7LES DECIBELSUNE MESURE DU NIVEAU SONOREASSEZCOMPLEXE1::"""= omment mesurer I'intensit sonore, aka le volume, alors que les carts

' i: son chelle logarithmique I Profitons-en pour analyser la perceptionhumaine et dcouvrir les outi ls de mesure. pAH THoMAS oLtvAUX

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Le dcibel est une unit degrandeur dont la dfinitionest 10 fois le logarithmedcimal du rapport entredeux puissances. Autrementdit, pour les allergiques auxmathmatiques, le dcibel sert reprsenter des rapports depuissance ayant de trs groscarts. Par exemple, c'estpratique pour afficher sur unmme graphique deux barresdont Ie rapport est 1000 sansqu' i l so i t i l l is ib le ; un rapport de1000 s'exprime par une vateurde 30 dB, ce qui s igni f ie que Ialongueur de la grande barre nesera que 30 fois plus longue quela courte et non 1000 fois. Son

application dans le domaine del'acoustique est le sujet qui nousintresse aujourd'hui, mais notezque l 'unit dcibel (crite dB, ledixime d'un bel) sert ds qu'i ls'agit de comparer entre elles desvaleurs de mme signe dont lesrapports vont au-del de 1 pour100 (dans le cas contraire, i l vautmieux uti l iser le pourcentage).Le decibel est ne dans les annes1920 des laboratoires Bell (t iranteux-mmes leur nom du clbrepionnier des tlcoms AlexanderGraham Bell) afin de facil i terla mesure de l 'attnuation desrseaux tlphoniques, u nemesure independante du cbleet de la frquence notamment ;aujourd'hui encore les habitusde l 'ADSL ont l 'habitude deregarder la valeur d'attnuationde leur l igne, qui est notammentproportionnelle la distancedu DSLAM. L'attnuation,c'est l ' inverse du gain, nous enreparlerons un peu plus loin danscet article.

Ce que l 'on appelle courammentet vulgairement le volume, quandon rgle le niveau du son, esten ralit le niveau de pressionacoustique qui s'exprime selonles normes internationales enpascals (Pa) et, par extension,la sonie, c'est--dire unequantif ication de la perceptiondu son chez l 'homme. Evoquerun niveau sonore en pascals estintressant pour procder descalculs physiques, mais i l n'estvraiment pas facile de se rendrecompte des nrveaux entre eux,

tant les carts de valeur sontimportants. Contentons-nous denoter qu'un pascal quivaut une force d'un newton par mtrecarr (N/m2) et que la pressionacoustique est trs faible vis--visde la pression atmosphrique.Ainsi, une discussion voixhaute equivaut peu prs 0,1 Pa, tandis que la pressionatmosphrique au niveau de lamer est de 1 01 300 Pa ! Pourfacil i ter l ' interprtation d'unvolume sonore, indpendammentde ses proprits physiquesrelles, on uti l ise donc le dcibel.Pour mieux comprendre l ' intrtd'une mesure en dB, le rapportentre le niveau le plus faibleperceptible par l 'oreil le et leseuil de la douleur est de millemi l l iards !

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;-;t: =-::,De la mme faon que nousavons vu dans PCU77 qu' i l ta i tpossible de mesurer la puissanced'un ampli de diffrentes faons,la mesure des dcibels suit peu prs la mme logique. Pourmesurer le niveau de pressionacoustique pur, on uti l ise IedB SPL (Sound Pressure Level).Vous avez peut-tre entendu ceterme si vous suivez les concoursde son embarqu en voiture,les concours de catgorie SPLayant poui but de produirele p lus de bru i t possib le, leniveau sonore maximum etce, indpendamment de laqual i t ou du danger pour lesconducteurs qui, casque dechantier sur la tte, doiventrester dans leur vhicule le

