Mesures de niveau sonore
Les mesures de niveau sonore sont importantes pour comprendre et gérer les effets positifs et négatifs du son et du bruit.
Il est, par exemple, possible de mesurer les niveaux sonores de la musique et d’autres sons qui ont un impact positif sur l’humeur et le bien-être, et d’utiliser ces informations pour concevoir des environnements plus propices à ces effets positifs.
Il existe également des raisons importantes de mesurer les niveaux de bruit. De nombreux pays ont des réglementations qui fixent des limites aux niveaux de bruit dans différents environnements. Ces limites sont en place pour réduire l’impact de la pollution sonore sur la santé et le bien-être humains.
Un sonomètre est l’outil le plus courant pour mesurer les niveaux sonores et le bruit.
- Le son est créé lorsque des particules, telles que des molécules d’air, oscillent. Dans le vide, il n’y a pas de son. Les humains s’intéressent principalement aux oscillations à des fréquences qui déclenchent notre ouïe.
- Bruit : Il n’existe pas de définition unique du bruit. La définition dépend du contexte, de la culture des gens et elle évolue même avec le temps. La musique d’une personne peut être le bruit d’une autre. La définition la plus couramment utilisée est : « son indésirable ou dérangeant ».
Où les niveaux sonores sont-ils mesurés ?
Les niveaux sonores sont mesurés dans divers environnements.
Les sonomètres ont un large éventail d’autres applications. Ils sont utilisés dans des domaines aussi divers que l’audiologie, la production musicale, les tests de produits, les tests de bruit automobile, la criminalistique acoustique, les systèmes de sonorisation, la bioacoustique et l’éducation.
Pour évaluer le bruit provenant d’autres pièces ou du monde extérieur dans des lieux tels que les bureaux, les écoles et les hôpitaux. Le but des pièces dans ces bâtiments ne doit pas être perturbé par un tel bruit.
Pour évaluer les propriétés acoustiques des espaces clos, tels que les salles de réunion, les salles de conférence, les salles de classe, les salles de concert, les studios d’enregistrement, les aéroports et les gares. L’espace peut ensuite être conçu pour améliorer l’expérience d’écoute de la musique ou de la parole.
Les niveaux sonores lors d’événements en direct ne doivent pas causer d’inconfort ou de dommages à l’audition du public, ni déranger les voisins.
Pour évaluer l’impact du bruit sur le voisinage et l’environnement.
- Bruit de construction : pour surveiller les niveaux de bruit provenant des activités de construction. Ces informations peuvent être utilisées pour garantir que les niveaux de bruit restent dans des limites acceptables et pour protéger la santé et le bien-être des travailleurs et des résidents.
- Contrôle du bruit industriel : pour évaluer les niveaux de bruit provenant des machines et d’autres sources industrielles. Ces informations peuvent être utilisées pour réduire les niveaux afin de protéger la santé et le bien-être des travailleurs et de réduire l’impact environnemental de l’industrie.
- Bruit ferroviaire : pour évaluer l’impact du bruit ferroviaire sur les communautés. Ces informations peuvent être utilisées pour élaborer des stratégies de réduction du bruit ferroviaire, telles que l’installation de barrières antibruit ou l’amélioration de la conception des véhicules ferroviaires.
- Bruit d’aéroport : pour évaluer l’impact du bruit d’aéroport sur les communautés. Ces informations peuvent être utilisées pour élaborer des stratégies de réduction du bruit d’aéroport, telles que l’installation de barrières antibruit ou la modification des trajectoires et/ou des horaires de vol des avions.
- Bruit de la circulation : pour surveiller les niveaux de bruit de la circulation et prendre des mesures pour les réduire, au profit des résidents de la région.
Qu'est-ce qu'un niveau sonore ?
Le niveau de pression acoustique (SPL) est le niveau le plus élémentaire utilisé dans les mesures sonores. Le SPL, mesuré en décibels (dB), est largement utilisé depuis les années 1930.
