titulaires d'un diplôme dans une autre discipline, telle que la physique, la mécanique, les mathématiques, l'électronique, l'automatique ou les sciences de l'ingénieur. O n citera, à titre d'exemple particulièrement typique, le D E A de la Faculté des sciences de l'Université du Maine (Le M a n s ) , dont le programme, manifestement fondé sur une approche globale et interdisciplinaire de l'acoustique, recouvre les domaines suivants : complément de mathématiques, méthode des éléments finis, physique des vibrations, électronique appliquée à l'acoustique, acoustique physique, électro-acoustique, ultrasons, acoustique phy-

148 siologique, acoustique architecturale, analyse des signaux et acoustique statistique.

Après de telles études, le titulaire d'un D E A est en mesure de faire de la recherche, d'enseigner ou d'exercer la profession d'acousticien. Peut-être convien­drait-il, étant donné l'importance du calcul rapide dans la résolution des problèmes d'acoustique, d'actualiser ce programme en y insérant un chapitre informatique.

Dans les autres universités françaises, l'acoustique est du ressort des départe­ments de physique ou de sciences appliquées.

Belgique

O n observe, dans les universités de Liège, Louvain, G a n d , Bruxelles et M o n s , une tendance très voisine de celle que nous avons notée pour la France, encore que l'intégration des différentes branches au sein d'un m ê m e cursus y soit moins poussée qu'à l'Université du Maine.

Pays-Bas

Dans ce pays, certains aspects de l'acoustique, c o m m e la lutte contre le bruit, l'étude de l'audition et les applications dans le domaine des sciences de l'ingénieur et de l'architecture, ont tendance à primer sur les autres.

Dans les autres pays d'Europe — Italie, Norvège, Suède, Pologne, Autriche, Suisse, Hongrie, Tchécoslovaquie, Danemark, Yougoslavie (voir le rapport de la F A S E cité plus haut) — on a tendance à privilégier, suivant le cas, différents aspects de l'acoustique, de l'acoustique fondamentale aux sciences de l'ingénieur en passant par le génie de l'environnement et les sciences de la vie.

Japon

L'acoustique a atteint dans ce pays un degré de développement unique en Extrême-Orient. O n y trouve des centres universitaires et des instituts indépendants qui délivrent des diplômes allant jusqu'au doctorat. Sa Société d'acoustique est la deuxième du m o n d e du point de vue du nombre des membres et ses publications (en japonais et en anglais) ne cessent d'accroître leur rayonnement. L'enseignement y est comparable à celui qui est dispensé en Amérique du Nord ou en Europe, et l'industrie y est suffisamment développée pour fournir des emplois aux titulaires de diplômes. O n notera en particulier, pour leur rôle dans cette discipline, l'Uni­versité de K o b e et l'Institut de recherche physique Kobayashi.

U R S S (et pays socialistes en général)

E n raison de leur type d'organisation politique, ces pays ne diffusent pas d'infor­mations détaillées, mais leurs acousticiens (qui pour la plupart travaillent dans le domaine de la physique fondamentale) se distinguent dans les congrès interna­tionaux. Les branches appliquées de cette discipline (acoustique de l'environne­ment, psycho-acoustique et lutte contre le bruit) ne sont, semble-t-il, pas très développées. Les acousticiens qui se signalent par leurs travaux de recherche deviennent membres du département d'acoustique de l'Académie des sciences de l ' U R S S .

Les instituts suivants se trouvent à Moscou : Institut de recherche du cinéma et de la photographie (NIFKI) ; Institut de physique des édifices ; l'Institut Pavlov de l'Académie des sciences de l ' U R S S (section physiologie de la voix) et Labora­toire d'acoustique du Ministère des communications. L'Institut d'électronique et le laboratoire d'acoustique Sokolov sont situés à Leningrad. Des recherches en acoustique sont effectuées dans tous ces instituts et l'on y forme des chercheurs.

Australie

C e lointain pays de dimensions quasi continentales a hérité de la tradition anglaise en ce qui concerne l'étude de l'acoustique et celle-ci y tient une place de plus en plus importante, ainsi qu'on a p u le constater lors d u X e Congrès international, organisé à Sydney en 1980.

Les établissements qui dispensent des cours de niveau supérieur sont les univer­sités de Nouvelle-Galles du Sud et de Melbourne, ainsi que les universités M o n a s h , Griffith et Macquarie.

L'Université de Nouvelle-Galles du Sud offre des cours de maîtrise (Master) dont le programme englobe les branches suivantes : acoustique architecturale, acoustique physique, génie acoustique et acoustique de l'environnement urbain.

Il est intéressant de noter que ce programme comporte certains éléments qui sont obligatoires et d'autres facultatifs ; les diplômés ont ainsi suivi des enseigne­ments diversifiés. Ces éléments sont les suivants : théorie acoustique (obligatoire) ; systèmes de mesure et électro-acoustique (obligatoire) ; physique acoustique avancée (facultatif) ; laboratoire d'acoustique et analyse des signaux (facultatif) ; vibrations et choc mécanique (obligatoire) ; lutte contre le bruit (facultatif) ; ouïe et audition, protection (obligatoire) ; acoustique de l'environnement urbain (facultatif) ; mémoire final A (obligatoire) ; mémoire final B (obligatoire) ; insono­risation des édifices (facultatif).

L a dispersion de la population sur u n immense territoire a amené la Société australienne d'acoustique à mettre en place un service de cours par correspondance avec soutien audio-visuel (vidéocassettes), basé à l'Université de Nouvelle-Galles d u Sud.

République populaire de Chine

Il existe en Chine, réparties dans une vingtaine de villes, une cinquantaine d'insti­tutions (universités et instituts de recherche) qui sont chargées de former des acousticiens.

D a n s les universités, l'acoustique est enseignée en tant que spécialisation offerte aux étudiants inscrits en physique, radiophysique, physique appliquée ou dans des départements interdisciplinaires d'ingénierie aux niveaux du premier cycle, ou du deuxième, ou des deux.

Quelques instituts de recherche admettent des étudiants, à condition qu'ils soient gradués de l'université ; ils n'assurent en effet aucun cours formel, ces derniers étant dispensés par les universités ; ils se consacrent uniquement à la préparation des thèses. C'est le cas, par exemple, de la Division des hautes études de science et de technologie de l'Académie des sciences de Beijing.

L'Université de Qinghua (Beijing) propose des cours d'acoustique dans des départements aussi divers que ceux d'architecture, de physique, de radio. L ' U n i ­versité de T o n g Ji, à Shangaï, propose, aux étudiants en physique appliquée, des cours en option sur les fondements de l'acoustique, l'acoustique générale et la lutte contre le bruit.

L'Institut naval de Harbin, l'Institut océanographique de Qingdao et l'Institut de Nanjing assurent des cours d'hydro-acoustique8.

Contrairement à la pratique suivie dans le système d'enseignement occidental, les départements des universités chinoises sont divisés en spécialités ; ainsi l'acous­tique est une des diverses spécialités du Département de radiophysique de l'Uni­versité de Beijing, mais c'est aussi la seule spécialité de l'Université de Nanjing où l'Institut d'acoustique entretient des relations très étroites avec le Département de

physique, en particulier pour la formation du deuxième cycle. L'acoustique est une matière enseignée plus tôt qu'en Occident, généralement dès le premier cycle des études universitaires. Autre particularité : toutes les universités qui admettent des étudiants du premier cycle en acoustique n'assurent pas nécessairement l'ensei­gnement de cette matière au niveau supérieur ; de m ê m e , celles qui assurent un enseignement du deuxième cycle ne préparent pas forcément au doctorat (Ph. D . ) .

Tous les étudiants doivent passer u n examen d'entrée après avoir obtenu le grade de licencié (B. Se.) pour s'inscrire en maîtrise (M. Se). E n acoustique, la formation dure généralement trois ans, auxquels s'ajoutent deux à trois années pour l'obtention du doctorat. Pour accéder au grade de docteur, les étudiants doivent passer avec succès des examens dans des matières générales et spécialisées de différents niveaux, et soutenir une thèse. Les directeurs de thèse, qu'il s'agisse des mémoires de maîtrise ou des thèses de doctorat, doivent être agréés par le Comité des grades du Conseil national de l'État en fonction de leur niveau universitaire.

Prenons, pour préciser les idées, l'exemple de l'enseignement dispensé à l'Uni­versité de Nanjing, qui est assez représentatif de la pratique générale, du moins pour ce qui est du premier cycle ; au niveau du deuxième cycle, en effet, la pratique varie encore considérablement d'une institution à une autre.

Pendant tout le premier semestre du premier cycle, les étudiants du Département de physique inscrits en acoustique reçoivent le m ê m e enseignement que ceux qui se consacrent aux autres spécialités (physique cristallographique, magnétisme, semi-conducteurs, basses températures, physique théorique, micro-ondes et physique nucléaire). Par la suite, ils doivent suivre quatre cours obligatoires et quelques cours facultatifs, et rédiger un mémoire succinct (trois mois de cours à temps complet).

Les titulaires d'un grade universitaire peuvent suivre des cours facultatifs, dont un , au moins, sera choisi parmi les cours facultatifs mentionnés au tableau 2.

Les titulaires d'une maîtrise doivent en outre obligatoirement s'inscrire en

T A B L E A U 2. Programme des cours du Ier cycle, Université de Nanjing

Nature des cours Désignation

Limites

de valeur

5 4 4 2

Total

des heures

(cours

et laboratoire)

90

72 72 90

Obligatoires

Facultatifs

Obligatoire

Principes de l'acoustique Transducteurs acoustiques Mesures acoustiques Laboratoire d'acoustique

Ultrasons Architectonique et lutte

contre le bruit Parole et traitement des

signaux Acoustique quantique Ondes superficielles Stéréophonie

Mémoire

36

36

36 36 36

Temps complet : 3 mois

jâ acoustique théorique (6 unités de valeur), en acoustique moderne et laboratoire P (3 unités de valeur) et à un séminaire sur les progrès de l'acoustique (8 unités de

• valeur en quatre semestres). • L a préparation de la thèse commence généralement au cours du second semestre

de la deuxième année du deuxième cycle. Les candidats au grade de docteur consacrent la majeure partie de leur temps à la rédaction de leur thèse.

D e u x langues étrangères sont exigées aux niveaux supérieurs. Les étudiants peuvent aussi suivre des cours supplémentaires de mathématiques ou de chimie, dans d'autres départements ou instituts.

Bien que des progrès soient réalisés dans tous les domaines, c'est en physio-acoustique et en psycho-acoustique que la Chine enregistre les plus grandes lacunes.

Nanjing compte 600 étudiants spécialisés en acoustique qui ont achevé leurs études de base et une vingtaine d'étudiants qui ont obtenu leur maîtrise depuis 1956, sans compter ceux qui se consacrent à la préparation de leur thèse.

Conclusion

Dans son état actuel de développement, l'acoustique se prête mal à l'élaboration d 'un programme d'études bien défini, en raison du caractère interdisciplinaire qui est le sien (quoique la recherche ait, quant à elle, atteint un degré poussé de spécialisation).

Il est possible néanmoins de dresser une première liste des conditions essentielles auxquelles un diplômé doit satisfaire pour pouvoir se définir c o m m e acousticien.

Il ressort de ce qui précède que la formation de base en acoustique doit compor­ter les éléments intelligemment regroupés en France dans le cadre du Diplôme d'études avancées mentionné plus haut, et doit couvrir au moins les domaines suivants : Thèmes généraux (acoustique appliquée). Notions de base en mathématiques et en

informatique ; notions de base en physique (propagation des ondes) ; physiologie de l'audition et de la parole ; acoustique architecturale ; qualité et conception des bâtiments ; hydro-acoustique ; bruit et vibrations ; instruments et mesures ; acoustique musicale.

Thèmes spéciaux (acoustique fondamentale). Émission, propagation et réception ; états solide, liquide et gazeux ; ultrasons ; infrasons ; hydro-acoustique ; acous­tique psychologique, physiologique et biologique; interaction avec l'énergie rayonnée ; acoustique non linéaire.

Dans les pays où le développement scientifique et industriel est suffisant, il est possible de suivre des cursus ainsi composés dans les écoles de physique, d'ingé­nieurs, d'architecture, ou alors de marier les enseignements dispensés dans diffé­rentes écoles, facultés ou instituts. Ces deux solutions existent actuellement.

Dans les pays en développement, il paraît souhaitable de mettre en place des cours de préparation au diplôme d'acoustique ou de spécialisation dans des insti­tuts, écoles ou facultés enseignant des disciplines voisines. Bref, il faut délibérément créer un tel enseignement puisqu'il n'apparaît pas spontanément.

Il importe enfin, pendant les premières années, d'assurer à cet enseignement, outre une aide économique internationale, la coopération de professeurs et de chercheurs étrangers. •

152

Notes

i. R . Bruce Lindsay, « T h e story of Acoustics », JASA, vol. 39, n° 4 , 1966, p. 629. 2. G . L . Fuchs et A . Lara Saenz (dir. publ.), « Aportaciones para un plan a nivel

nacional », Transferencias, n° 7, juin/juillet 1978, p. 1-20, Universidad Nacional de Córdoba.

3. R . W . B . Stephens (dir. publ.), Noise pollution, Comité scientifique pour les problèmes de l'environnement ( S C O P E ) (sous presse).

4. « Classification of subjects », J. Acoust. Soc. A m . , vol. 55, n° 1, janvier 1974. 5. Fédération européenne des sociétés d'acoustique (FASE) , « L'enseignement dans

le domaine de l'acoustique », Rapports du Secrétariat de la Commission internationale d'acoustique, 1983.

6. Education in acoustics, Londres, T h e Institute of Acoustics, septembre 1978. 7. W . M . Wright, « Directory of graduate education in acoustics », JASA, vol. 75,

n° 1, 1984, p. 272. 8. Catalogue de l'Université de Nanjing, Institut d'acoustique de l'Université de

Nanjing, 1981.

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Le son, depuis longtemps moyen de communication et de compréhension entre les animaux et l'homme, est utilisé de plus en plus fréquemment et avec une précision de plus en plus grande pour mesurer différents phénomènes. Divers types de sondages acoustiques jouent un rôle d'autant plus important dans l'étude des caractéristiques et du comportement de la mer, des fonds océaniques et de la sismicité sous-marine que la lumière et les observations visuelles ne peuvent être mobilisées que d'une façon extrêmement limitée pour l'examen de la masse aquatique et de sa dynamique.

Le son dans l'océan, l'atmosphère et les parties solides de la Terre : théorie et applications

Guan Dinghua

M . Guan Dinghua, qui dirige l'Institut chinois d'acoustique et est actuellement vice-président et secrétaire général de la Société chinoise d'acoustique, est l'auteur de nombreux articles techniques sur le son et l'acoustique. Homme de science à l'esprit encyclopédique, il remplit également les fonctions de vice-président de la Société chinoise d'océanographie. On peut le joindre à l'adresse suivante : Institut d'acoustique, Academia Sínica, Beijing (Chine).

Introduction

L e son peut se propager sur de longues distances dans l'océan, l'atmosphère et les parties solides de la Terre, et il est largement utilisé c o m m e m o y e n de détection, de communication, de télédétection et m ê m e de télécommande. Mais l'océan, l'atmosphère et les parties solides de la Terre ne sont pas des milieux homogènes. Les signaux acoustiques s'y trouvent donc en interaction avec les « inhomogénéités » qui les modifient d'une manière complexe.

E n se propageant, le son emmagasine des informations sur le milieu traversé et la variation des signaux nous renseigne sur les caractéristiques de ce milieu.

D e nombreux phénomènes qui se produisent dans l'océan et les parties solides de la Terre donnent lieu à une émission de rayons sonores. E n analysant ce son, on peut localiser ces phénomènes dans l'espace et dans le temps et déterminer leurs caractéristiques. L'océan et les parties solides de la Terre sont opaques aux ondes radio et aux ondes lumineuses de sorte que, dans ces milieux, il faut faire appel à des signaux sonores pour remplacer les signaux lumineux ou radioélectriques.

La propagation du son dans les milieux stratifiés

Les ondes sonores perdent une partie de leur énergie qui se convertit en chaleur au cours du processus de propagation. L a perte par absorption du son varie en fonction du milieu traversé et augmente avec la fréquence. Dans l'atmosphère, elle varie — en décibels par unité de distance — proportionnellement à la fré­quence. Dans l'eau de mer et dans les sédiments et les roches des fonds marins, elle est approximativement proportionnelle au carré de la fréquence. Elle est très faible pour les sons à basse fréquence, qui peuvent se propager sur une longue distance.

L'une des particularités les plus importantes de la propagation des ondes sonores dans l'atmosphère, l'océan et les parties solides de la Terre est que, dans le sens horizontal, leurs paramètres (telle la vitesse du son) varient très lentement, tandis que, dans le sens vertical, la vitesse du son varie avec l'altitude (ou la profondeur) d'une manière caractéristique. L a variation de la vitesse en fonction de l'altitude ou de la profondeur est appelée gradient des vitesses. Ainsi, dans certaines conditions, l'atmosphère, l'océan et la croûte terrestre peuvent être considérés c o m m e des milieux stratifiés.

L a théorie de la propagation du son dans les milieux stratifiés a été bien mise au point au cours des dernières décennies1. L a fonction d'onde peut être résolue par la méthode classique, la méthode des rayons ou une méthode hybride. Dans u n milieu stratifié où la vitesse du son est variable, les rayons sonores sont toujours infléchis dans la direction où la vitesse est plus faible. C'est pourquoi, si le profil des vitesses présente un m i n i m u m , la réfraction fait que les rayons sonores émis depuis l'altitude correspondant à ce m i n i m u m reviennent sans cesse vers l'émet­teur, sans rencontrer d'interface. L'énergie ne peut se disperser dans toutes les directions et est obligée de rester dans une bande appelée le chenal sonore, dans lequel la propagation peut se produire sur des distances considérables. L 'a tmo­sphère, les océans et la croûte terrestre comportent divers chenaux sonores. E n ce qui concerne l'atmosphère, la température de l'air diminue avec l'altitude jusqu'à 20 k m au-dessus du sol — à cette distance le profil des températures atteint un m i n i m u m . Au-delà de ce niveau, on sait que la température augmente progressi­vement jusqu'à 50 k m , pour baisser à nouveau jusqu'à atteindre un second mini­m u m à 80 k m . Puis elle s'élève une deuxième fois en fonction de l'altitude.

Étant donné que la vitesse du son dans l'air augmente avec l'élévation de la

Thermoclins saisonnière

Couche de surface

F I G . i. Diagramme des F I G . 2. Profil F I G . 3. Profil de la vitesse rayons à l'intérieur d'un typique des du son dans les grands fonds, chenal sonore. températures

atmosphériques (en degrés Kelvin).

température, le profil des vitesses du son tend à suivre la m ê m e courbe que celui des températures : il forme deux chenaux sonores dont les axes se situent à 20 et à 80 k m du sol. (La figure 2 montre un profil typique des températures atmo­sphériques.)

Dans l'océan, la vitesse du son augmente avec l'élévation de la température et de la pression (qui est elle-même fonction de la profondeur). Classiquement, la mer est divisée en quatre couches : a) la couche superficielle (ou couche mixte), b) la thermocline saisonnière, c) la thermocline permanente et d) la couche iso­therme profonde (fig. 3).

L a couche superficielle se compose d'eau mélangée par la turbulence ; elle est isotherme, c'est-à-dire qu'elle a une température constante. Les thermoclines saisonnière et permanente se caractérisent par un fort gradient négatif, la tempéra­ture et la vitesse du son diminuant avec la profondeur par suite du réchauffement des couches supérieures de la mer par le soleil.

Au-dessous de la thermocline permanente, la température reste constante et la vitesse du son (sous l'influence de l'accroissement de la pression) augmente en fonction de la profondeur. A u niveau où s'achève cette thermocline, soit à une profondeur approximative de 1 000 mètres aux latitudes moyennes, la vitesse du son a une valeur minimale. Cela constitue un chenal profond, parfois appelé chenal (ou chenaux) sofar. L a figure 3 donne un profil de la vitesse du son dans les eaux profondes de l'océan.

Sous l'eflet de l'accroissement de la pression en fonction de la profondeur de la croûte terrestre, la densité et la vitesse du son dans les sédiments et dans les roches augmentent également. Il se trouve donc, dans le substratum, un chenal de surface qui a sa vitesse minimale à la surface de la Terre.

La propagation du son dans les chenaux sonores

Les sons à basse fréquence peuvent se propager sur de longues distances dans des chenaux sonores. U n signal produit par la détonation d'une petite charge d'explo­sifs dans un chenal sonore profond peut être détecté à des milliers de milles nautiques de distance. E n 1883, l'éruption de Krakatoa (en Indonésie) a produit 157

3 des fréquences très fortes et extrêmement basses — ou infrasons — qui se sont M propagées à plus de ioo k m dans l'atmosphère et ont été détectées plusieurs fois g alors qu'elles passaient autour de la Terre. « A chaque fois qu'un faisceau d'ondes sonores rencontre l'interface séparant 2 deux matériaux, une partie de l'énergie est réfléchie. Dans le cas de l'interface

atmosphère-eau de mer , la réflexion est importante. Elle est moins forte à la limite entre l'eau de mer et les sédiments et entre différentes couches de sédiments.

L a surface de la terre, celle de la mer , les thermoclines et les fonds océaniques ne sont presque jamais complètement lisses et leur « rugosité » provoque un phénomène de diffusion. E n outre, on observe de nombreuses inhomogénéités telles que la turbulence dans l'air et dans la m e r , les bulles d'air, le plancton et les poissons dans l'eau et les inhomogénéités à l'intérieur des sédiments. Toutes ces inhomogénéités ont un effet de difrusion sur la transmission du son.

Les sources sonores ne manquent pas dans l'atmosphère, l'océan et les parties solides de la Terre ; éruptions volcaniques, tremblements de terre et microséismes, émissions de sons précédant les tremblements de terre, chocs de grands météorites, orages, orages magnétiques, typhons et tornades, autres tempêtes violentes et turbulences en air limpide, pluies, vagues dues au vent, perturbations ionosphé-riques et océaniques, et sons d'origine biologique. E n outre, de nombreux sons résultent d'activités humaines : explosions nucléaires et chimiques, transports motorisés, armes à feu et avions à réaction, machines de toutes sortes.

Le son comme moyen d'observation

L e son peut être utilisé de plusieurs manières c o m m e m o y e n d'observation de l'atmosphère, de l'océan et des parties solides de la Terre2'3. L a première de ces techniques repose sur la réception d'ondes sonores produites par des sources naturelles ou par des sources artificielles (inconnues) et la détermination de leur position, de leur temps de propagation et de leurs caractéristiques physiques. O n utilise souvent, à cette fin, un ensemble de récepteurs. O n mesure la différence entre des heures de réception par les différents appareils en vue de déterminer la direction et la distance de la source sonore. O n établit ensuite les caractéristiques de ces sources par l'analyse des signaux reçus.

O n reçoit les infrasons produits dans l'atmosphère par les éruptions volcaniques, les typhons et les explosions nucléaires et l'on détermine leur position, leur temps d'origine à l'épicentre et leur intensité. Par exemple, les ondes infrasonores engendrées par l'éruption volcanique du mont St. Helens (États-Unis d'Amérique) en 1980 sont parvenues à la station de réception des infrasons de Beijing (voir fig. 4). Il a fallu huit heures au signal pour parcourir la distance entre le m o n t St. Helens et la capitale chinoise. Notre matériel de réception des infrasons situé près de la côte de la m e r de Chine orientale avait déjà, à de multiples reprises, détecté des signaux d'ondes infrasonores produits par des typhons et suivi leur trajectoire dans cette mer . N o u s avons également reçu et analysé en 1968 les ondes infrasonores engendrées par les essais nucléaires français dans l'archipel des T u a m o t u (Pacifique Sud). A des distances moins grandes, des systèmes acoustiques peuvent localiser le tonnerre et en déterminer l'intensité.

A l'origine, le système Sofar (« Sound fixing and ranging ») a été mis au point pour faciliter les sauvetages en mer . Ainsi, pour bénéficier de ce système, toute personne qui cherche à être secourue lâche par-dessus bord une petite charge destinée à exploser dans le chenal sonore profond. O n peut localiser l'explosion en déter-

158 minant les différences de temps de parcours des ondes sonores reçues dans les

F I G . 4. Spectre tridimensionnel de l'énergie « dynamique » du signal infrasonore émis par l'éruption volcanique du mont St. Helens (État de Washington, États-Unis d'Amérique), enregistré par l'Institut d'acoustique, Academia Sínica, Beijing (Chine). Signal : volcanique ; lieu d'enregistrement : Tuedjine ; date d'enregistrement : 19 mai 1900.

différentes stations. Des stations sofar ont reçu des signaux de ce genre à la suite d'une éruption sous-marine qui a eu lieu près du Japon en 1952, ce qui a permis de déterminer la raison pour laquelle un navire d'observation japonais était en perdition*.

Relevés des profondeurs et des sources sismiques

Il est difficile d'observer la structure et la variabilité des courants profonds à l'aide des techniques ordinaires. Des chercheurs américains ont lancé des flotteurs sofar « à flottabilité neutre », conçus de manière à se tenir en équilibre dans l'axe du chenal sonore, pour qu'ils dérivent avec les courants profonds et émettent des signaux acoustiques codés6. Ces signaux sont détectés par des hydrophones sofar très espacés. O n peut obtenir les trajectoires des flotteurs — et donc dresser une carte des courants profonds — en calculant les différences de temps de parcours des signaux reçus par les hydrophones.

Les cartes des courants profonds ainsi obtenues n'ont aucun équivalent et fournissent des informations très intéressantes. L e sonar passif, qui utilise toute une série d'hydrophones pour suivre les mouvements des sous-marins dans la mer , présente une grande importance militaire. L e récepteur d'un système d'écho-sondage inversé, mis en place au fond de la mer , peut servir à surveiller le bruit ambiant venant de la surface de celle-ci. Cela permet de déterminer la vitesse et la force du vent à la surface. (L'intensité du bruit augmente d'environ 7,2 décibels lorsque la vitesse du vent double.)

Les ondes sismiques constituent également u n type d'onde sonore : des géo-phones ou des hydrophones placés dans des puits profonds peuvent détecter les ondes sismiques provenant de tremblements de terre et permettre de déterminer la magnitude du séisme et la position de son epicentre. Avant u n tremblement de terre, il se produit de nombreux processus de fissuration dans les roches et dans les strates, et l'observation de ces fissures fournit des informations précieuses pour la prévision des séismes. (Notre station géo-acoustique a détecté de tels signaux sonores avant des tremblements de terre.)

Si l'on peut mettre en place u n réseau relativement dense d'hydrophones et de géophones le long d'une faille où u n séisme risque de se produire et observer les sons à haute fréquence produits par les fissurations voisines, on peut obtenir une image complète des événements qui se produisent dans cette zone souterraine. Les

3 émissions d'ondes sonores sont également fréquentes avant les catastrophes M minières, de sorte que la surveillance des processus qui interviennent permet de p prévoir celles-ci. a m 3 O Tomographie acoustique dans l'océan

U n e autre méthode de surveillance consiste à émettre des ondes sonores en un point, à les détecter en un autre point et à recueillir des informations sur le milieu traversé par les ondes en mesurant le temps de propagation du son, la fluctuation des phases et l'amplitude des signaux.

U n e nouvelle technique de surveillance connue sous le n o m de tomographic acoustique océanique (du grec tomos, morceau coupé ; u n t o m o g r a m m e est une représentation d'un morceau)6 fait appel à un ensemble d'émetteurs-récepteurs placés le long d'un carré de i ooo k m de côté afín de surveiller la « variabilité à moyenne échelle », telle que les tourbillons à moyenne échelle, à l'aide d'ordina­teurs. Avec cette méthode et en utilisant des fréquences plus basses on devrait bientôt pouvoir établir des cartes synoptiques de l'intérieur de l'océan à l'échelle d'un bassin.

E n émettant des sons à différentes altitudes et en les recevant à des niveaux définis de l'atmosphère, tout en mesurant la position des sources sonores et des récepteurs, on peut calculer la température et la vitesse du vent à différentes altitudes. L'échosondeur inversé (déjà mentionné), qui, mis en place au fond de la m e r , mesure le temps de parcours des impulsions vers la surface de l'océan et leur retour vers le fond, donne la température de l'eau de m e r et surveille les trajectoires des courants chauds.

L a méthode de la réflexion offre une troisième technique utilisable. E n émettant des ondes sonores en u n point et en mesurant le temps de propagation, la forme des ondes et les spectres de fréquences des sons réfléchis ou diffusés, on peut obtenir des informations sur la distance et les caractéristiques spécifiques d'uane cible.

Pour observer le profil des températures et la turbulence dans l'stmosphère, on utilise u n système Sodar (« Sound detection and ranging »). C e syttème émet des ondes sonores et reçoit des sons diffusés par la turbulence dans l'a mosphère.

O n mesure la profondeur de l'océan à l'aide d'échosondeurs alors que pour les vagues et les marées on utilise un échosondeur inversé. Cet appareil (avec micro­processeur) peut également servir à mesurer l'épaisseur d'une couche de pétrole à la surface de la mer après un rejet accidentel.

Pour obtenir la répartition des cibles dans l'espace (c'est-à-dire dans un volume donné), on utilise généralement deux méthodes d'exploration. L'échosondeur, l'échosondeur de pêche, l'échosondeur multifaisceaux et le sonar à balayage latéral explorent l'espace grâce à l'action de transducteurs — dispositifs convertissant un type de signal d'entrée en une autre forme de signal de sortie. Les échosondeurs ordinaires et ceux qui sont utilisés pour la pêche émettent un faisceau sonore vers le bas, qui fournit u n profil de la profondeur de l'océan et de la répartition des poissons à mesure que le navire avance. Les échosondeurs à haute résolution, qui ont des faisceaux acoustiques étroits, donnent des informations détaillées sur la structure d'un banc de poissons et dénombrent m ê m e les échos produits par chacun de ceux-ci. E n outre, l'analyse de la fréquence de résonance des signaux renvoyés aide à déterminer leur espèce et leur taille.

Les échosondeurs peuvent également être utilisés pour étudier et surveiller les propriétés de rétrodiffusion des boues d'égout déversées dans l'océan7.

Les caractéristiques acoustiques de la couche diffusante profonde ont été décou-160 vertes en utilisant des sondeurs en eau profonde. Il semble ne faire aucun doute

que cette couche a u n caractère biologique : elle m o n t e vers la surface de la m e r u après chaque coucher d u soleil et redescend vers les profondeurs après chaque £! aurore. C e sont les ondes internes qui sont à l'origine de ce m o u v e m e n t (qui peut .3 également être détecté par les échosondeurs). 4j

L'exploration des fonds marins o

D.

I

a

Les transducteurs d ' u n échosondeur multifaisceaux forment de n o m b r e u x faisceaux sonores étroits dispersés en éventail perpendiculairement à la route d u navire ; o n peut ainsi mettre en évidence de n o m b r e u x profils de profondeur parallèles à la route d u navire, au fur et à mesure que celui-ci avance. A v e c des micro-ordi­nateurs à bord, l'échosondeur multifaisceaux peut dresser automatiquement des cartes bathymétriques8.

L e sonar à balayage latéral émet u n faisceau sonore étroit horizontalement et large verticalement, perpendiculaire à la route d u navire. Il reçoit des sons diffusés sous l'effet de la rugosité d u fond et établit ainsi u n sonographe d u lit des mers qui donne une image détaillée d u fond de l'océan, de ses caractéristiques et de son a paysage : épaves de navires, ondulations de sable et affleurements, nodules de U manganèse, câbles et pipe-lines sous-marins. —

Depuis quelques années, la technique d u sonar à balayage latéral, déjà utilisée | sur le plateau continental, est étendue aux profondeurs océaniques grâce à la mise ^ au point d u sonar à grande portée Gloria, qui fonctionne à basse fréquence, avec g u n rayon d'action de 20 k m dans les grands fonds. O n a p u ainsi observer de n o m - « breux accidents de terrain remarquables, c o m m e , par exemple, une faille étroite de plusieurs centaines de kilomètres de long qui se trouve, pense-t-on, à la limite d'une plaque tectonique. A u c u n e autre technique n'aurait p u , probablement, permettre de repérer le tracé continu de cette faille9.

L'hydrographie d'aujourd'hui et de demain

Pour obtenir une image détaillée, o n peut aussi utiliser le balayage horizontal (électronique surtout) ou des techniques multifaisceaux qui donnent une image de la répartition des « diffuseurs » dans des cercles de 360 o autour de la zone observée. L e sonar utilisé pour la détection des sous-marins, des mines et des bancs de poissons appartient à cette catégorie.

U n sonar servant à la détection localise généralement les diffuseurs o u réflecteurs d u son dans l'espace. U n sonar à haute résolution récemment mis au point peut mesurer la répartition des éléments diffuseurs et réflecteurs d u son sur la trajectoire prévue et permet donc d'obtenir une image acoustique ayant une bonne résolution, qui ressemble plus au type d'images q u ' o n obtient sur u n écran de télévision qu'à u n enregistrement sonar habituel. Cette technique a diverses applications dans les domaines des levés topographiques, des mesures océanographiques et d'autres types de recherche subaquatique.

Les travaux sur l'imagerie acoustique (notamment l'étude de l'holographie subaquatique) se poursuivent et pourraient se traduire par des développements intéressants d'ici une dizaine d'années.