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Itemps de la dmonstration.Si vous avez dj prouvquelques frissons en passantla jambe devant vos enceintesavec un fort volume, vous avezdj ressenti physiquement lapression acoustique, c'est--direl 'air dplac par le haut-parleur.Pour revenir aux concours SPL,les niveaux records enregistrsdpassent de nos jours les180 dB ( l | ! ) . A ce n iveau,toutes les vitres se dbotent,les tles de la carrosserie vontmme jusqu' se dessoudersur un vhicule non renforc INous reparlerons un peu plusloin des niveaux de bruit pourmieux se rendre compte. Avanta, parlons de Ia faon de lemesurer. Nous avons parl desdB SPL, mais pour ce qui nousintresse le plus, c'est--direce que nous percevons en tantqu 't re humain, i l faut f i l t rer lamesure du son par frquenceafin de s'approcher un peuplus de la perception de nosoreil les. C'est ainsi que lessonomtres les plus courants,appareils de mesure du niveausonore, sont soit rglables, soitprvus pour certaines normes,le plus souvent les dB(A), c'est--d i re une valuat ion du n iveauavec une pondration parfrquence. De plus, la valeurreleve est convertie en dcibelscorrespondant donc l 'oreil le, lavaleur finalement affiche tantd 'a i l leurs quivalente ce qu 'unson pur de 1000 Hz produira i t .Les dB(C) sont galement fi l trspour correspondre l 'oreil lehumaine, mais i ls sont p lusadapts pour relever les niveauxsonores levs (80 dB, contre40 dB pour le A). En toutelogique, les dB(B) se situententre deux, mais i ls ne sontpas du tout uti l iss. Toutes lesmesures que vou5 pouvez lrredans le magazine, par exempleen ce qur concerne les ventrrads,sont effectues en dB(A). Si vousdsirez vous-mme comparer

le bruit de certains de vosappareils, pour peu que vousdisposiez d'un smartphone,vous pourriez mme vous passerde l 'achat d 'un sonomtre quicote, pour un appareil dignede ce nom, une bonne centa ined'euros. De nombreusesappl icat ions ut i l isent le microde votre appareil afin de letransformer en sonomtrenotamment l 'app ponymesous Android, dont l 'usage estenfantin. Ne prenez pas la valeurindique trs au srieux, sauf sivous avez l 'occasion d'talonnervotre smartphone avec unvritable sonomtre. Toutef ois,pour comparer l 'cart de bruit

entre deux ventilateurs ou deuxdisques durs, c'est satisfaisant.Prcisons que les micros dessmartphones sont conus pourcapter le son de 30 90 dBenviron, vous obtiendrez de trsmauvais rsultats (voire aucunrsultat) pour les mesures deniveaux trs levs. Quand vousfaites une mesure, que a soit ausonomtre ou au smartphone,orientez le micro vers la sourcesonore, dans un angle et unedistance qui ne varie pas si voussouhaitez des comparaisonsprcises. N'oubl iez pas que leson perd en in tensi t quand i lse propage hauteur de 6 dBquand on double la d is tance I

Les enceintes de concertsont capables de dlivrer dessons dDassant aismentles 1 30 dB, c'est au-del duseuil de la douleur pour denombreuses oersonnes,

En dpassantle niveau derfrence (0), leson sature.

Hardware

DECIBETS

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Quand nous rptons dans nos testsque les composants gnrant moins de40 dB sont silencieux !

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i,.[i$ aili :.: - .= =-ilii:!'-l"iitii, i*'l?,,r:rIi.i:i0 dB se veut Ie seuil deperception, mais en pratique,il n'existe aucun lieu sur cetteTerre sans bruit du tout. Si l 'trehumain est cens percevoirun son de 1000 Hz partirde 1 dB, dans la pratique lamajorit d'entre nous n'entendr ien avant 5 ou 10 dB. Unevoix chuchote est autourde 40 dB, c'est pourquoi lesmeilleurs ventilateurs que noustestons, moins bruyants qu'unchuchotement, paraissent sipeu audibles ! A propos defaibles bruits, s' i l est possibledans une chambre acoustiquespcialement isole de descendre un bruit ambiant de l 'ordre de1 0 dB (un tel silence, si rare, estpresque pesant exprimenter !),dans une chambre coucher lanuit, Ia campagne (hors bruitsde la vil le), Ie bruit ambiantest plutt de l 'ordre de 30 dB.A la rdaction, quand nouseffectuons nos mesures, leniveau est dj de 35 dB environ,suivant le nombre de PC allumset les heures de la journe. a

