propagation du son, tranquillement

[JaTe]

Bonsoir,

Voici une illustration intéressante sur le phénomène de mécanique vibratoire présenté :

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Effectivement, on observe alors des zones de "hautes" pression de l'air, et d'autres de "basses" pression de l'air. Cela est relatif à la pression atmosphérique. 

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Cela permet de déduire la courbe ci-dessus (qui est vraie pour un son pur, pas pour un son musical) :
- quand la pression est supérieure à la pression atmosphérique la pression acoustique est positive, et quand elle est inférieure à la pression atmosphérique, dépression, elle est négative.
- on observe la longueur d'onde qui ici est constante car le son est pur et dans un espace libre. On parle de période : temps entre deux extremums de la courbe par exempl.

L'amplitude acoustique "Lp" en décibel, présente une certaine proportionnalité avec la pression acoustique : Lp = 20 log [ p / 2. 10-5 ].

La fréquence f en hertz du son est proportionnelle à la période t : f = 1 / t.

Petites précisions :

• son pur : son avec une fréquence unique, c'est plutôt moche ! Un diapason fourni un son considéré comme pur
  
• son musical : son produit par un instrument par exemple avec une fréquence fondamentale et plus ou moins de fréquences harmoniques (audibles ou pas) qui créent le timbre de l'instrument.
  

Maintenant pour les applications pratiques dans une enceintes, il faut un vrai acousticien ! C'est une autre histoire !!!

[Nard]

Parfaite illustration, bravo ! toutefois

Citation : L'amplitude acoustique "Lp" en décibel, présente une certaine proportionnalité avec la pression acoustique : Lp = 20 log [ p / 2. 10-5 ].

Je reformulerais par présente une parfaite proportionnnalité, que l'usage veut qu'elle soit exprimée en dB, cad selon une échelle logarithmique

[JaTe]

(05-08-2020, 08:34 PM)Nard a écrit : Parfaite illustration, bravo ! toutefois

Je reformulerais par présente une parfaite proportionnalité, que l'usage veut qu'elle soit exprimée en dB, cad selon une échelle logarithmique

Merci beaucoup  !

Je m'étais permis de préciser une certaine proportionnalité car elle n'est pas directe : pas de coefficient de proportionnalité comme dans une fonction affine par exemple dans la relation : Lp = 20 log [ p / 2. 10-5 ], la "faute" à la fonction logarithmique.

[Nard]

On pourrait exprimer la pression acoustique en Pascal, ça fonctionne parfaitement mais ce ne serait guère pratique ni en rapport avec la sensibilité de l'oreille et ce n'est pas l'usage

[JaTe]

(05-08-2020, 09:27 PM)Nard a écrit : On pourrait exprimer la pression acoustique en Pascal, ça fonctionne parfaitement mais ce ne serait guère pratique ni en rapport avec la sensibilité de l'oreille et ce n'est pas l'usage

C'est vrai que l'amplitude acoustique "Lp" est une simple conversion en décibels de la pression acoustique "p". C'est une échelle pratique.

Mais une pression qu'elle soit d'origine acoustique ou autre s'exprime toujours en Pa, MPa, bars, daN/cm² ou autres...

---

Et pour poursuivre sur les sons purs et musicaux :

- LA pur (440 hz) :

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- Analyse spectrale du LA pur :

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On voit clairement le pic à 440 hz et l'absence de fréquences "parasites".

- LA sur un piano :

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Déjà, on voit que la caractéristique n'est plus une sinusoïde.

- Analyse spectrale du LA sur un piano :

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Très clairement, on voit les fameuses fréquences "parasites" : les harmoniques. Ce sont elles qui créent le timbre d'un instrument, et qui rendent le son beau, musical.

- LA sur un violon :

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La caractéristique est encore différente de celle du LA sur un piano.

- Analyse spectrale du LA sur un violon :

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Vous voyez beaucoup d'harmoniques à un niveau acoustique "élevé" : voilà un son riche fait avec une petite caisse de résonance.

D'une manière générale, les fréquences des harmoniques sont un multiple de la fréquence fondamentale, celle de la note : donc une harmonique d'ordre 3 (qui est en fait le 2ème pic de fréquence) a une fréquence de 3 fois 440 hz (si la note fondamentale a une fréquence de 440 Hz). Ce sont les séries de Fourier.

Globalement, plus un matériel est fidèle (c'est beau ! ) plus il restitue l'entièreté d'un son et moins il perd de fréquences  harmoniques.

[audyart]

(05-09-2020, 09:15 AM)JaTe a écrit : Globalement, plus un matériel est fidèle (c'est beau ! ) plus il restitue l'entièreté d'un son et moins il perd de fréquences  harmoniques.

