Un monde bruyant nécessite dB et dBA. Mais qu’en est-il du dBm ?

Nous vivons dans un monde bruyant, du trafic et de la congestion des avions aux chantiers de construction, aux émissions de télévision et à de nombreuses autres sources. Mais comprendre les mesures en dB peut aider, comme nous le verrons bientôt.

Le bruit est un son indésirable qui interfère avec les activités quotidiennes, comme le sommeil ou la conversation. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) définit le bruit supérieur à 65 décibels (dB) comme une pollution sonore.

Mais la limite de 65 dB ne concerne que le bruit diurne. Des études ont montré qu’un sommeil réparateur est impossible avec des niveaux de bruit ambiant nocturne supérieurs à 30 dB.

Le bruit devient nocif pour l’homme lorsqu’il dépasse 75 décibels (dB) et est douloureux au-dessus de 120 à 140 dB.

Les villes ne sont pas le seul endroit où la pollution sonore existe. Une étude menée il y a plusieurs années à la Colorado State University et au National Park Service a révélé que le bruit humain doublait le nombre de bruits de fond dans 63 % des zones protégées des États-Unis.

La pollution sonore dans les parcs nationaux américains a incité Quiet Parks International (QPI), une organisation à but non lucratif qui travaille à établir une certification pour les parcs calmes afin de sensibiliser et de préserver les endroits calmes. L’organisation a identifié des centaines de parcs dans le monde, dont 30 aux États-Unis, qui, selon elle, sont calmes ou pourraient le devenir avec des changements de gestion.

Décibels

Le son est un phénomène physique constitué de minuscules vibrations qui voyagent dans l’air. Le son est capté par l’oreille humaine et un équipement de mesure spécifique.

L’intensité ou le niveau sonore est mesuré par une unité de décibels, provenant de la mesure de la perte de transmission et de la puissance dans la téléphonie du 20e siècle. Le bel a été nommé en l’honneur d’Alexander Graham Bell, mais le terme est rarement utilisé. Au lieu de cela, le décibel – ou un dixième de bel – est utilisé dans les mesures d’aujourd’hui. Le décibel (dB) est utilisé pour déterminer les gains des amplificateurs, l’atténuation des signaux et les rapports signal/bruit (S/B).

Selon la NASA, un décibel est une unité utilisée pour mesurer le volume d’un son, égal à dix fois le logarithme commun du rapport de l’intensité du son à l’intensité d’un son standard choisi arbitrairement. Le décibel est également utilisé pour mesurer les forces relatives d’une antenne et les signaux amplifiés et fait toujours référence à un rapport ou à une différence entre deux valeurs.

La gamme de sons pouvant être détectés et non détectés par l’oreille humaine est vaste. Une gamme aussi étendue rend l’utilisation d’une échelle linéaire pour représenter l’intensité de ces sons très lourde. Ainsi, une échelle logarithmique – mesurée en décibel ou db – représente l’intensité d’un son. Un niveau sonore de 0 dB est au seuil de l’audition humaine. C’est le son le plus faible qu’un humain puisse entendre dans des situations idéales.

La parole normale a un niveau sonore d’environ 60 dB, tandis que les niveaux sonores supérieurs à 120 dB commencent à être ressentis à l’intérieur de l’oreille humaine comme un inconfort. Des niveaux sonores compris entre 130 et 140 dB sont ressentis comme une douleur.

Les niveaux logarithmiques – pour les tremblements de terre sonores ou à l’échelle de Richter – ne peuvent pas être additionnés ou soustraits arithmétiquement comme des nombres linéaires réguliers. Cependant, quelques règles simples vous aideront. Par exemple, si l’intensité d’un son est doublée, alors le niveau sonore augmente de 3 dB :

60 dB + 60 dB = 63 dB

Les ingénieurs calculent les décibels comme un rapport sans unité de deux quantités, par exemple, signal/bruit, vibration-1/vibration-2, etc. L’équation réelle est le logarithme en base 10 du rapport au lieu du rapport brut. Ceci est fait pour plus de commodité en exprimant le rapport de nombres à plusieurs magnitudes avec des nombres de décibels résultants qui ne sont pas aussi grands.

Par exemple, si G1 et G2 sont deux amplitudes d’accélération de vibration, alors leur rapport de décibels (ou différence de décibels) est :

dB = 20Log_dix G1/G2

Exemples

Considérons maintenant un exemple pratique. Le bruit d’un moteur à réaction à 30 m au-dessus du niveau de la mer sera généralement mesuré à près de 150 db. Comme mentionné précédemment, des niveaux sonores compris entre 130 et 140 dB sont ressentis comme une douleur chez les êtres humains (et encore plus chez certains animaux). Pour cette raison, les aéroports proches des grandes villes ont des stratégies de suppression du bruit et des restrictions sur les niveaux de db.

Les avions à réaction sont encore une source de beaucoup de bruit lorsqu’ils survolent des zones résidentielles. Il existe de nombreuses stratégies et technologies pour réduire le bruit des avions. Une technologie qui s’est avérée efficace pour réduire le bruit du moteur consiste à siphonner un peu d’air traversant le moteur à réaction et à le forcer à haute pression à travers plusieurs microjets qui se répartissent autour du grand échappement du moteur. Le bruit est réduit lorsque les petits jets d’air à haute pression frappent le grand flux d’échappement du moteur à basse pression.

La FAA utilise l’échelle dBA pour comparer le bruit des moteurs à réaction. Les niveaux dBA sont pondérés « A » selon les courbes de pondération pour se rapprocher de la façon dont l’oreille humaine entend. Par exemple, un niveau de 100 dB à 100 Hz sera perçu comme ayant une sonie égale à seulement 80 dB à 1000 Hz. (Source de l’image : FAA)

L’échelle de pression acoustique dBA tient compte du fait que l’oreille humaine n’est pas un instrument de mesure mais a des sensibilités différentes pour différentes fréquences.

De même, un type connexe d’unité de décibel utilisé en électronique est le décibel milliwatt (dBm) ou, plus précisément, le décibel au-dessus de 1 milliwatt. Les termes dBm relient les niveaux de puissance à une référence fixe d’entrée standard de 1 mW :

dBm = Log_dix Puissance/1-mW entrée