signifie concrtement que nousne sommes pas en mesure devous proposer des mesuresinfrieures 35 dB, mais40 dB tant l 'quivalent d'unchuchotement, ce n'est pas nonplus indispensable. Puisqu' i ls'agit d'une mesure base sur unlogarithme, i l est impossible decomparer les valeurs direciement.Un son de 80 dB ne donne pasla sensation d'tre deux foisplus fort qu'un de 40 dB, c'estb ien p i re I Pour l 'humain, uneaugmentat ion de 10 dB est peu prs quivalente unesensation de son deux fois plusfort. Une discussion normateest dans les 60 dB. Une sal le derunion anime ou une cour dercration dans les 80 dB, c'estgalement le bru i t d 'une rueen vil le avec des vehicules quipassent. Un marteau-piqueur,ou un concert etant Juste devantles haut-parleurs et c'est de1 10 120 dB ! Enf in, un av ion raction au dcollage gnreenviron 140 dB (en tant prochedu racteur). Le seuil de ladouleur varie selon les personnes,mais i l se situe en gnral entre120 et 130 dB. Le danger pourl 'homme v ient du fa i t qu ' i l n 'estpas ncessaire d'avoir mal pourendommager son audition rEn effet, une coute prolongeau-del de 80 dB peut gnrerdes pertes d'audition ou, pire,des acouphnes (un bruitpermanent, vie, plus ou moinsdsagrable). Si vous avez djassist un concert, ou tout

Au-del du fait que chaquehumain est unique et p lus oumoins rsistant, i l faut prendreen compte le rflexe stapdien,c'est--dire la contraction desmuscles de l 'oreil le qui se faitautomatiquement quand unson de plus de B0 dB environest peru, pour protger l 'oreil leinterne. Mais comme toutmuscle, i l fatigue avec le temps.A 100 dB, i l t ient en moyenne15 m in . A 120 dB , ce n ' es t p l usqu'une dizaine de secondes !C'est par t i r du moment oule rflexe stapdien n'est pluset que les muscles se relchentque l 'oreil le interne est alorsexpose au risque de dommagesirrversibles.':, ii= t"i F eil'fX {sL"ii!Sur cer ta ins ampl is de salon, levolume est exprim en dB et,curieusement, en dB ngatifs quitendent vers 0 plus on augmentele son. Ces decibels n'ont rien voir avec le volume sonoreproduit par votre installation,l 'appareil serait bien incapablede le savoir puisque d'autresparamtres entrent en compte commencer par l 'eff icacit(rendement) de vos enceintes.Dans le cas de ces amplis, le 0correspond l 'ampli pouss son maximum de puissance. LesdB affiches en negatif indiquentl 'attnuation que vous luiimposez en rduisant le volume.

Plus prcisment, saufoans 0e rares cas,

les ampl is que nousutil isons sont des

' pramplis (traitementdu son) et des amplis(amplif ication duson) intgrs 2-en-1 . La valeur en dB

correspond alors la valeur d'attnuationque le prampl i appl ique l 'ampl i . A 0 dB, leprampli ne rduit plusla source. C'est uneconvention qui vient del'audio professionnelqur se base pardfaut sur la valeur desortie nominale d'unampl i , 0 dB tant sonmaximum avant crtage(satration). Quant

au gain, que l 'on peuta juster sur un pur ampl ide puissance, sur un ampl i

,: Le sonomtre Voltcraft SL-1 00.utilis par la rdaction, est assezbon march (50 75 ).

****nrffi'

*iffi'lses facultes auditives. C'estpourquoi i l existe des loisvisant protger tant lesconsommateurs (lesbaladeurs en Europe

,.3..d81 1,,.'l. '5.AA,',1'l ' ', i l i$dg, i , . ,'t..5,d,B.':'.'