 
 Et moins il en rajoute. 
 Ce qui fait un timbre riche, outre l'attaque, c'est l'évolution des harmoniques dans le temps.
 Si une structure harmonique est figée, ça sonne comme un orgue Bontempi.

[Muskar]

Certains instruments ont plus d'harmoniques paires, d'autres plus d'harmoniques impaires.

[lamouette]

Ne pas oublier l'attaque du son qui pour l'audition humaine constitue aussi le timbre.
Ca a l'air bref et anecdotique sur le graphique mais pour notre audition c'est capital.
Si l'audition n'entend pas l'attaque (soit quelques millisecondes ) , elle est perdue et ne reconnait pas les 99% du son restant.
Si l'on pouvait retracer une courbe de ce qu'on perçoit elle n'aurait pas grand chose à voir avec la courbe mesurée.
L'audition est une reconstruction. Le son perçu du violon privé de son attaque ressemblerait plutot à un son parfait de Bontempi.

[986147563]

(05-08-2020, 08:34 PM)Nard a écrit : Parfaite illustration, bravo ! toutefois

Citation :L'amplitude acoustique "Lp" en décibel, présente une certaine proportionnalité avec la pression acoustique : Lp = 20 log [ p / 2. 10-5 ].

Je reformulerais par présente une parfaite proportionnnalité, que l'usage veut qu'elle soit exprimée en dB, cad selon une échelle logarithmique

Je vais être tatillon, mais ces réponse ont irrité mes yeux. Sans offense, j'ai plein d'imprécisions dans mon discours, dans d'autres domaines.
Ce n'est pas une parfaite proportionnalité et dans une moindre mesure pas une certaine proportionnalité non plus, une parfaite proportionnalité voudrait dire que pour une pression p1 associée à un niveau  L1 en dB(SPL), si je prends 2*p1, j'aurai 2*L1 équivalant ce qui est faut.
(Pour rappel p1*2 donnera L1+6 dB), et si l'on parle d'un bruit deux fois plus fort, on parlera plus de doublement de l'intensité, qui est homogène au carré de la pression. ( L1(dBspl)=10*log(I1/I0) -> L2=10*log(2*I1/I0)=10*log(2)+10*log(I1/I0)=3+L1 : on ajoute 3 dB par doublement de l'intensité) 
En effet, c'est une échelle qui colle mieux à la non linéarité de la sensibilité de l'oreille. 

Et je ne parlerais pas d’amplitude acoustique pour L, c'est un niveau acoustique, qui est relatif à la pression de base p0=1*10^-5 Pa. L'amplitude est la valeur maximale d'une onde, exprimée en Pa si l'on mesure la pression acoustique.

Si vous n'êtes pas frileux des maths je vous invite à regarder le cours de Jean-Claude Pascal, Professeur reconnu par des générations d'élèves de l'Université du Mans, qui a fait de l'acoustique une de ses spécialité. Pour les plus intéressés, il y a une partie sur les ondes stationnaire, et l'acoustique modale, qui explique pourquoi dans une pièce, pour certaines fréquences, on peut avoir des pressions acoustiques moindres qu'à d'autres endroits, où les "modes de résonance". Je pense qu'ici des gens maîtrisent mieux ce sujet que moi, d'un point de vue pratique. Il y a même une partie sur le couplage vibro-acoustique, qui pour le coup est un niveau encore au dessus.
http://perso.univ-lemans.fr/~jcpascal/Co...ique_2.pdf

Je veux bien concevoir que je chipote, et bien sur je suis perfectible, mon message comporte surement des erreurs aussi !

[Nard]

Citation :L1(dBspl)=10*log(I1/I0) -> L2=10*log(2*I1/I0)=10*log(2)+10*log(I1/I0)=3+L1 : on ajoute 3 dB par doublement de l'intensité)

Bonsoir,

Tu confonds puissance acoustique et pression acoustique.

L'intensité de l'onde sonore, c'est la pression.

La formule est :

L1(dBspl)=10*log(I1^2/I0^2)=20*log(I1/I0) -> L2=20*log(2*I1/I0)=20*log(2)+20*log(I1/I0)=6+L1 : on ajoute 6 dB par doublement de l'intensité ou de la pression (soit un quadruplement de la puissance).

Cf. Wikipedia

où p réf = 20  μ Pa {\displaystyle p_{\mathrm {\text{réf}} }=20\;\mu {\text{Pa}}} undefined est la pression sonore de référence, et p e f f {\displaystyle p_{\mathrm {eff} }} undefined est la valeur efficace (RMS sound pressure) mesurée[4].


La pression acoustique est la valeur efficace, sur un intervalle de temps donné, de l'amplitude de la variation rapide de la pression atmosphérique qui cause une impression sonore. L'unité SI pour la pression est le pascal (équivalent au N/m², symbole : Pa) ; cette unité s'applique à la pression acoustique[1].


https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Pression_acoustique