A-Paramètres d'un son

Le son est une vibration qui se propage dans des milieux naturels comme les gaz, les liquides ou les solides mais il ne se propage pas dans le vide. Cette vibration provient d’un émetteur, par exemple, les cordes vocales, la membrane d’un haut-parleur, les instruments de musique, ou encore un diapason. En général il s'agit pour l'homme d'une vibration de l'air, une variation infime et plus ou moins rapide de la pression de l'air qui fait vibrer la membrane de ses tympans, le son se propage donc d’un émetteur à un récepteur.

 

Emetteur propagation recepteur

Schématisation des conditions de propagation du son dans un milieu matériel (=autre que le vide)

 

 

Trois paramètres définissent le son : l’intensité, la fréquence, et le timbre.

En premier lieu, l’intensité (ou volume d'un son) dépend de la pression acoustique créée par la source sonore c'est-à-dire, le nombre de particules déplacées. On peut noter que plus la pression est importante, plus le volume est élevé. L’intensité sonore est caractérisée par la grandeur I (en watt par m²), qui est significative de ce que reçoit un récepteur (pour l’oreille, le tympan) de surface S : I=P/S  avec P, la puissance d’un émetteur en watt (W).

Par exemple, l’intensité sonore au seuil d’audibilité est Io = 10-12 W.m-²   et l’intensité au seuil de douleur est Imax= 1 W.m-²      

L’intensité sonore varie avec l’amplitude de la source sonore, les propriétés absorbantes du milieu et diminue avec le carré de la distance entre émetteur et récepteur.   L’intensité sonore  permet de connaitre le niveau sonore de symbole L (comme "level", niveau en anglais) par : L = 10logI/Io (en décibel acoustique dBa). Ainsi, le seuil d’audibilité correspond à un niveau sonore égal à 0. On obtient donc une échelle de niveaux sonores, où on fixe  que le point de référence de niveau sonore Lo=0 correspond au seuil minimal d’un son audible à 1000Hz, d’intensité Io = 10-12W.m-².     

Echelle 1

 

 

En second lieu, sa fréquence (ou hauteur tonale), exprimée en hertz (Hz) est définie par le nombre de répétitions de la perturbation du milieu (liquide, solide, gazeux) par seconde. Elle s'exrprime par la relation f=1/T où T est la plus petite durée au bout de laquelle le signal se reproduit identique à lui-même : la période (en seconde). Une période est aussi appelée un "motif". 

Le spectre audible de l’homme comprend les sons de fréquences allant de 20 Hz à 20 000 Hz, en dehors de cette bande de fréquences se trouvent les infra-sons (pour les fréquences plus basses) et les ultra-sons (au delà de 20 000 Hz).   Il est divisé en octaves. Une octave représente l’intervalle séparant 2 sons dont la fréquence de l’une est le double de la fréquence de l’autre, comme pour les notes de piano.  Par exemple, le La n°3 a une fréquence de 440 Hz et le La suivant (La n°4) a pour fréquence 880Hz.

Enfin, le timbre d’un son (ou couleur) est donné par l’intensité et le nombre des harmoniques qui le compose et permet de reconnaître la personne qui parle ou encore un instrument qui est joué.  Par exemple, si une guitare et une flûte jouent un « La 440 » à égale puissance, leur fréquence fondamentale sera la même, mais le nombre et l’intensité de leurs harmoniques respectives seront différents et l’oreille distinguera ainsi les deux instruments.