propagation du son, tranquillement

[986147563]

"Tu confonds puissance acoustique et pression acoustique.
L'intensité de l'onde sonore, c'est la pression."

Ne surtout pas confondre l'intensité et la pression.
L'intensité s'exprime en W/m², et va se calculer en fonction de la puissance acoustique (ou la pression) de la source son type de propagation, et la distance qui nous sépare de celle-ci. Si on a une source qui se propage dans toutes les direction (source ponctuelle omnidirective), ça sera une sphère, donc à une distance r de la source de puissance W on aura une intensité I=W/S=W/(4.π.r²).
C'est cette relation associée aux niveaux acoustiques qui nous donnent les -6dB par doublement de distance. Car la formule L1(dBspl)=10.log(I/I0) est bien vraie, si je suis à une distance r :

 L1(dBspl)=10.log(W/((4.π.r².I0)) 

Et si je suis à une distance 2.r

 L2(dBspl)=10.log(W/((4.π.(2.r)².I0))=10.log(W/((4.π.4.r².I0))

 L2(dBspl)=10.log(W/((4.π.r².I0))-log(4)=10.log(I/I0)-log(4)

 L2(dBspl)=L1-6 

Et si l'on veux exprimer l'intensité en fonction de la pression, sans rentrer dans les détail il faut passer par l'impédance acoustique  z=ρc (dans l'air) :  I=p²/z ce qui permet de lier pression puissance. Mais dans tous les cas nous avons I=p²/z et W=p².S/z

Logiquement un niveau dB se calcule toujours avec une puissance/intensité, c'est 10.log(puissance/puissance_ref). Je rappelle que la puissance est inhérente à la source, donc on parle d'un niveau acoustique d'une source de puissance W  à la distance r
- A la source on calcule donc un niveau de puissance acoustique Lw(SWL)=10*log(W/W0) avec Wo=1pW
- A une distance r on calcule un niveau acoustique de pression (rarement d'intensité, mais on passe par l'intensité quand même) avec I0=1pW/m²:
D'ailleurs c'est de là que vient le p0, on reprend ma formule I=p²/Z=p²/ρc avec ρ=1,292 kg/m3 et c=340m/s -> p0=racine(I0.ρ.c)=racine(10^(-12).1,292.340)=2,095.10^(-5) Pa
Si l'on revient au niveau SPL : 
L(SPL)=10.log(I/I0)=10.log((p²/z)/(p0²/z))=10.log((p/p0)²)=20.log(p/p0)
Il y a donc deux manières de caculer un niveau SPL, par l'intensité ou par la pression, la pression se mesure donc avec un micro, et l'intensité avec une sonde intensimétrique, qui, elle, utilise deux micros à une distance calibrée (I=p.v et la vitesse acoustique se calcule avec un gradient de pression d'où les deux micros à une distance données).

Donc dire :
"L1(dBspl)=10*log(I1^2/I0^2)=20*log(I1/I0) -> L2=20*log(2*I1/20)=20*log(2)+20*log(I1/20)=6+L1 : on ajoute 6 dB par doublement de l'intensité ou de la pression"
 C'est fondamentalement faux, d'ailleurs ça contredit votre source wikipédia. 

Et pour finir si l'on veut calculer le niveau SPL à une distance d'une source de Lw dB(SWL) on utilise cette formule

Lp=Lw+10.log(Q/(4.π.r²)) ou Q=1 si on a une source omni en l'air, 2 sur le sol (demi-sphere), 3 dans un angle sol/mur par exemple, et Q=4 dans un coin. On retrouve cette formule avec la relation I=W/S qui est en réalité W.Q/S là. Si j'ai une source avec un niveau de puissance de 80 dB(SWL), qui est posé au sol, j'ai un niveau acoustique de 80-8=72 dB(SPL).

En espérant avoir été clair.

[Nard]

J'ai complété mon post entre-temps.

On peut parfaitement utiliser le Pascal comme unité de pression acoustique. L'échelle en dB SPL est par rapport à la pression de référence de 20 uPascal. Cette pression double tous les 6 dB. Si vous doublez la distance, vous divisez la pression reçue au tympan par deux et la puissance par quatre, soit 6 dB.