Il y a plusieurs manières de mesurer les caractéristiques des fonds marins par des méthodes acoustiques. L e système de profilage d u sous-sol, qui émet des ondes sonores à basse fréquence vers le bas et reçoit des ondes réfléchies provenant des couches situées sous le fond de la m e r , donne aux spécialistes de la géologie marine les outils nécessaires pour dresser la carte des formations géologiques d u sous-sol. Si l'on désire pénétrer plus profondément dans la croûte, o n a recours à des 161

s?

o Explosion ^ ( 4 ; A

Fond de la mer

Sédiments

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Vitesse V,

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F I G . 5. Principe de la réfraction sismique, montrant les différentes trajectoires que peuvent suivre les ondes pour se propager du point d'explosion (A) jusqu'à des bouées-radio munies d'hydrophones (C) en passant par le fond de la mer (B) ou par les couches de sédiments et les couches inférieures.

systèmes perfectionnés utilisant une chaîne d'hydrophones (« flûte ») remorquée par un navire. Les signaux reçus sont rassemblés après un traitement initial et l'on peut ainsi obtenir la vitesse du son dans chaque couche.

Pour les couches très profondes de sédiments du fond on utilise le système de la « réfraction sismique ». U n e charge explosive est mise à feu à proximité du navire. L'onde sonore se propage selon diverses trajectoires jusqu'à u n certain nombre de bouées radio munies d'hydrophones qui, après réception du son, le retransmettent par radio au navire. Cette technique permet une pénétration de plusieurs milliers de mètres sous le fond de la mer et la détermination de la vitesse du son dans différentes couches de roches. O n peut utiliser une technique presque identique sur terre à des fins géologiques. L e coefficient de réflexion du fond de la mer et le coefficient d'atténuation des sédiments sont également liés à la dimension moyenne des grains ; ces deux coefficients peuvent être mesurés à bord au m o y e n d'un matériel spécial utilisé pour analyser les échos sonar renvoyés par le fond.

Pour mesurer la vitesse du navire sur le fond on utilise le phénomène auquel a été donné le n o m d'effet Doppler (variation des fréquences des ondes sonores ou autres reçues en fonction des mouvements de leur source ou de l'observateur). L a technique du sonar à effet Doppler est identique à celle du radar à effet Doppler et la mise au point de ce système a fourni d'excellents outils de navigation pour les grands navires et les submersibles évoluant en eau profonde. Quatre faisceaux sonar inclinés, orientés respectivement vers l'avant, vers l'arrière, vers la gauche et vers la droite sont utilisés ; la vitesse est déterminée par rapport au fond de l'océan en mesurant la fréquence Doppler du son rétrodiffusé.

Les premières applications de la navigation au sonar à effet Doppler étaient limitées aux eaux peu profondes. Depuis quelques années, des systèmes se prêtant à une utilisation beaucoup plus large ont été mis au point. Les nouvelles techniques peuvent fournir des profils du champ de courant horizontal en mesurant le m o u ­vement relatif des couches diffusantes contiguës (voir fig. 6).

F I G . 6. Profilage des courants par faisceaux acoustiques à effet Doppler ; F I G . 7. Trajectoires sonores qui en 1, 2, 3 et 4 sont situées les particules caractérisent la localisation d'un navire diffusantes des masses d'eau. de surface ou d'un objet immergé.

Systèmes de communication, de commande et de contrôle

Les systèmes de communication, de télémétrie, de navigation et de localisation ainsi que les systèmes de c o m m a n d e et de contrôle par des moyens acoustiques sont utilisés essentiellement, dans les océans, pour des explorations et des activités sous-marines. Lorsqu'un plongeur est relié par une voie d'air ou une corde de sécurité, il est évidemment très c o m m o d e d'incorporer à son équipement une ligne téléphonique lui permettant de communiquer avec l'extérieur. Pour les plongeurs équipés d'un scaphandre autonome et pour les submersibles, toutefois, une liaison radio est plus appropriée. L a parole, des signaux codés ou des signaux de télévision subaquatique peuvent être convertis en signaux acoustiques et transmis sur une certaine distance.

A u cours de ces dernières années, le nombre, la précision et la fiabilité des capteurs de données dont disposent les océanographes se sont considérablement accrus. Auparavant, la procédure habituelle consistait à emmagasiner les données dans l'appareil de collecte pour les récupérer et les traiter ultérieurement. L e déve­loppement de la télémétrie acoustique fournit désormais un m o y e n d'extraction et de visualisation des données en temps réel. L e télémètre acoustique peut remplacer le câble électrique, qui reste le m o y e n le plus largement utilisé pour transmettre des informations à distance. L a télémétrie acoustique est un outil indispensable pour la pêche et la recherche halieutique, pour l'océanographie et la géophysique marine, et pour l'industrie pétrolière en mer.

C o m m e nous l'avons indiqué, il est souvent souhaitable et quelquefois indis­pensable d'extraire et de visualiser les informations en temps réel. C'est le cas, par exemple, lorsqu'il s'agit de commander et de surveiller des chaluts pélagiques et d'autres instruments de travail remorqués et de faire des mesures à cet effet. Dans l'industrie pétrolière en mer , la télémétrie et les systèmes de c o m m a n d e acoustiques peuvent transmettre des informations quantitatives fournies par des 163

a capteurs de température, de pression et de débit et indiquer la position des vannes M des têtes de puits ; ils peuvent aussi transmettre la c o m m a n d e d'ouvrir ou de fermer

Q les vannes.

g Ü L'utilisation du son dans les dispositifs de sécurité

Il est extrêmement difficile d'atteindre dans l'océan les taux élevés de transmission de données nécessaires à de nombreuses activités, qui impliquent qu'on dispose de bandes larges ou d'un chenal très « pur ». O r la largeur de bande disponible est limitée par l'absorption de l'énergie acoustique à haute fréquence tandis que la réception des signaux est déformée par les « effets de trajets multiples » (réflexions) et par le mouvement de la source par rapport au récepteur.

Les recherches en télémétrie acoustique ont pour objectif d'accroître a) la portée, b) la fiabilité, c) le taux de transmission des informations. L'existence de circuits d'électronique à très haute intégration et d'approvisionnements énergétiques de densité élevée ouvre un grand nombre de perspectives nouvelles aux systèmes de télémétrie acoustique.

Les systèmes de c o m m a n d e et de contrôle acoustiques sous-marins* sont très utiles pour les forages en mer . E n ce qui concerne les forages profonds, l'une des manœuvres les plus importantes consiste à maintenir le navire ou la plate-forme de forage en position stable au-dessus du trou pendant le déroulement des opérations. E n eau très profonde, la seule méthode de contrôle est un système de positionne­ment — référence acoustique utilisant des transpondeurs fixés sur le fond de la mer . Les informations sur la position du navire par rapport aux transpondeurs fixes peuvent être transmises à un ordinateur de façon que la c o m m a n d e des machines maintenant la position du navire soit assurée automatiquement.

L e trépan utilisé pour pénétrer dans certaines couches de sédiments durs doit généralement être remplacé. U n sonar de rentrée peut aider à réintroduire le nou­veau trépan ainsi que la tige de forage dans la tête de puits afin que le forage puisse se poursuivre dans le m ê m e trou. U n bloc obturateur de puits anti-éruption à c o m m a n d e acoustique m û par l'énergie nucléaire permet d'assurer la sécurité de l'équipage du navire de forage. Avec ce dispositif, qui peut fonctionner dans une centaine de mètres d'eau, il n'est pas nécessaire d'utiliser des câbles de contrôle et des canalisations hydrauliques entre la tête de puits et le navire de forage. L a liaison acoustique est rompue lorsqu'il se produit une éruption, la tige de forage est automatiquement cisaillée et la tête de sondage est obturée.

L'utilisation de l'acoustique pour faire le point

L a méthode acoustique est de plus en plus utilisée pour faire le point, en parti­culier dans les grands fonds, où l'on ne peut parvenir par d'autres moyens. Les ondes électromagnétiques à très basse fréquence utilisées par le système hyper­bolique mondial O m e g a pénètrent dans la m e r sur une profondeur d'environ un mètre. Elles peuvent donc être utilisées par des sous-marins opérant près de la surface. Lorsqu'on exploite dans les grandes profondeurs des submersibles habités ou non ou d'autres ensembles d'instruments, une forme ou une autre de dispositifs de localisation acoustique est nécessaire pour relier les instruments de levé ou de cartographie aux points de référence sur le fond de la m e r (voir, par exemple,

Et, par extension dans le domaine militaire, les systèmes de communication, de commande, de contrôle et de renseignement, ( N D L R ) .

Illustration i. Appareils utilisés dans différentes applications de l'écho-acoustique : a) exploration sismique ; b) écho-diagnostic médical ; c) essais non destructeurs.

(a)

(b)

(c)

Illustration 2. Détecteur de défauts universel Unipan, modèle 550 défectoscope et unité de détection asservie. [Photo : T . Wachier, avec l'aimable autorisation de Unipan, Varsovie.]

Illustration j. Chariot de contrôle par ultrasons des rails de chemin de fer. [Photo : T . Wachier, avec l'aimable autorisation de Unipan, Varsovie.]

la figure 7 ) . L'intérêt croissant porté a u x grandes profondeurs et a u x fonds m a r i n s a qui se situent au-delà d u plateau continental a suscité, d a n s ce n o u v e a u d o m a i n e , [-< u n certain n o m b r e d'études et d e multiples applications pratiques. D e n o m b r e u s e s 43 m é t h o d e s acoustiques sont e n cours d'élaboration p o u r faire le point. -S

P a r m i ces techniques, celles qui peuvent être utilisées sous l'eau se divisent e n S d e u x grandes catégories : celles qui m e s u r e n t le t e m p s d e parcours entre la source » et le récepteur et celles qui m e s u r e n t les différences. D a n s c h a q u e cas, trois m e s u r e s " ou davantage permettent de déterminer la position du submersible. U n hydrophone S récepteur pourra être posé sur le fond de la mer ou placé sur le navire-support g, ou sur le submersible lui-même. • S

Notes ¿¡ D<

»i

i . |L. M . Brekhovskikh, Waves in layered media, N e w York, Academic Press, i960. g 2. , « T h e role of acoustics in exploring the ocean », Izvestiya atmospheric and _«

ocean physics, vol. 1, n° 10, 1965. r. 3. Proc. International Symp. Acoustic Remote Sensing of the Atmosphère and Oceans, 1981. „g 4. G . Haines, Sound under water, Londres, David & Charles, 1974. p

5. T . Rossby, A . D . Voorhis et D . W e b b , A quasi Lagrangian study of mid-ocean "71 variability using long-range sofar floats, J. Marine Res., vol. 33, p . 355, 1975. «

6. W . M u n k et C . Wunsch, « Ocean acoustic tomography: a scheme for large-scale ß

monitoring », Deep-Sea Res., vol. 26A, 1979. g 7. J. R . Proni, « O n the use of acoustics in oceanic pollution problems, N O A A *i

workshop on ocean acoustic remote sensing », 1980. 8. V . Renard et J. P . Allenou, « Le Sea-Beam, sondeur multifaisceaux du N / O Jean-

Charcot : description, évaluation et premiers résultats », Rev. hydrographique

internationale, vol. 56, 1979. 9. Somer, M . Carson, R . Revie, J. Edge et R . Andrews, « Gloria II, an improved

long-range sidescan radar », Ocean international, 1978. 10. J. S. M e n g et D . H . Guan , « Acoustical method for classification of seafloor

sediments », Chinese J. Acoustics, vol. I, 1982, p . 48.

165

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L'écho-acoustique, une discipline en plein essor, qui trouve des applications dans la médecine, la géophysique et l'essai des matériaux, utilise des ondes acoustiques pour « irradier » un milieu. Des informations détaillées sur l'intérieur du milieu sont fournies par la reflection de ces ondes.

L'écho-acoustique ou l'exploration par le son

A . J. Berkhout

M . Berkhout est professeur de sismologie et d'acoustique au principal institut

technique néerlandais, celui de Delft. Son adresse est la suivante :

M . A. J. Berkhout, Laboratoire d'études sismiques et d'acoustique, Département

de physique, Université de technologie de Delft, P.O. Box 5046, Delft (Pays-Bas).

Téléphone (ois) 781804.

I ntroduction

Les trois principaux domaines d'application de Pécho-acoustique (voir fig. i) sont l'écho-diagnostic médical, la géophysique et les essais non destructifs.

Écho-diagnostic médical

Applications géophysiques (études sismiques. Exploration non destructive sodar, relèvement du profil des fonds marins) des matériaux et des constructions

F I G . i. Subdivision des applications de l'écho-acoustique.

L'écho-diagnostic médical est fondé sur l'imagerie ultrasonore*. Les applications géophysiques comprennent l'étude de la surface de la planète, sur terre et en m e r (généralement appelée étude sismique). Et l'analyse non destructive consiste à étudier la surface et l'intérieur des matériaux. N o u s désignerons les essais non destructifs par le sigle E N D .

Bien que les appareils nécessaires à ces diverses applications soient très diffé­rents, une théorie unifiée a récemment été mise au point, de sorte que la c o m m u ­nication est parfaitement possible entre les spécialistes des divers domaines.

Les méthodes perfectionnées de traitement électronique des données et d'extrac­tion de l'information jouent u n rôle capital dans les techniques ultrasonores modernes, qui font appel à une technologie numérique de pointe, notamment dans le cas des applications sismiques : de plus en plus souvent, les capteurs acoustiques sont, dans des applications telles que la robotique sous-marine, reliés à u n matériel numérique « intelligent ».

Principes

D a n s la technique des échos d'impulsions, le milieu étudié est irradié d'ondes acoustiques, et l'enregistrement du c h a m p d'ondes réfléchi fournit des infor­mations sur les propriétés mécaniques de l'intérieur. D a n s la plupart des cas, il se révèle nécessaire, à des fins pratiques, d'irradier le milieu à partir de différents points de la surface, les champs d'ondes enregistrés étant combinés de façon optimale lors du traitement informatique.

Les caractéristiques des ondes réfléchies sont déterminées par deux catégories de propriétés du milieu : Les propriétés de propagation, qui dépendent des paramètres acoustiques généraux

d u milieu, tels que la vitesse de propagation moyenne et l'absorption moyenne ; Les propriétés de réflexion, qui dépendent des paramètres acoustiques locaux du

milieu tels que les variations locales du module d'élasticité. Dans beaucoup d'applications, les paramètres généraux du milieu sont bien connus mais les variations locales restent inconnues, et l'objectif des techniques ultrasonores est d'obtenir une image de ces variations locales à l'aide des champs

* L'une des utilisations de l'imagerie ultrasonore est l'examen du fœtus à l'intérieur du ventre, ( N D L R . )

d'ondes réfléchis. L e résultat permet en principe non seulement de localiser mais aussi de caractériser les « inhomogénéités » du milieu.

Dans les fluides, nous n'avons qu'un seul type d'onde, l'onde longitudinale. Mais dans les milieux où il peut exister d'importantes forces de cisaillement, on trouve aussi des ondes transversales. Il peut se produire en outre des ondes de surface aux limites. Dans l'écho-diagnostic médical, seules les ondes longitudinales jouent u n rôle. Dans les techniques ultrasonores sismiques, des ondes transversales et superficielles sont également présentes mais, dans presque toutes les applications pratiques, ce sont les ondes longitudinales qui fournissent l'information ; les ondes d'autres types sont supprimées par des techniques spéciales de mesure et de traitement. Pour l'exploration acoustique des matériaux, on utilise tous les types d'ondes. Contrairement à ce qui se passe dans les études sismiques, on peut facilement susciter des ondes transversales en plaçant u n dispositif spécial (un coin) entre la source et la matériau. Les ondes de surface jouent u n rôle important dans la détection des fissures superficielles des matériaux de construction.

Lorsqu'on utilise les techniques ultrasonores, trois problèmes fondamentaux se posent : maximisation du rapport signal-bruit ; optimisation de la résolution verticale et latérale ; extraction et présentation de l'information.

L e bruit est déterminé non seulement par des signaux de fond statistiques mais aussi par des types d'onde inopportuns et une diffusion multiple. L a réso­lution axiale est donnée par la durée d'impulsion de chaque écho ; la résolution latérale est déterminée par le nombre des angles sous lesquels chaque inhomo­généité est irradiée. Dans les systèmes ultrasonores modernes, la durée d'impulsion et les propriétés d'irradiation sont optimisées pour chaque point du milieu pendant le traitement informatique (« synthèse d'ouverture »). Les transducteurs à voies multiples jouent un rôle essentiel dans les techniques d'ouverture synthétique. Enfin, lors de la phase d'extraction de l'information, les résultats acoustiques doivent être traduits en informations géologiques (études sismiques), en infor­mations tissulaires (écho-diagnostic médical) ou en propriétés et défauts méca­niques ( E N D ) .

L a figure 2 montre les fréquences utilisées dans les différentes applications. Chaque g a m m e de fréquences correspond à u n compromis entre résolution et pénétration : en effet, plus la fréquence choisie est élevée, plus la résolution augmente mais plus la pénétration diminue en raison d'une plus grande absorption.

3

a

a o

&

3 O

& 3 O o a i o

J3 u

1

0°

Études sismiques

' 10' 1C ? i

Détermination du profil des fonds et du sous-sol marins

Sodar

1

)3 10 4 10 5

Essais non destructifs

i Médecins J

10 6 10 7 1 0 8

F I G . 2. G a m m e approximative des fréquences utilisées dans les différentes techniques ultrasonores. Les fréquences (Hz) s'échelonnent entre io et ioo millions.

L e tableau ci-après indique quelques propriétés acoustiques importantes des différents milieux ; les sédiments se déposent généralement en couches, les tissus consistent principalement en une distribution dense de petites inhomogénéités et les matériaux peuvent présenter l'une et l'autre de ces propriétés structurales. 169

Propriétés acoustiques moyennes des différents milieux

Milieux

Matériaux Propriétés

Vitesse de propagation

Densité Impédance

acoustique Absorption Type de

Sédiments

2 500 m / s 2 000 k g / m 3

5 x io9 kg /m 2 s 0,8 d B / X Principalement

Tissus

1 540 m / s 1 000 k g / m 3

1,5 x io8 kg /m 2 s o,i d B / X Principalement

de construction

6 0 0 0 m / s 7 500 k g / m 3

45 x io* kg /m 2 s 0,01 d B / X Réflexions

réponse réflexions diffractions et diffractions

L'illustration 1 montre la diversité des appareils utilisés. Sur la photo 1 a, on voit quatre vibrateurs sismiques terrestres, utilisés en particulier dans les zones urbaines ; la photo 1 b montre un transducteur médical à voies multiples en fonctionnement ; et, enfin, sur la photo ic, un transducteur monovoie est utilisé pour le contrôle de matériaux.

Un peu de théorie

L e schéma de la figure 3 montre comment une onde sonore S(z0), suscitée par une ou plusieurs sources à la surface z = z0, se propage sous la surface, est réfléchie par des inhomogénéités au niveau de profondeur zm et revient à la surface, où elle est enregistrée par un ou plusieurs détecteurs, indiqués par D{z¿), à la surface z = z0. Symboliquement :

P(z0) = D(z0) [ S W(z0, zj R(zJ W{zm, z0)] S(z0) (i) m

L'opérateur de propagation descendante W(zm, z0) indique en termes quantitatifs comment le champ d'ondes en provenance de la source se modifie au cours de la propagation. D e m ê m e , l'opérateur de propagation ascendante fV(z0, zm) indique comment le champ d'ondes réfléchi se modifie au cours de la propagation. A chaque niveau de profondeur zm) l'opérateur de réflexion R(zm) indique comment , au cours de la propagation descendante, le champ d'ondes provenant de la source se transforme, pour une faible part, en un champ d'ondes réfléchi suivant une propagation ascendante qui est en relation avec les inhomogénéités au niveau de profondeur zm. Dans les problèmes de simulation, R(zm) est spécifié pour chaque niveau de profondeur zm et les effets de propagation du milieu ainsi que les propriétés d'acquisition de données sont « ajoutés » à R(zm) selon (1), ce qui donne P(z0). Dans les problèmes d'inversion on mesure P(z0) et on calcule R(z^) en compensant

D{z0)W(zQ,zJ et W(zn,z0)S(z0)

à chaque niveau de profondeur zm. Cette opération de compensation ou d'inversion ne peut jamais être réalisée totalement ; les meilleurs résultats sont obtenus quand (voir fig. 4) : a) les sources et les détecteurs ont des propriétés omnidirectionnelles; b) chaque inhomogénéité est irradiée sous des angles très variés. L'inversion peut

/ • -<*„) - < - * ! - » ^

\ 3 t ^

?+<*o> . Surface

HT

/••f 'n)

C h a m p d'onde Système de réfléchi détection

W*

• Niveau de la cible acoustique

Propagation et réflexion

•?•<,„)

C h a m p d'onde original

F I G . 3. Représentation schématique de la propagation d'une onde acoustique S(z„) sous la surface et de son retour jusqu'à la surface, où elle est enregistrée.

F I G . 4. Inversion acoustique des données concernant les échos en termes de double processus de focalisation.

F I G . 5. Pour obtenir une très haute résolution, chaque inhomogénéité devrait être irradiée à partir d'une large g a m m e de sources.

Sources de l'impulsion Réponses focalisi

Inhomogénéité Inhomogénéité

également être traduite en u n processus de focalisation optimale, les configurations des sources et des détecteurs à la surface étant données par (fig. 5) :

SJÏ'J = W-\*~> *o) (2 à)

(2 b)

Notons que , pour chaque niveau de profondeur zm, il faut choisir une nouvelle configuration des sources et des détecteurs (« focalisation dynamique »). D a n s la pratique de la focalisation, les opérateurs d'inversion W~x ne contiennent que des délais, c o m m e dans la figure 5. E n outre, au cours de l'irradiation, on choisit u n niveau de profondeur à foyer fixe.

D a n s les essais non destructifs, la focalisation se fait souvent par l'utilisation de surfaces de transducteurs ou de lentilles acoustiques incurvées. D a n s l'imagerie médicale, la focalisation est réalisée à l'aide de lignes de retard. D a n s les applica­tions sismiques, on n'a pas recours à l'inversion approchée par focalisation mais on vise à l'inversion totale.

171

Limites de résolution

C o m m e on l'a déjà mentionné, dans les situations pratiques il n'est pas possible de parvenir à l'inversion totale de

D(z0)W(z0,zJ et W(zm,z0)S(z0).

Cela signifie que seule une version lissée de R(zm) peut être obtenue et que, par conséquent, certains détails sont occultés. L'expérience montre que le plus petit détail qui puisse être restitué dans la direction axiale est donné par la formule :

vitesse de propagation du milieu largeur de bande du système acoustique

et que le plus petit détail qui puisse être restitué dans la direction latérale est donné par :

vitesse de propagation du milieu fréquence centrale du système acoustique

Par exemple, les limites de résolution pour un système médical à g a m m e de fré­quences comprise entre 2 et 3 M H z sont :

A*min = J 500/106 = 1,5 m m

A^min = I 50o/(2è.io6) = 0,6 m m .

D e m ê m e , les limites de résolution pour un système sismique dont la g a m m e de fréquences est comprise entre 10 et 50 H z sont :

A s m l n = 2 000/40 = 50 m

A*mi„ = 2 0 0°/30 = 67 m .

Pétrole et gaz naturel

Les méthodes sismiques sont devenues un outil indispensable de la prospection du pétrole et du gaz naturel, non seulement pour la recherche de nouveaux gise­ments, mais aussi pour l'évaluation de ceux qui ont été découverts et des champs déjà connus. Actuellement, les forages d'exploration et de développement sont entièrement guidés par un ensemble intégré de connaissances provenant de don­nées sismiques et de résultats de sondage.

E n raison des possibilités qu'offrent les ordinateurs de grande puissance, les techniques d'inversion sismiques se sont considérablement améliorées, en parti­culier en ce qui concerne les applications tridimensionnelles. O n peut donc s'attendre à des découvertes appréciables de pétrole et de gaz naturel dans le proche avenir, à moins qu'un effondrement des prix du pétrole et du gaz n'entraîne une réduction drastique des investissements consacrés à l'exploration sismique.

Relèvement du profil des fonds et du sous-sol marins

L'exploration acoustique des fonds marins en vue de travaux d'exploitation sous-marine (technologie offshore) ou pour la détection de câbles et de conduits se répand de plus en plus. Les résultats ont montré que, désormais associée à l'informatique, elle permet d'améliorer considérablement les techniques de sondage classiques.

U n e très importante application nouvelle des méthodes acoustiques — la détection des propriétés des couches de limon — a été expérimentée avec succès dans le port de Rotterdam en vue de l'optimisation du dragage du port.

O n peut prévoir le développement, dans un proche avenir, de techniques d'imagerie de pointe, associées à l'emploi de véhicules sous-marins (fig. 6).

a

3

a* 3 O u co i

o xi

F I G . 6. Dans les applications en m e r , les capteurs acoustiques sont de plus en plus souvent associés à des véhicules sous-marins (robotique sous-marine) : (a) caractéristiques du faisceau acoustique j (b) utilisation en association avec une garniture de forage ; (c) utilisation en association avec un véhicule télécommandé.

Écho-diagnostic médical

L e danger des rayons X pour les tissus humains a considérablement accéléré le développement des techniques de diagnostic médical par échos d'impulsions ultrasonores. Actuellement, ces techniques jouent déjà un rôle très important en obstétrique et en cardiologie mais leurs applications ne cessent de se multiplier. U n e bonne part des recherches effectuées actuellement en acoustique médicale ont pour but de parvenir à distinguer à l'aide des ultrasons les tissus malades des tissus sains à un stade très précoce du processus de dégénérescence. A cette fin, la résolution doit être de l'ordre de i m m .

Les systèmes d'écho-acoustique ordinaires sont peu coûteux et, désormais, presque tous les hôpitaux en disposent. Toutefois, c o m m e pour l'imagerie des rayons X , l'association à ces systèmes des techniques informatiques progresse sans cesse. O n peut s'attendre que la nouvelle génération de systèmes médicaux d'imagerie ultrasonore sera fondée sur une technologie numérique et que ces systèmes seront beaucoup plus puissants que les systèmes actuels.

Essais non destructifs de matériaux

Dans de nombreuses installations et constructions modernes, les défauts des matériaux risquent d'avoir des conséquences dramatiques lorsqu'il s'agit de parties vitales telles que joints soudés de pipe-lines et de réservoirs de stockage, échangeurs de chaleur de centrales nucléaires, ou solives de support de plates-formes au large. Des contrôles réguliers aux ultrasons sont, de plus en plus, rendus obligatoires dans les plans de maintenance. Jusqu'à présent, les techniques sont restées simples (monovoie) mais un tournant s'amorce peu à peu vers des méthodes plus élaborées. L'inspection robotisée, la surveillance continue des installations et des machines sont vraisemblablement pour demain. 173

Quelques conclusions

L'innocuité de l'exploration par le son pour l'environnement et pour les tissus humains ainsi que son intérêt économique expliquent l'essor des applications des techniques ultrasonores, en particulier pour l'exploration du sous-sol, le diag­nostic médical et le contrôle de toutes sortes de matériaux. Les capteurs acous­tiques, associés à u n matériel informatique intelligent, seront de plus en plus utilisés dans des systèmes d'automatisation souple (robotique). •

Bibliographie

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Un spécialiste attire l'attention sur la multiplication des applications extrêmement utiles de la technologie des ultrasons dans différentes branches de la recherche et du développement industriels, dans le domaine de l'essai et du contrôle et dans la détection précoce des défauts et vices de fonctionnement. Il décrit également certaines des applications des ultrasons dans le secteur de l'extraction minière, en métallurgie, en maçonnerie et en architecture. Enfin, il évalue les perspectives qui s'ouvrent à l'utilisation de cette technologie dans l'ensemble de l'industrie.

Quelques applications industrielles de l'acoustique

Ignacy Malecki

L'auteur, qui est membre du Comité de rédaction d'impact, a pris récemment sa retraite de l'Institut polonais de recherche technologique fondamentale, dont il était le directeur. Le professeur Maleèki est membre de l'Académie polonaise des sciences et conseiller scientifique auprès de cette académie. Il a été chef de département à V Unesco et est consultant auprès de cette organisation pour le projet sur les tendances actuelles de la recherche et du progrès scientifique et technique. Son adresse est la suivante : ul. Asfaltowa n m . 12, 02-527 Warsaw (Pologne), téléphone 49-11-43.

3 Bref historique u

5; Lorsque, dans l'industrie, on parle des ondes acoustiques (ou sonores), on se réfère fr le plus souvent au bruit et aux méthodes et matériels qui permettent de le maîtriser. g, Mais les ondes acoustiques peuvent aussi être considérées sous u n autre aspect :

1-1 l'application de ces ondes au contrôle et à l'amélioration de la fabrication et des matériaux industriels.

L'examen acoustique ne se limite d'ailleurs pas à la fabrication proprement dite, car le contrôle, dans l'industrie moderne, comprend trois phases indissociables : L'essai des matériaux qui sont destinés à la construction de machines et autres

matériels exigeant l'emploi de matériaux dotés de propriétés mécaniques, électriques, thermiques et chimiques déterminées ;

Le contrôle de la production, c'est-à-dire le contrôle effectué en cours de fabri­cation pour éviter tout écart par rapport aux procédés techniques prescrits ;

La vérification du fonctionnement des machines et installations une fois celles-ci en service : ces visites techniques sont de plus en plus indispensables aux fins de la fabrication car elles permettent de déterminer si la durée de vie d'une pièce donnée correspond bien à celle prévue. L e contrôle du matériel en service revêt une importance cruciale en particulier dans les installations où les risques sont élevés, par exemple dans les centrales nucléaires équipées de systèmes de protection multiples.

Les méthodes acoustiques sont utilisables à chacun de ces trois stades. L e principal instrument d'essai est constitué par les ultrasons, ou ondes acous­

tiques, c'est-à-dire des vibrations mécaniques élastiques se propageant à l'inté­rieur du milieu constitué par un matériau. Les ondes ultrasonores ont des fré­quences supérieures à celles de la bande perceptible par l'oreille humaine (dont la limite est de 16 kHz/s , soit 16 ooo cycles par seconde).

Les premiers générateurs de vibrations ultrasonores conçus par Langevin en 1918 ont été utilisés pour relever la profondeur des fonds marins et déceler la présence de récifs et d'icebergs. Vingt ans plus tard, Firestone, Mühlauser et Sokolov construisaient le premier appareil à ultrasons permettant de détecter les défauts internes des matériaux et des pièces mécaniques. C e fut là l'origine de la technique ultrasonique de détection des défauts.

A u cours des deux dernières décennies, l'éventail des applications industrielles des méthodes faisant appel aux ultrasons s'est considérablement élargi dans le domaine de l'essai combiné des propriétés mécaniques des matériaux. L'utilisation des ondes hypersonores, de fréquence égale ou supérieure à io9 H z , ainsi que du phénomène de l'émission acoustique, dans les années 70, a marqué un nouveau progrès des techniques ultrasoniques.

O n a eu recours avec succès aux ondes acoustiques pour améliorer l'efficacité de plusieurs procédés technologiques. Certaines techniques inaugurées dans les années 30 méritent à cet égard une mention spéciale ; ce sont : l'accélération de l'électrolyse, due à Schmid et Erhet (1937), la catalyse des réactions chimiques, mise au point par Groves (1936), la méthode de vieillissement d u vin inventée par Protopotov (1938) et la technique de désintégration des micro-organismes conçue par D o g n o n et Biancani (également en 1938).

Pourquoi les méthodes ultrasoniques sont-elles si utiles ?

L'exceptionnelle utilité des méthodes ultrasoniques pour l'industrie tient aux propriétés physiques des ondes ultrasonores. Contrairement aux ondes lumineuses et aux rayons X , les ondes ultrasonores sont faiblement atténuées dans les maté-

riaux de construction c o m m e l'acier, le béton et certaines matières plastiques ; c'est pourquoi l'onde ultrasonore « voit » l'intérieur d'une pièce mécanique, par exemple. Plus sa fréquence est élevée, plus elle est capable de « voir » les détails et de déceler les petits défauts.

Toutefois, l'atténuation augmente avec la fréquence, et l'intervalle des fré­quences utilisables s'en trouve donc réduit. O n choisit la fréquence du matériel à ultrasons selon l'utilisation qu'on lui destine : pour la détection des défauts, les g a m m e s couramment utilisées vont de 0,2 M H z à io6 M H z ; pour la mesure des propriétés physiques, les fréquences vont jusqu'à la g a m m e hypersonore.

D u point de vue acoustique, u n milieu se caractérise par deux paramètres principaux : la célérité (ou vitesse de propagation) c de l'onde acoustique et son atténuation Hf par le milieu. Ces deux quantités ne dépendent pas seulement de la fréquence de l'onde mais aussi des propriétés mécaniques et de la structure microscopique du matériau. Aussi de simples mesures de c et de J? peuvent-elles apporter des renseignements précieux pour a) le contrôle des opérations de fabri­cation et b) l'installation de différentes machines et leur vérification pendant qu'elles sont en service.

Détection des défauts internes ; mesures géométriques

L a méthode par impulsions est la plus utilisée. L a distance parcourue pendant u n temps t par u n bref signal ultrasonore se propageant à la vitesse c est 1 = et. Il est donc possible de calculer, d'après le m o m e n t du retour du signal (écho), la distance à u n défaut interne ou à la paroi réfléchissante opposée. U n e autre méthode consiste à mesurer l'atténuation de l'onde due aux défauts du matériau ou à calculer le nombre total de demi-ondes entre le palpeur à ultrasons et l'objet réflecteur.

Il est probable que plus de 30 % des produits de l'industrie mécanique sont aujourd'hui essayés par des méthodes ultrasoniques de sorte que les détecteurs de défauts sont des instruments d'utilisation quotidienne. L'illustration 2 montre un détecteur typique ou défectoscope universel — en l'occurrence u n modèle de fabrication polonaise.

Les appareils modernes extrêmement perfectionnés, de par leur spécialisation et leur automatisation poussée, peuvent indiquer automatiquement l'étendue de la détérioration causée par u n défaut interne, et déterminer ainsi si le produit présentant le défaut est acceptable ou doit être mis au rebut. Il y a dix ans encore, la lecture d'un oscillogramme ultrasonique était, dans une certaine mesure, subjec­tive : elle dépendait de l'expérience du spécialiste, à peu près c o m m e la lecture de l'image radioscopique dépendait de celle du médecin. Aujourd'hui, c'est u n micro­ordinateur qui estime objectivement l'acceptabilité de la pièce ou du produit fabriqué.

