Son
Le son est « le produit d'un corps sonore mis en vibrations »1.
C'est une « sensation auditive », provoquée par l'énergie que propagent des objets quand ils vibrent (dans un milieu élastique : l'air, l'eau, etc.). Le son se propage sous forme d'ondes, plus ou moins rapidement selon les milieux.
Le son propage les oscillations de pression avec compression et extensions d'un milieu comme l'air ou un liquide ou un solide, plus ou moins rapidement selon les milieux, mais ce milieu ne se déplace pas, un peu comme des vagues sur la mer qui oscillent sans déplacer la mer.
Dans les solides, des ondes transversales de cisaillement avec déplacements perpendiculaires au sens de propagation sont possibles, comme sur la première image. Leur vitesse est différente. Dans les séismes, ces ondes transverses arrivent un peu plus tard mais sont bien plus destructives car elles secouent horizontalement les maisons.
Quand ces ondes dans l'air atteignent nos oreilles, elles font vibrer nos tympans, membranes qui oscillent en secouant le marteau et l'enclume, des petits os de l'oreille moyenne, puis font vibrer des petits poils accordés sur chaque fréquence du son reçu dans le cochlée. Notre cerveau décrypte les signaux nerveux de ces vibrations et les reconnaît comme les sons que nous connaissons : il peut les classer en sons musicaux, suivant leur fréquences ou tonalité avec harmoniques d'une seule fréqeunce, en paroles et en bruits (onomatopées), les paroles et bruits alors sont des sons très complexes avec toutes sortes de fréquences non harmoniques.
Un son est caractérisé par son spectre en fréquence, valeur de l'amplitude de pression ou d'oscillation en fonction de la fréquence, son amplitude mesurée en décibels ou sa puissance en Watts par cm2 ou par m2.
Les fréquences d'un son audible vont d'environ 25 Hertz (nombre d'oscillations par seconde) à 16 000 Hertz entendus par les jeunes enfant et moins par les personnages âgées, de 5 000 Hertz à 10 000 Hertz, car les oreilles se dégradent avec l'âge.
En musique, chaque ton ou son a une fréquence précise, déterminée par la longueur d'une corde (piano, violon) ou d'un tuyau (flûte, orgue) qui vibre et par la vitesse du son qui détermine cette fréquence par le temps pour parcourir cette longueur. Plus cette longueur est grande, plus la fréquence est basse.
Infrasons et ultrasons[modifier | modifier le wikicode]
Les sons de très basses fréquences comme 10 Hertz sont des infrasons que l'on n'entend pas, mais que par exemple les éléphants eux entendent (ils s'en servent pour communiquer sur de longues distances). En effet, plus la fréquence du son est élevée plus son atténuation est rapide, ainsi les infrasons sont transmis plus loin.
Par exemple les Raz-de-marée ou tsunamis génèrent des infrasons fort loin, détectés seulement par des animaux comme les éléphants, qui alors fuient fort loin avant l'arrivée du raz de marée, ce qui a permis de sauver des personnes qui ont suivi les éléphants (qui ont même arraché leurs fers, conscients de l'extrême danger, bien plus que les humains ) lors du raz de marée du 25 décembre 2004 en Thaïlande et au Sri Lanka. Pareil juste avant des séismes des animaux, des chats, des serpents, etc.. détectent des infrasons et parfois ont sauvés des humains qui ont suivi les animaux.
Les sons au dessus de 16 000 Hertz, impossibles à entendre, sont des ultrasons entendus par les souris, même les chats et utilisés par les chauves souris comme radar pour se déplacer dans l'obscurité la nuit sans se cogner aux murs ou aux arbres et détecter les insectes qu'elles mangent.
La production d'un son[modifier | modifier le wikicode]
.jpg)
On peut provoquer des vibrations dans l'air en frottant ou en pinçant les cordes d'une guitare ou en chantant, en faisant vibrer ses cordes vocales. Pour bien distinguer la vibration, on peut aussi faire vibrer une règle sur le rebord d'une table ou secouer de l'air près de son oreille. Ces sons produits par oscillation (mouvement de l'objet qui vibre à une seule fréquence) sont reconnus par notre cerveau comme des notes de musique. On peut également produire un son avec n'importe quel objet frottant sur un autre : un crayon sur une feuille de papier, l'air frottant sur une voiture en déplacement, la vague frottant contre la falaise, un tambour aussi... Ces sons sont perçus comme des bruits non musicaux, car avec toutes sortes de fréquences non harmoniques (c'est à dire multiples d'une seule fréquence ).
Plus généralement, toute situation où de l'énergie est transmise au milieu ambiant produit une vibration, donc un son. Un son ne peut pas exister sans matière pour vibrer : aucun son ne se propage dans le vide, mais toute matière peut transmettre un son.
Vitesse du son[modifier | modifier le wikicode]
C'est la distance parcourue par le son en un certain temps : par exemple dans l'air la vitesse du son est environ de 340 mètres par seconde. Cela signifie que si un bruit se produit à 340 mètres de ton oreille, il s'écoule 1 seconde entre le moment où le bruit se produit et le moment où tu l'entends. La vitesse du son est d'ailleurs très variable selon la matière qu'il traverse : dans l'eau il se déplace à 1500 mètres par seconde (soit près de 5 fois plus vite) et il se déplace dans l'acier à plus de 5000 mètres par seconde. Cela veut dire aussi que les animaux qui peuvent entendre sous l'eau reçoivent le son bien plus vite que nous.