En ce qui concerne l'intensité, je me suis effectivement trompé si l'on veut être rigoureux sur le plan de la physique. Cette notion fait éférence à une puissance sonore par mètre carré. Comme toutes les puissances, elle va doubler tous les 3dB. Elle se mesure en dB SIL sound intensity level, que nous n'utilisons pas pour notre hobby.

Mon post ne parlait pas d'intensité mais de pression et précisait la parfaite corrélation entre la pression et l'amplitude en dB (sous entendu SPL sound pressure level puisque l'on parle de pression acoustique). C'est cette notion que vous avez jugé erronée alors qu'elle est parfaitement exacte. Il y a une parfaite correspondance entre les dB SPL et la pression, à ceci près que l'une est en échelle logarithmique et l'autre linéaire. Si l'on double la pression, on ajoute 6dB. Dans ces conditions, pourquoi être intervenu ?

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

 C'est fondamentalement faux, d'ailleurs ça contredit votre source wikipédia.

J'ai corrigé exactement au même moment où vous publiiez votre post. Il faut mettre I0 (i zéro) et non 20 au dénominateur. C'est bien votre formule d'origine qui était erronée pour les dB SPL

[lamouette]

Je fais un point sur l'état de l'avancement de nos réflexions qui concernent surtout la façon d'essayer de représenter graphiquement la propagation des ondes sonores dans l'air.
Ce qui m’intéresse surtout pour le moment ce sont les valeurs d'échelles .
- les ondes sonores se déplacent sur de longues distances , en théorie , depuis un point elles expandent sphériquement vers l'infini mais subissent l'atténuation du milieu air , nous restons dans une échelle de quelques kilomètres.
-la longueur d'onde est liée au temps , à la distance et à la fréquence .On pourrait dire que c'est la place qu'occupe une oscillation de pression dans le sens de l'expansion de l'onde vers l'infini. Dans la bande audio nous sommes dans des échelles du mètre ou dizaine de mètres pour les basses fréquences et quelques millimètres pour les plus hautes.
-la variation de pression quant à elle est de l'ordre du micromètre.


Si on veut combiner toutes ces dimensions dans une représentation graphique il va y avoir un problème d'écart de dimensions entre les différentes valeurs , on ne pourra pas représenter sur un même schéma toutes ces valeurs à la même échelle.
Il serait intéressant de représenter graphiquement la propagation d'une onde sonore d'après un son , mais déjà , rien que pour une seule oscillation de pression les dimensions s'étendent déjà sur le kilomètre alors que la variation de pression est microscopique.
Autant dire que la chose est impossible à faire de façon réaliste à moins dessiner un plan qui prendrait la taille d'une ville et d'utiliser un microscope pour déceler le détail des variations de pressions. C'est à peu près le dilemme .
Même en faisant un gros plan sur les ondes nous verrions des variations d'intensité infimes qui prennent beaucoup de place en longueur.

Autant dire que toute représentation graphique existante et lisible d'une onde sonore est une déformation de la réalité, une exagération volontaire d'une échelle au détriment d'une autre afin de rendre lisible la représentation, il faut le savoir.

[Nard]

Quand on a ce pb de commensurabilité, la solution c'est d'employer une échelle logarithmique...

Par exemple, entre un micron et un km, il y a neuf ordres de grandeur, soit neuf graduations d'écart avec un log décimal.

Plus facile à dire qu'à faire pour représenter la propagation du son dans l'espace

[audyart]

(05-11-2020, 10:08 PM)Nard a écrit : On peut parfaitement utiliser le Pascal comme unité de pression acoustique.
 

Comme c'est l'unité adoptée pour le système international, on peut .. voire on doit...
tout comme on peut se passer de faire des détours et des nœuds au cerveau
avec les intensités ou les puissances acoustiques.

[lamouette]

oui en maths ça marche mais en dessin (l'objet de ce fil) ça ne le fait pas. En clair on ne peut pas faire autrement que de tricher sur les proportions.
C'est le cas avec toutes figures qui nous ont été présentées.

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Proportions en dehors de la réalités:


en dehors de la réalité






en dehors de la réalité du point de vue proportions réelles
ce qu'on voit n'est pas l'onde sonore mais une perturbation liée au tube lui même.



La variation de pression est tellement faible que l'onde serait invisible

[Nard]

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