Bonjour,
Bon voilà, je suis en 1ère S et j'arrive presque à la fin de la constitution de mon TPE sur les nuisances, mais il me reste 3 semaines avant de passer, donc je recherche quelqu'un de patient qui voudrait bien lire mon TPE et me dire ce qu'il en pense...
Laissez moi un message, je vous l'enverrez en "privé".
Merci beaucoup!
Bonne journée!
J'ai les deux prochaines journées de libres donc tu peux me l'envoyer en privé
Merci beaucoup!
Thème : La mesure
Sujet : Les nuisances sonores
A) Introduction
Les nuisances sonores posent problème de plus en plus fréquemment ; en effet un français sur dix se plaint du bruit. Nous nous sommes donc demandé quelles pouvaient être les causes, c’est-à-dire d’où provient le bruit, comment est-il transmis, avec quelle intensité ?, à quelle fréquence ?, les conséquences des nuisances sonores sur l’être humain ainsi que les solutions pour remédier à ce problème, aussi bien au niveau matériel qu’au niveau de la législation.
Pour répondre à ces questions, nous avons donc effectué des recherches principalement sur internet ainsi que dans les livres de physique chimie du lycée. Nous avons aussi visionné quelques vidéos de 100% mag sur M6. Ensuite nous nous sommes rendues chez Monsieur Bricolage, un employé nous a gentiment proposé divers échantillons d’isolants thermiques, mais qui sont souvent utilisés aussi comme phoniques, ainsi que des isolants phoniques. Il nous a aussi donné un même isolant mais provenant de deux fabrications différentes : laine de verre, laine de roche, bois, … et nous a fourni davantage de documentation.
Nous avons donc réalisé notre expérience grâce à ces matériaux : nous les avons comparés, tout d’abord individuellement, ensuite sur l’avis de notre titulaire, nous les avons assemblés deux à deux, et avons pu constater les résultats que nous verrons.
B) Développement
I. Présentation
Les nuisances sonores
Une nuisance sonore est une pollution due au son, étant trop important qui gêne et crée des dégâts de par son niveau trop élevé ou son caractère répétitif. Une pollution sonore est un son qui crée une gêne et empêche d’être au calme Le bruit est considéré comme la nuisance la plus répandue. Elle est provoquée par des sons d’intensité trop forte mais essentiellement par la durée de ces sons. Effectivement, le principal problème de ces nuisances est la durée et non pas l’intensité de ces sons, c’est-à-dire qu’il est présent au quotidien.
De ce fait on peut se rendre compte que selon une étude de l’INSEE parue en octobre 2002, 54% des personnes vivants en villes de plus de 50 milles habitants placent le bruit en tête des nuisances les plus gênantes, avant même l’insécurité ou la pollution atmosphérique.
On dénombre donc actuellement en France plus de huit millions de personnes touchées par les pollutions sonores, aussi bien chez les seniors que chez les juniors.
Les origines de ces nuisances
Pour les installations fixes, l’ordonnance de protection contre le bruit (OPB) distingue différentes sources de bruit :
- premièrement, le bruit du trafic routier. C’est à cet origine de nuisance que le plus de gens sont exposées car le trafic routier est présent partout : à la maison, au travail, en vacances, … Le bruit lié à ce trafic dépend de plusieurs critères à savoir le nombre de véhicule par heure, de leur vitesse, du revêtement de la route, …
- deuxièmement, le bruit du chemin de fer. Il est moins gênant que le trafic routier car il y a moins d’aménagement pour les trains que pour les voitures en France mais aussi car, comme nous l’avons vu précédemment, les nuisances sont surtout gênantes sur la durée. Dans ce cas, le bruit dépend principalement du nombre de trains, de leur longueur et de leur vitesse.
- Enfin il existe plusieurs autres sources de bruit : le bruit des avions, des industries car les machines utilisées pour la fabrication de certains produits sont très bruyantes et des installations de tirs qui s’étend sur plusieurs centaines de mètres autour de la zone. Cependant ces nuisances-ci ne concernent uniquement les populations situées à proximité d’aéroport, industrie ou zones de tirs.
Ensuite nous pouvons retrouver les installations non fixes, dont la
principale est le baladeur mp3. Les jeunes ne font pas assez attention aux problèmes que la musique peut engendrer, et ne se rendent pas compte que certaines séquelles sont irréversibles. La forte intensité du son est une des causes mais la durée d’exposition aussi. Si une personne écoute de la musique forte durant une courte durée ou en faisant des pauses, cela aura probablement moins de conséquences que chez quelqu’un qui écouterait de la musique moins forte mais sur longue durée en n’effectuant aucune pause.
