Mesurer le bruit à Montréal avec un sonomètre

Récemment plusieurs quotidiens ont faits mention d’une étude qui porte sur le bruit à Montréal. Réalisée par la Direction de la santé publique (DSP) de l’Agence de la santé de Montréal, cette étude note qu’à certains endroits sur l’île de Montréal la pollution sonore générée par les transports dépasse les plafonds des normes recommandées par l’Organisme Mondial de la Santé (OMS ou WHO, « World Health Organisation »). Comme dans beaucoup de métropoles les facteurs de pollution sonore sont la circulation routière, ferroviaire et aérienne.

Les principaux impacts du bruit sur la santé se traduisent par une gène et une perturbation du sommeil qui peut causer des problèmes cardiovasculaires et de l’hypertension. Cette fois ci nous allons voir le sonomètre, l’outil de mesure utilisé. La prochaine fois nous verrons comment le sonomètre a été utilisé et comment il devrait être utilisé pour faire ce type de mesures.

Le sonomètre, les décibels et les pascals

sonometre_MusitechnicLe son en se propageant cause des variations de pression dans son environnement. Les variations de pression causées par une source sonore dans l’air se mesurent avec un sonomètre, un appareil qui traduit les variations de pressions dans l’air en décibel, l’unité de mesure privilégiée dans le domaine du son.

Il convient de préciser qu’une unité existe pour mesure la pression dans l’air, il s’agit du pascal (ou Pa). Le pascal est notamment utilisé en météorologie pour mesurer la pression atmosphérique (à l’aide d’un baromètre). Mesurer un son en pascal est peu pratique puisque les mesures ne correspondent pas à la perception de ce son par notre oreille. Le pascal est une unité linéaire, mais notre oreille perçoit les sons de façon logarithmique : une source sonore qui cause une pression de 2 Pa n’est pas perçue comme étant 2 fois plus forte qu’une source sonore de 1Pa.

Pour mesurer le niveau de variation de pression d’un son avec des pascal il est nécessaire de distinguer entre la pression constante qu’exerce l’atmosphère sur la terre (même lorsqu’aucun son n’est émis) et la pression qui résulte de la source sonore. Le sonomètre fait donc cette distinction.

Les courbes isosoniques de Fletcher et Munson

L’oreille, complexe comme elle est, nous cause un souci supplémentaire lorsqu’il s’agit de mesurer un son complexe (comme le bruit). L’oreille n’est pas également sensible aux fréquences graves, moyennes ou aigues.

Pour compliquer le tout, cette différence de sensibilité n’est pas la même avec une source de niveau sonore faible, de niveau sonore moyen ou de niveau sonore fort. Les laboratoires Bell se sont penchés sur cette question dans les années 1930 et des courbes isosoniques qui portent le nom des ingénieurs Harvey Fletcher et Wilden A. Munson en sont le résultat en 1933. Les courbes isosoniques nous indiquent le niveau de pression sonore nécessaire pour qu’un son d’une fréquence X (entre 20Hz et 20kHz) soit perçu comme étant de même niveau sonore qu’une autre fréquence Y (entre 20Hz et 20kHz).

En résumant le travail de Fletcher et Munson on peut constater deux choses. D’une part, il faut déplacer beaucoup plus d’air (grande variation de pression) pour entendre les fréquences graves et les fréquences aigues que pour entendre les fréquences situées entre 1kHz et 3kHz. D’autre part, plus le niveau sonore est élevé (concert de rock par exemple) moins il y a de différence entre les fréquences auxquelles l’oreille est peu sensible (les graves et les aigues) et les fréquences auxquelles l’oreille est très sensible (entre 1kHz et 3kHz par exemple). L’oreille a une réponse en fréquence plus linéaire à haut niveau sonore.

Fletcher-Munson

La pondération du sonomètre

Si un sonomètre est utilisé, plutôt qu’un autre type d’indicateur de pression (comme le baromètre !), c’est notamment parce qu’il indique une mesure qui se rapproche de la perception de l’oreille humaine.

Un sonomètre doit donc être capable d’intégrer les résultats de la recherche de Fletcher et Munson. En fonction du niveau du son mesuré, certaines fréquences doivent compter plus que d’autres afin d’obtenir une réponse en fréquence comparable à celle de l’oreille humaine. Le sonomètre permet généralement de modifier le poids que certaines fréquences auront par rapport à d’autres fréquences d’un même son. C’est ce qui s’appelle les courbes de pondération. Il s’agit de filtres à l’entrée du sonomètre qui atténuent plus ou moins les graves et les aigues en fonction de la courbe de pondération choisie. Ces différents filtres correspondent à l’inverse de courbes isosoniques de différents niveaux.

Les trois courbes de pondération les plus communes sont les courbes A (forte atténuation des graves et des aigues), B (atténuation intermédiaire des graves et légère atténuation des aigues), C (peu d’atténuation dans les graves et légère atténuation des aigues) que vous pouvez voir dans le graphique ci contre. Une courbe de pondération D existe. Elle sert essentiellement pour mesurer le niveau sonore perçu des avions.

Response_Musitechnic

Maintenant que nous comprenons le sonomètre et certains de ses paramètres nous pouvons nous attarder sur le choix de ces paramètres lors de la mesure de nuisances sonores, ce qui sera abordé la prochaine fois.

Questions, commentaires : k.blondy@musitechnic.net