L e circuit électronique et les types de palpeurs émetteurs et récepteurs à utiliser sont déterminés par l'usage auquel est destiné le détecteur de défauts. Grâce à la technique du balayage, il est possible non seulement de déceler un défaut en un endroit précis mais aussi de mettre en évidence tout m a n q u e d ' h o m o ­généité interne de l'objet examiné.

Les nombreuses applications industrielles de la détection des défauts peuvent être classées c o m m e suit :

Contrôle des demi-produits laminés ou coulés

L e problème consiste essentiellement à déceler les poches d'air et la séparation des couches (clivage). Citons l'exemple typique de l'essai automatique des tôles

épaisses ou des tôles pour blindage pendant le laminage et celui du contrôle des arbres de turbine et de génératrice électrique.

Contrôle du matériel de transport en cours de fabrication et d'exploitation

Les rails de chemin de fer sont soumis, en cours de fabrication et pendant la durée de leur utilisation sur les voies, à des contrôles et vérifications qui sont effectués à l'aide d'un appareil tel que celui montré par l'illustration 3. Les essieux et les jantes des roues d u matériel roulant font également l'objet d'un contrôle par échantillonnage. Sur les aéronefs, les pièces présentant des risques mécaniques sont vérifiées à des intervalles réglementaires par des méthodes faisant appel aux ultrasons.

Contrôle des soudures

Les réflexions multiples des ondes ultrasonores permettent d'obtenir une image de la structure interne d'une soudure révélant ses défauts d'homogénéité et la présence d'inclusions de laitier et autres imperfections résultant du soudage. Les soudures des conduites de transport et des cuves sous haute pression sont soumises à des essais très précis, effectués au m o y e n d'appareils automatiques à ultrasons.

Vérification des produits finis

O n donne aux palpeurs ultrasoniques des formes permettant de les utiliser pour vérifier l'ajustement de pièces qui s'emboîtent, c o m m e u n cylindre d'acier et u n logement à ailettes de refroidissement ou des pneus pour véhicules lourds. L'étan-chéité des connexions en mélange métal-céramique des circuits électroniques est également vérifiée par ultrasons.

Mesure de dimensions géométriques

Les méthodes ultrasoniques sont employées pour déterminer rapidement et avec précision l'épaisseur des matériaux et offrent la possibilité de mesurer les objets qui ne sont accessibles que d'un côté (la paroi interne des grandes cuves, par exemple). Elles peuvent servir également à évaluer le degré de corrosion interne d'une paroi.

Utilisation de Vacoustique en géologie dans les industries extractives et en maçonnerie

D e s ondes ultrasonores d'une fréquence de 50 à 100 k H z propagées à travers une masse rocheuse peuvent fournir des renseignements sur les dimensions et la configuration de fissures du matériau. Pour les forages de puits de mine dans des sols de faible résistance mécanique qu'il faut consolider par congélation, les méthodes ultrasoniques d'essai se sont révélées irremplaçables ; ce sont les seules qui permettent de vérifier que l'enveloppe de congélation présente bien l 'homo­généité indispensable à la sécurité des opérations de forage (voir fig. 1).

Les techniques ultrasoniques servent également à contrôler l'état des m o n u ­ments, qu'il s'agisse : a) de vérifier l'adhérence de l'ouvrage en pierre et du crépi, b) de mesurer la teneur en sel et en eau d'une maçonnerie en brique, c) d'évaluer l'étendue de fissures dans les matériaux, d) de vérifier la profondeur de l'impré­gnation des matériaux par les produits de conservation.

F I G . I. Dispositif servant à envoyer des signaux ultrasonores dans l'enveloppe de congélation entourant un puits de mine (la sonde émettrice est à gauche et la sonde réceptrice à droite).

Évaluation des propriétés mécaniques

L'onde ultrasonore « voit » les défauts internes dont la taille est commensurable avec la longueur d'onde. Elle est, d'autre part, dispersée par les petits défauts d'homogénéité du matériau et les microstructures qui tendent à en accroître l'atténuation. E n outre, sa célérité est fonction de l'élasticité du matériau. O r le comportement de matériaux de construction sous des charges qui se modifient rapidement dépend de « constantes élastiques » dynamiques (plutôt que statiques), cependant que la mesure statique des constantes élastiques de matériaux cassants (fonte ou produits céramiques, par exemple) est difficile à réaliser.

Pour ces raisons, les méthodes ultrasoniques sont employées couramment pour la mesure des constantes élastiques non seulement dans les laboratoires d'essais industriels, mais aussi directement in situ. Dans le cas des matériaux cassants, il existe une relation simple entre leurs constantes élastiques, la vitesse de propagation d'une onde ultrasonore et la résistance mécanique du matériau.

L'expérimentation a démontré que la célérité de l'onde ultrasonore s'accroît

avec la résistance de matériaux c o m m e le béton. L a connaissance de cette relation simple permet d'évaluer la solidité d'ouvrages tels que les ponts. L a porosité, imperfection courante des objets en céramique, réduit la vitesse de propagation des ondes ultrasonores ; cette caractéristique est utilisée dans le contrôle de la qualité des isolateurs de conducteurs sous haute tension.

D e s travaux en cours visent à déterminer la distribution de tension mécanique interne des matériaux d'après les variations de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores : cette nouvelle approche serait particulièrement utile car les méthodes supposant l'emploi d'extensomètres ne permettent de mesurer la contrainte exercée sur les matériaux qu'à leur surface*. L a grande précision qu'elle exige dans la mesure de la célérité pose toutefois u n problème majeur.

L'atténuation des ondes acoustiques dans u n matériau donné dépend des effets de « friction » interne qui s'y produisent et qui sont e u x - m ê m e s fonction de sa microstructure. Cette particularité peut être à l'origine de nouvelles applications des ultrasons. Certaines de ces applications sont déjà mises en pratique dans les contrôles opérés aux stades de la fabrication et des essais industriels et peuvent être groupées c o m m e suit :

Détermination des microstructures monocristallines et polycristallines

L'atténuation est fonction des irrégularités des réseaux cristallins ou de la taille des cristallites ; cette relation est d'une grande importance en électronique et dans la fabrication d'instruments de précision.

Détection de « microfissures » internes

L a technique des ultrasons est plus particulièrement applicable aux matériaux cassants. L'atténuation s'accroît nettement dans les régions fissurées d'un objet, qui peuvent ainsi être localisées. Il n'existe pas d'autre méthode utilisable pour effectuer ce type de mesure.

Contrôle d'opérations technologiques

O n peut, notamment dans l'industrie métallurgique, surveiller en continu la réalisation d'opérations technologiques c o m m e la polymérisation en mesurant les variations de la friction interne.

Contrôle des propriétés des liquides organiques

L a mesure de l'atténuation et de la célérité des ondes ultrasonores dans u n liquide organique fournit des informations sur la microstructure d u liquide. Ces résultats sont utilisés dans l'industrie chimique pour contrôler, par exemple, la viscosité d u carburant diesel et des lubrifiants.

Contrôle de pièces mécaniques

Les principaux risques que peuvent présenter les pièces mécaniques et le matériel soumis à des charges dynamiques pendant leur durée d'utilisation sont ceux qui

* U n extensomètre est u n appareil sensible permettant de mesurer sur les machines ou ouvrages les petites déflexions à partir desquelles on pourra calculer l'effort des matériaux. Il en existe des modèles mécaniques, électriques, optiques et acoustiques, ( N D L R . )

Illustration 4. Concentrateur produisant des vibrations ultrasonores locales de forte intensité capables de désintégrer des matériaux. [Photo : T . Wachier, avec l'aimable autorisation de Unipan, Varsovie.]

•

Illustration 5. Sonomètre, avec unité de mesure de L e q (modèle Cirrus C R L 2.35). [Photo : fournie par l'auteur.]

Illustration 6. C e panneau — dont l'inscription signifie « Portez votre casque antibruit quand ce panneau est allumé » — est utilisé dans l'industrie. Il s'allume lorsque le niveau sonore atteint un seuil critique. [Photographie fournie par l'auteur.]

ft m

Illustration 7. D e u x sonomètres utilisés pour mesurer les niveaux sonores, dont les spécifications font l'objet d'une normalisation internationale, de façon à garantir des résultats identiques quelle que soit la personne qui effectue les mesures. Il est très important, par exemple, que fabricant et acheteur obtiennent les les m ê m e s résultats lorsqu'ils mesurent le niveau sonore d'une machine bruyante. A gauche : le sonomètre à intégration ; à droite : le sonomètre à intégration pour impulsions. [Photos : Bruèl et Kjaer, N a e r u m , Danemark. ]

découlent de la fatigue et des fissures des matériaux. Les charges cycliques résultant de mouvements rotatifs de certaines pièces d'aéronefs, de navires et autres véhicules influent sur la microstructure des matériaux, dont elles accentuent la friction interne et réduisent la résistance mécanique. Il est donc possible, en mesurant l'accrois­sement de l'atténuation des ondes ultrasonores, de déterminer la détérioration due à la fatigue.

Compatibilité des diagnostics acoustiques

Les dysfonctionnements d'une machine peuvent être décelés par l'analyse de son spectre de fréquences sonores, la comparaison avec le spectre sonore d'une machine fonctionnant convenablement permettant de déterminer la nature et les causes des défauts. Cette méthode est utilisée couramment pour l'essai des moteurs de véhicules routiers et de navires ainsi que des machines utilisées dans les industries minière et métallurgique (le matériel de moulage, par exemple).

L'émission acoustique

Si l'on connaît depuis des siècles les petits bruits secs (clicks) que produisent des matériaux en train de se fissurer, ce n'est que depuis la deuxième guerre mondiale qu'on sait que les signaux acoustiques, qui nous avertissent de phénomènes se produisant à l'échelle microscopique à l'intérieur des matériaux, sont diversifiés. Il s'agit de signaux de faible intensité et de brève durée, dont la g a m m e des fré­quences va d'une fraction de cycle par seconde à plusieurs mégahertz, et qui sont, de surcroît, couverts par d'autres sources sonores. Pour pouvoir exploiter de tels signaux acoustiques afin d'en tirer des informations sur les phénomènes à l'œuvre à l'intérieur d'une pièce technique, il a fallu avoir recours à des récepteurs sophis­tiqués et faire appel aux techniques numériques. Ces « cris des matériaux » sont ce qu'on appelle l'émission acoustique, dont il existe quatre types selon la source : Mouvements macroscopiques de couches de matériaux (les couches géologiques

par exemple). Les frottements produisent des effets thermiques et acoustiques. Apparition de microfissures. Elle s'observe principalement dans les matériaux

cassants et semi-cassants c o m m e les produits céramiques et la fonte. L'appa­rition de fissures libère l'énergie de tension emmagasinée à l'intérieur de faibles volumes, et l'onde élastique ainsi produite est la source d'effets acoustiques. L e nombre de signaux d'émission acoustique par seconde est proportionnel à la vitesse de propagation de la microfissure, ces deux quantités dépendant de la contrainte exercée sur le matériau dont il s'agit.

Extension des microfissures telle que leur longueur atteint une valeur critique : celle du point de rupture du matériau. Chaque début de microfissure s'accompagne d'une impulsion d'émission acoustique en rapport avec le mouvement des dislocations à l'intérieur du matériau. L'évolution de ces effets dans le temps fournit d'importants renseignements sur la durée de vie d'un matériau donné (voir fig. 2).

Déformations plastiques se produisant surtout à l'intérieur des métaux. L e matériau peut rester « silencieux » tant que les déformations ne dépassent pas la limite élastique, mais il se met à produire d'intenses signaux d'émission acoustique lorsqu'elles atteignent cette limite d'allongement.

L e phénomène de l'émission acoustique a été utilisé tout d'abord dans u n but de surveillance. Il fournit des signaux d'alarme avertissant de l'imminence de m o u ­vements de masses géologiques ou l'apparition de fissures dans des ouvrages de

2 >o u •a % >. u a a m

F I G . 2. Comportement de matériaux sous pression avant qu'ils atteignent, au bout d'un certain temps, un point critique, appelé point de rupture ou de cassure (io's = 11,57 jours).

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génie civil tels les barrages. Il sert couramment à l'étude des « cognements » qui se font entendre en sous-sol dans les mines, aux fins d'alerte avancée.

Aujourd'hui, les applications industrielles de l'émission acoustique comprennent le contrôle des matériaux cassants et semi-cassants en vue a) de l'obtention de signaux avertisseurs d'un début de microfissuration, b) de restimation de la durée de vie d'un matériau sous des charges spécifiées, c) de la détermination de la résistance mécanique d'un matériau.

L a surveillance de l'émission acoustique est la seule méthode efficace de détec­tion précoce et de localisation des fissures se produisant dans les réservoirs de gaz sous pression et les enveloppes des réacteurs nucléaires. Cette méthode se révèle de plus en plus compétitive car on a découvert que les défauts des soudures et inclusions de laitier résiduel résultant d u soudage produisaient une émission acoustique aisément décelable.

L a technique de l'émission acoustique est également appliquée à la vérification de l'état des câbles de téléphérique et d'ascenseur de mines, aussi bien lors de l'installation que pendant l'exploitation. L'apparition de signaux d'émission acoustique annonce la rupture de fils métalliques dans les torons des câbles. Cette méthode a trouvé récemment des applications prometteuses dans les essais de contrôle de la couche de surface des pièces mécaniques et l'évaluation de la « corro­sion sous tension ». L a recherche de nouvelles applications de l'émission acoustique dans divers domaines industriels ou techniques se poursuit.

182

Quelques autres applications des ultrasons

D e m ê m e qu'en médecine les rayons X sont utilisés à la fois en diagnose et en thérapeutique, on se sert des ondes ultrasonores non seulement pour essayer les matériaux mais aussi pour en modifier la structure ou la forme. Cet emploi actif des ultrasons intervient surtout dans le traitement des liquides. U n c h a m p acous­tique suffisamment intense détruit la continuité de la structure d'un liquide, suscitant la formation et l'effondrement brutaux de cavités ou petites bulles de vapeur ou de gaz. Les effets chimiques et mécaniques de la cavitation sont les suivants : Réduction de l'oxydation de solutions aqueuses ; Accélération de réactions chimiques ; Rupture de la chaîne moléculaire de composés organiques, dépolymérisation ; Modification des phénomènes électrochimiques de l'électrolyse ; Désintégration et coagulation de bactéries et de virus ;

Modification de la surface de solides immergés dans des liquides ; Élévation de la température du milieu ; Émulsification de liquides (huile, eau) sous l'action du c h a m p ultrasonore ; Dispersion de solides dans des liquides ; Interpénétration des structures de solides. Si l'on considère l'ampleur de ce domaine d'action des ultrasons, on peut s'at­tendre à leur découvrir encore de multiples applications industrielles.

Dans u n ouvrage maintenant classique écrit vers le milieu des années 50, Bergmann recensait plus de trente domaines techniques où les ultrasons semblaient devoir trouver des applications intéressantes. Beaucoup de ces applications se sont toutefois révélées impraticables, pour diverses raisons : absence de générateurs suffisamment puissants pour produire u n c h a m p acoustique homogène, coût relativement élevé de l'exploitation d u matériel ultrasonore, résultats plutôt médiocres des méthodes ultrasoniques comparées à d'autres... O n énumérera donc ici seulement quelques autres techniques bien établies.

Nettoyage des surfaces

L a cavitation produite par u n c h a m p ultrasonore rend moins compacte la couche de jonction entre solides et liquides, éliminant ainsi certaines impuretés. D ' u n e grande précision, cette méthode de nettoyage des surfaces trouve toute une g a m m e d'application, allant du nettoyage de grosses pièces mécaniques c o m m e les éléments de construction de fusées et véhicules spatiaux à celui des surfaces de contact de pièces à souder, des boîtiers de micro-circuits électroniques intégrés, etc. L e matériel de nettoyage par les ultrasons fonctionne à des fréquences relativement basses (environ 30 k H z ) .

Soudage par points des métaux et plastiques

U n c h a m p ultrasonore suffisamment puissant provoque l'interpénétration des structures atomiques de deux pièces soudées, constituant ainsi une liaison très résistante. Cette méthode est particulièrement indiquée pour le soudage d'éléments en plastique impossibles à assembler par d'autres techniques.

Perçage de matériaux fragiles

Les concentrateurs du type de celui représenté sur l'illustration 4 produisent des vibrations locales d'une grande intensité capables de désintégrer u n matériau. L'emploi de cette méthode permet de pratiquer des trous de la forme voulue dans des matériaux extrêmement durs (les carbures frittes par exemple), dans des cas où les techniques courantes d'usinage sont inutilisables.

Electrolyse

L'action catalytique et émulsionnante d'un c h a m p ultrasonore améliore l'adhé­rence et l'homogénéité des couches de métal déposées par electrolyse. L e c h a m p induit également une modification de la répartition du potentiel électrique dans l'électrolyte, qui abaisse la consommation d'énergie pendant toute la durée de l'électrolyse.

Opérations de génie chimique

L'action émulsionnante d'un c h a m p ultrasonore est également utilisée dans les industries chimique et pharmaceutique pour obtenir des mélanges homogènes stables des extraits présentant les caractéristiques voulues — des essences aro­matiques à partir de fleurs, par exemple. Cette méthode est employée avec succès dans la production à petite échelle car il est assez difficile de créer des champs ultrasonores puissants dans d'importants volumes liquides. Dans l'industrie textile, on se sert des champs ultrasonores pour obtenir une relative uniformité dans la teinture des tissus.

Biotechnologie

D a n s le domaine de la biologie, les champs ultrasonores ont été utilisés tout d'abord dans le vieillissement des vins. L'ouverture des cellules bactériennes sous l'effet des ultrasons permet au microbiologiste de les traiter rapidement et efficacement ; les ultrasons offrent aussi de nouvelles possibilités au génie génétique. L a g a m m e des fréquences ultrasonores utilisables dans ce domaine est très étendue, allant jusqu'à 200 k H z .

Ailleurs, on a tenté récemment avec succès de se servir des ultrasons pour ato­miser les mélanges d'essence et d'air destinés à alimenter les moteurs à combustion interne. Outre qu'elle permet d'économiser jusqu'à 20 % de carburant, cette méthode réduit la quantité de constituants toxiques contenue dans les gaz d'échappement.

Une remarque finale

Depuis dix ans, les méthodes de production de champs ultrasonores ont fait d'immenses progrès qui tiennent en grande partie à l'emploi de nouveaux matériaux dans la fabrication des transducteurs électro-acoustiques et à l'introduction des techniques numériques. Ces progrès laissent entrevoir de nouvelles applications des ultrasons, tant en électronique que dans d'autres branches de l'industrie. •

Pour approfondir le sujet

A G R E N A N T , B . A . Ultrasvukovaya teknologiya. Moscou, Nauka, 1974. B E R G M A N N , L . Der Ultraschall und seine Anwendung in Wissenschaft und Technik.

Stuttgart, 1957. K R A U T K R A M E R , J. ; K R A U T K R A M E R , H . Ultrasonic materials testing. Berlin-Ouest,

Éditions Springer, 1977. M A L E £ K I , I. Physical foundations of technical acoustics. Oxford, Fergamon, 1968. M A S O N , W . P . (dir. publ.). Physical acoustics, Principles and methods. N e w York,

Academic Press. (Plusieurs volumes publiés de 1962 à 1983.) S H A R F E , R . S. Research techniques in non-destructive testing. Londres, 1973. S T E P H E N S , W . B . ; L E V E N T H A L L , H . G . (dir. publ.). Acoustic and vibration progress.

Londres, C h a p m a n & Hall, 1974-1982. T R U E I X , R . ; E L B A U M , C . Ultrasonic methods in solid state physics. N e w York,

Academic Press, 1969. Voir également : Acústica, J. Acoustical Soc. America, J. Acoustical Soc. Japon,

Ultrasonics, Arch. Acoustics (Varsovie), Revue d'acoustique, Akusticheskiy Zhurnal et Revista di acústica.

Les lasers et les fibres optiques offrent de larges possibilités dans le domaine de l'acoustique. En utilisant un effet qu'Alexander Graham Bell (connu pour son invention du téléphone) a découvert le premier, les lasers ont rendu possible la production de son en imprimant des pulsations variables d'ondes lumineuses sur la surface d'un liquide ou d'un corps solide. Les fibres optiques peuvent être utilisées comme détecteurs sonores et offrent certains avantages par rapport aux détecteurs classiques tels que les détecteurs acoustiques piézo-électriques.

Les lasers en acoustique Leonid M . Lyamshev

Docteur es sciences physiques et mathématiques, professeur, directeur adjoint de VInstitut d'acoustique de l'Académie des sciences de l'URSS, Leonid Mikhaîlovitch Lyamshev a terminé en 1954 ses études supérieures à l'Institut de physique de l'Académie des sciences de l'URSS et a obtenu le grade de docteur es sciences en 1964. Il est l'auteur de plus de 200 ouvrages scientifiques, en particulier dans les domaines de la diffraction et de la propagation des ondes, de la physique des bruits aérohydrodynamiques et dans d'autres applications de l'acoustique. Il a souvent présenté des communications à des conférences ou congrès internationaux d'acoustique. Il est le président du Conseil unifié de l'Académie des sciences de l'URSS chargé des questions touchant « l'acoustique physique et technique », et il a fait partie de la Commission internationale d'acoustique de 1965 à 1981. Son adresse est la suivante : c\o Commission de l'URSS pour ¡'Unesco, Ministère des affaires étrangères de l'URSS, 9, Prospekt Kalinina, Moskva G-19 (URSS).

u II s'est écoulé u n peu plus de deux décennies depuis la création d u premier géné-g rateur quantique optique. Les applications des lasers dans les sciences et les tech-£, niques, dans l'industrie, en médecine et dans pratiquement toutes les sphères

J de l'activité humaine sont désormais très nombreuses. Les recherches effectuées S pendant ces dernières années ont ouvert de vastes perspectives en ce qui concerne 3 leurs applications en acoustique. g Ces applications comprennent de nouveaux émetteurs et détecteurs de son aux

•J caractéristiques uniques, toute une nouvelle technologie laséro-acoustique et l'utilisation de l'optique cohérente pour le traitement des signaux dans des systèmes d'information acoustiques à canaux multiples. Les résultats de recherches relevant à la fois de l'électronique quantique et physique, de l'optique de fibres, de l'optique intégrée et de l'acoustique, ouvrent, dans le domaine de la recherche physique et de la technologie, des perspectives que les m o y e n s dont on disposait jusqu'ici ne permettaient pas d'envisager.

Les sources sonores optico-acoustiques

L'effet optico-acoustique (les pulsations de la pression qui s'exerce dans u n gaz en milieu clos lorsqu'il est irradié par u n faisceau m o d u l é de rayons infrarouges) a été relevé pour la première fois par G r a h a m Bell en 18801 . Depuis le début des années 4 0 , cet effet a trouvé de nombreuses applications dans l'analyse quali­tative et quantitative des mélanges gazeux et ensuite dans la spectroscopic photo­acoustique de la matière. M a i s , compte tenu d u faible rendement de la trans­formation de l'énergie optique en énergie sonore, l'effet optico-acoustique n'a pris d'importance pratique pour la production de sons qu'avec l'apparition des géné­rateurs quantiques optiques. A . M . Prokhorov et ses collaborateurs ont été les premiers à observer la formation d'ondes de choc lors de l'interaction d'un rayon laser avec l'eau2. A u cours de ces dernières années, des recherches sur la produc­tion optique d u son ont été menées sur une large échelle, tant en U n i o n soviétique qu'à l'étranger. O n a publié de n o m b r e u x ouvrages sur la production d u son par les lasers. O n peut désormais parler de sources sonores optiques ou , plus correc­tement, optico-acoustiques3.

Les sources sonores optico-acoustiques présentent u n e série d'avantages par rapport aux émetteurs acoustiques classiques : téléguidage ; absence de contact direct (au sens courant d u terme) avec le milieu dans lequel l'onde sonore est émise ; possibilité de modifier facilement les paramètres géométriques de F « antenne » optico-acoustique et la g a m m e des fréquences émises ; possibilité de créer des sources sonores se mouvant pratiquement à volonté à des vitesses subsoniques, transsoniques o u supersoniques sans qu'il y ait déflexion par le milieu d u corps de l'émetteur ; possibilité de production optique de son dans une g a m m e de fréquences très large, depuis les très basses fréquences jusqu'aux ultrasons.

Caractéristiques

Examinons u n peu plus en détail les caractéristiques des sources sonores optico-acoustiques. Imaginons q u ' u n rayon laser frappe la surface d'un liquide ou d 'un corps solide. L'action d u rayonnement optique provoque une agitation d u milieu qui s'accompagne d'une émission d'ondes sonores. Les mécanismes qui peuvent déclencher cet effet sont divers et dépendent avant tout de la densité de l'énergie dégagée par le corps et d u m o d e de dégagement de cette énergie. Parmi ces m é c a -

186 nismes, on peut citer : la dilatation thermique, l'électrostriction (variation des

dimensions d'un diélectrique sous l'influence d'un c h a m p électrique), la vapori­sation superficielle, l'ébullition explosive et le claquage optique.

Dans les milieux absorbant les ondes optiques avec un dégagement d'énergie de faible densité, c'est le mécanisme thermique de génération du son qui joue le « rôle principal. E n ce cas, il n'y a pas de modification de l'état général du corps en S ce qui concerne l'absorption de la lumière, mais les ondes sonores sont produites ¡2 par la dilatation thermique de certaines parties du milieu échauffées par le rayon- j« nement optique (c'est précisément en cela que consiste l'essence de l'effet óptico- S acoustique découvert par Bell). Lorsque la densité de l'énergie dégagée par le ^ corps augmente, les effets produits par l'augmentation de la vitesse de dilatation des parties du milieu soumises à l'action de la chaleur ainsi que par la modification des caractéristiques thermodynamiques de la substance sous l'action du rayonne­ment laser deviennent sensibles. Puis apparaissent des processus plus complexes de production du son liés à la modulation des phases et au claquage optique.

Imaginons maintenant que l'intensité de la lumière émise par le laser se modifie périodiquement (soit modulée) en fonction d'une fréquence sonore. Il se forme alors dans la couche sous-jacente à la surface de la substance liquide (pour plus de commodité, nous parlerons d'un liquide, bien que tout cela puisse aussi s'appli­quer aux corps solides) une zone de pulsations qui émet des sons. N o u s avons là une source sonore optico-acoustique. Ses dimensions, qui dépendent de la gran­deur de la tache focale sur la surface, de la longueur du trajet de la lumière dans le liquide et de la fréquence sonore, peuvent être petites, comparables ou grandes par rapport à la longueur de l'onde sonore. Si les dimensions de la zone de déga­gement d'énergie thermique ou, en d'autres termes, de la source optico-acoustique ou de l'antenne optico-acoustique émettrice, sont petites par rapport à la longueur de l'onde sonore dans le liquide, il y a émission dipolaire de son, c'est-à-dire qu'il se forme à la surface du liquide une source sonore émettant dans les petites ondes, dont le c h a m p électrique est un dipôle à cause de l'influence de la surface (fig. la).

F I G . I. Caractéristiques de la directivité d'une source de rayonnement optico-acoustique dans quelques cas limites.

Si les dimensions de la tache focale sont petites et si la longueur du trajet de la lumière est grande par rapport à la longueur de l'onde sonore, il se forme alors une sorte d'antenne optico-acoustique verticale et le son se propage surtout le long de la surface du liquide (fig. i£>). Enfin, si le diamètre de la tache focale est grand mais le trajet de la lumière dans le liquide petit par rapport à la longueur de l'onde sonore, il se forme une antenne discoïde et le son se propage surtout vers le bas, c'est-à-dire dans la m ê m e direction que le rayon laser dans le liquide (fig. ic).

ü Un réglage à distance en

a

a L a longueur du trajet de la lumière émise par le laser dans le liquide (dans la •-1 substance) dépend de sa fréquence de rayonnement (longueur de l'onde lumineuse). g Ainsi, dans l'eau, elle est de l'ordre de io"6 m dans l'infrarouge (laser à gaz carbo-TJ nique) et de 10 m dans le bleu-vert (laser aux vapeurs de cuivre). E n modifiant la § fréquence du rayonnement du laser et en focalisant ou en défocalisant le pinceau

•_) sur la surface du liquide et en changeant la fréquence de la modulation de l'inten­sité de la lumière dans le rayon laser, on peut régler à distance les caractéristiques du champ sonore dans le liquide. Il faut ajouter qu'en déplaçant le rayon laser à la surface du liquide on peut obtenir une source sonore optico-acoustique mobile dont la vitesse peut être subsonique, transsonique ou supersonique.

L e rendement de la transformation de la lumière en son par suite d'un effet thermique est très réduit et ne représente dans le meilleur des cas que des dixièmes de i %. E n d'autres termes, la puissance des vibrations acoustiques dans un liquide ne représente qu'un millième de la puissance d u rayonnement optique. C'est pourquoi il peut être préférable d'utiliser le phénomène de la vaporisation pour créer une source sonore optico-acoustique.

Le son par vaporisation

L a production de son déclenchée par la vaporisation de la substance devient appré­ciable lorsque la température du corps soumis à l'action du rayonnement laser (par exemple, d'un laser agissant par impulsions) se rapproche du point d'ébulli-tion. Si ce phénomène se produit en fin d'impulsion, le signal acoustique déclenché par la vaporisation de la substance se manifeste sous la forme d'une crête sup­plémentaire de pression qui survient dans la « queue » du signal produit par la dilatation thermique du milieu. Si la densité de l'énergie dégagée augmente, cette crête prend davantage d'ampleur, et finit par se maintenir pendant toute la durée du signal acoustique. Par ailleurs, l'augmentation de l'intensité du rayonnement laser agissant sur la surface du liquide s'accompagne d'une ebullition tumultueuse de la couche sous-jacente à la surface, d'où u n jet de vapeur s'échappe en direction du pinceau. C e jet de vapeur, qui pénètre à grande vitesse dans l'air, y crée une onde de choc de forte intensité et l'impulsion en retour qui affecte la surface du liquide y crée une onde de compression.

E n fin d'impulsion, le rejet de l'onde de compression par la surface dégagée du liquide y produit une onde de dépression. Cette dernière entraîne sous la surface du liquide un phénomène de cavitation qui se manifeste par l'apparition de bulles facilement observables. Cette réaction dure tant que la densité de l'énergie optique introduite dans la substance n'atteint pas un point critique qui déclenche un cla­quage optique dans la vapeur de la substance en evaporation. Cette réaction s'observe notamment lorsqu'on dirige le faisceau d'un laser à gaz carbonique à une intensité de io8 W / c m 2 (watts par centimètre carré) sur la surface d'un liquide non conducteur, ou encore un rayon optique à une intensité de 10e à io7 W / c m 2

sur la surface d'un métal. L e claquage optique dans la vapeur de la substance en evaporation entraîne la formation de plasma qui absorbe en partie le rayonnement optique et fait écran à la substance, à la suite de quoi l'amplitude de l'onde acous­tique de compression cesse de croître en m ê m e temps que l'intensité de la lumière dans le rayon laser.

188

Trois types de production de son S 4-» Vi

O n peut donc distinguer trois types de production de son par vaporisation d'une g substance soumise à l'action d'un faisceau laser en fonction de l'accroissement de « l'intensité de la lumière : a) la vaporisation est faible lorsque la densité dégagée 5 dans la substance est proche du degré de chaleur nécessaire à la formation de 53 vapeur ; b) elle est intensive (ebullition tumultueuse) lorsque la densité de l'énergie jj dégagée dépasse sensiblement le degré de chaleur nécessaire à la formation de g vapeur sans qu'il y ait de claquage optique ; c) il y a formation de plasma lorsque l'intensité de la lumière est si grande qu'il se produit des claquages dans la vapeur dégagée par la substance, le plasma ainsi créé absorbant le rayonnement laser et masquant la surface de la substance par un effet d'écran.

Cette répartition en trois catégories différentes de la production de signaux sonores par laser grâce à la vaporisation d'une substance est évidemment tout à fait arbitraire dans la mesure où le passage de l'état condensé à l'état gazeux sous l'action du rayonnement laser (qui est à la base du phénomène de la vaporisation) s'accompagne en général de toute une série de phénomènes non linéaires complexes. Toutefois, cette catégorisation permet dans bien des cas d'établir une théorie d u phénomène et d'évaluer en particulier le rendement de la transformation de l'énergie optique en énergie acoustique. C e rendement est pratiquement quatre fois plus grand que dans les réactions thermiques et peut atteindre des unités de pourcentage. Lorsqu'il y a formation de plasma, le rendement diminue par suite de l'effet d'écran créé par le plasma qui se forme lors du claquage de la vapeur.

Il est apparu que la transformation de l'énergie optique en énergie acoustique atteint un rendement maximal lorsqu'il y a claquage optique dans un liquide (ou dans une substance) par suite de la focalisation d'un rayon laser sur un point de sa surface. L'intensité de l'énergie dégagée peut être si grande qu'elle entraîne une ebullition accélérée de l'eau dans l'aire irradiée, qu'il se forme une cavité de vapeur qui s'élargit rapidement et qu'une onde de compression est émise. Lorsque l'intensité de la lumière et la densité de l'énergie dégagée sont encore plus grandes, il se produit u n phénomène de claquage optique accompagné d'une onde de choc. L'ensemble du phénomène se ramène aux données suivantes. Lorsqu'on dépasse un certain seuil d'intensité dans la zone irradiée, il se produit des micro-explosions et il se forme des cavités remplies de plasma luminescent. L e rayonnement laser est absorbé par le plasma compact et dégage une énergie supplémentaire dans chaque cavité. Sous l'action de cette pression accrue, la cavité s'élargit en émet­tant une onde de choc. A la fin de l'impulsion laser et du dégagement d'énergie dans la cavité, le gaz se refroidit, la luminescence disparaît et il se forme une bulle qui émet quelques pulsations. Les expériences indiquent que le rendement de la transformation de l'énergie optique en énergie acoustique dans les cas de claquage peut être de l'ordre de 10 %.