Le son
Le son, et donc les ondes sonores sont des ondes longitudinales à trois dimensions. Pour le prouver on peut, par exemple mettre une bougie devant un haut parleur. Nous constatons, à la mise en marche du haut parleur des vibrations de la flamme de la bougie. (Power Point 3)
Le son ne se propage pas dans le vide car c’est une onde mécanique qui ne se propage que dans un milieu « matériel ». La célérité du son varie selon le milieu et la température. Voici les différentes célérités en fonction des matériaux à 20°C. (Power Point 4)
Un son est caractérisé par sa fréquence ainsi que par son intensité. (Power Point 5)
Parlons tout d’abord de son intensité, qui est la puissance du son. L’intensité sonore est la puissance reçue par unité de surface du récepteur, elle s’exprime en W.m-2.
On la note I=
Elle a un ordre de grandeur très petit. De fait, de façon à avoir une échelle plus lisible, on définit le niveau sonore :
On le note L= 10.log
L est en dB (aussi noté dB(A)), log signifie logarithme, l’intensité est en W.m-2 et l’intensité de référence a pour valeur 10-12 W.m-2. La mesure du niveau sonore s’effectue avec un sonomètre.
On peut donc dès à présent déterminé le niveau sonore d’une source et donc déduire sa répercussion sur l’être humain en sachant qu’à 75 dB le son est pénible, et qu’il est dangereux à partir de 85 dB. Le seuil de douleur du son est de 120 dB. On se rend alors compte qu’entre 85 dB et 120 dB, l’oreille est menacée de lésions irréversibles mais indolores.
Nous avons dit précédemment que le son est caractérisé par sa fréquence ainsi que par son intensité. Voyons maintenant ce qu’est la fréquence du son.
La fréquence du son est exprimée en hertz (Hz), elle correspond au nombre de vibrations par seconde émise par une source. Plus le nombre de vibration par seconde est élevé, plus sa fréquence est élevée. La fréquence d’un son aigu sera largement plus élevée (+ ou – 8000 Hz) que la fréquence d’un son grave (+ ou – 50 Hz). Elle peut être comprise entre 20 et 20000 Hz.
On la note f = ; f étant la fréquence en Hertz, c la vitesse du son dans l’air en m.s-1 et λ la longueur d’onde en mètre.
Voyons maintenant ce qu’est la notion de silence. Précisons tout d’abord que la valeur de zéro décibel existe uniquement dans le vide, là où les sons ne peuvent se propager. La notion de silence ne signifie donc pas 0 décibel mais « peu de bruit », et est pratiquement introuvable dans la nature. Lorsqu’à la campagne en pleine nuit il nous paraît qu’il n’y a aucun bruit, l’intensité sonore est en fait d’environ 30 dB.
Sur l’échelle des niveaux sonores, nous pouvons voir les provenances possibles des sons, les lésions pouvant être causées ainsi que la durée d’exposition hebdomadaire maximale tolérée. Avant cela, voici quelques mesures de base : une voix chuchotée émet environ 35dB, une voix faible 50dB, une voix forte 80dB. (Power Point 6)
Pour information, le bruit le plus violent de l’histoire a été enregistré sur l’île de Krakatoa le 26 août 1883 lors de l’explosion de son volcan. Le bruit a été entendu à 5000 km à la ronde.
1ère partie de l’expérience.
Nous avons réalisé une expérience consistant à évaluer la protection qu’offrent différents types d’isolants à différentes distance, grâce à un oscilloscope. Un oscilloscope permet de visualiser sur un écran la courbe représentant l’évolution de la tension en fonction du temps.
Voyons tout d’abord « à blanc » les résultats obtenus sur l’oscilloscope, les différentes tensions, …
II. Impacts des nuisances sonores sur l’être humain
La pollution sonore, contrairement aux autres types de pollution n’affecte pas les ressources ; elle agit directement sur l’organisme. Les effets de la pollution sonore sur l’organisme sont donc immédiats et irréversibles. Nous allons voir comment on en arrive à ces lésions. Il faut savoir que la surdité n’est pas la seule conséquence, les acouphènes, bourdonnements et autres peuvent être très gênants au quotidien. Il est impossible d’évoquer les dommages causés par un son sans évoquer l’organe de perception du son, nous verrons donc tout d’abord le fonctionnement de l’oreille, ensuite les différents types de surdité et les échelles de la surdité, puis les effets non auditifs des nuisances sonores.
