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Propagation et atténuation
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ACTIVITÉ EXPÉRIMENTALE
120 minutes

3
Propagation et atténuation




Les acousticiens sont des ingénieurs chargés de lutter contre la pollution sonore. Ils étudient finement la propagation du son.

➜ Comment la puissance sonore varie-t-elle au cours de la propagation d’une onde acoustique ?


Objectifs

  • Exploiter l’expression du niveau d’intensité sonore.
  • Illustrer l’atténuation géométrique et l’atténuation par absorption.


Doc. 1
Dispositif expérimental

Dispositif expérimental


On suppose l’amplitude de la tension générée par le récepteur proportionnelle à l’intensité sonore reçue.

Doc. 2
Niveau sonore et atténuation

Pour faciliter les échanges dans le cadre de l’acoustique, on définit le niveau d’intensité sonore par :

 : niveau d’intensité sonore (dB)
 : intensité sonore (W·m-2)
 : intensité sonore de référence égale à W·m-2

On définit également l’atténuation comme la différence entre les niveaux d’intensité sonore de deux points de propagation de l’onde.

Doc. 3
Matériel nécessaire

  • Émetteur et récepteur à ultrasons et oscilloscope
  • Jeu de matériaux absorbants phoniques
  • Tableur-grapheur
  • Un rail en arc de cercle gradué et un rail rectiligne gradué

Compétences

REA : Effectuer des mesures avec des capteurs

REA/MATH : Utiliser des outils mathématiques

VAL : Exploiter un ensemble de mesures

Questions

1. Montrer que l’atténuation entre deux niveaux sonores s’exprime :


2. a. Réaliser le montage expérimental, puis mesurer l’amplitude pour différentes valeurs de distance et un angle  ° (voir doc. 1).


b. À l’aide d’un tableur, calculer l’atténuation entre le son à une distance et le son à une distance de référence  cm.


c. Tracer la courbe représentative de en fonction de .
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d. En déduire que et exprimer en fonction de , et .


3. a. Mesurer pour différents matériaux placés après l’émetteur. Calculer l’atténuation associée à ces matériaux. Conclure.


b. Lister tous les paramètres susceptibles d’altérer la propagation d’un signal sonore.


4. a. Remplacer le rail rectiligne par le rail en arc de cercle, puis mesurer l’amplitude pour différentes valeurs de l’angle , la distance restant constante.


b. Calculer l’atténuation entre chaque position d’angle et lorsque °.


c. Exprimer en fonction de et représenter son évolution en fonction de .

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Synthèse de l'activité

Une source sonore émet un son dont le niveau sonore à  cm est de  dB. Un observateur est situé à  m de la source, derrière une porte dont l’absorption est de  dB.
Calculer le niveau sonore et l’intensité sonore perçus par l’observateur.
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