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Volume sonore et niveau d'intensité

  1. Simontheb

    Date d'inscription
    juin 2009
    Localisation
    Nantes
    Âge
    22
    Messages
    439

    Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour,

    je sollicite vos lumières car j'ai un petit problème avec le chapitre du Hecht portant sur le son.

    Il y est défini le niveau d'intensité , en décibel, comme suit:


    est l'intensité sonore (ou volume sonore) et l'intensité au seuil d'audibilité.

    Il est également écrit que, pour l'oreille humaine, "une multiplication de l'intensité d'un son par 10 sera généralement perçue comme une multiplication du volume par 2." Et puis, juste après: "cela est équivalent à dire que l'oreille est sensible au logarithme de l'intensité."

    De cette dernière phrase, je déduis que, lorsque l'intensité d'un son est multiplié par 10, son niveau d'intensité double. Or, quand j'applique la formule ci-dessus, je me rends compte que le niveau d'intensité est augmenté de 10 dB et non multiplié par 2. Je ne comprends pas.

    En plus, dans un exemple d'application, on compare deux sons: le volume sonore de l'un est 32 fois plus grand que l'autre. L'auteur en déduit une différence de niveaux d'intensité de 50 dB. Pourtant, le logarithme décimal de 32 ne vaut pas 5! Où est l'erreur?

    Merci d'avance pour vos réponses.


     


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  2. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    8 287

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour

    Un signal sonore juste audible est de niveau I° soit 0 dB ( log 1 = 0 )

    Un signal sonore d'intensité de 10 I° son niveau en dB est de 10 dB ( log 10 = 1)

    Un signal sonore d'intensité de 10 x 10 I° soit 100I° est en dB de 20 dB
    soit 2 fois en dB le signal sonore de 10 I° ( log 100 = 2)

    Unsignal sonore de 32 I° ( 32x 10 I° autre cas) , le niveau en dB est bien de 50
    dB ( ou 50dB +10 dB = 60 dB pour l'autre cas)) ( log 3,2 = 0,50)
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  3. stefjm

    Date d'inscription
    avril 2008
    Localisation
    Zut! C'est pas homogène! Ben t'as qu'à mélanger...
    Messages
    10 000

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Citation Envoyé par Simontheb Voir le message
    Il est également écrit que, pour l'oreille humaine, "une multiplication de l'intensité d'un son par 10 sera généralement perçue comme une multiplication du volume par 2."
    Comment est définit la notion de perception du volume?
    Citation Envoyé par Simontheb Voir le message
    Et puis, juste après: "cela est équivalent à dire que l'oreille est sensible au logarithme de l'intensité."
    C'est vrai, mais qu'est ce qui impose d'utiliser un logarithme à base 10?
    Cela marche de la même façon avec toutes les bases (e, 2, 10) choisies arbitrairement. (Non?)
    Citation Envoyé par Simontheb Voir le message
    De cette dernière phrase, je déduis que, lorsque l'intensité d'un son est multiplié par 10, son niveau d'intensité double. Or, quand j'applique la formule ci-dessus, je me rends compte que le niveau d'intensité est augmenté de 10 dB et non multiplié par 2. Je ne comprends pas.
    Le log permet de changer une échelle multiplicative en additive, rien de plus.
    Je ne vois pas de sens à parler d'une multiplication par deux d'une grandeur en log! (Mais je suis intéressé si on me montre qu'il y en a un.)
    Citation Envoyé par Simontheb Voir le message
    En plus, dans un exemple d'application, on compare deux sons: le volume sonore de l'un est 32 fois plus grand que l'autre. L'auteur en déduit une différence de niveaux d'intensité de 50 dB. Pourtant, le logarithme décimal de 32 ne vaut pas 5! Où est l'erreur?
    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Un signal sonore d'intensité de 10 x 10 I° soit 100I° est en dB de 20 dB
    soit 2 fois en dB le signal sonore de 10 I° ( log 100 = 2)
    Cas particulier qui ne marche plus avec 100. (x3 ???)
    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Unsignal sonore de 32 I° ( 32x 10 I° autre cas) , le niveau en dB est bien de 50
    dB ( ou 50dB +10 dB = 60 dB pour l'autre cas)) ( log 3,2 = 0,50)
    Je dois pas être réveillé mais je n'ai rien compris!
    x32 me donne +15dB

    D'où sort le x10 ?

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «réalité» et «existe».
     

  4. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    8 287

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour,

    Je n'etais sans doute pas reveillé à 100% !!