Citons, à titre d'illustration, quelques chiffres caractéristiques des sources sonores optico-acoustiques résultant des différentes catégories de phénomènes. Ainsi, par exemple, on peut, en utilisant un laser à verre néodyme d'une fréquence de 1 M H z , créer dans l'eau, à une distance de 0,1 mètre de la surface, un c h a m p sonore d'une pression de 10 Pa si la puissance du rayonnement optique est de 100 W . Dans le cas de vaporisation d'un liquide ou d'un métal, sous l'action du rayonnement d'un laser à gaz carbonique, on peut obtenir des impulsions sonores d'une amplitude allant jusqu'à io8 Pa et plus à une distance de 0,1 mètre avec une impulsion laser d'une durée de 10"5 s, une tache focale d'un rayon de 1 c m et une intensité lumineuse du faisceau focalisé d'environ io8 W / c m a . Enfin, lorsqu'il y a claquage dans l'eau sous l'effet de l'impulsion d'une durée de io"9 s d'un laser à !g<

o rubis avec une énergie de 0,1 joule, il se produit des ondes explosives d'une pres-e sion de près de 4 M P a ou de 40 atmosphères, mais sur 1 c m seulement, il est vrai. £, Rappelons que le seuil d'audibilité normal de l ' h o m m e est de 2 . io - 6 Pa, soit •j 2.io~10 atmosphères. E n comparant les chiffres cités, on voit qu'avec les lasers

S actuels il est possible de créer des ondes ultrasoniques d'une amplitude énorme. •a

a 8 Les récepteurs sonores à fibres optiques

L'optique intégrée et l'optique de fibres, qui sont nées à la jonction de plusieurs disciplines (optique, électrodynamique, étude des matériaux, électronique quan-tique et électronique des semi-conducteurs) ont commencé à se développer en tant que branche indépendante de la recherche appliquée il y a une quinzaine d'années. Les fibres optiques doivent leur fulgurant développement à l'invention du laser et à la découverte de ses nombreuses et prometteuses applications dans les sys­tèmes de liaison optique grâce aux progrès considérables réalisés dans la fabrica­tion des conducteurs de lumière en fibres, qui réduisent au m i n i m u m les pertes d'énergie optique.

U n e fibre optique est en règle générale une fibre diélectrique comprenant une â m e (le plus souvent à section circulaire) et une gaine. L'indice de réfraction de l'âme de la fibre doit être supérieur à celui de la gaine, ce qui est indispensable pour que la lumière se propage à l'intérieur du conducteur. La lumière se propage le long de l'axe de la fibre et ne peut s'échapper à travers la gaine. L a propagation d'un nombre fini de modes d'ondes optiques peut être assurée dans la fibre. L e diamètre de l'âme de la fibre optique est en général de l'ordre de 5 à 10 (im lorsqu'il s'agit d'un conducteur unimodal, et de quelques dizaines, voire de quelques cen­taines de microns dans le cas d'un conducteur multimodal. L'écart relatif entre les indices de réfraction des matériaux constituant l'âme et la gaine de la fibre est en règle générale de 1 à 2 % pour les fibres multimodales et de quelques dixièmes de 1 % pour les conducteurs à m o d e d'onde unique. L e principal matériau utilisé est le verre, c o m m e par exemple le cristal de quartz dopé au germanium. Avec ce genre de fibre, les pertes globales d'énergie optique sont inférieures à 1 d B / K m dans un champ spectral de 1 à 1,8 ¡xm.

L'apparition de fibres optiques à faibles pertes a permis de mettre au point des systèmes intégrés composés d'éléments optiques miniaturisés. Ces éléments comprennent avant tout des émetteurs lasers et des photodétecteurs. L e milieu actif utilisé pour les lasers en optique intégrée peut être constitué par une pellicule incorporant un colorant ou un semi-conducteur ou diélectrique à dopage ionique. O n met actuellement au point des lasers à gaz miniatures dans lesquels c'est le conducteur de lumière lui-même qui joue le rôle de tube à décharge. Il existe déjà des lasers capillaires courts de quelques centimètres de long. C e sont les sources semi-conductrices de rayonnement à structure hétérogène, les conducteurs de lumière à émission par la surface ou la base, les sources de rayonnement ultra­luminescentes et les lasers à semi-conducteurs qui sont les plus employés en optique de fibres et en optique intégrée. E n ce qui concerne les photodétecteurs utilisés dans ces mécanismes, ils doivent avoir une haute sensibilité et une faible rémanence*. Ces conditions sont remplies, par exemple, par les photodiodes.

Les progrès réalisés dans la fabrication de fibres optiques peu absorbantes de paramètres donnés et dans la mise au point des sources laser et des photodétecteurs

L'induction magnétique qui persiste dans un circuit magnétique après suppression de la force magnétomotrice.

ont permis d'utiliser les conducteurs de lumière non seulement dans les systèmes p-i_ de communication, mais également dans la recherche en physique. Les perspec­tives sont très prometteuses en ce qui concerne la fabrication de détecteurs du son4.

L'idée sur laquelle reposent les détecteurs du son à fibres optiques est la sui­vante. Lorsque le son agit sur un milieu dans lequel la lumière se propage, la longueur du trajet de la lumière se modifie, ce qui entraîne une modification de.—, phase de l'onde lumineuse elle-même. C e changement de phase peut être enre- 5

gistré avec u n interféromètre. E n général, le champ acoustique exerce une influence complexe sur l'onde lumineuse et provoque chez celle-ci une modulation d'amplitude, de polarisation, de fréquence et de phase. L'influence du son est pratiquement la m ê m e , quel que soit le milieu traversé par la lumière. Cependant, les conducteurs de lumière sont particulièrement indiqués pour enregistrer le son du fait que, les pertes d'énergie optique étant rriinimes, on peut obtenir des inter­actions optico-acoustiques sur une grande longueur.

L e modèle de détecteurs de son à fibres optiques le plus simple est u n dispo­sitif interférométrique (fig. 2) dont un bras comporte un conducteur de lumière émettant des signaux et l'autre un conducteur de référence isolé du son. L'effet combiné de ces deux conducteurs produit sur la cathode du photodétecteur une configuration d'interférences déterminée par l'action du champ acoustique sur le conducteur émetteur de signaux. A la sortie du photodétecteur, on observe un signal électrique à fréquence sonore.

L e détecteur de son à fibres optiques dont le schéma constitue la figure 3 fonctionne grâce à une modulation d'amphtude de la lumière dans le conducteur de lumière. L a modulation d'amplitude résulte en général des pertes supplé­mentaires causées par l'action sur la fibre d'oscillations acoustiques. C e sont les pertes qui se produisent dans les courbes et les microcourbes du conducteur qui jouent le rôle principal. L'élément sensible de ce type de détecteur de son est une fibre optique multimodale : les microcourbes de la fibre causées par la pression sonique entraînent des interactions entre les modes, ce qui provoque une nouvelle répartition de l'énergie entre eux. U n e partie de l'énergie des modes O de l'âme du conducteur est transférée dans la gaine, ce qui donne lieu à une m o d u ­lation d'amplitude de l'onde lumineuse.

Dans une fibre unimodale droite à section parfaitement circulaire et en l'absence de tension mécanique, il peut y avoir émission de deux modes dégénérés de rayon­nement optique. L a polarisation de la lumière traversant cette fibre reste inchangée. Mais elle se modifie sous l'effet d'un champ acoustique extérieur, étant donné que le conducteur de lumière se déforme sous l'action du son et qu'il se produit un échange d'énergie entre les modes. Si, à la sortie du conducteur de lumière, on place un photodétecteur sensible à la polarisation, la modulation de la polari­sation du courant du détecteur engendre des composantes variables de la fré­quence de la modulation, c'est-à-dire de la fréquence sonore.

L e détecteur sonore à fibres optiques fondé sur le principe de la modulation de la polarisation utilise ce phénomène.

3îê-

0

F I G . 2. Détecteur de son à fibres optiques : 1. Laser ; 2. L a m e de division du pinceau ;

3. Conducteur de lumière émetteur d'un signal ; 4. Conducteur de référence ; 5. Photodétecteur 6. Interface air/liquide.

2 \^S*S^AJ

A / v V v V , > * Q

FlG. 3. Détecteur de son à fibres optiques utilisant les micro-courbes du conducteur de lumière :

1. Laser ; 2. Conducteur de lumière ; 3 et 4. Flaques annelées ; 5. Photodétecteur

Avantages des nouveaux détecteurs

Les détecteurs à fibres optiques suscitent un grand intérêt à cause des avantages qu'ils présentent par rapport aux détecteurs classiques (comme les détecteurs acoustiques piézo-électriques) : ils sont simples, leur encombrement est moindre et les interactions optico-acou stiques peuvent s'y effectuer sur une grande longueur, ce qui permet d'obtenir une grande sensibilité et une directivité déterminée à 191

l'avance. Les détecteurs à fibres optiques utilisant la modulation de phase (fig. 2), par exemple, permettent d'obtenir une sensibilité exceptionnellement élevée, qui dépasse celle des meilleurs détecteurs piézo-électriques. L a souplesse de l'élément sensible (le conducteur de lumière) permet d'utiliser des détecteurs à fibres optiques

S aux configurations les plus variées. Ces détecteurs sont pratiquement insensibles S aux interférences électromagnétiques et résistent mieux à la corrosion. Enfin, g ils permettent d'obtenir u n système plus simple et plus compact de lecture optique •J d'informations acoustiques transmises par voies multiples.

Les premières publications exposant les résultats de la recherche-développement sur les détecteurs de son à fibres optiques ont paru en 1977. Depuis lors, des progrès importants ont été effectués, dont il a été question, en particulier, au X I e Congrès international d'acoustique, qui a eu lieu à Paris en juillet 1983. Il est encore trop tôt pour dire que les détecteurs de son à fibres optiques rempla­ceront les détecteurs classiques, mais il ne fait aucun doute qu'à l'avenir ils seront surtout utilisés dans des systèmes acoustiques à voies multiples, dans lesquels on traitera l'information au m o y e n d'ordinateurs optiques et de processeurs optiques cohérents. O n peut s'attendre que les détecteurs de son à fibres optiques, en liaison avec les systèmes de transmission à fibres optiques et des composants d'optique intégrée et d'opto-électronique, exercent une influence sur le déve­loppement des systèmes acoustiques.

Les techniques laséro-acoustiques

A l'heure actuelle, la technologie industrielle semble, dans le m o n d e entier, sur le point de faire un bond en avant qualitatif grâce au développement des appli­cations des lasers et l'efficacité de la production va dans une large mesure dépendre du rythme de développement de cette technique. Mais elle continuera à dépendre beaucoup aussi, de m ê m e que la qualité des produits, de la technique des ultrasons, qui est déjà, dans une certaine mesure, d'utilisation courante.

L'union des techniques du laser et des ultrasons et l'utilisation du laser pour la production et la réception de vibrations ultrasoniques — en particulier pour contrôler sans dégâts la qualité de la production et pour agir sur la structure et les propriétés physiques de la matière — ouvrent de nouvelles perspectives6. Par souci de brièveté, nous ne citerons que deux exemples en matière de contrôle de la qualité. L ' u n d'entre eux concerne une nouvelle technique, à savoir la micro-scopie laséro-acoustique ou optico-acoustique. Cette technique consiste à balayer systématiquement la surface de l'objet ou du spécimen au m o y e n d'un rayon laser focalisé dont l'intensité est modulée suivant une fréquence sonore. L e spécimen est placé dans une chambre close sur la paroi de laquelle on fixe un détecteur d'oscil­lations sonores. L e coefficient d'absorption de la lumière change d'un point à un autre en fonction des particularités de la structure du spécimen, à la suite de quoi l'amplitude de la pression sonore se modifie dans la chambre ainsi que, par voie de conséquence, celle du signal à la sortie du détecteur. Cela donne la possibilité, à l'aide d'un système électronique, d'obtenir une image télévisée du spécimen. Pour le spécialiste qui doit examiner rapidement mais avec une très bonne résolution une grande partie de la surface du spécimen et ne dispose que d'un microscope ordinaire, la tâche peut être très ardue et comporter de grands risques d'erreurs. L e microscope balayant à laser permet de remédier à ces inconvénients. Mais il ne peut que détecter les défauts extérieurs du spécimen, ceux qui se trouvent littéralement à la surface, alors que le microscope balayant laséro-acoustique permet d'examiner les couches situées sous la surface et de contrôler leur structure. Cette importante propriété peut le rendre irremplaçable

pour le contrôle de la qualité en microélectronique, par exemple, lorsqu'il s'agit 3 de contrôler la qualité de systèmes intégrés et de certains composants en optique s intégrée et en optique de fibres6' '. g

L e deuxième exemple a trait aux possibilités de sondage optico-acoustique « d'un milieu hétérogène condensé8. Il s'agit, à la différence du sondage acoustique S classique ou du sondage par laser, de créer à distance dans le milieu étudié, § au m o y e n d'un rayonnement optique dont l'intensité est modulée, un signal jj acoustique qui, en se propageant dans une direction donnée, se disperse en 5 fonction des irrégularités du milieu. L'enregistrement du signal acoustique dis-perse (en sens inverse) s'effectue à distance par des procédés optiques : soit, par exemple, au m o y e n d'un vélocimètre à laser utilisant l'effet Doppler, soit par observation optique du relief de la surface, méthode largement utilisée en holographie acoustique, soit, alternativement, grâce à une méthode fondée sur la diffraction de la lumière par les ultrasons dans la couche sous-jacente à la surface du milieu (loi de Bragg), si celle-ci est suffisamment transparente. C o m m e dans l'exemple cité plus haut, on peut, au m o y e n d'un microscope balayant laséro-acoustique et des appareils électroniques nécessaires, balayer la surface avec des faisceaux laser émettant des ondes ultrasoniques et recevant u n signal acoustique, et obtenir une image sur u n écran de télévision.

Enfin, nous indiquerons encore une possibilité d'application de la technique laséro-acoustique. Si l'on focalise des impulsions laser extrêmement intenses sur u n milieu condensé, il peut s'y former des ondes acoustiques d'amplitude finie qui, en se propageant, se transforment en ondes de choc. Celles-ci modifient la structure de la substance et peuvent en altérer les propriétés physiques et la solidité9.

Exploitation optique cohérente de l'information acoustique

L'exploitation optique cohérente de l'information constitue u n domaine indé­pendant de recherche et d'application (voir, par exemple, les notes 11 à 14). N o u s ne pouvons guère ici que rappeler son existence, mais il le faut sans quoi u n article sur les perspectives d'applications des lasers en acoustique resterait incomplet. L e fait est que les systèmes acoustiques actuels — et, en particulier, ceux qui intéressent le contrôle de la qualité des produits — utilisent de plus en plus des canaux multiples, ce qui entraine la nécessité de traiter u n grand volume d'informations. O r les ordinateurs traitent l'information séquentiellement. E n revanche, les systèmes optiques de traitement de l'information effectuent les opérations simultanément et avec une extrême rapidité. Les principales opérations de traitement de l'information sont la transformation de Fourier (analyse spectrale) et la convolution et la corrélation (analyse corrélatiormelle), ainsi que certaines de leurs variantes. L'utilisation de systèmes optiques cohérents pour l'analyse spec­trale repose sur la capacité fondamentale de la lentille sphérique (qui donne une image de l'objet irradié par la lumière cohérente) d'effectuer en m ê m e temps la transformation de Fourier, qui consiste en une répartition des amplitudes de la lumière dans le plan intermédiaire entre le plan objet et le plan image (fig. 4). C'est le principe du filtrage des fréquences spatiales (analyse spectrale spatiale bidimensionnelle).

Cellules optico-acoustiques

Pour mesurer le spectre d'un signal temporel unidimensionnel, il faut d'abord transformer celui-ci en signal spatial. A cette fin, on utilise très fréquemment des 193

Lentille col I ¡matrice

Source ponctuelle , , -de lumière , , - " ' monochromatique ^:1

Lentille Lentille

Plan d'entrée

Plan des fréquences spatiales

Plan de sortie

F I G . 4. Système optique de traitement des signaux.

cellules optico-acoustiques, qui permettent d'introduire le signal temporel dans un appareil optique de traitement de l'information. L'action de la cellule optico-acoustique (qui est un modulateur des ultrasons) est fondée sur le phénomène de la diffraction de la lumière par les ultrasons. U n e onde ultrasonique est créée par un convertisseur ultrasonique dans un conducteur de son perméable à la lumière, ce qui provoque une modulation spatiale de phase de la lumière. Si l'on place un filtre spatial ou « panneau » dans le plan des fréquences spatiales, on peut filtrer ou modifier l'amplitude ou la phase du spectre initial, ou les deux en m ê m e temps, et le signal de sortie (dans le plan image) est converti conformé­ment aux opérations mathématiques requises (transformation de convolution ou de corrélation). O n peut utiliser en guise de panneaux des modulateurs optiques de la lumière, à base de cristaux liquides par exemple. L'image optique à la sortie du système optique cohérent de traitement peut, à l'aide d'un système électronique, être reproduite sur un écran de télévision ou une autre forme d'affichage.

Parmi les caractéristiques importantes des systèmes optiques cohérents de traitement de l'information figurent non seulement leur capacité de traiter paral­lèlement (c'est-à-dire simultanément) de grandes quantités d'informations, mais aussi le fait que les éléments du système peuvent être complètement miniaturisés, c'est-à-dire pleinement intégrés. Si l'on combine ces systèmes avec des détecteurs de son à fibres optiques, il est possible de créer des systèmes acoustiques de contrôle de la qualité à canaux multiples très compacts, légers et peu encombrants.

E n conclusion, il faut faire remarquer que les sources optico-acoustiques et les détecteurs sonores à fibres optiques et les interféromètres à laser utilisés pour enregistrer les vibrations et recevoir le son ne remplacent pas totalement les émetteurs et les détecteurs classiques, pas plus que les systèmes optiques cohérents de traitement ne remplacent totalement les ordinateurs en matière de traitement électronique de l'information. Mais il ne fait aucun doute que les applications des lasers auront une grande influence sur le développement de l'acoustique physique et technique. •

194

Notes

A . G . Bell, « Communication », National Academy of Sciences, États-Unis d'Amérique, 21 avril 1881. G . A . Askaryan, A . M . Prokhorov, G . F . Tchantouriya et G . P . Chipoulo, ¿urnal éksperimental'noj i teoretiâeskoj fisiki, vol. 44, 1963, p. 2180. L . M . Lyamshev, « Optiko-akusticeskie istocniki zvuka (obzor) » [Les sources sonores optico-acoustiques (aperçu)], Uspehi fiziâeskih nauk, vol. 35, n° 4, 1981, p. 637-639.

4. L . M . Lyamshev et Y . Y . Smirnov, « Volokonno-optiöeskie priemniki zvuka 3 (obzor) » [Détecteurs de son à fibres optiques (aperçu)], Akustiieskij zumal, •? vol. X X I X , n° 3, 1983, p. 289-308. 3

5. L . M . Lyamshev, « Ultrazvukovaja i lazernaja tehnologija » [Technologie des u ultrasons et des lasers], rapport à la Conférence plénière de l ' U R S S ; « Osnovnye a napravlenija razvitija ul'trazvukovoj tehniki i tehnologii na period 1981-1990 gg » M

[Tendances fondamentales du développement de la technologie et des techniques Jj des ultrasons pendant la période 1981-1990], Suzdal, 1982. -2

6. A . N . Morozov et V . Y . Raevsky, « Fotoakusticeskaja mikroskopija (obzor) » •" [Microscopie photoacoustique (aperçu)], Zarubernaja elektron. tehnika, n° 2, 1982, p. 46-71.

7. B . P . Novikov et M . A . Novikov, « Optiko-akusticeskaja spektroskopija elementov volokonnoj i integral'noj optiki » [Spectroscopic optico-acoustique des composants de l'optique de fibres et de l'optique intégrée], lettres adressées au iurnal tehniceskoj fiziki, vol. 8, n° 6, 1982, p. 372-377.

8. L . M . Lyamshev, « Optiko-akustiöeskoe zondirovanie neodnorodnoj kondensirovannoj sredy » [Sondage optico-acoustique d'un milieu hétérogène condensé], Rapports de l'Académie des sciences de l'URSS, 1979.

9. L . I. Ivanov, N . A . Litvinova et V . A . Yanouchkevitch, « Glubina obrazovanija udarnoj volny pri vozdejstvii lazernogo izlucenija na poverhnost' monokristalliêeskogo molibdena » [Profondeur de l'onde de choc créée par l'action d'un rayonnement laser sur la surface de molybdène monocristallin], Kvantovaja elektronika, vol. 4, n° 1, 1977, p. 204-208.

10. V . A . Yanouchkevitch, « Zakonomemost' obrazovanija toöecnyh defektov v udarnoj volne maloj amplitudy » [Lois régissant la formation de défauts ponctuels dans une onde de choc de faible amplitude], FHOM, n° 2, 1979, p. 47-51.

11. O u . E . K o k , « Optiëeskaja vyöislitel'naja tehnika. Obrazec peremen » [Technologie des ordinateurs optiques. Typologie d'une évolution], THES, vol. 65, n° 1, 1977,

p. 8-13. 12. D . O u . G o u d m e n , « Vozmoznosti kogerentnyh opticeskih sistem obrabotki informacii »

[Possibilités des systèmes optiques cohérents de traitement de l'information], TUES, vol. 65, n" 1, 1977, p. 37-48.

13. T . M . Terpine, « Spektral'nyj analiz signalov opticeskimi metodami » [Analyse spectrale de signaux par des méthodes optiques], TUER, n° 1, 1981, p. 92-108.

14. O u . T . Rods, « Akustooptiöeskaja obrabotka signalov. Svertka i korreljacija » [Traitement optico-acoustique des signaux. Convolution et corrélation], TUER, n° 1, 1981, p. 74-92.

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Les temps modernes ont vu le bruit s'ajouter aux autres formes de pollution de Venvironnement, et celui-ci peut être tout aussi dangereux pour la santé humaine que les autres nuisances. Des progrès ont été accomplis dans la recherche du silence et du calme, mais beaucoup reste encore à faire, comme peut en témoigner tout habitant d'une grande ville. Ici c'est un journaliste scientifique d'Asie du Sud qui s'exprime.

Le bruit, une nuisance dont on sous-estime le danger

Akhtar M a h m u d Faruqui

L'auteur de la présente contribution est directeur des relations publiques de la Commission de l'énergie atomique du Pakistan, où il est aussi rédacteur en chef de T h e Nucleus (revue savante trimestrielle) et d'autres publications. Titulaire d'une licence es sciences et d'une maîtrise de journalisme de l'Université de Karachi, il a également écrit des articles de vulgarisation scientifique pour différents journaux et magazines et il a été plusieurs années rédacteur technique dans l'industrie privée. L'adresse de M . Faruqui est la suivante : 46-FI6, P.E.C.H. Society, Karachi 2904 (Pakistan).

« Il serait difficile de trouver une seule nuit, sur trois cent soixante-cinq, où il soit permis à toute la population de N e w York de se reposer en paix... Pourtant, une ville qui connaît tout le jour une activité fébrile devrait pouvoir prétendre, la nuit, au repos et à la tranquillité1. »

L'éditorialiste du New York times n'était pas le premier à s'irriter du bruit excessif en cette sombre nuit d'automne de 1859. Et il n'allait pas être le dernier non plus ! L e bruit a indéniablement de tout temps constitué un fléau. Jules César le trouvait si gênant qu'il promulgua un édit impérial interdisant aux chars de circuler la nuit. E n 1851, Arthur Schopenhauer parle avec réprobation du bruit « scandaleux... absolument infernal » des claquements de fouet qui emplit les rues allemandes. U n auteur contemporain, décrivant Birmingham au milieu du xrxe siècle, évoque avec abomination les « martèlements d'enclume » assourdissants, ainsi que « le fracas des locomotives, le ronflement des flammes, les sifflements de l'eau, les mugissements de la vapeur », qui déchirent les oreilles2.

D e nos jours, des millions d'individus subissent l'agression d'un bruit inutile. Rien qu'aux États-Unis d'Amérique, on recense 20 millions de cas de perte auditive imputable à cette cause, soit plus que tous les autres handicaps addi­tionnés3. Les niveaux sonores dans les centres urbains du m o n d e entier ont atteint le seuil critique où « l'intensité et la chronicité du bruit constituent un danger pour la santé publique »4. Vern O . Knudsen, fondateur de la Société américaine d'acoustique, qui fut recteur de l'Université de Californie, a dénoncé ce grave danger en des termes sans équivoque : « L e bruit, c o m m e le smog, tue lentement5. » Sa mise en garde est fondée. L e bruit n'est plus une menace potentielle. Des observations cliniques en nombre grandissant montrent que beaucoup de mala­dies coronariennes, d'hypertensions, de troubles physiologiques et de souffrances psychiques sont dus à une surexposition au bruit.

Qu'est-ce que le bruit ?

L'Encyclopaedia Britannica définit le bruit c o m m e un son indésirable, VEncyclo-paedia Americana c o m m e un stress nocif pour l ' h o m m e et les autres animaux, et la Commission de sir A l a m Wilson sur le bruit c o m m e « un son non souhaité par celui qui le reçoit »s. Plus récemment, on a dénoncé le bruit c o m m e « une forme de pollution de l'environnement tout aussi dangereuse et dommageable que les poisons que nous déversons autour de nous dans l'air et dans l'eau »' et « u n type important de pollution urbaine, capable de provoquer une gêne et une perte auditive, et peut-être m ê m e d'avoir des effets physiologiques et psychologiques néfastes »8.

O n appréciera mieux la menace que fait peser le bruit sur les millions de citadins qui en subissent les assauts constants dans le m o n d e si l'on se rappelle que l'Orga­nisation mondiale de la santé définit celle-ci en ces termes : « L a santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité9. » État enviable mais peut-être difficile à atteindre de nos jours. Les intrusions gênantes du bruit dans notre vie ne peuvent plus passer pour une simple contrariété négligeable. Elles se répercutent sur notre condition physique, notre état psychique et notre attitude sociale. Les vibra­tions des appareils électroménagers, le cliquètement des systèmes de climatisation à haute pression, le grincement des rames de métro, le hurlement des sirènes de police et les concerts de klaxon font de nombreuses victimes, provoquant insomnie,

perte d'attention, désordres mentaux, troubles physiologiques, déséquilibres « psychologiques et misanthropie. g

•à u

Les effets du bruit |

Les effets du bruit peuvent se manifester chez l ' h o m m e de deux façons : par y des symptômes auditifs et par des symptômes non auditifs. 3

Effets auditifs

E n détruisant ou en endommageant les microscopiques cellules ciliées qui assurent la transmission du son de l'oreille au cerveau, le bruit peut précipiter la surdité a ou provoquer une lente mais inéluctable perte auditive. U n bruit trop fort c o m m e u n coup de canon peut détruire les cellules ciliées par milliers et entraîner une sur­

ca

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U

dite immédiate. O n sait qu'à la bataille de Trafalgar, le bruit des détonations a avait rendu sourds beaucoup d ' h o m m e s d'équipage. L'exposition constante à u n bruit de moindre intensité peut, par détérioration régulière des cellules ciliées, pro­voquer une perte auditive graduelle. E n Angleterre, en 1700, dans la chaudronnerie, « le vacarme perpétuel endommageait à tel point l'ouïe... que les ouvriers de cette •-' corporation devenaient durs d'oreille »10. Aujourd'hui, aux États-Unis d'Amérique, la perte auditive imputable au bruit est la maladie professionnelle la plus fréquente dans l'industrie11. Récemment , le Ministère de la santé reconnaissait que de six à seize millions d'Américains étaient menacés de surdité professionnelle12. E n 1968 la Commission du Federal Council for Science and Technology chargée d'étudier la qualité de l'environnement donnait des chiffres du m ê m e ordre et tirait la son­nette d'alarme : 4,5 millions d'ouvriers étaient peut-être en droit de réclamer des indemnités pour perte auditive18. Certains syndicats font valoir que le bruit peut être une cause directe d'hypertension et que les textes régissant la réparation des accidents du travail et des maladies professionnelles devraient en tenir compte14. L'exposition excessive au bruit dans les fonderies et dans les ateliers de coulage des métaux est particulièrement notable et constitue numériquement le plus important risque sanitaire répertorié15.

Dans l'habitat également, le vacarme de la vie quotidienne augmente sans cesse : dans les pays industrialisés tels que les États-Unis d'Amérique, il atteint déjà des niveaux prodigieux. Selon l'Agence pour la protection de l'environnement ( E P A ) , plus de 70 millions d'Américains vivent aujourd'hui dans des zones trop bruyantes où le niveau sonore est suffisamment élevé pour gêner la c o m m u ­nication et causer une gêne intense16. Depuis quelque temps, les habitants de ces quartiers manifestent à l'évidence des déficits auditifs substantiels. Jusqu'à la musique rock qui produit un traumatisme acoustique qualifié d' « insidieux », car il peut se traduire par une perte auditive au niveau du système nerveux. L e D r Frederick L . D e y s'est livré à une intéressante réflexion sur le sujet. Dans une étude réalisée pour le compte du National Institute of Neurological Diseases and Blindness, il indique que de la musique rock jouée pendant deux heures à 110 décibels provoque « une élévation temporaire généralement sévère du seuil auditif chez environ 16 % des jeunes gens qui y sont exposés » : autrement dit, trois adeptes de la musique rock sur 20 auraient un déficit auditif1'. A u R o y a u m e -Uni , selon un rapport de l'Institut de technologie de Leeds, le nombre des ado­lescents qui, au milieu des années 70, avaient l'ouïe plus ou moins gravement endommagée par une musique trop forte pouvait atteindre un million. Les auteurs du rapport demandaient instamment à la municipalité de limiter le niveau sonore à 96 d B dans les 400 lieux publics où la musique était autorisée18.

3, E n contraste flagrant avec ce tableau inquiétant, les communautés qui vivent S à l'abri des agressions sonores sont beaucoup plus épargnées par les pertes auditives

H< et les troubles physiologiques causés par le bruit. Ainsi, la tribu des M a b a a n s "§ dans le sud d u Soudan (Afrique) et les Lapons dans le nord de la Finlande, qui J3 vivent dans le calme et la sérénité, entendent beaucoup mieux que les habitants •3 d u m o n d e industrialisé. M ê m e passé soixante-dix ans, les M a b a a n s gardent une

M ouïe remarquablement fine et qu'on peut leur envier, puisqu'elle est comparable à S celle de leurs adolescents ! Ils entendent distinctement à près de ioo mètres <3 une conversation à voix basse. Il en est de m ê m e des Lapons. L e D r Samuel Rosen,

chercheur et professeur d'otologie clinique à la M o u n t Sinai School of Medicine de N e w York, qui rapporte ces intéressantes découvertes, expose de façon convain­cante les effets délétères d u bruit sur la santé".

Effets non auditifs

Effets cardiovasculaires. L e bruit provoque une vasoconstriction périphérique, c'est-à-dire une contraction des petits vaisseaux sanguins des m e m b r e s qui entraîne une réduction d u volume de sang et de la circulation sanguine dans une partie d u corps, en m ê m e temps qu 'un afflux de sang à la tête20.

L e bruit provoque également des modifications de la pression sanguine, de la fréquence cardiaque, d u débit cardiaque et d u volume d u pouls.

D a n s une étude réalisée en Allemagne qui apporte des éléments intéressants sur le sujet, on a établi que les travailleurs exerçant leur activité dans u n envi­ronnement bruyant étaient plus sujets aux maladies cardiovasculaires que leurs homologues travaillant dans u n milieu calme. L'ingénieur William M e e c h a m , à l'Université de Californie, a récemment établi qu'à Los Angeles, la mortalité par crise cardiaque ou attaque d'apoplexie était de 18 % plus élevée dans une « zone test » exposée au bruit de 650 atterrissages quotidiens que dans une zone plus calme de composition démographique équivalente21. John M . Handley, s o m ­mité new-yorkaise de l'acoustique industrielle, est fermement convaincu que, si les maladies cardiovasculaires et les maladies mentales sont plus fréquentes aux États-Unis d'Amérique qu'ailleurs, c'est aux nuisances sonores qu'on le doit. D e s études réalisées sur des animaux ont permis d'observer c o m m e effets les plus marqués d u bruit une augmentation d u cholestérol dans le sang et des dépôts athéromateux dans les artères. Les effets d u bruit, a-t-il été établi, ne se dissipent pas nécessairement quand le bruit cesse. A la Faculté de médecine de l'Uni­versité de M i a m i , on a constaté chez deux singes rhésus exposés de façon continue au bruit pendant neuf mois une élévation persistante de la pression sanguine, qui n'est pas revenue à ses valeurs de base une fois le bruit arrêté22. U n e autre expérience réalisée à la Northern Illinois University a montré que l'exposition à des niveaux d u bruit courants dans notre environnement, non seulement réduit la sensibilité auditive, mais aussi affecte le processus neurologique de codage qui s'effectue dans le cerveau. Ces observations peuvent contribuer à expliquer q u ' u n déficit auditif d û au bruit ou à d'autres causes entraîne souvent des problèmes de perception, m ê m e lorsque le sujet entend les sons sans difficulté23.

Effets sur le système nerveux central. L e bruit agit à la fois sur le psychisme et sur le système nerveux central. L'étude la plus connue sur les répercussions psycho­pathologiques d u bruit, réalisée à l'aéroport Heathrow de Londres, a fait appa­raître une plus forte incidence des maladies mentales chez les habitants des quartiers

200 bruyants que chez ceux de zones relativement plus calmes. Elle a également décelé

•a

chez les résidents du quartier bruyant des réactions dépressives névrotiques et des ^ symptômes de névrose modérés. jj

Selon une étude française, le bruit serait à l'origine de 70 % des névroses dans la région parisienne. Il serait également la cause de trois meurtres avec préméditation24.