Anatomie et fonctionnement de l’oreille
L’oreille se situe latéralement de chaque côté du crâne enchâssé dans l’os temporal, qui est un os très solide qui va permettre de protéger l’oreille, organe sensoriel double puisque l’oreille a deux fonctions : l’audition en captant puis en transformant les vibrations sonores en impulsions nerveuses ensuite envoyées au cerveau, afin de nous permettre de percevoir les sons mais aussi le maintien de l’équilibre. Elle se compose de trois parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne, chaque partie étant un milieu de propagation différent. (Power Point 8)
L’oreille externe est composée principalement du pavillon et du conduit auditif externe. Le pavillon est formé de reliefs et de creux sculptant cette oreille, permettant d’amplifier les sons de 10 à 15 dB. En périphérie du pavillon, il y a l’hélix formant un bourrelet s’élargissant en bas pour former le lobule. Ensuite un relief concentrique, l’anthélix. Au centre, la conque (ou coquillage) qui recueille les sons comme un entonnoir pour les transmettre au conduit qui lui succède. Enfin en bas, le lobule (ou lobe d’oreille) normalement appendu au pavillon.
Le conduit auditif externe est un tuyau faisant suite au pavillon qui va diriger les sons en flux laminaire - c’est-à-dire que les couches de fluides glissent les unes sur les autres sans échange de matière - vers le tympan (qui ne fait pas partie de l’oreille externe) venant obturer le fond. De direction oblique en avant et souvent vers le haut, il mesure environ 3 cm de long (de diamètre moyen 7mm) et est constitué d’un tissu fibro-cartilagineux dans sa partie externe et osseux dans sa partie interne. Il faut savoir que du fait de sa géométrie, toutes les fréquences ne sont pas transmises de manière linéaire. Elle favorise les fréquences de 2kHz à 5 kHz qui arrivent au tympan avec une intensité 2 fois supérieure à l’entrée du canal auditif. (Power Point 9)
L’oreille moyenne est constituée du tympan et de la caisse contenant les 3 osselets (le marteau, l’enclume et l’étrier) et transmet les vibrations du tympan. Un petit muscle, le stapédius, limite les mouvements des osselets lorsque le niveau sonore s’élève, cependant, son efficacité est faible, voire négligeable dans la protection contre le bruit. Lorsque les vibrations du tympan sont transmises mécaniquement par les osselets à la fenêtre ovale qui correspond à l’entrée du colimaçon (oreille interne), la vibration mécanique est amplifiée environ 15 fois. (Power Point 10)
C’est à l’intérieur de l’oreille interne que se situent les mécanismes de perception. Elle est remplie de liquide et séparée en deux parties : premièrement la cochlée qui est en forme de coquille d’escargot et qui renferme les cellules ciliées (qui sont à peu près au nombre de 15000) et qui participent à l’audition. Secondement le vestibule qui est constitué de canaux circulaires formant l’organe de l’équilibre.
La cochlée est constituée de 2 canaux dans lesquels les ondes sonores se propagent jusqu’au bout du colimaçon et fait demi-tour ainsi que d’une membrane dans laquelle les ondes sont ensuite transmises, et qui vibre contre de petits cils. Les cellules ciliées traduisent les vibrations en influx nerveux envoyé enfin au cerveau (cette opération est réalisée en seulement 20 millièmes de seconde). Les cellules ciliées sont très fragiles ; soumises régulièrement à un son puissant et prolongé, elles fatiguent et peuvent mourir. Ces cellules n’ont pas la faculté de se renouveler, toute destruction est donc irrémédiable, pouvant entrainer une surdité. (Power Point 11, 12)
Nous allons donc maintenant nous intéresser aux conséquences des nuisances sonores sur l’individu, nous allons donc établir les différents types de surdité et effets du son sur l’audition.
Les effets des nuisances sonores sur l’audition et les différents types de surdité
Premièrement, le premier effet des nuisances sonore est l’acouphène, c’est-à-dire une sensation auditive non liée à un son généré par une vibration d’origine extérieure à l’organisme et inaudible par l’entourage. Le son perçu peut ressembler à un bourdonnement, un sifflement ou même à un tintement ressenti dans le crâne ou dans l’oreille, d’un seul côté ou des deux. On distingue les acouphènes objectifs, qui touchent 5 % des cas et qui sont perçus par l’entourage de la personne ainsi que des acouphènes subjectifs, qui eux touchent 95 % des cas qui sont uniquement perçus par la personne seule. Le nombre de personne souffrant d’acouphène est très important ; 300 à 500000 personnes souffrent d’acouphènes définitifs et 2 à 3 millions de personnes souffriraient d’acouphène chronique. L’acouphène est la conséquence des nuisances sonores la plus importantes ; on peut souffrir d’acouphène même en étant chez soi.