    10 xLog 3,2 = 5 dB et non 50 db ....
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  5. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    33 321

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour.
    L'intensité est la puissance par unité de surface. Souvent pour le son on mesure l'intensité en dB par rapport à une intensité de référence. Mais ce n'est pas obligé.
    Ici le Hecht se fait prendre à son propre piège des définitions. Il a mélangé l'intensité tout court avec l'intensité mesurée en dB.
    C'est ce qui arrive quand on donne des définitions idiotes.
    Au revoir.
     


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  6. stefjm

    Date d'inscription
    avril 2008
    Localisation
    Zut! C'est pas homogène! Ben t'as qu'à mélanger...
    Messages
    10 000

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    L'intensité est la puissance par unité de surface. Souvent pour le son on mesure l'intensité en dB par rapport à une intensité de référence. Mais ce n'est pas obligé.
    Ici le Hecht se fait prendre à son propre piège des définitions. Il a mélangé l'intensité tout court avec l'intensité mesurée en dB.
    C'est ce qui arrive quand on donne des définitions idiotes.
    J'ai failli dire que cette partie était du n'importe quoi et puis j'ai douté de moi et suis resté modeste.
    Comme quoi, je n'aurais pas du...
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «réalité» et «existe».
     

  7. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    33 321

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Citation Envoyé par stefjm Voir le message
    J'ai failli dire que cette partie était du n'importe quoi et puis j'ai douté de moi et suis resté modeste.
    Comme quoi, je n'aurais pas du...
    Bonjour Stefjm.
    Vous avez bien fait de ne pas dire.
    Regardez la définition d'intensité en wikipedia.
    On ne parle pas de dB.
    Dire que l'intensité ne peut être mesurée qu'en dB est une "particularité" franco-française.
    Encore une directive ministérielle, je suppose.
    Cordialement,
     

  8. stefjm

    Date d'inscription
    avril 2008
    Localisation
    Zut! C'est pas homogène! Ben t'as qu'à mélanger...
    Messages
    10 000

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Vous avez bien fait de ne pas dire.
    Bah, il y a quand même une belle salade entre dB et pas dB!
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Regardez la définition d'intensité en wikipedia.
    On ne parle pas de dB.
    Mais le Hecht en parle...
    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Dire que l'intensité ne peut être mesurée qu'en dB est une "particularité" franco-française.
    Encore une directive ministérielle, je suppose.
    On dit cela en France? J'ai toujours essayé d'être le plus univoque possible à ce propos sachant que c'est casse gueule.

    Dans le cas ici, x2 (ou x10) sur l'amplitude (non dB) donne quoi sur la perception?

    Cordialement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «réalité» et «existe».
     

  9. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    8 287

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour LPFR,

    L'intesite sonore, est une puissance, c'est pour cela qu'il y a le terme x10 dans l'expression, car le dB est une echelle logarithmique de puissance.

    Par simplification de language, parfois, et à tord, on exprime les puissances electrique en dBm ou dBW en radioelectricité

    L'horreur pour le physicien c'est qu'ensuite on exprime les niveau de tension en dB ( par rapport au dBm sous 50 ohms, 75 ohms, ou 600 ohms ) en ne prenant plus en compte les impedances de fermetures. Ce genre d'utilisation du dB entraine de nombreuses erreurs chez les techniciens , et parfois hesitent si il faut multiplier par 10 ou 20 le log et encore faut il bien utiliser la bonne reference de tension.

    Le neper etait defini comme un rapport de tension, mais, il a pris un coup de vieux
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  10. lyonnais

    Date d'inscription
    août 2004
    Messages
    129

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour,
    J'ai pas tout lu à fond mais il me semble qu'il y a une erreur de base dans vos analyse. Dans le premier message il est question d'une 'perception' multiplié par 2. En acoustique il faut faire attention entre les paramètres physiques (niveau sonore en dB, ....) et la perception qu'on en a. On parle alors de 'psychoacoustique'. Pour lier physique et perception on utilise des grandeurs genre le phone (=dB pour fréquence de 1000 Hz) ou pour la perception de 'sone'. Le sone donne la grandeur de la 'perception'. De mémoire 1 sone correspond à 40 phone. Ce qui à été observé c'est que la 'perception' d'un son à 1000 Hz doublait lorsqu'on multipliait le paramètre physique 'intensité' par 10. C'est lié à notre oreille qui 'voit des lois de puissance' et n'est pas linéaire (comme quasiment toutes nos perceptions). Ensuite il existe des courbes d'isosonies pour voir comment la perception évolue suivant la fréquence.
     