Le SPL est défini comme le logarithme du rapport de la pression acoustique à une pression de référence
SPL = 20 log10(p/pref) dB
p → la pression acoustique instantanée en Pa
pref → la pression de référence = 20 µPa
Il existe quelques filtres courants appliqués au SPL, qui rendent le rapport des niveaux plus pertinent et plus facile à comparer. L’application de ces filtres nous donne les indicateurs souvent observés, tels que LAF, LCS, etc.
Filtres courants
Pondération de fréquence
La pondération de fréquence est appliquée pour tenir compte de la façon dont l’oreille humaine perçoit le son. Le microphone est beaucoup plus efficace que les oreilles humaines pour détecter les très basses et très hautes fréquences. La courbe de pondération réduit donc les basses et hautes fréquences pour rendre le son plus similaire à celui qu’un humain entendrait. Les pondérations de fréquence corrèlent ainsi les mesures objectives du sonomètre avec la réponse humaine subjective. Les trois plus populaires sont A, C et Z.
Pondération temporelle
Les humains entendent le son comme une « moyenne » sur de courtes périodes, et non comme les niveaux qui changent rapidement et qui sont détectés par le microphone. La pondération temporelle est donc appliquée. Les niveaux mesurés sont également plus faciles à lire sur un sonomètre, car la pondération temporelle amortit les changements soudains de niveaux, créant ainsi un affichage plus fluide. Les pondérations temporelles sont définies par la période sur laquelle elles sont mesurées. Les trois plus populaires sont S = Lent, F = Rapide et I = Impulsion. Parmi ces trois, Lent est mesuré sur la période la plus longue.
Il existe d’autres façons intéressantes de décrire les niveaux, selon votre application. Pour en savoir plus, lisez ceci :
Comment les statistiques de percentile sont-elles mesurées ?
Comment fonctionne un sonomètre ?
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Un sonomètre (SLM) est un instrument qui mesure et quantifie le niveau de pression acoustique (SPL) du son.
Les sons (signaux) traversent le SLM dans l’ordre suivant :
- Membrane : Les ondes sonores font vibrer la membrane du microphone. Ce mouvement est converti en un signal électrique (analogique).
- Préamplificateur : Le préamplificateur amplifie le signal analogique.
- Convertisseur AD : Convertit le signal analogique en un signal numérique.
- DSP : Le DSP (processeur de signal numérique) façonne le signal numérique avec une pondération temporelle et de fréquence.
- Affichage : L’écran affiche le niveau sonore résultant.
Homologation de modèle (homologation de type) et conformité de classe 1 selon la norme CEI 61672
L’homologation de modèle est un concept fondamental de la série CEI 61672 et joue un rôle central pour déterminer si un sonomètre peut légitimement être déclaré de classe 1. Bien que la norme CEI 61672-1 définisse les exigences de performance électroacoustique pour les sonomètres de classe 1 et de classe 2, elle ne constitue pas en soi une preuve de conformité. La conformité doit être démontrée, et cette démonstration est réalisée au moyen d’essais d’évaluation de modèle tels que définis dans la norme CEI 61672-2.
L’évaluation de modèle consiste en une campagne d’essais complète et normalisée couvrant toutes les exigences obligatoires de la norme CEI 61672-1, y compris les performances électroacoustiques, les influences environnementales (température, humidité, pression), la compatibilité électromagnétique, la réponse directionnelle, la linéarité, les pondérations temporelles, les mesures de crête et l’analyse de l’incertitude. Ces essais sont effectués sur des spécimens représentatifs de l’instrument et donnent lieu à un rapport d’évaluation de modèle formel, qui documente les méthodes d’essai, les résultats et les incertitudes de mesure associées.