Expérience simple sur la vitesse du son avec un écho[modifier | modifier le wikicode]
En criant, un peu comme une chauve souris, mais à basse fréquence devant un mur ou une falaise lisse assez grande on entend un écho qui renvoie tout ce qu'on crie. La vitesse du son permet de mesurer la distance du mur avec le temps d'arrivée aller et retour de cet écho réfléchi par le mur (ou la falaise...). Une seconde détermine la distance égale à 340m/2=170m par exemple, un dixième de seconde indique 17m. Cette méthode mise en électronique est utilisée comme détecteur de présence (par exemple aider les non-voyants), 0,01 seconde pour un obstacle indique une distance de 1,7m.
La vitesse du son indique la distance de chute de la foudre avec le temps qui sépare l'éclair lumineux du son, 340m pour une seconde, environ 1 km pour 3 secondes et donc elle permet de savoir si l'orage est loin (plus de 10 secondes) ou proche et de se protéger. La lumière se propage environ un million de fois plus vite que le son et même dans le vide sans le moindre milieu support de propagation, contrairement au son qui n'est pas transmis dans le vide du tout.
Les décibels[modifier | modifier le wikicode]
L'intensité sonore (la quantité d'énergie transmise par une onde sonore) est exprimée en décibels (dB) à partir d'un niveau de référence 0 dB qui est le minimum détecté par notre oreille, un silence presque parfait.
Dans ce silence extrême, avec un son de 0 dB presque imperceptible, mais audible sans aucun bruit externe, de fait le tympan bouge alors d'à peine plus qu'une distance interatomique, 0,1nm, mesuré pour un picowatt par mètre carré, millionième de millionième de Watt par m2, ce qui montre que notre oreille en bonne santé est très hyper sensible.
Cette hypersensibilité explique pourquoi notre oreille est très fragile avec des sons mille milliards fois plus intenses de 120 dB, à fuir destructeurs même en une seconde, devant certains hauts parleurs, avec que 1 Watt par m2 de son.
A titre de comparaison un radiateur électrique ordinaire fournit 1 000 W et le soleil envoie un flux de lumière plein d'énergie sur Terre de 1 000 Watts/m2 mille fois plus intense que le flux d'énergie sonore à 120 dB de 1 W/m2 qui détruit nos oreilles en quelques secondes (niveau de son d'un marteau piqueur ou près de hauts parleurs d'un concert).
Plus un son a une intensité forte, plus on dit que le son est bruyant. Mais il faut savoir que si on augmente de 10 unités dB alors le son est dix fois plus fort. Par exemple un son de 40 dB est 10 fois plus fort qu'un son de 30 dB. Un son de 50 dB est cent fois plus fort qu'un son de 30 dB et un son de 60 dB est mille fois plus fort qu'un son de 30 dB.
- 10 dB : feuilles mortes qui tombent
- 60 dB : conversation courante
- 90 dB : musique avec un volume très fort (seuil de danger)
- 110 dB : concert de rock/discothèque (risque de dégâts permanents à l'oreille)
- 130 dB : décollage d'avion (seuil de douleur)
- 160 dB : décollage de fusée
Une intensité sonore de 0 décibel ne se rencontre jamais dans la vie réelle. Le silence, l'absence totale de bruit, n'existe pas, sauf dans certains laboratoires qui étudient le son. Pour un humain, il restera toujours les bruits de son propre corps, même si on n'y prête pas attention.
Le terme pollution sonore est une manière de dire que l'intensité du bruit à un endroit est plus élevée que ne le souhaitent les occupants de cet endroit. Il existe des techniques d'isolation phonique pour limiter les nuisances sonores.
Dangers[modifier | modifier le wikicode]
Pour éviter que les oreilles des spectateurs soient endommagées lors des concerts, certains pays limitent le volume sonore. Malgré ces lois, on conseille aux spectateurs dans les concerts de placer des petits morceaux de mousse (tampons auriculaires) dans les oreilles pour se protéger.
Il existe aussi des réglementations pour les appareils comme les lecteurs MP3. Il est important de savoir qu'un son trop fort peut endommager l'intérieur de l'oreille de manière irréversible et provoquer la surdité à long terme ou l'apparition d'un sifflement (dont le nom scientifique est acouphène). Malgré les progrès de la médecine, on ne peut pas toujours soigner ou réparer ces problèmes.
Ainsi on souffre toute le reste de sa vie de douleurs et sons bruyants, acouphènes et de difficultés auditives, si on ne se protège pas assez des sons excessifs, concerts, perceuses, perforateurs, marteaux piqueurs, etc.
Conseils[modifier | modifier le wikicode]
- Lors des concerts, ne pas se tenir près des haut-parleurs. Ne jamais mettre sa tête très près du haut-parleur comme on peut parfois le voir lors d'une rave party.
- Utiliser des tampons auriculaires lors des concerts ou des spectacles
- Ne jamais mettre au maximum le volume de son lecteur MP3, baladeur, etc. Pour la plupart des appareils, un volume inférieur à la moitié disponible est souvent suffisant.
- Quitter immédiatement un endroit où le volume est élevé si on ressent une douleur à l'oreille. Ne pas y retourner même si la douleur disparaît.
- Consulter un oto-rhino-laryngologue si l'on a l'impression de moins bien entendre, que l'on entend des sifflements ou des bruits désagréables et anormaux. Il faut aussi voir un médecin si l'oreille est douloureuse.
Voir aussi[modifier | modifier le wikicode]
Notes[modifier | modifier le wikicode]
- ↑ Citation trouvée sur Enseignement complet de la musique - Cours élémentaire - Réponse, L. Donné et A. Gruet, Alphonse Leduc, Paris, 1965.
Articles liés[modifier | modifier le wikicode]
- Musique
- Onde
- Fréquence
- bruit
- Haut-parleur
- Enceinte (audio)
- Microphone
- Sonar
- Casque audio
- Son stéréophonique
|