Effets sur certains sens. L e bruit affecte la vision et l'équilibre. Erasmus Darwin 3 signalait au XVIIIe siècle que le bruit des chutes d'eau pouvait provoquer des " vertiges chez certains patients atteints de troubles vestibulaires. Aujourd'hui il est ° établi que l'exposition à u n son de forte intensité provoque chez l ' h o m m e des g vertiges ; on peut observer et enregistrer chez lui des mouvements oculaires "̂ (nystagmus), et sa capacité de sélection des informations visuelles utiles peut être a amoindrie26. . |

a Effets du bruit sur la fonction reproductrice. L e bruit diminue l'apport de sang g au placenta, qui assure la nutrition du fœtus. Différentes anomalies et mal- ¿ formations des os observées sur des fœtus d'animaux ont été attribuées à une 3 perturbation de l'équilibre hormonal maternel due au bruit. "JJ

Conséquences psychologiques et sociales. L e bruit cond i t ionne notre h u m e u r , notre état d'esprit et n o s g o û t s . Il influe d e toute é v i d e n c e sur notre sociabilité et notre réceptivité aux besoins d'autrui. A l'Université du Hampshire, on a constaté que les passants étaient plus nombreux à s'arrêter pour porter secours à une per­sonne apparemment blessée dans une rue calme que dans une rue bruyante. L e psychosociologue Charles Korte et son équipe ont étudié 2 567 cas aux Pays-Bas et constaté que les gens se montraient plus volontiers serviables dans les zones calmes que dans le vacarme de la circulation. Des enquêtes menées dans l'industrie ont également révélé chez les ouvriers habituellement exposés à u n bruit intense les manifestations suivantes : troubles nerveux marqués, nausées, migraines, instabilité, irritabilité, sautes d'humeur et anxiété. U n médecin allemand, le D r Gerd Jansen, a constaté que les conflits d'ordre social étaient plus fréquents, dans la vie privée c o m m e dans l'entreprise, chez ceux des ouvriers d'une aciérie qui travaillaient dans les secteurs les plus bruyants de l'usine.

U n e souffrance psychique imputable au bruit a également été observée chez les enfants. Elle est nettement plus intense que la souffrance éprouvée par les adultes. David Krantz, Gary Evans, D a n Stokols et Sheldon Cohen ont récemment étudié les aptitudes mentales des écoliers qui habitent au-dessous du couloir aérien de l'aéroport international de Los Angeles. Par rapport aux autres jeunes de la ville, ils ont constaté que ces enfants étaient plus souvent distraits et plus prompts à abandonner par découragement une tâche difficile26.

Technologie et pollution

Si l'irritation causée par le bruit est attestée depuis la plus haute antiquité, la pollution sonore en tant que telle est une émanation de l'époque industrielle, u n produit de la société urbaine. O n le trouve surtout là où la prolifération techno­logique a transformé le paysage, où le vrombissement des machines et le fracas de l'acier couvrent le bourdonnement des abeilles et le pépiement des oiseaux, où le calme idyllique de la campagne a fait place à un dédale bruyant de cheminées d'usine et de tours d'habitation. L'horreur de tels tableaux de bien des romantiques écorchait la sensibilité : on connaît l'hostilité éloquente de William Blake envers « les noires usines sataniques ». Plus tard, c'est T h o m a s Hardy qui se lamente 201

'3 sur la disparition de la vie pastorale : finie l'époque enchanteresse d'êtres simples g c o m m e Tess et Jude. Et l'horreur ressentie par Dickens devant la fumée qui f-, s'échappe interminablement des cheminées d'usine et la méprisable philosophie "§ utilitariste qui asservit l ' h o m m e à la machine est présente dans Hard tintes (Les J temps difficiles), où l'auteur traduit avec réalisme la répulsion que lui inspire son 3 époque27 : u Tous les matins, à cinq heures pile,

_g II faut se lever, quitte à en crever. ^ L a vie est dure pour l'ouvrier, m ' a m o u r

L a vie est dure pour l'ouvrier.

Tous les matins à six heures pile, Cette maudite cloche nous rendra fous ! La vie est dure pour l'ouvrier, m ' a m o u r , L a vie est dure pour l'ouvrier à la fabrique...

A l'époque déjà, la recherche du silence et de la paix était une vaine poursuite, aussi illusoire que la quête du saint Graal.

Mais n'est-il pas pour le moins paradoxal que la technologie, qui fut la source de multiples améliorations apportées à la vie de l ' h o m m e , soit aujourd'hui syno­n y m e de pollution, cette plaie de l'ère industrielle ? Prenons, par exemple, les États-Unis d'Amérique : leur prospérité enviable est due pour une bonne part à leur suprématie technologique incontestée depuis le début des années 1850, mais alors que leurs habitants représentent à peu près 6 % de la population mondiale, ils contribuent pour largement plus de 50 % à la pollution mondiale !

Les sources du bruit

N o s foyers s'ornent d'un parc impressionnant d'appareils ménagers et autres : aspirateurs, mélangeurs, batteurs, couteaux électriques, lave-vaisselle, tondeuses à gazon, que sais-je encore ? Certes, ils nous facilitent la vie, mais ils nous écor-chent aussi les oreilles des plaintes stridentes et des grondements énervants qu'ils émettent en nous aidant dans nos tâches quotidiennes. Vient s'ajouter à cette torture constante le ronronnement gênant qui émane en permanence des gros climatiseurs.

Les immeubles d'habitation modernes obéissent à une conception « fonction­nelle » de l'architecture. Par comparaison avec les spacieuses maisons anciennes à la construction massive, aux pièces vastes, aux plafonds hauts, aux lourdes portes et au mobilier absorbant les bruits, les maisons modernes donnent une impression de légèreté. Cloisons minces, portes à â m e creuse, construction peu soignée et absence d'isolation acoustique, elles ressemblent à des maisons de poupées en carton. M ê m e le bruit des chasses d'eau et de l'intimité familiale sont à peine étouffés, de sorte qu'on a pu parler à juste titre, à propos des habitations modernes, d'insalubrité acoustique.

Les chantiers de construction sont un aspect important de la vie urbaine qui témoigne du développement d'une cité. L e bruit des gros engins de terrassement, concasseurs, riveteuses pneumatiques, marteaux-piqueurs et autres monstres mécaniques familiers emplit les grandes villes, et finit par apporter une contri­bution non négligeable au bruit de fond.

Les automobiles, camions et motocyclettes nous écorchent les oreilles et nous usent les nerfs. L e grincement des freins a provoqué des palpitations chez plus d'un, et les pots d'échappement en mauvais état sont aussi éprouvants pour le

202 conducteur que pour l'infortuné passant. Produite en série pour la première fois

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3

u

par Henry Ford vers 19öS, l'automobile a permis une acceleration spectaculaire ^ des transports, pour le bien évident de l'humanité. L e salarié américain m o y e n a § pu facilement se payer une voiture dès les années 20 et l'Européen m o y e n , dans les v

années 50. Aujourd'hui, l'industrie automobile compte parmi les principales o branches d'activité des pays riches et prend rapidement de l'importance dans les . | pays en développement. L e bruit de la circulation vient en tête dans la liste des y bruits qui dérangent les gens tant chez eux qu'à leur travail, à l'intérieur que dehors, g en milieu rural qu'en milieu urbain28.

L'avion est une autre source importante de bruit, lui aussi d'origine récente. 5

C e n'est qu'après la seconde guerre mondiale que l'aviation civile a pris de l'im- J portance sur le plan commercial. « L e bruit des aéronefs au voisinage des aéroports est depuis des années une nuisance et son existence représente pour la société un coût réel qui n'a jamais été équitablement répercuté sur les transporteurs aériens, pas plus qu'on n'a fait payer aux pollueurs le juste coût de nombreuses autres 5 pollutions29. » Malgré les progrès réalisés sur le plan acoustique dans la concep- a tion des réacteurs, la modification des procédures de vol et les améliorations apportées par les bureaux d'étude, le bruit des avions continue à poser un pro­blème, à une époque où les voyages aériens intéressent de plus en plus de gens pressés et où le nombre des avions se multiplie. ^

U n type de bruit d'apparition plus récente traumatise maintenant l'oreille humaine : il s'agit du bang sonique produit par les avions qui passent le m u r du son. Il est capable, cela s'est vu, de briser des vitres, de tordre des châssis de fenêtre métalliques et de provoquer des éboulements.

L'entrée dans l'ère de la communication a exercé sur nos existences une influence vivifiante, mais elle a aussi été indirectement un instrument de pollution sonore. D'abord avec le cinéma, puis avec la radio, la télévision, et, plus récem­ment, avec le transistor et le magnétophone à cassettes, cette véritable révolution a eu pour effet d'exposer des millions d'individus à des niveaux de bruit non négli­geables, jusque dans le plus modeste des logements. Dans beaucoup de pays du Tiers M o n d e , les transistors et les magnétophones à cassettes sont à la portée de tous et font désormais partie des biens essentiels. Les chansons et le bruit qu'ils déversent à pleine puissance ont sur les auditeurs des effets similaires à ceux de la musique rock.

Vers une réglementation efficace

Les niveaux de pollution sonore se sont considérablement élevés ces dernières décennies. E n I955> les États-Unis d'Amérique avaient résolu de renverser la vapeur, mais leurs efforts ont été vains. Cette évolution inquiétante se trouve amplement confirmée par une étude approfondie qu'une commission groupant des représentants d'une dizaine d'institutions a réalisée sur le thème « L e bruit, ce son inutile ». Sa principale conclusion : « L e problème du bruit dans notre envi­ronnement a pris des proportions telles qu'il s'agit désormais d'une question d'importance nationale et d'intérêt général30. »

U n e évolution inquiétante du m ê m e ordre a été constatée dans d'autres pays industrialisés. « L a vie en Grande-Bretagne est de plus en plus bruyante... E n 1948 le bruit de la circulation ne dérangeait pratiquement pas les Londoniens. Aujour­d'hui, il vient pour eux en tête de liste des nuisances31. »

L e spectre de la pollution sonore se faisant plus menaçant, de nombreux pays ont élaboré des codes visant à limiter le bruit dans les zones industrielles, c o m m e r ­ciales et résidentielles. L e R o y a u m e - U n i a adopté sa première loi antibruit — Noise Abatement Act — en i960. A peu près à la m ê m e époque l'Union soviétique lançait

une « campagne contre le bruit ». Les Allemands de l'Ouest n'instituèrent pas moins de huit catégories de limites acoustiques. A titre d'incitation spéciale, ils allèrent m ê m e jusqu'à offrir des conditions préférentielles et des facilités de crédit aux industriels conscients d u problème du bruit qui accepteraient d'insonoriser des machines acquises avant l'imposition de ces limites. E n France, une sonnaille trop bruyante exposait le paysan à une lourde amende. Ailleurs, par exemple dans beaucoup de pays d'Amérique du Sud et d'Asie, nombre de commissions ou groupes d'experts officiels élaboraient les premières législations nationales anti­bruit. Les États-Unis d'Amérique sont restés à l'avant-garde de la croisade contre la pollution sonore.

Les législations élaborées par les différents pays sont très voisines et les valeurs considérées c o m m e sans danger dans un pays sont à peu de choses près admises pour telles dans un autre. Les limites admissibles d'exposition au bruit dans le travail qui sont fixées aux États-Unis par la loi de 1970 sur la sécurité et l'hygiène du travail — Occupational Safety and Health Act ( O S H A ) — sont pratiquement celles qui figurent dans les législations d'autres pays. L ' O H S A stipule que, pour une exposition quotidienne de huit heures, l'intensité ne doit pas dépasser 90 dB(A) ; pour une durée d'exposition moindre, le niveau sonore peut être plus élevé. Plus précisément, la loi impose des aménagements administratifs ou tech­niques partout où l'exposition au bruit excède 90 dB(A) pendant huit heures par jour, 95 dB(A) pendant quatre heures par jour, ou 100 dB(A) pendant deux heures par jour. L e tableau 1 indique le temps d'exposition admissible aux différents niveaux sonores38.

T A B L E A U I. Exposition au bruit admissible selon ¡'Occupational Safety and Health Act ( O S H A )

Durée quotidienne (en heures)

8 6

4 3 2

1 1-

2 1 1

2 1 - ou moins

Niveau sonore [en dB(A)]

90

92

95 97

ICO

102

105

IIO

"5 4

Les niveaux sonores maximaux recommandés pour les habitations par la commis­sion britannique chargée du problème du bruit rejoignaient dans l'ensemble les estimations analogues d'autres pays. L a commission britannique a spécifié que les niveaux sonores indiqués au tableau 2, différents pour le jour et pour la nuit, ne doivent pas être dépassés pendant plus de 10 % du temps.

Les pays qui se préoccupent du bruit cherchent aussi à faire en sorte que le bruit de la circulation n'excède pas 85 à 90 dB(A).

O n se représente mieux les niveaux de bruit considérés c o m m e tolerables ou

T A B L E A U 2. Niveaux sonores admissibles à l'intérieur des habitations e

X) Niveaux, exprimés en dB(A) à ne pas dépasser pendant plus de 10 % du temps g

Situation Jour Nuit

Zones rurales 40 30

Zones suburbaines 45 35 o Zones urbaines d'intense activité 50o 35 H

p a. De nombreux pays considèrent que le niveau sonore dans les zones urbaines d'intense activité

ne devrait pas dépasser 45 dB(A).

i

73

V

a M 93

•3 C

au contraire dangereux si l'on sait ce que signifie le décibel ou unité de puissance a sonore. L e bruit le plus faible détectable par l'oreille humaine est évalué à un ¿ décibel. L a chute d'une épingle produit environ 6 décibels et le son d'une conver- '3 sation normale, mesuré juste devant la bouche, représente approximativement 60 décibels. •-}

U n son de 80 d B est une gêne pour l'oreille humaine ; à partir de 90 à 95 d B , il peut constituer un danger pour la santé, mais déjà à 80 d B en exposition cons­tante, des études d'hygiène du travail font état de pertes auditives. U n e explosion de 160 d B peut rendre complètement sourd.

Beaucoup d'appareils électro-ménagers et d'instruments employés dans la vie moderne font un bruit qui dépasse largement le seuil de la gêne (80 d B ) . U n mixer produit 93 d B , un marteau-piqueur ou un compresseur, 95, une tondeuse à gazon plus de 95, un moteur hors-bord bruyant 102, un métier à tisser 106, et une riveteuse 110. U n jet au décollage vrombit ses 150 d B . Les moteurs de fusée utilisés dans l'industrie spatiale émettent un rugissement qui mesure encore 110 d B à une distance de 16 k m .

Pour ne rien arranger, un laxisme généralisé semble caractériser l'attitude des autorités chargées de limiter le bruit. E n Californie, une loi limite à 88 dB(A) le bruit des véhicules sur les routes, mais elle est si mollement appliquée qu'un haut fonctionnaire de la police de Los Angeles a avoué qu'il n'en connaissait m ê m e pas l'existence33. N e w York aussi a un problème. « L e problème se complique du fait que la municipalité n'a pas compétence directe pour agir en ce qui concerne le bruit causé par les véhicules à moteur (qui relèvent de l'État), les aéronefs (qui relèvent de la Federal Aviation Administration) ou m ê m e le métro new-yorkais (qui relève de la Transit Authority)34. »

Les experts — juristes et spécialistes de l'environnement — ont abondamment dénoncé l'incurable impuissance des lois et des règlements à limiter le bruit. Ils affirment que, bien que de plus en plus nombreuses, les lois antibruit n'ont guère d'efficacité face à ce qui devient rapidement l'un des plus gros problèmes de pollution. Quelques progrès

Il est encourageant de constater que les programmes visant à limiter le bruit occupent une place essentielle dans de nombreux plans de lutte contre la pollution. E n République fédérale d'Allemagne, les grands partis politiques font tous campagne en faveur de programmes antibruit. A u Royaume-Uni , le Trade Union Council (Conseil des syndicats) se bat pour que le bruit soit

g, attaqué à la source — tant il est vrai qu'il vaut m i e u x prévenir q u e guérir. D e s H efforts sont faits pour fabriquer des appareils, d u matériel et m ê m e des véhicules

d< automobiles moins bruyants. U n e tondeuse à gazon relativement silencieuse "§ r é c e m m e n t mise au point aux États-Unis d ' A m é r i q u e ne coûte que 15 dollars J de plus q u ' u n e tondeuse bruyante. U n prototype de camion silencieux a été «3 construit au R o y a u m e - U n i , mais le Ministère des transports a reporté à 1990 K l'obligation légale de rendre les camions moins bruyants36. Les compagnies

S aériennes et l'industrie aéronautique continuent également à investir des millions < de dollars dans la technologie antibruit, qui a déjà produit les réacteurs à fort taux

de dilution dont sont équipés la plupart des avions de ligne récents. Aussi encourageants que soient ces signes, la lutte antibruit reste u n e tâche

ardue et u n e entreprise coûteuse. D iminuer l'émission sonore de moitié n'abaisse le niveau sonore que de 3 d B , or u n e réduction d ' u n décibel augmente de 1 % le prix de revient d u matériel. O n voit donc qu'il n'est pas simple de réduire le bruit à sa source c o m m e le préconisent naïvement les partisans de la prévention. Et, pour ce qui est d'étouffer les bruits d'avions, l'industrie aéronautique affirme que les ressources de la « b a n q u e technologique » sont pratiquement épuisées et q u e toute réduction supplémentaire d u bruit impliquerait u n e augmentation é n o r m e de la consommat ion de kérosène36. L a conclusion n'est pas difficile à tirer.

Il est néanmoins rassurant q u e l ' h o m m e c o m m e n c e à prendre conscience de la m e n a c e q u e constitue la pollution sonore et à adopter des mesures correctrices. Voir l'ampleur d u danger est déjà u n e façon de réagir individuellement et collec­tivement. N u l ne saurait m i e u x dire en la matière que le pape Pie X I I qui, lançant u n appel depuis le Vatican en 1956, s'exprimait en ces termes : « Évitons le bruit inutile. L e silence n'est pas seulement bénéfique à la santé mentale, à l'équilibre nerveux et au travail intellectuel, il aide aussi l ' h o m m e à donner à sa vie profondeur et spiritualité... C'est dans le silence que la voix mystérieuse de D i e u se fait le m i e u x entendre. »

Sachons garder u n m o n d e vivable. Contemplons l'existence. •

Notes

1. Editorial, New York Times, 13 septembre 1859, p. 4. 2. « Pollution control », Encyclopaedia Britannica, p. 749-756, Encyclopaedia Britannica

Inc., 1975. 3. Environmental problems — Principles, readings and comments, p. 234, Dubuque,

W . Mason, G . Folkerts, W . Brown Company, 1973.

4. S. Rosen, « Noise control », Encyclopaedia Americana, p. 400-402, Denbury, Grolier Inc., 1983.

5. N . Rockefeller, Our environment can be saved, N e w York, Doubleday & Company, Inc., 1970.

6. J. Willott et Shao-Ming L u , « Noise induced hearing loss, can alter neural coding and increase excitability in the central nervous system », Science, n° 216, 1982, p. 1331 et 1332.

7. J. Mecklin, « It's time to turn down all that noise », Fortune, vol. 91, n° 10, 1969, p. I30-I33> 188, 190, 195.

8. L . Hodges, Environmental pollution, p. 112-124, N e w York, Holt, Rinehart and Winston, Inc., 1973.

9. W . Burns, Noise and man, 2 e éd., Londres, John Murray Ltd., 1973. 10. D . White, « Britain gets noisier », Psychology today, vol. 15, n° 10,1981, p. 45 et 46. n . R . Liebich et P . Ostergaard, « Industrial noise pollution, Part 1. T h e nature and

extent of the problem », Mechanical engineering, vol. 103, n° 7, 1981, p. 34-46. 206 12. Rockefeller, op. cit.

13- Hodges, op. cit. 14. Liebich, op. cit. 15. Potter, C . Jokel et J. Potter, « Control of noise exposure in foundry and metal

casting industries », Sound and vibration, vol. 17, n° 5, 1983, p. 14-18. 16. S. Cohen, « Sound effects on behaviour », Psychology today, vol. 15, n° 10, 1981,

P- 38-39, 4i-42> 44, 48-17. Rockefeller, op. cit. 18. White, op. cit. 19. Rockefeller, op. cit. 20. S. Rosen, « Noise hearing and cardiovascular function », Physiological effects of noise,

N e w York, Plenum Press, 1970. 21. J. Raloff, « Airport noise linked with heart disease », Science news, n° 123, 1983,

p. 294. 22. E . Peterson, J. Augenstein, D . Tanis, et D . Augenstein, « Noise raises blood pressure

without impairing auditory sensitivity », Science, n° 211, 1981, p. 1450-1452. 23. Willot, op. cit. 24. Mecklin, op. cit. 25. M . Khurshed Husain, « Noise pollution », Proceedings of Symposium on traffic

Hazards and Noise Pollution, p. 20 et 21, Karachi, Association of Scientists and Scientific Professions, 1982.

26. Cohen, op. cit. 27. Extrait d'une complainte en vogue chez les ouvriers de la bonneterie vers 1890. 28. « Noise pollution », Encyclopaedia of environmental science, 2 e éd., p. 482-489,

New York, McGraw-Hill Company, 1980. 29. Hodges, op. cit. 30. Mecklin, op. cit. 31. White, op. cit. 32. « Noise pollution », op. cit. 33. Mecklin, op. cit. 34. Ibid. 35. White, op. cit. 36. R . Peters, « Quieter jets n o w a flight of fancy », Engineers austral, vol. 55, n° 3,

1983, p. 19 et 20.

DEUX NOUVEAUX DICTIONNAIRES DE

Yvan Venev

Docteur de l'Université de Paris-5, Docteur de l'Université de Moscou ; Agrégé et Licencié de l'Université de Sofia, Assistant-Documenta­liste à l ' U N E S C O

1. DICTIONNAIRE DES DOMAINES DE L'UNESCO

Education/Sciences sociales/Culture et Communication Anglais-Français-Russe-Bulgare (environ 4 000 expressions) - X I X + 230 pages 240 F

2. DICTIONNAIRE FRANÇAIS DE L'INFORMATIQUE ET DES SCIENCES

Anglais-Français-Russe (1 499 expressions) - X I V + 72 pages 140 F

Les deux ouvrages sont préfacés par André Martinet Professeur et Directeur d'Etudes à l'Ecole Pratique des Hautes Etudes, Paris, Ancien Professeur à l'Université de A n n Arbor, Michi­gan, U S A

A u début des deux ouvrages sont groupées les appréciations très positives sur les dictionnaires précédents de l'Auteur par : Jean Piaget, Professeur à L'Université de Genève ; Jean Halperin, Chef de la Division Linguistique, Nations-Unies, Genève ; Etienne Wolff, de l'Académie française ; François de Labriolle, Professeur de Russe, Vice-Président de l ' INALCO, Paris ; Léon Robel, Professeur de Russe et de Théorie de la Traduction ; H . Rouanet, Directeur de recherches au C N R S ; B . Vauquois, Directeur du Centre d'Etudes sur la Traduction automatique, C N R S , Grenoble.

ECONÓMICA 49, rue Héricart, 75015 Paris, tél. 578 12 92

Quelle est la perte d'acuité auditive résultant de l'exposition aux bruits quotidiens , n et sur les lieux de travail ? Quelle est la dégradation de notre faculté de ~~-communication verbale ? Enfin quels sont les critères à prendre en considération JJ* pour limiter l'exposition au bruit ambiant et au bruit sur les lieux de travail ? Un ° spécialiste traite de ces questions à la lumière de recherches récentes. ^

43

Bruit et baisses d'audition : quelle est la limite tolerable?

Karl D . Kryter

8 •Q

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Spécialiste de l'acoustique physiologique et psychologique et de l'audition, l'auteur fait partie du personnel scientifique d'un grand institut de recherche californien et a été président de VAcoustical Society of America et de la Society of Engineering Psychologists. Il est l'auteur de T h e effects of noise on m a n (1970, 2e éd. 1985). On peut le joindre au Bioengineering Research Center, SRI International, Menlo Park CA 94025 (États-Unis d'Amérique).

v Introduction

I Avec l'avènement des machines, outils et véhicules à moteur, les baisses d'audition

5 provoquées par le bruit sont devenues un mal courant et non négligeable. Encore U que cela ne soit pas généralement reconnu, le bruit altère plus ou moins l'ouïe

de presque tout le m o n d e dans les sociétés modernes. Les atteintes à la sensibilité auditive dues au bruit, ou aux sons intenses en général, sont un phénomène insi­dieux en ce qu'elles sont ordinairement indolores et se manifestent très progressi­vement au fil des années d'exposition. Elles constituent un grave handicap lors­qu'elles passent d'un degré modéré à un degré plus fort parce qu'elles font obstacle à une communication efficace par la parole et par l'échange d'autres signaux auditifs qui jouent u n rôle important dans la vie professionnelle et sociale. O n sait combien le fait d'être « dur d'oreille » influe négativement sur la qualité de la vie et la santé mentale.

Les recherches poursuivies depuis une quarantaine d'années ont produit des données et des méthodes qui permettent de définir les relations quantitatives existant entre l'exposition aux sons et aux bruits, les d o m m a g e s causés par ceux-ci aux cellules réceptrices de l'oreille (dommages mesurés par leurs effets sur le seuil d'audition) et la communication verbale. A l'heure actuelle, les décisions médicales et politico-juridiques relatives à l'évaluation et à la maîtrise du bruit sur les lieux de travail c o m m e dans l'environnement quotidien peuvent se fonder sur une information scientifique raisonnablement solide quant aux d o m m a g e s causés à l'ouïe par l'exposition au bruit.

Audition « normale » et bruit quotidien

L a capacité de l'oreille de percevoir les sons se mesure normalement d'après la pression acoustique minimale d'un son pur audible dans le silence1. Pour u n indi­vidu donné, cette pression acoustique comparée à celle perceptible par l'oreille « moyenne » d'une population de sujets âgés de 20 ans, normaux du point de vue auditif, est appelée seuil d'audition (SA) et s'exprime en décibels (dB). U n e élé­vation irréversible du S A par rapport à la normale ou par rapport à une norme secondaire est appelée, lorsqu'elle est due à l'exposition au bruit, modification permanente de seuil induite par le bruit ( M P S I B ) . L a « dose » de bruit subie se calcule normalement par sommation de l'énergie sonore présente dans une journée de travail de huit heures (ou son équivalent) sur l'ensemble des années d'exposition.

L e spectre du bruit comporte une pondération selon la fréquence (« pondéra­tion A ») pour tenir compte du fait que les fréquences sonores moyennes et les hautes fréquences sont généralement plus dommageables pour l'oreille que les basses fréquences. L a pression acoustique s'exprime en unités d'intensité pondérée par la fréquence (soit L A en d B , ou d B A ) , L A eq 8 h étant l'énergie équivalente moyenne par seconde calculée sur 8 heures (la journée de travail normale), et L A eq 24 h celle qui est calculée sur la journée de 24 heures.

Les baisses de l'ouïe s'évaluent ordinairement d'après la moyenne des seuils d'audition à 500,1 000 et 2 000 H z (et plus récemment à 1 000 ,2 000 et 3 000 H z ) . O n utilise parfois aussi la valeur du seuil d'audition à 4 000 H z , qui fournit une mesure relativement plus fine de l'acuité auditive. Les fonctions représentées sur la figure 1 correspondent respectivement : aux données concernant un vaste échantillon aléatoire, non trié, de la population des États-Unis d'Amérique2 ; aux résultats moyens de 11 études du seuil d'audition de populations de sociétés industrielles après élimination des sujets atteints de maladies de l'oreille (et prin-

210 cipalement de l'oreille moyenne) ou exposés à des bruits de tir ou autres bruits

_ _ _ Rosen et al. et Bergman

Robinson et Sutton

U S P H S , Rowland

F I G . I. Courbes lissées d u seuil d'audition testé pour différentes fréquences, en fonction de l'âge. L e paramètre est le centile (le 10e , le 50 e , le 90e) de la population distribuée selon le seuil d'audition. Les données de Rosen et al. correspondent à une population saine et non exposée au bruit ; celles de Robinson et Sutton à des groupes de population triés de sociétés industrialisées exposées à des bruits intenses et souffrant de maladies de l'oreille ; et celles de Rowland à des groupes de population de sociétés industrialisées non triés — c'est-à-dire dont n'ont pas été écartés les sujets présentant des anomalies auditives ou exposés à des bruits intenses. (Voir les notes 3 à 6.)

intenses'-4 ; et à un échantillon d'une population (les M a b a a n , vivant dans la partie orientale du Tchad) exempte de maladies auditives et cardio-vasculaires et non exposée à des niveaux sonores importants sur ses lieux de travail ou de vie6'*.

Dans la figure 2, établie d'après la figure 1, on s'est efforcé d'indiquer l'incidence approximative, sur l'acuité auditive du vieillissement (presbyacousie), des sons et bruits de la vie quotidienne (socioacousie) et de la maladie (nosoacousie)*. E n ce qui concerne cette figure, le rôle de la nosoacousie a été délimité c o m m e suit : premièrement, les baisses d'audition d'origine neurosensorielle consécutives à l'exposition au bruit ont fait l'objet d'une quantification spéciale à part (mesure de la M P S I B imputable au bruit de la journée de travail et à la socioacousie). Deuxiè­m e m e n t , on a exclu les déficiences résultant de maladies de l'oreille moyenne en écartant, lors des études, les sujets atteints. O n peut présumer que les effets de nosoacousie distingués dans la figure 2 sont le résultat de désordres systémiques généraux, de nature sans doute essentiellement cardiovasculaire5.

A u sens où nous l'entendons ici, la nosoacousie pourrait être définie c o m m e la presbyacousie excessive ou additionnelle des sociétés industrialisées (représentée sur la figure 3). Il semble que, typiquement, L A eq 24 h soit d'environ 70 d B A chez les femmes qui ne travaillent pas à l'extérieur et de 75 d B A chez les h o m m e s 7 . Les bruits de la vie quotidienne ayant — en raison de l'intermittence qui paraît être leur caractéristique temporelle — un moindre effet sur l'audition, il est impossible de convertir avec exactitude en L A eq 8 h les niveaux d'exposition à ces bruits (mesurés à l'aide d'un dosimètre). Toutefois, on estime en première approxi­mation que les doses de bruit en L A eq 24 h qui sont indiquées sur la figure 3 équivalent à des doses de bruit continu en L A eq 8 h augmentées de 5 d B . C o m m e on le montrera plus loin, ces niveaux d'exposition au bruit (équivalant, en bruit sur le lieu de travail mesuré en L A eq 8 h/50 ans, à 70 d B pour les femmes et 75 d B pour les h o m m e s ) provoquent sans doute en une vie une élévation du seuil d'audition (à 4 000 H z ) d'environ 5 d B chez les femmes et 9 d B chez les h o m m e s .

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H o m m e s : presbyacousie, socioacousie et nosoacousie

Société industrialisée

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H o m m e s ou femmes : presbyacousie pure (sur la base de données relatives à une société non exposée au bruit et exempte de maladies)

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20 30 40 50 60 70

© Femmes : presbyacousie, socioacousie et nosoacousie

Société industrialisée

20 30 40 50 60 70 Âge (en années)

® Socioacousie plus nosoacousie — hommes

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212

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© Socioacousie plus nosoacousie — femmes

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® Nosoacousie 4 000 Hz

Femmes ,

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Age (en années).

© Socioacousie* 4 000 Hz

Femmes

Hommes

20 30 50 60 70 Age (en années)

MPSIB (socioacousie) á l'âge de 70 ans: prédictions pour une Intensité sonore de "Bruits quotidiens" de 80 d B A pour les h o m m e s et de 75 d B A pour les femmes.

F I G . 2. Gravité en d B , des presbyacousies, socioacousies et nosoacousies typiques dans les sociétés industrialisées et de la presbyacousie pure dans une société non exposée à des bruits intenses et exempte de maladies. Les courbes correspondent au 50 e centile de chaque population. (Voir la note 6.)

F I G . 3. Distribution de la population d'une ville japonaise (Sendai) selon le niveau d'exposition aux bruits quotidiens, par journée de 24 heures, mesuré au moyen de dosimètres acoustiques portés par les sujets. (Voir la note 7.)

Baisse d'audition due au bruit industriel

Les modifications du seuil d'audition en fonction du niveau de bruit industriel constant, en L A eq 8 h ou de son équivalent sont relativement bien connues8"11.

O n a indiqué sur la figure 4 les seuils d'audition (SA) comparés a) de travailleurs exempts d'affections auditives exposés aux bruits industriels et d'une population également saine sur le plan auditif mais non exposée à ces bruits et b) de travailleurs triés selon les m ê m e s critères et de la population des États-Unis d'Amérique en général. Les écarts entre le S A des populations de référence et ceux des popula­tions exposées au bruit correspondent évidemment à la M P S I B . L e fait que les M P S I B à attendre de différents niveaux d'exposition au bruit soient sensiblement les m ê m e s dans les deux cas, c o m m e l'indiquent différentes études effectuées dans plusieurs pays, tend à démontrer la validité des conclusions formulées sur la M P S I B .