Pour pouvoir légitimement prétendre à la classe 1, un sonomètre doit avoir réussi ces essais d’évaluation de modèle. Un appareil qui est simplement « conçu conformément à » la norme CEI 61672-1, ou qui n’a subi que des essais partiels ou internes, ne peut pas être considéré comme conforme à la classe 1 au sens normatif du terme.
Les essais d’évaluation de modèle sont généralement effectués par des instituts nationaux ou accrédités de métrologie possédant l’expertise, les installations et la traçabilité métrologique nécessaires. En Europe et à l’échelle internationale, ces essais sont généralement effectués par des organismes tels que le LNE (France), le PTB (Allemagne), le METAS (Suisse) ou le CEM (Espagne). Ces instituts opèrent dans un cadre métrologique national et international et assurent une traçabilité complète aux normes primaires.
Il est important de distinguer l’homologation de modèle de la vérification périodique selon la norme CEI 61672-3. Les essais de vérification, même lorsqu’ils sont effectués par un laboratoire accrédité ISO/CEI 17025, ne font que confirmer qu’un instrument individuel reste dans les limites de tolérance au moment de l’essai. Ils ne valident pas la conception originale de l’instrument et n’établissent pas la conformité à la classe 1. La vérification ne peut pas remplacer l’homologation de modèle et ne peut pas être utilisée comme preuve qu’un instrument répond à toutes les exigences de la norme CEI 61672-1.
En revanche, l’homologation de modèle valide la conception et les performances du type d’instrument lui-même. Pour les applications réglementaires, la surveillance du bruit environnemental, la métrologie légale et les mesures à enjeux élevés, seule l’homologation de modèle effectuée par un organisme de métrologie compétent constitue une démonstration robuste et défendable de la conformité à la classe 1.
En résumé, il n’est pas techniquement ou normativement justifié de revendiquer le statut de classe 1 sans une évaluation de modèle réussie selon la norme CEI 61672-2. L’homologation de modèle est la pierre angulaire de la crédibilité, de la comparabilité et de la confiance dans les mesures professionnelles du niveau sonore.
Normes qui définissent les mesures du niveau sonore
Les normes (réglementations sur le bruit) relatives à la transmission du son sont établies par des organisations qui élaborent des lignes directrices et des recommandations pour les mesures du niveau sonore dans divers domaines, notamment l’acoustique environnementale, industrielle, du bâtiment et des salles. Ces organisations comprennent :
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- American National Standards Institute (ANSI)
- Organisation internationale de normalisation (ISO)
- Comité européen de normalisation (CEN)
- Commission électrotechnique internationale (CEI)
- Commission internationale d’acoustique (ICA)
Ces normes sont adoptées par les administrations nationales, étatiques ou provinciales et municipales. Elles imposent généralement des restrictions sur la quantité de bruit, la durée du bruit et la source du bruit, et limitent également à certaines heures de la journée. Ces normes comprennent :
- ANSI S1.4 – Spécifications pour les sonomètres.
- ANSI S1.11 – Spécification pour les filtres analogiques et numériques à bande d’octave et à fraction d’octave.
- CEI 61672 – Électroacoustique – Sonomètres.
- ISO 9612 – Acoustique – Détermination des niveaux d’exposition au bruit en milieu de travail – Méthode d’expertise.
- ISO 1996 – Acoustique – Description, mesurage et évaluation du bruit de l’environnement.
- ISO 16032 – Acoustique – Mesurage du niveau de pression acoustique des équipements techniques du bâtiment – Méthode d’expertise.
- ISO 3382-1 – Acoustique – Mesurage des paramètres acoustiques des salles.
Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses normes qui définissent les mesures du niveau sonore. La norme spécifique à utiliser dépend de l’application.
Foire aux questions
Utilisez le XL2 avec un microphone de mesure approprié et effectuez un étalonnage acoustique rapide avec un calibreur sonore (généralement 94 dB à 1 kHz) avant et après la session de mesure. Cela crée des résultats traçables et permet de détecter rapidement les problèmes de configuration ou de microphone.
