Qu'est-ce que le son

Le son prend sa source dans un objet qui vibre : un haut-parleur, une guitare, nos cordes vocales. Cette vibration se propage dans l’air, mais aussi dans l’eau comme on l’a entendu avec les baleines ou dans les solides comme dans les immeubles ou dans la terre avec les tremblements de terre.

La membrane du haut-parleur va pousser et comprimer les molécules voisines qui vont, à leur tour pousser les suivantes. Puis la membrane du haut-parleur revient à sa position initiale et attire ou met en dépression les molécules qui vont revenir à leur place. Cette vibration élastique des molécules crée des zones de compression et de dépression qui se propagent sous forme d’onde.

Si on représente la valeur de la pression sur une courbe, pour un son pur, ça donne cette forme, mais on va voir que même pour une seule note, les formes sont plus compliquées.

Les variations de pression se propagent à une vitesse qui dépend du milieu ~340 m/s dans l’air 1500 m/s dans l’eau et de l’ordre de 5000 m/s dans un solide.

Sons graves et aigus : la fréquence

Une source sonore peut vibrer de façon aléatoire, i.e. n’importe comment, on a alors du bruit (essai).
Elle peut aussi vibrer de façon régulière, avec des oscillations plus ou moins rapides, par exemple 250 par seconde (essai), 1000 par seconde (essai) ou 4000 (essai).

Ce nombre de vibrations par seconde, on l’appelle la fréquence, son unité est le hertz. Une oscillation par seconde correspond à un hertz, 250 par Seconde à 250 Hz, 1000 par seconde 100 Hz ou 1 kilohertz, 4000 4 kilohertz.

Vous entendez la différence, les graves correspondent aux petites ou aux basses fréquences, par exemple 100 Hz et les aigus correspondent aux fréquences élevées ou hautes fréquence, par exemple 4000Hz ou 4 kHz.

Dans les fréquences que l’on entend, on distingue 3 gammes : les graves en dessous de 200 HZ, les intermédiaires entre 200 et 2000 Hz ou 2kHz et les aigus au-delà de 2 kHz.

Rappelez-vous que la fréquence, correspond à l’inverse d’un temps : ici le temps d’une oscillation compté en secondes. Mais la fréquence peut mesurer autre chose comme la fréquence cardiaque, ou celle du métro.

Sons et ultrasons : l’homme et l’animal

Quelles sont les fréquences sonores que l’on entend et que les animaux entendent ?

Et chez les animaux ? La bande rouge correspond aux fréquences entendues par chaque animal. On peut faire remarquer :

• que l’échelle horizontale progresse de façon géométrique
• la gamme des notes d’un piano (hors harmoniques)
• la gamme réduite des fréquences téléphoniques, 300 à 3400 Hz, suffisante pour communiquer

Le niveau sonore dB : les risques pour l’oreille

Le niveau sonore, ou l’intensité du son se mesure en décibels ou dB. Il est calculé à partir de la pression acoustique qui est la variation moyenne de la pression atmosphérique causée par le son. L’unité de mesure de la pression est le pascal (Pa).

Les figures suivantes donnent une indication du niveau sonore dans différents conditions, 20 dB pour un environnement très très calme (studio d’enregistrement) à 120dB seul d’inconfort avec des recommandations autour de 80 dB sur plusieurs heures ou 85 dB pour écouter de la musique