Il ressort de la figure 4 que le niveau de bruit constant (équivalant à un certain d o m m a g e auditif) induisant une M P S I B mesurable chez un sujet travaillant 8 heures par jour pendant 50 ans se situe aux alentours de 70 d B A pour un seuil d'audition mesuré à 4 000 H z , et de 83 d B A pour les seuils moyens mesurés à 500, 1 000 et 2 000 H z . Fait non moins important pour l'évaluation des effets d o m m a ­geables du bruit, c'est la population tout entière qui, à un niveau donné d'expo­sition au bruit, connaît une certaine M P S I B — m ê m e si celle-ci est légèrement plus élevée dans les centiles supérieurs (sujets dont l'ouïe est moins fine). Les d o m m a g e s (ou M P S I B ) que l'exposition au bruit induit chez les personnes ayant une bonne audition sont en principe moins gênants pour ces personnes dans la vie quotidienne que la m ê m e M P S I B résultant d'une m ê m e exposition au bruit le serait pour des personnes entendant moins bien (c'est-à-dire ayant un seuil d'audition plus élevé).

O n remarquera que, dans la figure 4, l'exposition au bruit est désignée par l'abréviation N D , signifiant « niveau de d o m m a g e ». L e niveau de d o m m a g e équivalant à différents niveaux de bruit, exprimés en d B A , et différentes durées d'exposition se calcule à l'aide de la formule suivante// :

N D = L A — 20 log10(T — r) — 1 0 log10(5o/Y),

L A étant le niveau de pression acoustique pondéré en fonction de A et exprimé en d B A , t la durée en secondes de L A pendant une journée typique, et T une durée nominale de 28 000 secondes (8 heures).

Total

Ouvriers

F e m m e s au foyer

Étudiants

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60 70 Exposition aux bruits quotidiens

80 90 Leq(24) db(A)

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/ 50 ans N D

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Hommes et femmes Moyenne pour 0,5,1,2 kHz

-10 10 20 30 40 50 60 70

F I G . 4. Centiles de population en fonction du seuil d'audition, pour des populations triées ne comprenant pas les sujets atteints d'affections de l'oreille (graphiques de gauche) et pour des populations non triées (graphiques de droite). L e paramètre est le « niveau de d o m m a g e ». (Voir la note 11.)

214

E n cas de bruits d'intensités différentes :

N D = S N D A l _ n

S dénotant la sommation des quantités d'énergie acoustique, et i — n les différents niveaux d'intensité sonore, + 2,5 d B .

Burns et Robinson avaient élaboré antérieurement une méthode analogue de dosage du bruit8'10, en désignant la dose de bruit par « E A » (soit l'énergie pondérée en fonction de A ) . L e N D se distingue de P E A essentiellement par la manière dont est prise en compte l'exposition à des bruits intermittents et d'intensité variable au cours d'une journée de huit heures11.

Mesure du handicap auditif induit

Dans la pratique, le handicap auditif est davantage lié à la perte de la capacité de communiquer par la parole qu'aux modifications du seuil d'audition des « sons purs »12. L a figure 5 montre quelques-unes des relations générales existant entre le seuil d'audition des sons purs, l'intelligibilité de la parole et le pourcentage estimé de handicap auditif dans la communication verbale quotidienne. Ces mesures des baisses d'audition et handicaps auditifs peuvent également être interprétées du point de vue de leur incidence sur le comportement social13-20.

0 = •?

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Moyenne des seuils d'audition â 500,1 000 et 2 000 Hz

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Moyenne des seuils d'audition à 1 000,2 000 et 3 000 Hz

FlG. 5. Relations entre le seuil d'audition (moyennes pour 500, 1 000 et 2 000 H z et 1 000, 2 000 et 3 000 H z ) et l'intelligibilité de la parole calculée selon l'indice d'articulation (IA), d'une part, et le pourcentage estimé de handicap dans la compréhension des conversations quotidiennes, d'autre part. L'intensité d'émission de la parole a été mesurée à 1 mètre du locuteur. (Voir la note n . )

Quelle est la limite tolerable?

Les fonctions représentées sur les figures 2, 4 et 6 donnent des informations quan­titatives sur la relation de cause à effet entre le niveau de bruit subi et le d o m m a g e auditif induit en termes de modifications du seuil d'audition des sons purs. L a figure 6 représente le pourcentage estimé d'altération de la communication verbale qui en résulte. Ces graphiques font apparaître ce qui suit : Dans les sociétés industrialisées, les sons et bruits quotidiens modifient de 5 d B

chez les femmes et de 10 d B chez les h o m m e s , pour une durée de vie typique, le seuil d'audition à 4 000 H z . Ces modifications équivalent à peu près à celles qu'on peut attendre de l'exposition, 8 heures par jour pendant 50 ans, à un bruit industriel constant d'une intensité égale à environ 75 à 80 d B A .

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' SA moyen pour 0,5,1 et 2 kHz - SA moyen pour 1,2et3kHz-10dB.

F I G . 6. Sur cette figure ont été portés, en fonction de l'exposition a u bruit exprimée e n niveau de d o m m a g e (équivalent L A de bruit constant, 8 heures par jour pendant 5 0 ans) : a) le pourcentage approximatif d e la population triée — e x e m p t e d e maladies de l'oreille (ordonnée de gauche) — et le pourcentage de la population générale — dont n'ont pas été éliminés les sujets atteints d e maladies de l'oreille o u de socioacousie (ordonnée d e droite) — ayant u n seuil d'audition égal o u supérieur à u n chiffre d o n n é et u n handicap égal o u supérieur à u n e valeur d o n n é e en ce qui concerne la compréhens ion d e paroles émises dans le silence a u niveau sonore de la conversation ; b) l'augmentation approximative en pourcentage de la population (triée o u n o n triée) présentant ces caractéristiques. L e s paramètres sont le seuil d'audition et le pourcentage de handicap dans la compréhens ion de la parole. (Voir note 11.)

216

Il semble que, typiquement, l'acuité auditive à 4 000 H z , dans les sociétés indus­trialisées, diminue d'environ 5 d B chez la f e m m e et de 15 à 10 d B chez l 'homme, au cours de leur existence, sous l'effet de la maladie (nosoacousie).

Il apparaît en outre que l'acuité auditive à 4 000 H z diminue au cours de l'existence d'environ 14 d B chez les sujets typiques, h o m m e s ou femmes, par l'effet du vieillissement (presbyacousie pure).

Dans les sociétés industrialisées, les gens travaillant 8 heures par jour pendant environ 50 ans dans un environnement soumis à des bruits industriels d'une intensité de 70 d B A (LA eq 8 h/50 ans, 70 dB) voient leur seuil d'audition à 4 000 H z s'élever de 2 à 5 d B , outre l'élévation imputable à la socioacousie, à la nosoacousie et à la presbyacousie typiques.

U n niveau de bruit d'environ 83 d B A (LA eq 8 h/50 ans, 83 dB) sur les lieux

de travail augmente de 15 % le nombre des personnes qui, dans les populations exposées, verront leur seuil d'audition moyen pour 500, 1 000 et 2 000 H z dépasser 25 d B et souffriront d'un handicap supérieur à 20 % dans la compréhen­sion des communications verbales.

E n dernière analyse, le choix d'un critère ou de critères pour déterminer ce qu'il faut considérer c o m m e un d o m m a g e auditif« tolerable » implique des jugements d'ordre à la fois social et médical. Ces jugements doivent tenir compte des coûts financiers et humains et des problèmes sociaux liés à la maîtrise ainsi qu'à la compensation des dommages auditifs qu'il cause. •

Notes

1. Zéro normal de référence pour l'étalonnage des audiomètres à so?is purs, Genève, Organisation internationale de normalisation, 1975 (Publ. ISO-389, Acoustique).

2. M . Rowland, Basic data on hearing levels of adults 25-74 years, United States, 1971-197St Washington, Department of Health, Education and Welfare, 1980 (Public Health Service, series n , n° 215).

3. D . W . Robinson et G . J. Sutton, A comparative analysis of data on the relation of pure-tone audiometric thresholds to age, Teddington, National Physical Laboratory, 1978 (Publ. A C 84).

4. M . S. Shipton, Tables relating pure-tone audiometric threshold to age, Teddington, National Physical Laboratory, 1979 (Publ. A C 94).

5. S. Rosen et al., « Presbycusis study of a relatively noise-free population in the Sudan », Trans. Amer. Otol. Soc, vol. 50, 1962, p. 131.

6. K . D . Kryter, « Presbycusis, sociocusis and nosocusis », J. Acoust. Soc. Am., vol. 73, J983 ; p. 1897 j A d d e n d u m and erratum, op. cit., vol. 74, 1983) p. 1907.

7. T . Nimura et S. K o n o , « Personal noise exposure and estimation of population distribution by L eq (24) », Proc. 10th International Congr. Acoust., vol. C 2-7, juillet 1980.

8. W . Burns et D . W . Robinson, Hearing and noise in industry, Londres, H M S O , 1970. 9. D . W . Robinson, The relationships between hearing loss and noise exposure, Teddington,

National Physical Laboratory, 1968 (Publ. A C 32). 10. D . W . Robinson et M . S. Shipton, Tables for the estimation of noise-induced hearing

loss, Teddington, National Physical Laboratory, r973 (Publ. A C 61, 2 e éd.). n . K . D . Kryter, Noise : physiological, psychological and social effects, N e w York et

Londres, Academic Press, 1984. 12. D . Harris, « Pure-tone acuity and the intelligibility of everyday speech »,

J. Amer. Acoust. Soc, vol. 37, 1965, p. 824. 13. R . L . Kell. J. C . G . Pearson, W . I. Acton et W . Taylor, dans : D . W . Robinson

(dir. publ.), Occupational hearing loss, Londres, Academic Press, 1971. 14. K . D . Kryter, C . Williams et D . M . Green, « Auditory acuity and the perception

of speech », J. Acost. Soc. Amer., vol. 34, 1962, p. 1217. 15. K . D . Kryter, « Hearing Impairment for Speech », Arch. Otolaryngol., vol. 77,

1963, p. 598. 16. , « Impairment to hearing from exposure to noise », J. Amer. Acoust. Soc,

vol. 53, I973> P- I2I3-17. J. J. Kusniarz, « Hearing loss and speech intelligibility in noise », Proc Int. Congr.

on Noise as a Public Health Problem, Dubrovnik, 1973. 18. E . Nett, L . G . Doorfler et J. Matthews, The relationship between audiological measures

and actual social-psychological-vocational-disability, Washington, Office of Vocational Rehabilitation ; Pittsburgh, University of Pittsburg, n.d. (Project SP-167).

19. W . H . Noble, Assessment of impaired hearing, a critique and a new method, N e w York, Academic Press, 1978.

20. A . H . Suter, The ability of mildly hearing-impaired individuals to discriminate speech in noise, Washington, Environmental Protection Agency, 1978. (Publ. E P A 550/9-78-100).

D e u x réunions internationales consacrées à la télédétection

Certains lecteurs peuvent être intéressés par les

résultats de deux réunions internationales sur les

données obtenues par la télédétection du milieu

et de ses ressources.

La première de ces réunions, Integration of

Remote Sensed Data in Geographic Information

Systems for Processing of Global Resources

Information, s'est tenue à Washington, D.C.,

du 29 au 31 mai.

La seconde, International Conference on

Advanced Technology for Monitoring and

Processing Global Environmental Information,

est prévue à V Université de Londres du 9

au 13 septembre.

Pour tout renseignement concernant les actes

des conférences (publication préliminaire,

60 dollars; texte imprimé après les réunions,

75 dollars), prière de s'adresser à M ™ Nancy

Shiffman, SES Inc., P.O. Box 2697, Springfield,

VA 22151 (États-Unis d'Amérique), ou

téléphoner au 331-703-644-9472.

La musique, généralement considérée comme un « signal » agréable de notre environnement immédiat, peut brutaliser notre oreille, agresser notre organisme et se transformer en une nuisance sociale intolérable. Dans cet article, un spécialiste de la mesure de la pollution par le bruit évoque quelques aspects physiologiques et psychologiques de cette nuisance et indique comment nous pouvons nous protéger, individuellement et collectivement, du bruit excessif de certaines activités de loisir.

Le bruit des activités de loisir Alan D . Wallis

Diplômé de V Université de Brunei, M . Dudley Wallis (puisqu'il préfère utiliser son deuxième prénom) a fait partie de l'orchestre de la Royal Air Force ; il a aussi pratiqué le moto-cross. Consultant spécialiste du bruit auprès de la British National Jazz Federation et de VAmerican Motocyclist Association, il a, en outre, trouvé le temps de beaucoup écrire sur la plupart des aspects du « bruit des loisirs ». / / est actuellement ingénieur principal chargé des études chez Cirrus Research Limited, 1-2 York Place, Scarborough Y O n 2NP (Royaume-Uni), téléphone +44723-372441.

a Introduction • «

Parmi les divers bruits qui polluent notre vie quotidienne, le vacarme produit par H certaines activités de loisir se distingue uniquement par le fait que c'est un bruit « volontaire. E n effet, ceux qui vont écouter des concerts de rock ou pratiquent un

"*" sport moto ou le tir à la carabine le font pour le plaisir. L e bruit est pour eux, sinon la principale raison de s'adonner à cette activité, du moins l'un de ses grands attraits.

O n s'accorde généralement à reconnaître qu'un bruit trop intense est nuisible. Au-delà d'un certain seuil, de l'ordre de 85 d B A , il risque de provoquer une alté­ration de l'audition. E n deçà, il trouble le sommeil de celui qui le subit, gêne sa concentration et, de façon générale, le met de mauvaise humeur . L e bruit se définit traditionnellement c o m m e un son désagréable, mais un son produit par une m ê m e source sera « désirable » pour ceux qui participent à l'activité en cause et « indésirable » pour ne pas dire plus pour toute autre personne.

L'oreille

Pendant de nombreuses années, on a cru que l'oreille n'était rien d'autre qu'un « microphone » qui envoie des messages au cerveau, lequel analyse les fréquences sonores et interprète le signal reçu. Ainsi, en cas de perte auditive, il suffirait, pour retrouver une audition normale, d'amplifier, d'une manière ou d'une autre, le son qui parvient à l'oreille. Cette solution, qui est celle de l'appareil acoustique usuel, peut compenser une perte de sensibilité auditive faible à modérée. Depuis vingt ans, ces appareils ne cessent de se perfectionner : système intégré de correc­tion de la réponse en fréquence, g a m m e dynamique variable, caractéristiques directionnelles pour faciliter la séparation des sources, etc. Malgré sa complexité, la technologie ne résout toutefois pas le problème le plus fréquent, qui est la diffi­culté d'isoler un son au milieu de nombreux autres — pour suivre une conversation dans le bruit ambiant d'une réception, par exemple, ou pour écouter ce qui se dit dans une langue alors qu'une autre est parlée en m ê m e temps.

E n effet, ce n'est pas de l'insuffisance du volume sonore que se plaignent le plus souvent ceux qui deviennent « durs d'oreille ». Ils disent plutôt à leurs interlo­cuteurs : « Articule ! Je ne comprends pas ce que tu dis. » O u bien : « Baisse la radio quand tu m e parles. » C e qui témoigne d'une diminution de leur capacité de résolution ou de discrimination entre des sons complexes. Aussi est-on fondé à penser que l'oreille n'est sans doute pas qu'un simple microphone, c o m m e on l'a cru pendant longtemps.

Les recherches sur le mécanisme de l'audition ont permis d'élaborer un nouveau modèle du système interne de l'oreille1. Pour en faciliter la compréhension, rap­pelons d'abord brièvement c o m m e n t l'oreille fonctionne.

L e son entre dans l'oreille et fait vibrer le tympan. Dans la caisse du tympan, les vibrations se transmettent par la chaîne des osselets de l'oreille moyenne aux deux compartiments remplis de liquide de la cochlée, conduit en spirale (d'où son autre n o m de « limaçon ») où se trouve l'organe de l'audition. Cet organe est fait de quelque 15 000 cellules ciliées qui convertissent les vibrations en impulsions électriques, lesquelles sont ensuite transmises au cerveau. N o u s allons voir que ce sont ces cellules ciliées qui, par une forme de rétroaction positive, « filtrent » les sons.

Selon le nouveau modèle proposé, la cochlée est l'organe d'alimentation de toute une série de filtres à bande très étroite qui laissent passer des fréquences

220 allant des plus basses qui soient perceptibles pour l'oreille humaine (environ 20 H z ,

soit 20 cycles par seconde) aux plus élevées (20 000 H z ) . Naturellement, c o m m e dans n'importe quel filtre acoustique, la pente aux frontières est finie, de sorte que des signaux très intenses de fréquence légèrement différente seront transmis en m ê m e temps que la « fréquence centrale ». L a rapidité de la pente de coupure de ces filtres est de plusieurs centaines de dB/octave — ce qui leur permet de soutenir la comparaison avec les meilleurs filtres électroniques disponibles. Ainsi, chaque filtre n'est excité que par sa fréquence spécifique, sauf en présence d'un signal voisin très puissant, qui l'excite aussi partiellement.

Seuils de perception et perte auditive

Pour avoir une idée du fonctionnement de ces filtres, on peut se représenter — encore que l'analogie ne soit pas parfaite — un instrument à vent, une flûte par exemple. Lorsque le flûtiste souffle dans l'instrument, la turbulence produit un « bruit blanc » qui contient toutes les fréquences. C e sont les doigts du flûtiste qui sélectionnent une certaine fréquence en faisant résonner le tube pour produire le son. E n un sens, on peut considérer que l'oreille comporte un très grand nombre de filtres en parallèle, dont chacun est stimulé par une fréquence spécifique. L a position de ces filtres dans la cochlée a été repérée et vérifiée expérimentalement2.

Lorsque l'audition c o m m e n c e à s'altérer, on pourrait croire que c'est le « gain » de ces filtres, c'est-à-dire le signal qui parvient au cerveau pour un stimulus externe donné, qui diminue. Mais ce n'est manifestement pas ainsi que les choses se passent. E n réalité, la netteté des limites de chaque filtre s'émousse et la bande des fréquences qui l'activent s'élargit. Simultanément, la sensibilité baisse. Toutefois, l'oreille fonctionne sur une base logarithmique ; de plus, l'ouïe — c o m m e la vue — comporte, dans une certaine mesure, un mécanisme de compensation du niveau de perception. Ainsi, lorsqu'il y a perte auditive due à u n bruit trop intense, chaque filtre s'élargit progressivement et sa bande passante chevauche de plus en plus celle de ses voisins, cependant qu'au début la baisse de la perception est très faible, voire nulle.

Certains indices permettent de penser que ce phénomène est la première étape d'une perte auditive due à un bruit trop intense. Il peut s'écouler de nombreuses années avant que l'audiogramme du sujet, c'est-à-dire sa capacité d'entendre des sons purs faibles, se modifie ; mais, bien avant, il se plaindra de ne pas entendre distinctement.

Il semble bien, d'après des recherches récentes, que l'audiométrie limitée aux sons purs ne soit pas aussi utile qu'on le pensait pour dépister les risques de perte auditive consécutive à un traumatisme présent ou passé. U n e nouvelle technique, qui fait appel à u n filtre électronique externe à « peigne » relié à un ordinateur3, semble plus prometteuse à cet égard, ce qui est particulièrement intéressant pour notre propos.

Comment fcure entendre raison aux jeunes ?

D a n s le cas du bruit d'origine industrielle, la plupart des États ont adopté des lois ou des codes de conduite qui limitent l'exposition des travailleurs au bruit. Néanmoins, rares sont ceux qui disposent d'une législation réellement contrai­gnante, et encore plus rares ceux qui l'appliquent dans toute sa rigueur. Bien qu'on puisse le déplorer, cet état de fait ne relève pas de notre étude, car la vic­time a toujours le recours d'intenter une action en dommages-intérêts contre son employeur ou de se protéger d u bruit, soit en changeant d'emploi, soit en portant un casque spécial. Mais, dans le cas du bruit provoqué par les activités de loisir,

g il n'y a pas de recours : c'est la victime elle-même qui est l'auteur du préjudice. ¿ Sur le plan des principes, c'est une forme d'automutilation. U n e forme subtile,

• sans doute, mais, par la simple pratique d'une activité bruyante, le sujet augmente a lentement mais sûrement le risque de d o m m a g e auditif auquel il s'expose pour ^ l'avenir.

Quelle est donc la situation actuelle ? C'est d'abord la jeunesse qui est menacée. E n effet, tous les divertissements bruyants (courses de motos, concerts de rock, walkman, discothèques) intéressent surtout les moins de trente ans. C'est moins vrai du tir à la carabine, encore qu'il y ait parmi les adeptes de ce sport une forte proportion de jeunes.

L a responsabilité et la maturité étant l'apanage de l'âge, les jeunes restent le plus souvent sourds aux appels à la raison. C'est d'autant plus probable qu'on s'attaque, en l'occurrence, à leurs passe-temps favoris ; ils ont alors beau jeu de traiter leurs aînés de « rabat-joie » et de les accuser de vouloir les empêcher de s'amuser.

Il faut donc essayer d'empêcher les jeunes de participer à des activités qui leur sont nuisibles sans restreindre indûment leur liberté personnelle. Cette recherche d'un m o y e n terme se retrouve à propos de beaucoup d'activités dange­reuses, telles que l'alpinisme ou le vol libre. Toutefois, dans ce genre de sports, le risque est immédiat et il est mortel. L e bruit de tel ou tel divertissement, en revanche, n'a jamais tué personne ; il s'agit de prévenir une perte auditive qui se produira peut-être vingt ans plus tard. Voilà qui est difficile à expliquer à u n jeune h o m m e de dix-huit ans qui veut simplement écouter de la musique, surtout lorsque son audiogramme ne présente aucun signe de modification.

Les nuisances sonores

Les victimes des effets extérieurs de divertissements bruyants sont nombreuses : tous ceux qui habitent près d'un c h a m p de tir, ou au voisinage d'une discothèque assourdissante, ou encore non loin du lieu choisi pour u n concert de rock. Il n'est pas question, dans ces différents cas, de risque de perte auditive, mais simplement de nuisance sonore. Cette forme de pollution se distingue des autres en ce que le bruit poursuit ses victimes partout et jusque dans leur chambre à coucher, et qu'il est impossible d'y échapper. Lorsque cette nuisance est due à la proximité d'un aéroport ou d'un chantier, elle a au moins certaines justifications pra­tiques. Mais lorsqu'elle résulte du divertissement d'autrui, la victime voit seu­lement que quelqu'un s'amuse à ses dépens. D ' o ù une rancœur qui grossit le problème.

Certains individus sont plus sensibles au bruit que d'autres. E n d'autres termes, leur tolérance au bruit est faible tout c o m m e d'autres supportent mal la violence, ou telle ou telle odeur. Il en est qui se plaignent constamment du bruit, si minime soit-il ; pour ceux-là, seule la cessation totale du son qui les gêne sera satisfaisante. Mais la plupart des gens tolèrent un certain bruit extérieur s'il ne perturbe pas leurs propres activités (leur sommeil par exemple). Dans ces conditions, l'organi­sateur d'un concert de rock aura avantage à avertir les habitants du quartier : ceux-ci supporteront mieux le bruit et il s'exposera à moins de réclamations.

E n effet, une personne avertie a l'impression de participer davantage à l'activité en cause et est donc moins encline à se plaindre. E n outre, quelques explications préalables sur le bruit auquel il faut s'attendre ont souvent pour effet, semble-t-il, d'élever le seuil de gêne. Les organisateurs de spectacles ont tendance à croire qu'ils ne peuvent faire plus pour le bien c o m m u n que de prévenir les réclamations

222 éventuelles ; mais ils se trompent. Leur autre objectif doit être de « désensibiliser »

au m a x i m u m les voisins d u bruit. Pour ce faire, il faut non seulement les avertir mais établir avec eux une communication satisfaisante. L'enjeu est beaucoup plus important que celui d'une simple opération de relations publiques.

U n bruit modéré, en effet, ne provoque pas directement de lésion physique. Des problèmes tels que l'insomnie, l'irritabilité ou l'incapacité de se concentrer sont tous d'origine mentale. Ainsi, nous supportons tous mieux le bruit que font nos propres enfants que le chahut des enfants des autres. C'est pourquoi, en désen­sibilisant, si peu que ce soit, les gens au bruit, on fait vraiment œuvre utile puis­qu'on accroît leur bien-être.

Les « bons » bruits et les autres

Toutes les activités de loisir bruyantes ont, outre leur caractère bruyant et déli­béré, beaucoup de points en c o m m u n . Il ne s'agit certes pas ici de rédiger u n traité sur la lutte antibruit, ni d'entreprendre une étude sociologique de l'organisa­tion des loisirs, mais nous s o m m e s inévitablement amenés à formuler certaines critiques à l'égard des ordonnateurs des plaisirs d u temps libre.

Les organisateurs de divertissements bruyants ont notamment ceci de c o m m u n qu'ils sont incapables de comprendre que leur activité est antisociale ou, dans le meilleur des cas, déraisonnable. C e sont souvent des organismes philanthropiques, ou des amateurs, en ce sens qu'ils ne sont pas m u s uniquement par la recherche du profit, ce qui semble entraîner, chez eux, u n certain m a n q u e de lucidité sur le chapitre du bruit. Ces gens, parfaitement raisonnables et m ê m e dignes d'éloges, qui pratiquent ou organisent depuis des années telle ou telle activité, deviennent totalement déraisonnables dès qu'il s'agit du bruit. C e n'est pas qu'ils bravent délibérément la raison : ils manifestent simplement une volonté instinctive de pro­téger à tout prix leur passe-temps favori.

C'est ainsi que, dans une petite ville de province, la population s'était plainte au secrétaire du club de tir d u bruit émanant d'un tir aux pigeons d'argile en plein air. Malgré le caractère raisonnable de la démarche des habitants d u quartier — qui devaient supporter ce bruit jusqu'à la tombée de la nuit deux fois par semaine — et les exhortations du conseil communal , le secrétaire et le comité du club durcirent leur attitude de façon déraisonnable. Ils allèrent jusqu'à refuser d'envisager de limiter les heures de tir. O r , à la m ê m e époque, le m ê m e secrétaire avait signé une pétition demandant la fermeture du circuit de stock-car voisin de son domicile à cause du tintamarre qui en résultait. Lorsqu'on lui fit remarquer cette anomalie, il se justifia en disant que le tir à la carabine était, à la différence du stock-car, u n « bon » sport. N'importe quel observateur extérieur impartial serait fondé à juger une telle attitude malhonnête. L a vérité est que, m ê m e après qu'un tribunal eut souligné l'inconséquence de sa position, le secrétaire ne comprit toujours pas en quoi il se montrait déraisonnable.

Qui doit légiférer ?

Cet exemple extrême d'une attitude assez fréquente incline à penser que, lorsqu'il s'agit de divertissements, s'en remettre à la bonne volonté et au bon sens de ceux qui sont à l'origine de nuisances sonores est par trop aléatoire. Il faut au moins une réglementation extérieure (code de conduite, loi ou autre texte prévoyant des sanctions, etc.) pour amener les auteurs d u bruit à se conduire d'une façon que le reste de la population considère c o m m e « raisonnable ».

Par ailleurs, si des organismes nationaux ou internationaux de réglementation des activités de loisir pouvaient être persuadés de prescrire une limitation d u

bruit pour protéger à la fois la santé des populations et l'environnement, ils auraient peut-être plus de poids que l'opinion publique ou les pressions locales.

Par exemple, on peut imaginer que, pour organiser telle manifestation, il faille l'autorisation d'une instance nationale. Si cette autorisation s'appuie, en ce qui concerne le niveau de bruit admissible, sur des règles justes, claires et rigoureuses, et que la manifestation ne puisse se dérouler qu'en la présence d'un observateur de l'instance nationale en question, ce sera déjà un grand progrès.

Ceux qui pratiquent ou organisent des activités de loisir bruyantes ont aussi tendance à interpréter toute demande de réduction du niveau sonore (si courtoise soit-elle) c o m m e une critique de leur activité. C'est là une réaction particulière­ment difficile à contrer, surtout s'il s'agit d'une minorité politique ou ethnique. E n effet, toute discussion, m ê m e technique, du niveau sonore extérieur tend à se transformer en défense de l'organisation qui est à l'origine du bruit. C e m o d e de défense est utilisé m ê m e lorsque les deux parties sont membres du m ê m e groupe minoritaire et, tout absurde qu'il soit, il est difficile à contrer par une argumenta­tion rationnelle. D e ce fait, les autorités ont tendance à se montrer plus indul­gentes envers les groupes minoritaires lorsqu'il s'agit de bruit, créant ainsi des précédents qui sont invoqués par d'autres groupes. L e résultat, c'est que les niveaux sonores augmentent et que tout le m o n d e en pâtit, ceux qui participent aux activités bruyantes c o m m e les voisins.

La science du bruit

L e bruit se mesure en d B (décibels), unité logarithmique qui permet de comprimer la g a m m e des pressions acoustiques — qui varient dans une proportion de ioo mil­lions à i en une échelle plus maniable de o à 140 d B . L e décibel utilisé pour la mesure des niveaux sonores entraînant une altération de l'audition et de la pollu­tion par le bruit est fondé sur l'échelle « A » (d'où l'abréviation « d B A »), approxi­mation grossière, mais internationalement acceptée, des capacités de l'oreille humaine (voir p. 220).

L e problème est que, les décibels mesurant la pression, leur nombre varie sans cesse. Par exemple, dans un bureau, le bruit ambiant est de l'ordre de 40 d B A ; mais dès que quelqu'un parle, le niveau sonore peut monter à 75 d B A . Toute valeur intermédiaire peut être enregistrée instantanément. C'est pourquoi les acousticiens reconnaissent qu'une mesure statistique s'impose, qui permette de décrire le bruit dans la durée. Ainsi, on pourrait mesurer les niveaux sonores minimaux et maximaux, le niveau médian, le niveau le plus fréquent ou le niveau moyen . Il y a en fait autant de façons de mesurer le bruit statistique qu'on peut en imaginer.

Dans la pratique, deux méthodes statistiques dominent, ayant chacune son utilité, selon lesquelles le bruit s'exprime dans u n cas en L ^ et dans l'autre en L e Q . L N est en fait une série d'indices et se définit c o m m e le niveau sonore dépassé pendant N pour cent du temps. Ainsi, L 1 0 , l'indice le plus souvent utilisé, est le niveau sonore en d B A dépassé pendant 10 pour cent du temps.

LIOJ L 5 0 et L 9 0 sont très utilisés à des fins de contrôle de l'aménagement d'une installation, en particulier lorsqu'il s'agit d'établir une relation entre le bruit dans la zone considérée et le type d'activités qui y est autorisé. Malheureusement, aucun de ces indices ne peut être mesuré directement ; il faut toujours effectuer un grand nombre de mesures, à partir desquelles on calculera L N . L a notion de L N étant difficile à saisir, le non-spécialiste est toujours désavantagé lorsqu'il se trouve en conflit avec les autorités compétentes.

L e q , qui est techniquement le « niveau de bruit continu équivalent », est l'inté-

grale du niveau sonore sur une période de temps, soit, en pratique, simplement le niveau moyen.

Mesure des niveaux sonores

L'illustration 5 représente l'appareil qu'on utilise généralement pour mesurer L e a et, c o m m e on le voit, il ne diffère pas d'un sonomètre normal. E n l'occurrence, il s'agit d'un sonomètre capable d'indiquer des moyennes. L'indice L e q présente en effet plusieurs avantages. Premièrement, il peut être mesuré par u n appareil unique. Deuxièmement, il correspond à une notion de « moyenne » facile à appréhender. Troisièmement, il est assez répandu et utilisé sur le plan inter­national. Enfin, étant en relation avec l'énergie sonore réelle, il a une bonne base mathématique.

Quels en sont, maintenant, les inconvénients ? Étant une moyenne, L e q n'in­dique ni le niveau sonore maximal, ni le niveau minimal. Aussi est-il souvent employé en association avec une limite instantanée maximale. Par exemple, on peut prévoir, lors de l'aménagement d'un circuit pour épreuves de vitesse, un L e ( l de 60 d B A en u n certain point, mais sous réserve d'un niveau maximal — qui pourrait être défini c o m m e L t — de 75 d B A .

Dans l'organisation des activités de loisir, ces définitions sont importantes, et m ê m e essentielles, pour la compréhension du problème. Par exemple, le conseil communal ne saurait imposer pour telle activité une limite de 90 d B A . C e ne serait pas réaliste car, dans ce cas, n'importe quel son, si bref soit-il, dépassant cette intensité constituerait une infraction.

Dans un festival de rock, si quelqu'un mettait accidentellement la sonorisation à plein volume, le bouton du potentiomètre de réglage étant mal positionné, le niveau sonore serait insupportable jusqu'à ce que l'effet de l'erreur de manipu­lation se soit dissipé, mais ce serait l'affaire d'une seconde ou deux. Il en irait de m ê m e sur un stade équipé d'une sono : répercuté par les haut-parleurs, le coup de pistolet donnant le départ de la course dépasserait la limite de bruit fixée par les autorités locales. Par conséquent, toute discussion intelligente des mesures à prendre pour limiter le bruit doit reposer sur l'emploi des paramètres L N et L e q .

Après avoir examiné les points c o m m u n s de différents types de divertissements bruyants, nous allons maintenant nous attacher à leurs différences. Pour cela, nous les passerons en revue l'un après l'autre en commençant par celui que la majorité considère c o m m e le plus gênant : la moto.

Les sports moto

D e tous les divertissements bruyants mis en accusation dans la presse, c'est le moto-cross qui est le plus souvent mcriminé. Bien à tort car, en ce qui concerne la moto, la pollution sonore, de loin la plus importante, est celle que causent les jeunes faisant pétarader leur engin dans les rues. Pour une raison obscure qui n'est pas étrangère à l'idée qu'ils se font de la virilité, les jeunes gens ont un senti­ment d'importance accru lorsqu'ils font du bruit. E n général, ces jeunes motards ne font pas de la moto un sport, mais, les journalistes étant mal informés, ce sont les sports moto qui font figure d'accusé.