88 Hardware

A peine perceptibleAudibleSensation doubleLar:ge diffrence ,

sont l imits 100 dB)que les travail leurs(le port d'un casquede protectionest obligatoiredans certarnesprofessions). Maispourquoi pouvons-nous profiter d'un. ^ n . a r l 1 1 q . { Ralors que certainsconoucreursd 'engins dontles machinesfont 90 dBperdent djde l 'audi t ion ?

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de voiture ou encore un amplide guitare, contrairement uneattnuation par un potentiomtrede prampli, c'est un rglagedirect de la tension de sortie.a donne l ' i l lusion de rgler leniveau sonore, mais en principe,i l ne faut pas y toucher une foisque c'est bien rgl. Dans le casd'un instrument de musique, ons'en sert pour Jouer notammentsur la saturation (volontaire pourle coup), mais sur une voitureou dans un salon, c'est rglerselon la tension dlivre par lasource. Admettons que votreampli soit spcifi pour 200 Wet que son potentiomtre degain permette un rglage de100 mV 6 V Si vous avez unsignal d'entre de 6 V et quele rglage est sur 6 V l 'amplidlivre bien ses 200 W, c'estparfait. Si vous n'entrez que 3 V(mais que le rglage est quandmme sur 6 V), la puissancede l 'ampli est alors divise pardeux (100 W au l ieu de 200). Al' inverse, votre signal d'entreest de 6 V alors que vous.avezrgl le gain sur 3 V, l 'ampli auraune puissance de 400 W, cequi dpasse ses caractristiqueset le son sera donc crt(satur). En amont, c'est--direau moment de l 'enregistrementdes morceaux, cette notion degain et de saturation s'appliquegalement. Si certains morceauxn'ont pas exactement le mmevolume alors que vous n'avezrien touch sur votre chane hi-f i, i ls n'ont tout simplement past enregistrs avec le mmegain. Certains ingnieurs du sonbaissent un peu le niveau pourtre certains de ne jamais saturer(au risque de rduire quelquepeu la dynamique), mais dans

la pratique, les appareil lagesmodernes parviennentparfaitement enregistrer aumaxrmum Juste avant saturation(et la compression permetd'viter toute perte), si bien qu'i lest rare que deux morceauxdirectement issus du commerceaient de gros carts de niveau.Si c'est un enregistrement faitmaison, en revanche, c'est uneautre histoire. Vous pouvezquil ibrer les volumes de vosmorceaux l 'aide de logicielsspcialiss, c'est ce qu'onappelle la normalisation. Nousrecommandons le f reewareMP3Gain dont vous pourreztrouver un tutoriel en franais l 'adresse tinyurl.com/l3vBcdm.Mais a ne fonctionne que pourles morceaux de musique, a necorrige pas notamment le faitque les pistes son multicanaldes fi lms soient gnralementenregistres avec un gain bienmoincire que les musiques.Certains players comme VLCont galement une fonction denormalisation en temps rel quiminimise les carts de niveauxd'une lecture l 'autre si lessources n'ont pas t normalisset, si a ne vous satisfait pas,vous n'aurez d'autre choixque de dmultiplexer votrefi lm pour ajuster le gain del'audio manuellement avant deprocder de nouveau la fusion.Certains pr-amplis intgrent unqualiseur (avec un z en anglais),ou, dfaut, un rglage desbasses et des aigues. l l s'agit lde modifier le signal d'origineen ajoutant ou en soustrayantquelques dcibels en fonctiondes plages de frquence. Unqualiseur haut de gammepermet plus de rglages c'est--

Pour rinitialiser les valeurs,cliquez longuement sur la roue.

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dire plus de bandes (frquences)et un boosVsuppression duniveau par bande p lus ou moinslev (6 dB pour beaucoup, 12dB pour les plus performants).L'galisation est un doux quil ibreentre corriger des dfauts (lis l 'acoustique d'une pice parexemple) et vos prfrencespersonnelles.

' ldalement, le gain d'un ampli doittre rgl en fonction de la tension de lasource et non l'oreille.

- -_a .._-,,_.,,,-. tr _-_.-"."15 Sec

Sur notre LG G3, la mesure non calibre n'est carte que de 3dB entre 35 et 80 dB.

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