Ensuite, il existe d’autres types d’impacts, qui sont les surdités. Premièrement, la surdité de perception est due à une atteinte du nerf auditif ou de l’oreille interne affectant la transmission nerveuse des sons, le message est alors mal codé. Lorsque les cellules ciliées sont atteintes, les premières touchées sont celles qui décodent les fréquences aigües. Cette déformation déforme tout aussi bien un message extérieur que la propre voix du malentendant. Ce type de surdité peut être total.
Après, nous pouvons remarquer une surdité dite de transmission, qui touche l’oreille externe ou moyenne. Elle est due à une atteinte soit du conduit auditif, du tympan ou des osselets. Elle apparaît lorsque le passage des ondes sonores est entravé. La perte de l’audition prédomine sur les fréquences graves, contrairement à la surdité de perception, mais il faut savoir que la personne atteinte perçoit tout de même sa voix normalement. Cette surdité-ci n’est jamais totale.
Il existe aussi la surdité mixte, combinant les deux types de surdité précédant, elle peut donc être totale.
Finalement, un autre type de surdité, plus rare, est possible, appelée surdité brutale. Elle peut apparaître à tout âge, sans cause bien définie et est considérée comme une urgence médicale. Les traitements réalisés uniquement dans les plus brefs délais peuvent être efficients.
Cependant, les différents types de surdités, surtout celle de perception ne surviennent pas chez soi, d’un coup, simplement à cause du bruit de la circulation routière ou autre bruit du quotidien, c’est l’écoute du bruit dans la longueur qui provoque des séquelles plus ou moins importantes.
(Power point 14). Il est important de savoir que les effets des nuisances sonores agissent instantanément, et que ses conséquences peuvent varier suivant les individus.
Les effets non-auditifs de la surdité
L’appareil auditif constitue une fonction de guet et d’alarme qui diffuse les influx nerveux. Chaque bruit intense provoque un ensemble de réflexes, d’émotion, … et de détérioration quand le bruit est jugé alarmant. Cela peut créer des réactions sur l’ensemble de l’organisme : hypertension artérielle, vertiges, stress, spasmes, fatigue, irritabilité mais peut aussi avoir des conséquences non médicales, mais extrêmement gênante dans la vie d’un individu. (Power point 15)
III. Utilisation des isolants et législation
Le bruit
Le bruit est devenu une réelle pollution à la ville comme à la campagne. La première source des nuisances sonores sont les transports ainsi que les bruits provoqués par les voisinages. En 1992, une loi est mise en place ayant pour but de prendre des mesures préventives et correctrices contre ces nuisances sonores et visant tout les secteurs d'activités.
Dans un logement le bruit est transmis par la structure du bâtiment ainsi que par l'air avant d'arriver jusqu'à notre oreille.
Nous pouvons distinguer plusieurs types de bruits:
- les bruits aériens intérieurs et bruits de chocs (provenant de l'extérieur: rue, gare, chantier)
- les bruits aériens extérieurs (télévision, conversation)
- les bruits d'équipements (chauffage, chaudière, ascenseur)
Les bruits passent :
- par la paroi séparative (mur, plafond, planché) : c'est la transmission DIRECTE
- par les parois autres que séparatives : c'est les transmissions INDIRECTE
- et par défauts localisés souvent du au manque d'étanchéité à l'air (fissures..) : c'est les transmissions PARASITES. (Power Point …)
L’isolation
L’isolation phonique ou acoustique a pour objectif d’éviter la propagation du bruit à travers les parois d’une pièce. Il s’agit donc de traiter ces parois d’une part contre les bruits extérieurs, et d’autre part pour que les bruits émis depuis cette pièce ne se diffusent vers l’extérieur.
La correction acoustique consiste à modifier le rendu sonore d’une pièce pour l’adapter à son utilisation (home cinéma, chambre…).
Pour avoir une bonne isolation acoustique, il existe trois principes de base :
- La loi de masse
Plus c’est lourd, mieux ça isole.