Ces sports — qu'il s'agisse de course sur circuit, de moto-cross, de trial, d'enduro ou d'épreuves de vitesse — sont tous regroupés au sein d'une association nationale qui délivre une licence aux adhérents. Toutes les associations nationales sont affiliées à la Fédération internationale motocycliste ( F I M ) , dont le siège est à Genève. L a F I M fixe les nórmela respecter dans les compétitions internationales

g et, de ce fait, nationales. D e tous les sports moto, le trial et l'enduro sont les plus ¡̂ voyants, car ils se pratiquent sur route. L'enduro est à la moto ce que les rallyes

• sont à l'automobile alors que, dans le trial, la vitesse n'entre pas en ligne de compte. a Dans les deux cas, tous les participants doivent se conformer aux règlements ^ locaux concernant la circulation sur la voie publique, y compris les dispositions

relatives du bruit. Ainsi, la limitation du bruit devrait relever d'un simple contrôle de police.

Par définition, les courses sur circuit ont lieu sur des parcours aménagés et font généralement l'objet d'un règlement dans le cadre de cet aménagement. Quant au moto-cross, avec ses différentes spécialités, il se pratique en tout-terrain, prés, landes, plages, etc.

E n règle générale, c o m m e dans la plupart des pays ces épreuves n'ont lieu qu'une fois par an, par exemple, l'aménagement n'intervient pas. Les seules contraintes à respecter sont donc celles de la F I M et des associations nationales. Celles-ci sont souvent conscientes du préjudice que risquent de leur causer des plaintes relatives au bruit ; aux États-Unis d'Amérique, par exemple, l'American Motocyclist Association ( A M A ) distribue à ses adhérents u n autocollant portant la mise en garde suivante : « Des décibels en trop et adieu la moto ! » Dans certains pays, toutefois il y a loin de la théorie à la pratique.

Les deux sons de cloche

L a seule façon de réduire le bruit est d'en limiter la production à la source, c'est-à-dire sur la moto. L a F I M suggère une méthode à cet effet. Les associations natio­nales ont leur propre règlement — l ' A M A faisant figure de pionnier dans ce domaine. Mais que se passe-t-il lorsque le favori de l'épreuve se présente sur une moto beaucoup plus bruyante que ce qui est toléré ? Dans certains pays, il n'a pas le droit de courir. Dans d'autres, les organisateurs n'ont pas le courage de le disqualifier et... laissent courir. Ainsi, le niveau sonore reste élevé et c'est le sport qui risque d'être perdant.

O n dit que, pour le public, le bruit fait partie du spectacle. C'est là un argument absurde et pernicieux. Si les motos étaient totalement silencieuses, il est vrai que quelque chose manquerait à la fête, mais le niveau sonore des courses actuelles demeure encore si élevé, après plus de dix ans de lutte contre le bruit, que les spectateurs en sortent avec des bourdonnements d'oreille. E n outre, le non-initié ne comprend pas u n traître mot de ce que disent les haut-parleurs dans le bruit ambiant et, de ce fait, n'est pas tenté de renouveler l'expérience. Ainsi, le bruit est directement préjudiciable au sport car il limite le nombre des spectateurs.

Pour les concurrents et, dans une certaine mesure, pour les « officiels », le vacarme est vraiment nocif. Sur la ligne de départ, m ê m e lorsqu'il s'agit d'une modeste course locale, le niveau sonore lorsque les concurrents démarrent est de l'ordre de 115 d B A , ce qui est nettement supérieur au seuil de d o m m a g e auditif. Malgré leur casque, les coureurs sont soumis pendant des périodes prolongées à des niveaux sonores supérieurs à 90 d B A , ce qui altère leur système auditif et accentue la fatigue. O r il ne serait pas difficile de réduire ces niveaux sonores, et le faible handicap de poids qui résulterait du dispositif dont les motos devraient être équipées serait le m ê m e pour tous les concurrents. Il ne m a n q u e que la volonté de lutter contre le bruit.

Les clubs de tir

Les problèmes sont les m ê m e s dans le cas des clubs de tir : d'une part, pollution de l'environnement extérieur par le bruit et, d'autre part, détérioration de l'ouïe des participants. Il est impossible, dans la pratique, d'équiper de silencieux les armes utilisées dans ce sport, de sorte que les tireurs doivent se protéger les oreilles. L a plupart des clubs conseillent ou imposent désormais à leurs adhérents le port d 'un casque antibruit. Mais il est difficile de se protéger du bruit extérieur. L a plus grande partie du bruit des détonations se propage en cône dans le sens du tir. Toutefois, la différence d'intensité sonore entre l'avant et l'arrière n'est pas très grande, de sorte que, si l'on peut réduire quelque peu le bruit en orientant conve­nablement le tir — sachant que les objets solides réverbèrent le son par réflexion — la seule solution vraiment efficace consiste à limiter les heures de tir ou à déplacer le champ de tir.

Malheureusement, les clubs sont rarement coopératifs à cet égard, et il faut recourir aux voies légales pour les amener à la raison. E n outre, certains groupes de pression (telle la National Rifle Association aux États-Unis d'Amérique) veulent faire croire parfois qu'ils défendent leurs « droits », alors m ê m e qu'ils sont mani­festement des pollueurs. Ils semblent oublier que vingt personnes qui tirent en m ê m e temps peuvent en gêner plusieurs centaines d'autres.

Les concerts de rock

Dans le cas des concerts de rock, le rapport pollueurs/pollués est plus équilibré. E n effet, un grand concert peut attirer un public de 50 000 personnes, alors que 1' « empreinte » de bruit locale s'étendra au pire à 20 000 personnes. D e plus, c o m m e il s'agit de produire un bruit « contrôlé » — la musique — il est assez simple de concevoir une sonorisation telle que la musique ne soit pas audible hors du heu du festival, en installant les enceintes en hauteur et en les orientant vers le bas. Lorsqu'il s'agit d 'un énorme rassemblement, on les répartit en plusieurs groupes. Cela permet d'améliorer la qualité du son et, ainsi, d'en réduire légère­ment l'intensité.

Dans le public, le niveau sonore est généralement de l'ordre de 100 d B A , ce qui est nettement supérieur au seuil de danger. Chaque fois qu'on a tenté de réduire ce niveau, le public a réclamé qu'on augmente le volume. Il est incontestable que les participants — public et musiciens — malmènent leur système auditif; ils en sont d'ailleurs conscients, pour la plupart, mais cela ne change rien. L e seul élément qui joue en leur faveur est que, à intensité égale, un haut-parleur ne produit pas les m ê m e s bruits transitoires que les machines d'une usine. C'est pourquoi d'aucuns estiment que la musique est moins dangereuse que le bruit industriel; mais cela reste à démontrer.

Si le public et les artistes sont indifférents au bruit, qu'en est-il des techniciens ? Selon la plupart des législations, ils seraient sans doute en droit de réclamer une indemnité en cas de d o m m a g e auditif. Pour en avoir le cœur net, on a, lors du X X I I I e Festival annuel de rock de Reading, établi l'audiogramme d 'un nombre aussi élevé que possible de techniciens ayant à subir depuis longtemps ce type de bruit. A la surprise générale, il s'est révélé que leur audition n'était guère infé­rieure à celle d'un échantillon de population pris au hasard. U n autre test, effectué sur des techniciens de scène exposés chaque semaine à la musique rock, a donné des résultats très voisins ; leur audition était seulement un peu moins bonne que celle de l'échantillon témoin.

Cela ne signifie pas que l'audition ne soit pas affectée par le niveau sonore de la

a musique rock. L'effet le plus probable est l'altération de la capacité de filtróse ¡2 de l'oreille ; une élévation d u seuil d'audition n'apparaîtra qu'au bout d'une ving-

• taine d'années, et rares sont ceux qui, à l'heure actuelle, sont exposés depuis aussi a longtemps à ce genre de musique. ^ U n effet secondaire de la musique rock est une élévation temporaire d u seuil,

c'est-à-dire une surdité temporaire due au bruit — dont les techniciens ont géné­ralement fait état en plus de bourdonnements d'oreille — après quelques heures d'exposition aux niveaux sonores indiqués. Heureusement, la plupart des festivals ont u n but commercial, et les organisateurs doivent protéger leur réputation. N o m b r e d'entre eux sont donc prêts à de grands sacrifices pour avoir une bonne sonorisation, qui pollue le moins possible. Quant aux quelques festivals « sauvages », ou amateurs, généralement moins sérieux à cet égard, ils sont cause d'une certaine pollution par le bruit. Disons, pour donner une idée d u niveau sonore d 'un festival de rock, que la puissance utilisée peut aller jusqu'à 4 0 0 0 0 watts, soit environ 10 000 fois la puissance de sortie habituelle d'une chaîne hi-fi domestique.

Les walkman

Qui n'a vu les jeunes marcher dans la rue c o m m e dans u n rêve, le wa lkman sur les oreilles ? A la fin de 1983, la production totale de ces appareils dépassait 25 millions d'unités et leur utilisation est devenue dans le m o n d e entier u n sujet de préoccupation.

D a n s la petite ville de Woodbridge, N . J . (États-Unis d'Amérique), il est interdit d'en porter lorsqu'on conduit u n véhicule et les contrevenants s'exposent à une a m e n d e allant jusqu'à 50 dollars. Les walkman sont-ils vraiment dangereux ? Ils produisent, au niveau de l'oreille, de 90 à 100 d B A , certains pouvant m ê m e aller jusqu'à 105 d B A . Ils n'engendrent pas de pollution extérieure, et seul le porteur est directement affecté. Certains fabricants ont équipé leurs appareils d'un voyant lumineux qui s'allume lorsque le volume sonore atteint 90 d B — mais cette dis­suasion sera probablement aussi inefficace que la mise en garde figurant sur les paquets de cigarettes.

L e danger principal tient à l'inattention d u « walkmaniaque ». O n affirme — fort logiquement — que, lorsqu'il conduit, il risque de ne pas entendre les autres véhicules et, lorsqu'il traverse la rue, de ne pas entendre les voitures. Peut-être, mais le problème qui se pose est celui de savoir où s'arrête la liberté personnelle et où c o m m e n c e le bien c o m m u n . Seuls les h o m m e s politiques peuvent le résoudre ; les acousticiens ne sont pas compétents en la matière. Il est de fait que le niveau sonore à l'oreille produit par u n walkman n'est pas supérieur à celui d'une disco­thèque et que personne n'a jamais proposé sérieusement d'interdire les discothèques.

Les discothèques

Avec des niveaux sonores moyens supérieurs à 95 d B A , la discothèque n'est pas u n lieu à recommander aux personnes d'âge m û r . Si, pour les jeunes, le bruit semble être synonyme d'amusement ( c o m m e le montre le fait qu'ils fréquentent volontiers les « boîtes » les plus assourdissantes), il n'en va pas de m ê m e pour leurs aînés. E n général, les plus de trente-cinq ans préfèrent une musique moins bruyante. Aussi les risques d'altération de l'audition concernent-ils surtout les jeunes.

Les discothèques étant souvent ouvertes toutes les nuits, leur personnel court beaucoup plus de risques que les techniciens embauchés pour u n concert de rock. C'est pourquoi l'employeur avisé s'efforcera, pour réduire ces risques, d'assurer

228 une rotation de l'effectif entre les parties plus ou moins bruyantes d u local.

D e nombreux propriétaires de discothèques profitent du fait que leurs employés sont jeunes et ne restent pas longtemps dans la m ê m e place. Ainsi, le bruit change souvent de victimes. Bien que le niveau sonore se situe généralement autour de 95-100 d B A , un L e q supérieur à 120 d B A a été enregistré pour de courtes périodes dans une discothèque de Londres. Rien ne saurait justifier un tel niveau m ê m e si les clients le supportent ou le réclament.

Les discothèques sont également une source importante de pollution extérieure par le bruit. Pour des raisons commerciales évidentes, elles sont généralement situées près de zones résidentielles, et le bruit qui s'en échappe peut être très gênant. Il incombe par conséquent aux autorités locales de veiller à ce que soit établie, et strictement appliquée, une réglementation claire, reposant de préférence sur la mesure de L e a . Pour se conformer aux normes, les propriétaires des disco­thèques peuvent limiter la pollution sonore extérieure par une isolation phonique raisonnable et par une réduction du volume sonore à la source.

Une solution

L e contrôle idéal à la source est u n mécanisme qui c o m m e n c e par déclencher un signal lumineux à l'approche du seuil critique (pour avertir l'orchestre ou le dise-jockey), puis, si le bruit ne baisse pas, débranche automatiquement les amplificateurs. Ces dispositifs, qui s'inspirent des systèmes d'alarme industriels (illustration 6), sont de plus en plus utilisés partout dans le m o n d e . N o n seulement ils réduisent le bruit audible à l'extérieur des boîtes de nuit ou discothèques, mais ils limitent le niveau sonore maximal à l'intérieur, protégeant ainsi l'ouïe de tous. Il est d'ailleurs intéressant de noter que, si les orchestres ne les aiment pas (sous prétexte que leur présence est inhibante), les restaurants et boîtes de nuit qui les ont adoptés ont vu leur chiffre d'affaires augmenter. C o m m e le dit le propriétaire d'un de ces établissements : « A quoi bon inviter une f e m m e à dîner et à danser si l'on ne peut lui adresser la parole parce que la musique est assourdissante ? » A quoi bon, en effet ? •

Notes

1. E . F . Evans, Pathophysiology of the peripheral hearing mechanism, Londres, Academic Press, 1977.

2. A . G . Gibb et F . W . Smith (dir. publ.), « Recent advances in cochlear physiology », dans : Otolaryngology, vol. I, p. 105, Londres, Butterworth, 1982.

3. P . M . Marins et al, « A comb-filtered noise generator for use in auditory neurophysiological and psychophysical experiments », IEEE Transactions on Biomed. Engineering, vol. B M E - 2 9 , janvier 1979.

4. A . D . Wallis et R . Marks, « W h y reading rock is not an environmental disaster », Environmental health, avril 1983.

Centenaire, millénaire : de la médecine aux microprocesseurs

Tandis que le m o n d e c o m m é m o r e le centenaire de la naissance du père de la physique des quanta, le Danois Niels Bohr, une ville s'apprête à célébrer le millénaire de sa fondation et le huit-centième anniversaire du plus ancien centre d'enseignement de la médecine et de recherche médicale encore en activité. C'est Montpellier, ville du sud-ouest de la France, dans le département de l'Hérault.

E n 985, cette localité portait le n o m de M o n s Pistillarius et n'était qu'un petit fief de terres agricoles. Déjà situé au carrefour des civilisations chrétienne, juive et musulmane, Montpellier reçut peu après 1180 une charte lui donnant le droit d' « enseigner la médecine en toute liberté [...] sans craindre aucune entrave ». E n 1220, le Saint-Siège (qui était alors en Avignon) promulgua les statuts de l'institution qui allait devenir ce qui est aujourd'hui la plus ancienne école de médecine du m o n d e : les facultés de médecine et de pharmacie de l'Université de Montpellier.

L a région de Montpellier est devenue un centre de recherche-développement de pointe pour les applications de l'électronique — en l'occurrence le microprocesseur — à la médecine et à d'autres sciences. A la fin de l'année, Montpellier sera la première ville au m o n d e à être « câblée » par fibres optiques pour la télécommunication et le télétraitement des données. Aucune de ces nouvelles techniques n'aurait été possible sans l'apport décisif de Niels Bohr à la physique moderne.

Les lecteurs qui souhaiteraient être renseignés sur les manifestations organisées à l'occasion du millénaire de Montpellier peuvent s'adresser à M . Igor Barreré, Antenne Euromédecine, District de Montpellier, rue de la Spirale, Le Polygone, 34000 Montpellier (France); téléphone : 33-67 63-39.00; télex : D U A M F 490531F.

La lutte contre les sons et le bruit (son indésirable) et la réglementation en la matière exigent une approche concertée de la part de spécialistes et d'administrateurs représentant un grand nombre de milieux culturels et de systèmes politiques différents. Dans le présent article, un spécialiste mondial de la lutte contre le bruit explique comment, depuis la fin de la seconde guerre mondiale, la recherche et la coopération internationales dans le domaine des problèmes acoustiques ont été progressivement normalisées, même s'il reste encore beaucoup à faire dans l'avenir.

Coopération internationale en matière d'acoustique

Fritz Ingerslev

Fritz Ingerslev, docteur es sciences techniques, travaille au Laboratoire d'acoustique de l'Institut technique supérieur du Danemark, 2800 Lyngby (Danemark). Il a commencé sa carrière en tant qu'assistant de recherche dans ce même institut en 1936. Lauréat de plusieurs prix, Fritz Ingerslev s'est distingué par les travaux qu'il a réalisés dans divers domaines de l'acoustique. Il est président du Comité technique 43 « Acoustique » et du Sous-comité 1 « bruit », de l'Organisation internationale de normalisation ; il est aussi président de l'Institut international de la technologie du contrôle du bruit.

Introduction

L a coopération internationale entre chercheurs qui se spécialisent dans l'acous­tique a un double objectif: a) encourager la recherche dans ce domaine ; b) informer tous les intéressés des résultats bénéfiques qu'elle peut avoir pour la société dans son ensemble. Cette coopération s'est révélée extrêmement précieuse jusqu'à présent et le nombre des pays qui y participent augmente rapidement ; dans certains cas toutefois, les effectifs engagés — scientifiques et ingénieurs — — demeurent encore trop modestes. L e présent article a notamment pour but d'inciter les pays dont la participation est encore timide à jouer à l'avenir un rôle plus actif dans la recherche acoustique.

Acoustique et bruit

L'acoustique, cette branche de la physique qui traite du son et des ondes sonores, englobe également l'étude de la perception du son par l'oreille. Il s'agit d'un vaste domaine de recherche qui recouvre l'acoustique physique, physiologique et psychologique, l'acoustique vocale et l'acoustique musicale, les chocs et les vibrations, l'électro-acoustique, l'acoustique interne et l'acoustique architecturale, l'émission et Pimmission du bruit, les effets du bruit, l'urbanisme, enfin la mesure du bruit.

L a révolution industrielle qu'a entraînée la mécanisation de l'industrie, l'utili­sation d'un nombre croissant de machines de bureau et d'appareils ménagers de toutes sortes, l'énorme expansion du trafic aérien et terrestre au cours des vingt-cinq dernières années signifient que nous s o m m e s de plus en plus exposés au bruit depuis la seconde guerre mondiale. Pour des millions de personnes dans le m o n d e entier, bruit est donc synonyme d'irritation, de lésions auditives, d'impos­sibilité de s'isoler et d'insomnie.

L e bruit est insidieux, c'est u n poison : l'exposition quotidienne au bruit pendant de nombreuses années peut en fait être nuisible à la santé. Il est donc extrêmement important de créer u n environnement où la santé et le bien-être publics ne sont pas mis en danger par le bruit. C'est ce qui a amené les autorités de nombreux pays à comprendre que des mesures s'imposaient pour protéger la population contre les effets néfastes du bruit. Autrement dit, la pollution sonore ne devrait pas être acceptée c o m m e étant le résultat inévitable du progrès technologique.

L'intérêt croissant du public pour la protection de l'environnement pendant les années 60 s'est traduit par de nombreuses études sur le bruit si bien que nous avons aujourd'hui une bonne connaissance des problèmes qu'il pose et que, grâce aux multiples travaux de recherche et développement dans ce domaine, nous s o m m e s à m ê m e d'en résoudre beaucoup de manière satisfaisante. L'important aujourd'hui est de diffuser ces connaissances tout en poursuivant, bien entendu, les recherches. L'échange international de données est u n m o y e n extrêmement important de faire largement connaître les moyens d'atténuer le bruit et, partant, d'améliorer nos conditions de vie. N o u s allons donc étudier dans le présent article, dans la mesure où cela nous est possible, la coopération internationale relative aux problèmes du bruit.

Objectifs de la concertation internationale

L'instauration d'une coopération internationale dans le domaine de la recherche et de l'utilisation de ses résultats dans l'intérêt de la société se justifie par plusieurs raisons. Il est de toute évidence extrêmement utile de pouvoir suivre, au m o y e n

de réunions internationales, les progrès les plus récents de la recherche acoustique. C'est en discutant avec leurs collègues de sujets d'intérêt c o m m u n , en échangeant des informations et des données d'expérience que les chercheurs font avancer leurs travaux.

Les ingénieurs spécialisés dans la lutte contre le bruit veulent savoir ce qui se fait dans d'autres pays. U n pays ne peut à lui seul résoudre tous les problèmes, aussi est-il vital de mettre en c o m m u n les connaissances et l'expérience. L a mise en œuvre de programmes de lutte contre le bruit est une tâche d'une ampleur telle qu'il est indispensable de tirer profit des principes et des méthodes élaborés ailleurs.

U n m o y e n efficace de lutter contre le bruit est d'établir le niveau maximal admissible d'émission de bruit pour chaque source — aéronefs, véhicules à moteur, machines de divers types. Il est extrêmement important que ces niveaux fassent l'objet d'un accord international, notamment dans le cas de sources mobiles (aéronefs, véhicules à moteur) utilisées pour se déplacer d'un pays à un autre. Les ingénieurs spécialistes de la lutte contre le bruit et les responsables gouver­nementaux devraient participer à ces négociations et se donner pour but de fixer des niveaux maximaux de bruit admissibles.

U n e coopération internationale efficace dans les domaines de la science et de la technologie suppose l'harmonisation du langage. Dans le domaine de l'acous­tique, elle suppose en outre l'harmonisation des grandeurs et unités physiques (normes). Enfin, et ce n'est pas là le moins important, il est vital d'harmoniser aussi les méthodes de mesure.

A u cours des dix à quinze dernières années, le commerce international a pâti d'un m a n q u e d'harmonisation dans ces domaines. L e niveau maximal de bruit admissible pour tel ou tel type de machine variant selon les pays, il est évident que cette diversité entraîne pour les fabricants des difficultés considérables. O n est m ê m e allé jusqu'à dire qu'en fixant des niveaux maximaux admissibles sur leur territoire certains pays cherchaient à protéger la production nationale. Objectivement, rien ne justifie de telles mesures.

O n a entrepris d'harmoniser les mesures acoustiques il y a environ vingt-cinq ans, lorsqu'il est apparu que les méthodes utilisées étaient souvent très différentes. Des résultats importants ont déjà été obtenus, qui devraient nous encourager à aller plus loin dans cette voie.

Organisations internationales dans le domaine de l'acoustique

L a coopération internationale dans le domaine de l'acoustique s'est donc inten­sifiée rapidement depuis la seconde guerre mondiale. Elle porte sur trois domaines : la recherche, la technologie de la lutte contre le bruit et la normalisation. U n certain nombre d'organismes internationaux et quelques organisations régionales ont été créés. N o u s ne citerons que quelques organismes internationaux et nous n'en étudierons que trois en détail parmi les cinq mentionnés ci-après.

Commission internationale de l'acoustique

L a Commission internationale de l'acoustique est une commission spéciale de l'Union internationale de physique pure et appliquée (UIPPA) , créée en 1951 par le Conseil international des unions scientifiques (ce vaste organisme étant lui-même étroitement associé à l'Unesco). L e but de la commission est de faire progresser la science de l'acoustique dans le m o n d e entier.

Institut international de la technologie du contrôle du bruit

L'Institut international de la technologie d u contrôle du bruit est une organisation à but non lucratif créée en 1974, dont les objectifs sont les suivants : a) organiser des conférences internationales, b) assurer l'échange au niveau international de nouvelles et autres informations, c) promouvoir la coopération internationale dans le domaine de la recherche sur la lutte contre le bruit et l'application de la technologie du contrôle du bruit, d) développer les contacts interdisciplinaires avec des domaines d'étude connexes.

Comité technique 43 de VISO (Acoustique) [ISOjTC 43]

C e comité technique, créé par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) en 1953, étudie la normalisation dans le domaine de l'acoustique, y compris les méthodes de mesure des phénomènes acoustiques, leur produciton, leur trans­mission et leur réception ainsi que tous les aspects des effets qu'ils ont sur l ' h o m m e et son environnement.

Comité technique 29 de la CEI « Électro-acoustique »

C e comité, organisé par la Commission électrotechnique internationale (CEI), a pour but d'élaborer des normes internationales dans le domaine de l'électro-acoustique et des vibrations dans toute la g a m m e des fréquences, des infrasons aux ultrasons. L a C E I elle-même a été créée en 1906.

Commission internationale sur les effets biologiques du bruit

Cette Commission organise tous les cinq ans un congrès international sur le thème « L e bruit, un problème de santé publique », au cours duquel des c o m m u ­nications sont présentées sur les corrélations biologiques nombreuses et complexes entre l ' h o m m e et le bruit.

N o u s donnons ci-dessous quelques informations complémentaires sur la C o m m i s ­sion internationale de l'acoustique, l'Institut international de la technologie du contrôle du bruit et l ' I S O / T C 43).

Commission internationale de l'acoustique

Jusqu'aux premières décennies du siècle, l'acoustique était une branche de la physique. C'est à la suite de l'intérêt que l'acoustique pure et appliquée a suscité pendant les cinquante premières années du siècle qu'elle est devenue une discipline à part entière.

L a Commission internationale de l'acoustique a été créée en 1951 pour promou­voir la coopération internationale en matière de recherche acoustique.

L'activité essentielle de la commission est d'organiser tous les trois ans un congrès d'acoustique qui sert de tribune internationale et rassemble de nombreux participants. Ces congrès, dont le premier a eu lieu en 1953, se sont tenus succes­sivement à Delft, Boston, Stuttgart, Copenhague, Liège, Tokyo, Budapest, Londres, Madrid, Sydney et Paris (celui de 1986 aura lieu à Toronto du 24 juillet au Ier août). Ils réunissent de 750 à 1 600 participants représentant jusqu'à 40 pays et, dans les 250 à 850 communications qui y sont présentées, quasiment tous les aspects de l'acoustique sont traités, dont les suivants : communication

verbale, acoustique physiologique et psychologique, bruits, chocs et vibrations, acoustique architecturale, bio-acoustique, ultrasons, sons subaquatiques, acoustique physique et musicale, aéro-acoustique, mesures acoustiques.

Les congrès donnent aux chercheurs et spécialistes de l'acoustique une excel­lente occasion de présenter leurs travaux les plus récents. Il faut en effet bien comprendre la théorie de la physique qui traite de l'acoustique et des effets du bruit sur l ' h o m m e pour trouver des solutions satisfaisantes aux problèmes pra­tiques qui se posent dans divers domaines.

Outre des scientifiques, les congrès rassemblent des ingénieurs qui ont une bonne connaissance de la physique et des mathématiques.

Institut international de la technologie du contrôle du bruit

L'intérêt considérable qu'a suscité la lutte contre le bruit au cours des vingt dernières années, et qui procédait essentiellement du souci d'assurer à tous un environnement favorable, a fait apparaître la réelle nécessité d'intensifier la coopération internationale existante et, partant, de créer un organisme capable de jouer, sur le plan international, un rôle dirigeant dans l'utilisation de la techno­logie du contrôle du bruit. A u x États-Unis d'Amérique, le National Institute of Noise Control Engineering a encouragé la création de l'Institut international de la technologie du contrôle du bruit, en octobre 1974. Les m e m b r e s de l'Institut se rangent dans trois catégories : sociétés membres (sociétés et commissions d'acoustique) ; membres associés (institutions éducatives et instituts de recherche à but non lucratif) ; m e m b r e s passifs (autres organisations, sociétés privées et parti­culiers qui versent une contribution annuelle d'un montant fixe).

Les sociétés d'acoustique représentant les pays suivants sont membres de l'institut : Afrique du Sud, République fédérale d'Allemagne, Australie, Autriche, Belgique, Canada, Chine, Danemark , États-Unis d'Amérique, Finlande, Italie, Japon, Norvège, Pays-Bas, République de Corée, R o y a u m e - U n i , Suède et Suisse. Les commissions d'acoustique de la Hongrie, de la Pologne et de la Roumanie sont aussi m e m b r e s de l'institut. D e u x pays (États-Unis d'Amérique et Japon) sont également représentés par leurs instituts nationaux de la technologie du contrôle du bruit.

Il y a eu jusqu'à présent 13 conférences internationales de lutte contre le bruit. Elles ont lieu chaque année depuis 1972 et se sont tenues à Washington (à trois reprises), à Copenhague, Sendai, Zurich, San Francisco (à deux reprises), Varsovie, M i a m i , Amsterdam, Edimbourg et Honolulu. L a conférence de 1985 se tient à M u n i c h du 18 au 20 septembre prochain. Ces conférences ont rassemblé de 400 à 800 participants représentant jusqu'à 35 pays. Parmi les sujets les plus souvent abordés dans les communications — il y en a eu jusqu'à 350 — on note les suivants : bruit émis par les machines, les véhicules à moteur, les véhicules circulant sur rails et les aéronefs ; identification de la source et diagnostic ; barrières antibruit, clôtures de protection et amortisseurs ; lutte contre le bruit au niveau c o m m u n a u ­taire ; lutte contre le bruit à bord des navires, dans les bâtiments ; normes et réglementations en matière de lutte contre le bruit ; mesure et analyse du bruit.

Les participants à ces conférences sont des acousticiens, des ingénieurs spécia­lisés dans la lutte contre le bruit dans l'industrie et d'autres entreprises, des responsables de services gouvernementaux qui s'occupent de la législation et de la réglementation en matière de bruit. Les actes de chaque conférence sont publiés et peuvent être obtenus auprès des organisateurs (la société m e m b r e du pays hôte).

Comité technique 43 de l'ISO (Acoustique)

C o m m e on l'a déjà dit, ce comité technique relève de l'Organisation internationale de normalisation (ISO), dont les organismes fondateurs et autres membres sont les divers organismes nationaux de normalisation. L ' I S O a pour objectif de pro­mouvoir l'élaboration de normes dans le m o n d e en vue de faciliter l'échange international de biens et de services et de développer la coopération mutuelle dans le domaine de l'activité intellectuelle, scientifique, technologique et économique.

L e Comité technique 43 s'acquitte de sa mission par l'intermédiaire de deux sous-comités qui sont chargés respectivement du bruit et de l'acoustique archi­tecturale. L e premier sous-comité étudie tous les aspects de la normalisation en matière de bruit, y compris les méthodes de mesure du bruit produit par diverses sources dans des milieux divers et l'évaluation de ses effets sur l 'homme. L e second sous-comité est chargé de la normalisation dans le domaine de l'acoustique du bâtiment, y compris l'acoustique architecturale, les propriétés acoustiques des matériaux de construction et des bâtiments et la propagation du bruit dans les bâtiments.

L e Comité technique 43 procède c o m m e suit : u n groupe de travail élabore u n avant-projet qui est envoyé pour commentaires aux organismes nationaux membres du Comité 43. Cet avant-projet, une fois approuvé au cours d'une assemblée plénière, est communiqué au Secrétariat central de P I S O , qui le communique à tous les organismes nationaux membres du T C 43 c o m m e projet de norme inter­nationale. Si le projet est approuvé, il est publié c o m m e nouvelle norme ou norme révisée de P I S O . Dans le domaine de l'acoustique, P I S O a publié 49 normes de ce type et 25 autres sont en cours de préparation. E n outre, des groupes de travail étudient actuellement 27 avant-projets.

L ' I S O élabore des normes acoustiques dans six domaines : normes fondamentales caractérisant et mesurant le bruit ambiant et le bruit durant le travail et évaluant ses effets sur l 'homme ; normes fondamentales décrivant les moyens de mesurer le bruit émis par les machines et le matériel ; codes d'essai spécifiques pour divers types de machines et de matériel ; normes pour le mesurage du bruit émis par les véhicules routiers et les véhicules circulant sur rails, les navires, les aéronefs et autres moyens de transport ; normes pour le mesurage de l'isolation acoustique et de l'absorption du bruit ; autres normes en matière de bruit.

Il est important de noter que ce comité technique a pour principe bien établi de n'examiner que les problèmes purement techniques liés aux méthodes de mesurage et d'évaluation des effets du bruit sur l 'homme. Les grandeurs maximales admissibles sont fixées par les autorités nationales ou régionales.

E n général, les grandeurs maximales admissibles pour l'exposition au bruit ne sont pas fixées de manière uniforme dans le m o n d e entier ; elles varient selon les pays en fonction de considérations économiques et politiques. Autrement dit, ces valeurs ne sont pas fixées par des chercheurs ou des ingénieurs ; elles sont déterminées par les h o m m e s d'État et les fonctionnaires qui en dépendent.

Il faut espérer qu'à l'avenir les grandeurs maximales admissibles pour les niveaux d'émission du bruit seront harmonisées, aussi bien pour des produits tels que les machines et les moyens de transport public et privé que pour le matériel de construction. Il est beaucoup plus facile aux fabricants de satisfaire à une série unique de critères qu'aux diverses normes établies par tel ou tel pays ou par des groupes de nations.

Les lecteurs qui voudraient en savoir davantage sur les activités de P I S O peuvent consulter le Catalogue annuel de l'ISO ou le Programme technique de l'ISO (qui paraît lui aussi chaque année). Les normes acoustiques internationales publiées

jusqu'en 1980 figurent dans le Recueil 4 des normes de VISO : acoustique, vibrations et chocs. Toutes ces publications, ainsi que les normes de l'ISO elles-mêmes, peuvent être obtenues auprès des organisations nationales de normalisation.