  11. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    33 321

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Re.
    Pour la perception on ne peut pas dire que 10 fois plus de puissance par unité de surface donne une impression du double. On ne peut pas mesurer l'impression avec précision.
    Mais on peut dire que, en gros, la perception du son est logarithmique. Le passage de 10 à 15 µW/m² donne la même impression d'augmentation que le passage de 40 à 60 mW/m² Le logarithme décimal est un choix. Pendant longtemps les PTT utilisaient le "Neper" à la place du dB (c'est la même chose avec des logarithmes népériens).

    On dit aussi que, en gros, la variation en volume du son la plus faible que l'on peut percevoir est de 1 dB


    Et oui, l'intensité nécessairement en dB c'est bien une particularité française. Regardez la page de wikipedia en anglais: pas d'équivalent français. Regardez la page d'homonymie de intensité en français. Pas une mention ni des W/m² ni même des dB.

    Je me permets de corriger: l'intensité sonore est une puissance par unité de surface.
    Effectivement, les matheux ont transformé les décibels sous impédance constante en une chose horrible: 20log(V2/V1), en sortant l'exposant du logarithme. Quel besoin avaient-ils de le sortir. Encore une directive ministérielle?
    Je disais à mes étudiants (qui ne arrivaient pas à se défaire au 20), que si ça avait été 20, on les aurait appelés "vingtibels" et non décibels.
    Cordialement,
     

  12. Cassano

    Date d'inscription
    octobre 2004
    Localisation
    Angoulême
    Âge
    27
    Messages
    946

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Sauf erreur de ma part, la définition en 20log(V/V0) ne vient pas des mathématiciens mais plutot des "électriciens", pour se rapprocher des définitions en signaux électriques (plus utiles aux techniciens que les W/m²).

    Quant à la "spécificité francaise", Hecht était américain. Et la plupart des sonomètres , de fabrication allemande ou italienne, donne l'intensité sonore en dB.

    ps : Si je puis me permettre, je trouve les bouquins de Physique de Hecht assez vieillots et insupportables à lire. Je préconise (ce n'est qu'un avis) de conserver le Hecht pour l'optique (qui par contre est génial!)
    "Vous qui entrez, laissez toute espérance" Dante
     

  13. Simontheb

    Date d'inscription
    juin 2009
    Localisation
    Nantes
    Âge
    22
    Messages
    439

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Houlà! Je ne m'y retrouve plus du tout. Est-ce que le texte du Hecht est correct, en fin de compte? Parce qu'il me semble qu'il dit explicitement que l'oreille est sensible au logarithme de l'intensité d'un son, c'est à dire au niveau d'intensité. Je ne comprends donc pas pourquoi il est affirmé qu'un facteur 10 sur les intensités donne un facteur 2 sur le son perçu. En effet, un facteur 10 sur les intensité se traduit par une différence de 10 dB sur les niveaux d'intensité, en appliquant simplement la formule de définition. Si encore la majorité des sons avaient un niveau d'intensité autour de 10 dB, je comprendrais, ça doublerait le niveau d'intensité grosso modo. Mais d'après la table donné à la même page, les sons courant ont un niveau d'intensité autour de 70 dB. Je ne comprends donc toujours pas.

    Au sujet de l'exemple du facteur 32 sur l'intensité, la démarche de Hecht est la suivante: l'intensité est doublé 5 fois (32= 2 puissance 5), et il affirme alors que "chaque fois que le volume double, le niveau d'intensité augmente de 10 dB". Il en déduit donc que le niveau d'intensité augmente de 50 dB. Mais je ne sais pas d'où il sort la phrase souligné: le logarithme décimal de 2 n'est pas 1! Je comprends de moins en moins ce passage...
     

  14. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    8 287

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Bonjour,

    Pour comparer subjectivement 2 niveaux sonore il faudrait le faire à frequence egale. Si non il faudrait corriger l'impression avec les courbe de Flechner. In son audible à 1000Hz peu être inaudible à 100Hz car la sensibilite de l'oreille baisse d'environ 20 dB à 30 dB
    si l'impression sonore double comme sa valeur en dB, l'augmentation de puissance correspondante va dependre du niveau du son de reference

    de 10 dB à 20 dB on multilie pa puissance par 10

    de 20dB à 40 dB on multiplie la puissance par 100
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  15. stefjm

    Date d'inscription
    avril 2008
    Localisation
    Zut! C'est pas homogène! Ben t'as qu'à mélanger...
    Messages
    10 000

    Re : Volume sonore et niveau d'intensité

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    de 10 dB à 20 dB on multilie pa puissance par 10

    de 20dB à 40 dB on multiplie la puissance par 100

    Pour moi, +10dB font x10.

    Qu'est ce que je rate encore?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «réalité» et «existe».
     


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