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ACTIVITÉ DE GROUPE


4
Les niveaux d’intensité sonore




Le bruit ambiant est omniprésent. Voix, voitures dans la rue, ronflements des appareils électroniques autour de nous : tous ces éléments contribuent à perturber notre environnement acoustique.

➜ Entre le décollage d’une fusée à 3 km et une dizaine de milliers de moustiques à un mètre, laquelle de ces situations est la plus bruyante ?


Ce que j’ai déjà vu

  • La propagation des ondes sonores

Groupe 1
Le décollage de Saturn V à 3 km


Doc. 1
La puissance sonore de Saturn V

Saturn V était le lanceur utilisé à la fin des années 1960 par la NASA pour envoyer des fusées dans l’espace. Ce lanceur a notamment contribué à la réussite de la mission Apollo 11 durant laquelle les deux hommes Neil Armstrong et Buzz Aldrin ont posé pour la première fois le pied sur la Lune. Au décollage, une partie de l’énergie s’est dissipée autour de la fusée, se propageant dans l’air de manière sphérique sous forme d’ondes sonores. La NASA estime à environ 350 MW la puissance dispersée sous forme d’ondes sonores lors du décollage.

Doc. 2
Apollo 4 et le lanceur Saturn V

Apollo 4 et le lanceur Saturn V


Doc. 3
Propagation sphérique du son

Lorsqu’une source sonore de puissance PP émet dans toutes les directions dans un milieu matériel donné, on peut considérer que tout point de la sphère formée de surface SS par l’onde sonore possède la même intensité sonore II égale à : I=PSI=\dfrac{P}{S}
Pour rappel, la surface d’une sphère est proportionnelle au carré de son rayon par la relation : S=4πr2S=4 \pi \cdot r^{2}

Doc. 4
Niveau d’intensité sonore

Pour comparer les intensités sonores des bruits qui nous entourent, les acousticiens peuvent utiliser le niveau d’intensité sonore, noté LL, et égal à : L=10log(II0)L=10 \log \left(\dfrac{I}{I_{0}}\right)
Cette relation fait apparaître une intensité sonore de référence, notée I0I_{0}, égale à 10‑12 W·m‑2.

Indicateurs de réussite






Groupe 2
Une dizaine de milliers de moustiques


Doc. 5
Le moustique-tigre

Qui n’a jamais soupiré en percevant le bruit si caractéristique du moustique s’approcher de soi ? Impossible à surprendre en pleine journée lorsque le bruit ambiant le couvre, il s’avère nettement moins discret lorsque l’on s’apprête à s’endormir.
Ce bruit si désagréable possède un niveau d’intensité sonore LL égal à 35 dB lorsqu’il se trouve à un mètre de soi.

Le moustique-tigre
Une femelle moustique appartenant à l’espèce Aedes albopictus, plus connue sous le nom de moustique-tigre.

Doc. 6
Niveau d’intensité sonore

Pour comparer les intensités sonores des bruits qui nous entourent, les acousticiens peuvent utiliser le niveau d’intensité sonore, noté LL, et égal à :
L=10log(II0)L=10 \log \left(\dfrac{I}{I_{0}}\right)
Cette relation fait apparaître une intensité sonore de référence, notée I0I_{0} égale à 10‑12 W·m‑2. Réciproquement, on peut exprimer II en fonction de LL :
I=I010L10I=I_{0} \cdot 10^{\frac{\mathrm{L}}{10}}

Doc. 7
L’additivité des intensités sonores

Le bruit cumulé de plusieurs sources sonores se traduit par une augmentation de l’intensité sonore perçue par un auditeur. Plus précisément, l’intensité sonore totale ItI_{\text{t}} perçue est égale à la somme des nn intensités sonores InI_{\text{n}} perçues séparément :
It=I1+I2+I3++InI_{\text{t}}=I_{1}+I_{2}+I_{3}+\ldots+I_{\text{n}}

Doc. 8
Influence de l’augmentation de l’intensité sonore sur le niveau d’intensité sonore

L'augmentation du niveau d'intensité sonore n'est pas proportionnelle à l'augmentation de l'intensité sonore. En effet, si l'on double l'intensité sonore, le niveau sonore n'augmente que de 3 dB et si on multiplie l'intensité sonore par 10, le niveau sonore augmente de 10 dB. Le tableau suivant présente l’augmentation, en décibels (dB), du niveau sonore lorsque l’on multiplie par un facteur nn l’intensité sonore :


Coefficient multiplicateur nn 2 5 10 20 50 100 200 500
Augmentation du niveau d’intensité sonore 3,0 dB 7,0 dB 10,0 dB 13,0 dB 17,0 dB 20,0 dB 23,0 dB 27,0 dB

Instant
maths

Retrouvez des rappels de cours et des exercices d’application sur le logarithme décimal et sa réciproque p. 274 et sur la manipulation d’équations p. 268.

Indicateurs de réussite








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