Autrement dit, à épaisseur égale, une cloison en béton isolera mieux qu’une cloison en carreau de plâtre, car à volume égal, le béton est plus lourd que le plâtre.
- La loi masse-ressort-masse
En combinant certains matériaux, on peut appliquer le principe dit « masse-ressort-masse ».
Deux masses sont séparées par un ressort, lequel peut-être de l’air ou un matériau absorbant. Lorsque le bruit heurte la première masse, celle-ci se met à osciller. Le ressort entre les deux couches intercepte ces vibrations et fait office d’amortisseur. Le bruit est ensuite considérablement atténué lors de sa transmission à la deuxième masse. L’épaisseur et la qualité amortissante du ressort constituent les facteurs essentiels pour déterminer le niveau d’absorption des vibrations.
Ce principe consiste à utiliser des parois doubles, telles que plaques de plâtre, séparées par de l’air rempli par une laine minérale, qui absorbe et dissipe l’énergie.
En rénovation, cette solution permet un traitement efficace sans surcharger les structures.
- La loi d'étanchéité
Là où l’air passe, le bruit passe. Fenêtres, bas de portes, coffres de volets roulants, entrées d’air, mauvaise étanchéité en pied de cloison sont autant de sources de mauvaise étanchéité qu’il convient de ne pas négliger pour obtenir une isolation satisfaisante. Toutefois, le renouvellement de l’air du logement est indispensable. Il faudra donc laisser passer l’air en limitant le passage du bruit.
La diffraction du son
Sur les photos, nous pouvons remarquer que les vagues, que l’on fait correspondre à des ondes arrivent en étant toutes parallèles les unes par rapport aux autres. Cependant, à la hauteur de l’obstacle, nous pouvons remarquer que les lignes de crêtes se courbent et longent la jetée par l’intérieur. Ce phénomène est appelé la diffraction et fonctionne de la même façon avec les ondes sonore. C’est ce phénomène de diffraction qui permet d’entendre le bruit d’une pièce à l’autre si la porte est ne fut-ce qu’entre-ouverte.
La réflexion du son
L'onde sonore peut également subir une réflexion. La réflexion d'un son correspond au phénomène de l'écho. Pour réfléchir une série d’ondes, la surface réfléchissante doit avoir une largeur supérieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde incidente. Par exemple, une vitre de faible épaisseur réfléchira les sons aigus, qui ont de très petites longueurs d'onde, mais se laissera traverser par les sons de longueurs d'onde supérieures.
Bonjour as tu mis là l'intégralité de ton TPE*ou juste le résumé que tu va présenter à l'oral ? Je serais ravi de t'aider si je le peux.
Quelques conseils pour ta présentation orale, au niveau des fiches :
- Fait des phrases sur tes fiches, c'est très important car s'il s'agit de notes tu ne sauras pas comment formuler ta phrase au moment de la lire et tu va hésiter à chaque mot
- Écrit sur tes fiches dans un style oral, ça fait plus détendu et moins «je lis mon texte» le texte ci dessus est très bien mais dans un style un peu trop «écrit».
- N'écrit pas recto verso sur tes fiches et essaye de faire tenir ta partie sur maximum 3 pages, afin de pouvoir les étaler sur la table en début d'oral : ça t'évitera d'avoir à tourner tes pages pendant que tu lis, les correcteurs auront donc l'illusion que tu leur parles comme si tu dialoguais avec eux et c'est vraiment très pratique
- Numérote tes fiches, au cas où elles tombent.
- Pense à faire une répétition de l'oral avec ton groupe devant un de tes parents ou prof, ça vous aidera à réaliser combien de temps ça vous prend et à mettre au point quelques détails qui comptent. Typiquement il faut que vous soyez synchro pour que quelqu'un s'occupe de la diapositive quand quelqu'un parle, pour que celui ci n'ai pas à s'interrompre.
Bonne chance
Bonjour,
Ici il n'y a que les parties 1 et 2, je mettrai la trois dès qu'elle sera bien cloturée!
Merci beaucoup pour vos conseils!
Pensez vous que l'on parle assez des matières Physique et SVT dans le TPE?
Merci beaucoup!
Oui, je n'ai lu qu'en diagonale mais ça à l'air plutôt bien. Cependant, encore une fois, s'agit il de votre dossier écrit ou de ce que vous allez présenter à l'oral ?
Il s'agit à 80% de ce que nous allons présenter à l'oral.
Dans ce cas ça m'a l'air tout à fait crédible, si votre diapo est claire et que vous avez l'air convaincus ça va passer crème.