Un mot pour finir

L'expérience prouve que la coopération internationale en matière d'acoustique a beaucoup fait pour promouvoir les recherches et mettre les résultats de la recherche-développement au service de l'environnement. Il faut espérer que cette coopération ira en s'intensifiant et en s'améliorant dans l'intérêt de la société tout entière. •

Annexe

Quelques adresses utiles dans le monde de l'acoustique

Commission internationale de l'acoustique (ICA)

Président :

Professor H . Myncke Laboratorium voor Akoestiek

en Warmtegeleiding Katholieke Universiteit Leuven Celestijnenlaan 200D 3030 Heverlee (Belgique)

Secrétaire :

Professor K . H . Kuttruff Institut für Technische Akustik Technische Hochschule 5100 Aachen (République fédérale

d'Allemagne)

Secrétariat :

XII e Congrès international d'acoustique

Box 123, Station Q Toronto M 4 T 2 L 7 (Canada)

Institut international de la technologie du contrôle du bruit

Président : Professor Fritz Ingerslev Laboratoriet for Akustik Denmarks Tekniske Hojskole 2800 Lyngby (Danemark)

Secrétaire : Professor H . Myncke Laboratorium voor Akoestiek

en Warmtegeleiding Katholieke Universiteit Leuven Celestijnenlaan 200 D 3030 Heverlee (Belgique)

Secrétariat : Inter-Noise 85 VDI-Kommission Lärmminderung Postfach 1139 4000 Düsseldorf 1 (République fédérale d'Allemagne)

Organisation internationale de normalisation (ISO) T C 43 (Acoustique)

Secrétariat central de l'ISO Case postale 56 1211 Genève 20 (Suisse)

Président, ISOjTC 43 et ISOjTC 43¡SC 1 :

Professor Fritz Ingerslev Laboratoriet for Akustik Denmarks Tekniske Hojskole 2800 Lyngby (Danemark)

Président, ISOjTC 43JSC 2 : M . H . Schulze Institut für Baustoffe,

Massivbau und Brandschutz der T U Braunschweig

Beethovenstrasse 52 3200 Braunschweig (République fédérale d'Allemagne)

Secrétariat, ISOjTC 43 et ISOjTC 43JSC 1 :

Danish Standards Association Postbox 77 2900 Hellerup (Danemark)

Secrétariat, ISO ITC 43 /SC 2 : D I N Normenausschuss

Materialprüfung Postfach 1107 1000 Berlin 30 (République fédérale d'Allemagne)

238

Commission internationale sur les effets biologiques du bruit ( I C B E N )

Président : Secrétaire : M . Henning von Gierke M . Jan van den Eijk Aerospace Medical Research Lab. T N O Research Institute for A F A M R L / B B Environmental Hygiene Wright-Patterson A F B Postbus 214

O H 45433 2600 A E Delft (Pays-Bas) (États-Unis d'Amérique)

Commission électronique internationale (CEI), Comité technique 29 (électro-acoustique)

Secrétariat central : 1-3 rue Varembé 1211 Genève 20 (Suisse)

Président : Secrétariat, IECjTC 29 : M . Bertil Johansson Nederlands Electrotechnish Comité Teknisk Audiologi Postbus 5059 Karolinska Institut« 2600 G B Delft (Pays-Bas) Tekniska Högskolan ioo 44 Stockholm 44 (Suède)

239

Séminaire

Fédération européenne d'associations nationales d'ingénieurs (FEANI) Dublin, 25-27 septembre 1985

CAS CONCRETS EN TRANSFERTS DE TECHNOLOGIE

U n e rencontre entre ingénieurs européens et ingénieurs des pays en développement aura lieu sur les thèmes de l'eau, de l'énergie, des habitations économiques et des industries alimentaires; on y traitera des problèmes de l'information, de l'innovation et de la formation.

Le séminaire est organisé par la Commission industrie de la F E A N I et par l'Institution des ingénieurs d'Irlande, membre de la F E A N I , à l'occasion du 150e anniversaire de la fédération. Placé sous le patronage du Secrétaire général du Conseil de l'Europe, le séminaire aura lieu avec la coopération de la Fédération mondiale des organisations d'ingénieurs ainsi qu'avec l'appui de l'Unesco.

O n peut contacter : M r P . F . Callanan President, Industry Commission c/o The Institution of Engineers of Ireland 22 Clyde Road, Ballsbridge Dublin 4 (Irlande)

Tribune des lecteurs

Appel aux lecteurs

N o u s serons heureux de publier des lettres contenant des avis motivés — favorables ou non — sur tout article publié dans impact ou présentant les vues des signataires sur les sujets traités dans notre revue. Prière d'adresser toute correspondance à : Rédacteur, impact : science et société, Unesco, 7, place de Fontenoy, 75700 Paris (France).

Un lecteur nous envoie des États-Unis d'Amérique le commentaire ci-après sur notre numéro 136 consacré à la chimie des substances naturelles. Notre correspondant est M . L . H. Hattery, professeur émérite d'administration publique à VAmerican University de Washington. Son adresse est la suivante : Box 88, M t Airy MD 21771 (États-Unis d'Amérique).

Vous ne devinerez jamais quel est l'article de votre numéro 136 qui m ' a le plus enthousiasmé. C'est celui des trois scientifiques bulgares Marekov, Bankova et Popov sur les propriétés médicinales de la cire d'abeille (propolis).

M o n père (1891-1947) avait hérité la responsabilité familiale de la préparation d'un mélange à base de cire d'abeille utilisé pour greffer les scions — jeunes pousses d'arbre — et surtout pour soigner et prévenir les infections cutanées.

Il m e reste encore u n peu du dernier lot préparé par m o n père, mais j'avais deux raisons pour ne pas m ' e n servir : d'une part, la facilité avec laquelle on peut se procurer germicides et antibiotiques en pharmacie, et, d'autre part, les railleries de m e s enfants à l'idée que cette préparation bizarre et assez répugnante puisse être bénéfique. (Quand j'ai parlé à m o n fils des propriétés scientifiquement reconnues de ce produit, il m ' a demandé si les scientifiques indiquaient aussi quelle phase de la lune convenait pour appliquer la propolis !) Ces sarcasmes de la jeune génération m'avaient amené à douter des nombreux souvenirs remontant à m o n enfance, pendant laquelle j'avais p u constater les effets remarquables de cette concoction sur les lésions. Votre article a dissipé m e s doutes.

J'ai largement diffusé l'article des scientifiques bulgares auprès des sceptiques de tous âges et je suis en train de rechercher dans les papiers de m o n père la recette de la « cire à greffer » à usage médicinal. Si je la trouve, je la c o m m u n i ­querai aux auteurs Marekov, Bankova et Popov à l'Académie bulgare des sciences.

Lowell H . HATTERY

Science ^Public ÔOPolicy

THE JOURNAL OF THE SCIENCE POLICY FOUNDATION

SÉa^Wji""? ^^m^iir^^-^mr¡TrmjZ".:l§L

SCIENCE & PUBLIC POLICY • provides information on na­

tional policies for science and technology and their effects

• analyzes the social and political environments

• examines the role of science and technology in government, and industry

• explores various, types of public participation and their influ­ences on national and inter­national policies

SCIENCE & PUBLIC POLICY brings together research relevant to policy making on development, agriculture, energy, public administration, health service, and R and D management

For further information contact Jan Holloway

IPC Science and Technology Press Limited, P.O. Box 63, Westbury House, Bury Street, Guildford, Surrey, England G U 2 5 B H

Telephone: 0483-31261 Telex 859556 S C I T E C G

A venir... Le prochain numéro de notre revue (n° 140) aura pour thème

La télédétection de la surface du globe

Parmi les auteurs : G . Duchossois (Agence spatiale européenne) : La télédétection depuis l'espace : perspectives européennes ; V . A . Kuznetsov {URSS) : Étude géochimique des paysages ; Zou Xuegong {Chine) : Recherche sismique en Chine ; E . L . Kordym {URSS) : La croissance en apesanteur ; Ruth A . Levenson {États-Unis d'Amérique) : Le concept d'habitabilité du globe.

N° 141 Recherche, technologie de pointe, multinationales et pays en développement

N° 142 La recherche scientifique et l'agriculture d e d e m a i n

N° 143 Sentiments et sensations (la faim, la colore)

N° 144 La structure de la cellule, ses fonctions

A l'agent de vente pour mon pays (ou à l'Unesco, PUB-Ventes, 7, place de Fontenoy, 75700 Paris, France)

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Minerva A REVIEW OF SCIENCE, LEARNING AND POLICY

Editor: E D W A R D SHILS

Minerva, n o w in its twentieth year, deals- with the fundamental social, economic, political and administrative problems of higher education and scientific research in their contemporary relevance and in an historical perspective. Since its inception, Minerva has come to be regarded as the leading international journal in the field of higher educational and science policy.

In addition to four long articles in each issue, Minerva also reprints reports and documents which are otherwise difficult of access, as well as review articles on important books and editorial comments on pressing current'problems.

Contents of V o l u m e X X I N u m b e r s 2 -3 (Double issue)

ARTICLES

Thoughts on the State and Prospects of the Academic Ethic in the Universities of the Federal Republic of Germany Ernst Nolle

Neutrality in Science Policy: The Promotion of Sophisticated Industrial

Technology in Israel Morris Teubal

Entrepreneurial Scientists and Entrepreneurial Universities in American Academic Science Henry Etzkowitz

Science, Technology and Political Responsibility Gerard Radnitzky Some Thoughts on the Academic Ethic David Riesman

C O M M E N T

The Academic Ethic I Partisanship, Judgement and the Academic Ethic James Q. Wilson

II The Dangers lie within the Universities Themselves Adam Ulam

R E P O R T S A N D D O C U M E N T S

The Constitution, Academic Self-government and Academic Trade Unions in American State Universities and Colleges: A Decision of the United States Supreme Court

B O O K R E V I E W S

Reviews by Sanford Lakoff, Alvin M . Weinberg, Michael Zoller, Martin Bulmer

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Minerva, 59 St. Martin's Lane, London W C 2 N 4JS

HISTORY AND PHILOSOPHY OF THE LIFE SCIENCES

S E C T I O N II O F P U B B L I C A Z I O N I D E L L A S T A Z I O N E Z O O L Ó G I C A DI N A P O L I

Editor: M . D . G R M E K , Paris. - Assistant Editor: B . FANTINI, Roma

Editorial Board: V . CAPPELLETTI, Roma; F. H O L M E S , N e w Haven; R . O L B Y , Leeds; B . H O P P E , München; C . CASTELLANI, Milano; S. M I K U L I N S K Y , Moskva; J. R O G E R , Paris; G . U S C H M A N N , Halle. Editorial Secretary: J. A . GILDER.

If philosophical reflection can and must guide historical investi­gation, it is not less true that the philosophy of science can and must feed itself upon and allow itself to be modelled by historical development, the social, philosophical and epistemological implica­tions of the life sciences and techniques.

The main concern of the journal is modern western scientific thought, but there is no limit regarding chronology, or the scien­tific nature of the subject or its cultural area. H . P . L . S . is published twice yearly in June and December and accepts articles (with Eng­lish summaries) in all the major European languages. The first vol­ume of H . P . L . S . appeared in June, 1979.

Further information concerning editorial policy can be obtained from the Editorial Secretary: Jean Ann Gilder, Stazione Zoológica, Villa Comunale, 80121 Naples, Italy. 1981 yearly subscription: Italy Lit. 24,000; elsewhere Lit. 31,500. Subscriptions available from the publisher: Leo S. Olschki, P . O . B . 66, 50100 Florence, Italy.

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Haddad, A L G B R . Office des publications universitaires (OPU), 29, rue Abou-Nouas, Hydra, A L G E R . Pour ¡es publications seulement : E N A L , 3, boulevard Zirout-Youcef, A L G E R . Pour Us périodiques seulement : E N A M E P , 20, rue de la Liberté, A L G E R .

A L L E M A G N E (RÉP. F E D . ) : S. Kargel G m b H , Karger Buchhandlung, Angerbofstr. 9, Postfach 2, D-8034, G B R M S R T N G / M Ü N C H E N ; • Le Courrier de ¡'Unesco » (édi­tions allemande, anglaise, espagnole et française) : M . Her­bert B a u m , Deutscher Unesco-Kurier Vertrieb, Besait­strasse 57, 5300 B O N N 3 ; Pour ¡es cartes scientifiques seulement : Geo Center, Postfach 800830, 7000 S T U T T G A R T 80.

A N G O L A : Distribuidora Linos e Publicaçôes, Caixa Postal 2848, L U A N D A .

A N T I L L E S F R A N Ç A I S E S : Librairie « A u Boul' Mich' . , I, rue Perrinon et 66, avenue du Parquet, 97200 F O R T - D E -F R A N C B (Martinique). Librairie Carnot, 59, rue Barbes, 97100 PoiNTB-A-PiTRB (Guadeloupe).

A N T I L L E S N É E R L A N D A I S E S : G . C . T . Van Dorp-Eddine N . V . . P . O . Box 200, W I L L E M S T A D (Curaçao N . A . ) .

A R A B I E S A O U D I T E : Dar Al-Watan for Publishing and Information, Olaya Main Street, Ibrahim Bin Sulaym Building, P . O . Box 3310, R I Y A D H .

A R G E N T I N E : Librería El Correo de la Unesco, E D I L Y R S . R . L . , Tucumán 1685, 1030 B U E N O S AIRES.

A U S T R A L I E : Publications : Educational Supplies Pry Ltd., P . O . Box 33, B R O O K V A L B 2100, N . S . W . Hunter Publications, 58A Gipps Street, C O L L I N G W O O D V I C ­TORIA 3006. Périodiques : Dominie Pty Ltd., P . O . Box 33, B R O O K V A L B 2111, N . S . W . Sous-agent : U N A A , P . O . Box 17s, 5th Floor, Ana House, 28 Elizabeth Street, M E L B O U R N E 3000.

A U T R I C H E : Buchhandlung Gerold and C o . , Graben 31, A- ion W I E N .

B A H A M A S : Nassau Stationers Ltd., P . O . Box N-3138, N A S S A U .

B A N G L A D E S H : Bangladesh Books International Ltd., Ittefaq Building, I R . K . Mission Riad, Hatkhola. D A C C A 3.

B A R B A D O S : University of the West Indies Bookshop, Cave Hill Campus, P . O . Box 64, B R I D G E T O W N .

B E L G I Q U E : Jean De Lannoy, 202, avenue du Roi, 1060 B R U X E L L E S . C C P 000-0070823-13.

B É N I N : Librairie nationale, B .P . 294, P O R T O N O V O . Ets Koudjo G . Joseph, B.P. 1530, C O T O N O U .

B I R M A N I E : Trade Corporation no. (9), 550-552 Merchant Street, R A N G O O N .

B O L I V I E : Los Amigos del Libro : casilla postal 4415, L A P A Z ; avenida de las Heroinas 3712, casilla 450, COCHABAMBA.

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B U L G A R I E : Hemus , Kantora Literatura, bd. Rousky 6, SOFIJA.

B U R K I N A F A S O : Librairie Attie, B.P. 64, O U A G A D O U G O U . Librairie catholique • Jeunesse d'Afrique », O U A G A D O U G O U .

R É P U B L I Q U E D U C A M E R O U N : Le secrétaire général de la Commission nationale de la République du Cameroun pour l'Unesco, B.P. 1600, Y A O U N D E . Librairie des Éditions Clé, B .P . 1501, Y A O U N D E . Librairie Saint-Paul, B .P . 763, Y A O U N D E . Librairie Aux Messageries, avenue de la Liberté, B .P . 5921, D ou AL A. Librairie Aux Frères Réunis, B .P . 5346, D O U A L A .

C A N A D A : Éditions Renouf Limitée, 2182, rue Sainte-Catherine Ouest, M O N T R É A L , Qué. H 3 H 1 M 7 .

CHILI : BibliocentroLtda., Constitución n.°7> casilla 13731, S A N T I A G O (21).

C H I N E : China National Publications Import and Export Corporation, P . O . Box 88, BEIJING.

C H Y P R E : « M A M • Archbishop Makarios, 3rd Avenue, P . O . Box 1722, NICOSIA.

C O L O M B I E : Instituto Colombiano de Cultura, carrera 3A, n.° 18/24, B O G O T Á . El Ancora Editores, carrera 6A, n.° 54-58 (101), apartado 035832, B O G O T A .

C O M O R E S : Librairie M A S I W A , 4, rue Ahrned-Djoumoi, B.P. 124, M O R O N I .

C O N G O : Librairie populaire, B .P . 577, B R A Z Z A V I L L E . Librairies populaires à P O I N T E - N O I R E , L O U B O M O , N K A Y I , M A K A B A N A , O W B N D O , O U E S S O et IMPFONDO.„Commission nationale congolaise pour l'Unesco, B.P. 493, B R A Z Z A V I L L E .

C O S T A R I C A : Librería Trejos S.A. , apartado 1313, S A N JOSÉ. Librería Cultural • Garcia Monge >, Ministerio de la Cultura, Costado Sur del Teatro Nacional, apar­tado 10227, S A N JOSÉ.

C Ô T E - D ' I V O I R E : Librairie des Presses de l'Unesco, Commission nationale ivoirienne pour l'Unesco, B.P. 2871, ABIDJAN.

C U B A : Ediciones Cubanas, O'Reilly n.° 407, L A H A B A N A . < Le Courrier » seulement : Empresa C O P R E F I L , Dra­gones n.° 456 e/Lealtad y Campanario, L A H A B A N A 2.

D A N E M A R K : Munksgaard Export and Subscription Service, 35 Narre Segade, D K 1370, K O B E N H A V N K .

E G Y P T E : Unesco Publications Centre, I Tallat Harb Street, C A I R O .

B L S A L V A D O R : Librería Cultural Salvadoreña S.A. , calle Delgado, n.° 117, apartado postal 2296, S A N S A L V A D O R .

E Q U A T E U R : D I N A C U R Cia. Ltda, Santa Prisca n.° 296 y Pasaje San Luis, Oficina 101-102, casilla 112-B, Q U I T O . Pour ¡es publications seulement : Nueva Imagen, 12 de Octubre 959 y Roca, edificio Mariano de Jesús, Q U I T O . Périodiques et publications : Casa de la Cultura Ecuato­riana. Núcleo del Guayas, Pedro Moncayo y 9 de Octubre, casilla de correos 3542, G U A Y A Q U I L . Casa de la Cultura Ecuatoriana, avenida 6 de Diciembre n.° 794, casilla 74, Q U I T O .

E S P A G N E : Mundi-Prensa Libros S.A. , apartado 1223, Castelló 37, M A D R I D I. Ediciones Liber, apartado 17, Magdalena 8, O N D Á R K O A (Vizcaya). D O N A I R E , Ronda de Outeiro 20, apartado de correos 341, L A C O R U Ñ A . Librería Al-Andalus, Roldana 1 y 3, SEVILLA 4. Librería Castells, Ronda Universidad 13, B A R C E L O N A 7.

É T A T S - U N I S D ' A M É R I Q U E : Unipub, 205 East 42nd Street, N E W Y O R K , N . Y . 10017. Pour ¡es commandes de ¡ivres et de périodiques : Box 433, Murray Hill Station, N E W Y O R K , N . Y . 10017.

E T H I O P I E : Ethiopian National Agency for Unesco, P . O . Box 2996, A D D I S A B A B A .

F I N L A N D E : Akateeminen Kirjakauppa, Keskuskatu 1, 00100 H E L S I N K I 10. Suomalainen Kirjakaupa O Y , Koi-vuvaarankuja 2, 01640 V A N T A A 64.

F R A N C E : Librairie de l'Unesco, 7, place de Fontenoy, 75700 PARIS J C C P Paris 12598-48.

G A B O N : Librairies Sogalivre à LIBREVILLE, P O R T - G E N T I L et F R A N C E V I L L B . Librairie Hachette, B .P . 3923, LIBREVILLE.

G H A N A : Presbyterian Bookshop Depot Ltd. P . O . Box, 195 A C C R A . Ghana Book Suppliers Ltd., P . O . Box 7869, A C C R A . The University Bookshop of Cape Coast. The University Bookshop of Legon, P . O . Box 1, L B G O N .

G R È C E : Grandes librairies d'Athènes (Eleftheroudakis, Kauffman, etc.). John Mihalopoulos & Son S.A. , International Booksellers, 75 Hermou Street, P . O . B . 73, T H E S S A L O N I K I .

G U A T E M A L A : Comisión Guatemalteca de Cooperación con la Unesco, 3.» avenida 13-30, zona 1, apartado postal 244, G U A T E M A L A .

G U I N É E : Commission nationale guinéenne pour l'Unesco, B-P. 964, C O N A K R Y .

H A Ï T I : Librairie • A la Caravelle •, 26, rue Roux, B.P. m , P O R T - A U - P R I N C E .

H O N D U R A S : Librería Navarro, 2.» avenida, n." 201, Comayaguela, T E G U C I G A L P A .

H O N G - K O N G : Federal Publications ( H K ) Ltd., 2 D Freder Centre, 68 Sung W o n g Toi Road, Tokwawan, K o w L O O N . Swindon Book Co. , 13-15 Lock Road, K o w L O O N . Government Information Services, Publication Section, Baskerville House, 22 Ice House Street, H O N G K O N G .

H O N G R I E : Akadémiai Könyvesbolt, Váci u. 22, B U D A ­PEST V . A . K . V . Konyvtárosok Boltja, Népkoztársaság utja 16, B U D A P E S T VI.

I N D E : Orient Longman Ltd. : Kamani Marg, Ballard Es­tate, B O M B A Y 400038 ; 17 Chittaranjan Avenue, C A L C U T T A 13; 36A Anna Salai, Mount Road, M A D R A S 2 ; 5-9-41/1 Bashir Bagh, H Y D B R A B A D - S O O O O I (A.P.) ; 80/1 Mahatma Gandhi Road, BANGALORE-560001 ; 3-5-820 Hyderguda, HYDERABAD-500001. Sous-dépôts : Oxford Book and Sta­tionery Co. , 17 Park Street, C A L C U T T A 700016; Scindii House, N E W D E L H I I IOOOI . Publication Unit, Ministry of Education and Culture, Ex. A F O Hutments, Dr. Ra-¡endra Prasad Road, N E W D E L H I I I O O O I .

I N D O N É S I E : Bhratara Publishers and Booksellers, 29 Jl. Oto Iskandardinata III, J A K A R T A . Indira P . T . , Jl. Dr. Sam Ratulangi 37, J A K A R T A P U S A T .

I R A N : Commission nationale iranienne pour l'Unesco. Seyed Jamal Eddin Assad Abadi av., 64th St., Bonyad Bdg., P . O . Box 1533, T É H É R A N . Kharazmie Publishing and Distribution Co. , 28 Vessal Shirazi Street, Enghélab Avenue, P . O . B . 314/1486, T É H É R A N .

I R L A N D E : The Educational Company of Ireland Ltd., Ballymount Road. Walkinstown, D U B L I N 12. Tycooly International Publ. Ltd., 6 Crofton Terrace, D u n Laoghaire Co. , D U B L I N .

I S L A N D E : Snaebjörn Jonsson & Co. , H . F . , Hafnarstraeti 9, REYICTAVIK

I S R A E L : A . B . C . Bookstore Ltd., P . O . Box 1283, 71 Al-lenby Road, T B L A V I V 61000.

ITALIE : L I C O S A (Librería Commissionaria Sansoni S.p.A.), Via Lamarmora 45. casella postale 552, 50121 Fl-RENZB. F A O Bookshop, Via délie Terme di Caracalla, 00100 R O M E .

J A M A H I R I Y A A R A B E L I B Y E N N E : Agency for Devel­opment of Publication and Distribution, P . O . Box 34-35, TRIP.OLI .

J A M A Ï Q U E : Sangster't Book Stores Ltd., P . O . Box 366, 101 Water Lane, K I N G S T O N . University of the West Indies Bookshop, M o n a , K I N G S T O N .

J A P O N : Eastern Book Service Inc., 37-3 Hongo 3-chome Bunkyo-ku, T O K Y O 113.

J O R D A N I E : Jordan Distribution Agency, P . O . B . 375, A M M A N .

K E N Y A : East African Publishing House, P . O . Box 30571, N A I R O B I .

K O W E Ï T : The Kuwait Bookshop, Co. Ltd. ,P.O. Box 2942, K U W A I T .

L E S O T H O : Mazenod Book Centre, P.O. M A Z E N O D . L I B A N : Librairies Antoine A . Naufal et Frères, B .P . 656,

BEYROUTH. LIBÉRIA : Cole & Yancy Bookshops Ltd., P.O. Box 286,

M O N R O V I A . LIECHTENSTEIN : Eurocan Trust Reg., P.O. Box 5,

S O M A N . L U X E M B O U R G : Librairie Paul Brück, 22, Grand-Rue,

L U X E M B O U R G . M A D A G A S C A R : Commission nationale de la République

démocratique de Madagascar pour l'Unesco, B .P . 331, A N T A N A N A R I V O .

M A L A I S I E : Federal Publications Sdn. Bhd., Lot 8238 Jalan 222, Petaling Jaya, S R L A N G O R . University of Malaya Co-operative Bookshop, K U A L A L U M P U R 22-11.

M A L A W I : Malawi Book Service, Head Office, P . O . Box 30044, Chichiri, B L A N T Y R E 3.

M A L I : Librairie populaire du Mali, B.P. 28, B A M A K O . M A L T E : Sapienza's Library, 26 Republic Street, V A L L E T T A . M A R O C : Tonus les publications : Librairie « Aux belles

images >, 282, avenue M o h a m m e d - V , R A B A T (CCP 68-74). Librairie des Écoles, 12, avenue Hassan-II, C A S A B L A N C A . < Le Courrier • seulement (pour les enseignants) : Commis­sion nationale marocaine pour l'Unesco, 19, rue Oqba, B . P . 420, A G D A L - R A B A T (CCP 324-45).

M A U R I C E : Nalanda Co. Ltd., 30 Bourbon Street, P O R T -L O U I S .

M A U R I T A N I E : G R A . L I . C O . M A . , 1, rue du Souk X , avenue Kennedy, N O U A K C H O T T .

M E X I Q U E : S A B S A , Insurgentes Sur n.° 1032-401, MÉXICO 12 D . F . Librería « El Correo de la Unesco >, Actipán 66, Colonia del Valle, MÉXICO 12 D . F .

M O N A C O : British Library, 30, boulevard des Moulins, M O N T E - C A R L O .

M O Z A M B I Q U E : Instituto Nacional do Libro e do Disco (INLD), avenida 24 de Julho 1921, r/c e i.° andar, M A P U T O .

NÉPAL : Sajha Prakashan, Polchowk, K A T H M A N D U . N I C A R A G U A : Librería Cultural Nicaragüense, calle 15 de

Septiembre y avenida Bolivar, apartado 807, M A N A G U A . N I G E R : Librairie Mauclert, B .P . 868, N I A M E Y . N I G E R I A : The University Bookshop of Ife. The Univer­

sity Bookshop of Ibadan, P . O . Box 286, I B A D A N . The University Bookshop of Nsukka. The University Book­shop of Lagos. The A h m a d u Bello University Bookshop of ¿aria.

N O R V È G E : Toutes ¡es publications : Johan Grundt T a n u m , Karl Johans gate 41/43, O S L O I. Universitets Bokhan-delen, Universitetsentret, P . O . Box 307, B L I N D E R N O S L O 3,

N O U V E L L E - C A L É D O N I E : Reprex S A R L , B . P . 1572» N O U M É A .

N O U V E L L E - Z É L A N D E : Government Printing Office Bookshops : Retail Bookshop, 25 Rutland Street, Mail Orders, 85 Beach Road, Private Bag C . P . O . , A U C K L A N D ; Retail Ward Street, Mail Orders, P . O . Box 857, H A ­M I L T O N ; Retail Cubacade World Trade Centre, M u l -grave Street (Head Office), Mail Orders Private Bag, W E L L I N G T O N ; Retail, 159 Hereford Street, Mail Orders Private Bag, C H R I S T C H U R C H ; Retail Princes Street, Mail Orders, P . O . Box 1104, D U N B D I N .

O U G A N D A : Uganda Bookshop, P . O . Box 7145, K A M P A L A . P A K I S T A N : Mirza Book Agency, 65 Shahrah Quaid-

i-Azam, P . O . Box 729, L A H O R E 3. P A N A M A : Distribuidora Cultura Internacional, Apar­

tado 7571, Zona 5, P A N A M Á . P A R A G U A Y : Agencia de Diarios y Revistas, Sra. Nelly A .

de García Astillero, Pte. Franco n.° 580, A S U N C I Ó N . P A Y S - B A S : Pour les publications seulement : Keesing

Boeken B . V . , Joan Muyskenweg 22, P . O . Box 111S, 1000 B C A M S T E R D A M . Pour les périodiques seulement : D . & N . F A X O N B . V . , P . O . Box 197, 1000 A D A M S T E R D A M .

P É R O U : Librería Studium, Plaza Francia 1164, Apar­tado 2139, L I M A .

PHILIPPINES : The M o d e m Book Co. , Inc., 922 Rizal Avenue, P . O . Box 632, M A N I L A 2800.

P O L O G N E : Ars Polona - Ruch, KrakowskiePrzedmiescie 7, 00-068 W A R S Z A W A . ORPAN-Import , Palac Kultury, 00-901 W A R S Z A W A .

P O R T O R I C O : Librería < Alma Mater •, Cabrera 867, Rio Piedras, P U E R T O R I C O 00925.

P O R T U G A L : Dias & Andrade Ltda., Livraria Portugal, rua do Carmo 70, L I S B O A .

R É P U B L I Q U E A R A B E S Y R I E N N E : Librairie Sayegh, Immeuble Diab, rue du Parlement, B .P. 704, D A M A S .

R É P U B L I Q U E D E C O R É E : Korean National Commission for Unesco, P . O . Box Central 64, SÉOUL.

RÉPUBLIQUE D É M O C R A T I Q U E A L L E M A N D E : Librairies internationales ou Buchhaus Leipzig, Pots-fach 140, 701 LEIPZIG.

R É P U B L I Q U E D O M I N I C A I N E : Librería Blasco, avenida Bolívar n." 402, esq. Harmanos Deligne, S A N T O D O M I N G O .

R É P U B L I Q U E - U N I E D E T A N Z A N I E : Dar es Salaam Bookshop, P . O . Box 9030, D A R ES S A L A A M .

R O U M A N I E : I L E X I M , Import-Export, 3 Calea 13 Decem-brie, P . O . Box 1-136/1-137, B U C U R E S T I .

R O Y A U M E - U N I : H . M . Stationery Office, 51 Nine Elms Lane, L O N D O N S W 8 5 D R . Government bookshops : Lon­don, Belfast, Birmingham, Bristol, Edinburgh, Manches­ter. Pour les cartes scientifiques seulement : McCarta Ltd, 122 Kings Cross Road, L O N D O N W C I X 9 D S .

S É N É G A L : Librairie Clairafrique, B .P . 2005, D A K A R . Librairie des Quatre-Vents, 91, rue Blanchot, B .P . 1820, D A K A R .

SEYCHELLES : New Service Ltd., Kingstate House, P.O. Box 131, M A H É . National Bookshop, P.O. Box 48, M A H É .

S I E R R A L E O N E : Fourah Bay, Njala University and Sierra Leone Diocesan Bookshops, F R E E T O W N .

S I N G A P O U R : Federal Publications (S) Pte Ltd., Times Jurong, 2 Jurong Port Road, S I N G A P O R E 2261.

S O M A L I E : Modern Book Shop and General, P . O . Box 951, M O G A D I S C I O .

S O U D A N : Al Bashir Bookshop, P . O . Box 1118, K H A R T O U M . SRI L A N K A : Lake House Bookshop, Sir Chittampalam

Gardiner Mawata, P . O . Box 244, C O L O M B O 2. S U È D E : Toutes ¡es publications : A / B C E . Frirzes Kungl.

Hovbokhandel, Regeringsgatan 12, Box 16356, S-103 27 S T O C K H O L M . « Le Courrier » seulement : Svenska F N -Förbundet,Skolgränd 2, Box 15050, S-104 65 S T O C K H O L M . Pour les périodiques seulement : Wennergren-Williams A B Box 30004, S 104 25 S T O C K H O L M .

SUISSE : Europa Verlag, Ramistrasse 5, 8024 Z U R I C H . Librairies Payot a Geneve, Lausanne, Baie, Berne, Vevey, Montreux, Neuchâtel et Zurich.

S U R I N A M E : Suriname National Commission for Unesco, P . O . Box 2943, P A R A M A R I B O .

T C H A D : Librairie Abssounout, 24, av. Charles-de-Gaulle, B .P . 388, N'DJAMENA.

T C H É C O S L O V A Q U I E : S N T L Spalena 51, PRAHA I (Exposition permanente). Zahranicni Literatura, 11 Souke-nicka, P R A H A I . Pour la Slovaquie seulement : Alfa Verlag, Publishers, Hurbanovo nam. 6, 893 31 BRATISLAVA.

T H A I L A N D E : Nibondh and Co. Ltd., 40-42 Charoen Krung Road, Siyaeg Phaya Sri, P.O. Box 402, B A N G K O K . Suksapan Panit, Mansion 9, Raidamnem Avenue, B A N G K O K . Suksit Siam Company, 1715 Rama IV Road, B A N G K O K .

T O G O : Librairie evangélique, B .P . 378, L O M É . Librairie du Bon Pasteur, B.P. 1164, L O M É . Librairie universitaire, B.P. 3481, L O M É .

T R I N I T É - E T - T O B A G O : National Commission for Unesco, 18 Alexandra Street, St. Clair, T R I N I D A D W . I .

T U N I S I E : Société tunisienne de diffusion, 5, avenue de Carthage, T U N I S .

T U R Q U I E : Has« Kitapevi A . S . , IstiklAl Caddesi n« 469, Posta Kutusu 219, Beyoglu, I S T A N B U L .

U R S S : Mezhdunarodnaja Kniga, M O S K V A G-200. U R U G U A Y : Edilyr Uruguaya, S .A. , Maldonado 1092,

M O N T E V I D E O . V E N E Z U E L A : Librería del Este, avenida Francisco de

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Y O U G O S L A V I E : Jugoslovenska Knjiga, Trg. Repu­blike 5/8 P . O . B . 36, 11-001 B B O G R A D . Drzavna Zalozba SJovenije.Titova C . 2 5 , P . O . B . 50-1, 61-000 L J U B L J A N A .

Z A Ï R E : Librairie du C I D E P , B.P. 2307, K I N S H A S A I. C o m ­mission nationale zaïroise pour l'Unesco, Commissariat d'État chargé de l'éducation nationale, B .P . 32, K I N S H A S A .

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