Qu'est-ce qu'un sonomètre ?

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À QUOI SERT UN SONOMÈTRE ?

Les sonomètres sont utilisés pour mesurer et traiter le bruit généré par diverses sources, notamment les installations industrielles, le trafic routier et ferroviaire ou encore les chantiers de construction. Cette liste peut être complétée par des activités caractéristiques de la vie urbaine, telles que les événements sportifs, les concerts de plein air, les parcs de loisirs et les zones résidentielles et commerciales. Les sources de bruit sont multiples et présentent chacune des caractéristiques propres posant des problèmes spécifiques aux professionnels chargé de les évaluer.

COMMENT FONCTIONNE UN SONOMÈTRE ?

Un sonomètre comprend un microphone, un préamplificateur, un outil pour le traitement du signal et un écran. Le microphone convertit un signal sonore en un signal électrique équivalent. Le type de microphone le mieux adapté aux sonomètres est le microphone à condensateur, qui associe précision, stabilité et fiabilité.

Le signal électrique émis par le microphone est de très faible niveau, et doit donc être amplifié par un préamplificateur avant d'être traité par le processeur principal. L'outil de traitement du signal inclut la pondération en fréquence et les signal temporel, comme spécifié par les normes internationales - telles que la norme IEC 61672 - 1 - auxquelles les sonomètres doivent répondre.

PONDÉRATION TEMPORELLE

La pondération temporelle détermine la manière dont le sonomètre répond aux variations de pression acoustique. Cela correspond à la moyenne exponentielle du signal de fluctuation, sous la forme d'une valeur facilement lisible. Le sonomètre analyseur applique une pondération temporelle Fast, Slow et Impulse (ou 'F', 'S' et 'I'), soit la pondération requise dans la majorité des normes et directives internationales et nationales en vigueur. Les normes d'évaluation environnementale définissent généralement la pondération temporelle à appliquer.

Le signal est traité par les filtres de pondération, et le niveau de pression acoustique qui en résulte est affiché en décibels (dB) référencé à 20 μPa sur l'écran de l'analyseur. Les valeurs de niveau de pression acoustique sont réactualisées à minima une fois par seconde.

Évaluer un niveau de bruit fluctuant signifie déterminer une valeur de niveau qui correspond, en termes simples, au niveau moyen. Le « niveau sonore continu équivalent », L_eq, est considéré dans le monde entier comme le paramètre moyen essentiel. Le niveau L_eq correspond au niveau de pression acoustique continu qui, sur une période de temps donnée, présente la même quantité d’énergétique acoustique que celle du bruit fluctuant réel. C'est une mesure moyenné de l'énergie d'un niveau sonore fluctuant.

Cette valeur ne reflète pas directement la nuisance, même si des recherches approfondies démontrent une forte corrélation entre le L_eq et le degré de nuisance.

Le niveau L_eq peut être mesuré avec la plupart des sonomètres professionnels (ou sonomètres intégrateurs). Si un filtre de pondération A est appliqué, la mesure est exprimée en L_Aeq, soit la mesure du niveau sonore continu équivalent pondéré A.

EN SAVOIR PLUS :
TYPE 2250
SONOMÈTRE

PONDÉRATION FRÉQUENTIELLE

La pondération fréquentielle permet de paramétrer la sensibilité du sonomètre aux différentes fréquences sonores. Ce réglage est nécessaire car la sensibilité de l'oreille humaine varie en fonction de la fréquence sonore. La norme CEI 61672-1 définit les pondérations fréquentielles A, C et Z - mais d'autres pondérations fréquentielles sont parfois appliquées pour des applications spécifiques.

Pondération A – dBA/dB(A)

La pondération A ajuste un signal afin qu’il corresponde à la réponse de l'oreille humaine à des niveaux moyennés. Elle est basée sur un courbe d'intensité égale à 40 dB. Les symboles des paramètres de bruit comprennent souvent la lettre « A » (par exemple, L_Aeq) afin d’indiquer que la pondération fréquentielle a été prise en compte dans la mesure.

La pondération A est requise pour la quasi totalité des mesures du bruit dans l'environnement et au poste de travail, et est spécifiée dans les normes et directives internationales et nationales. Les filtres de pondération A couvrent toute la gamme audio - de 10 Hz à 20 kHz.

Pondération C – dBC/dB(C)

La réponse de l'oreille humaine varie selon le niveau sonore. La pondération fréquentielle C correspond à la courbe d'intensité égale à 100 dB, c'est-à-dire la réponse de l'oreille humaine à des niveaux de bruit relativement élevés. La pondération C est principalement utilisée pour évaluer les valeurs crête des niveaux de pression acoustique élevés. Elle peut également être appliqué, entre autres, pour les mesures de bruit dans le domaine du divertissement, lorsque la diffusion des basses peut être problématique.

Pondération Z – dBZ/dB(Z)

La pondération fréquentielle « zéro » est une réponse horizontale entre 10 Hz et 20 kHz ±1,5 dB qui exclut la réponse du microphone.

Aujourd'hui, le réseau de pondération A est la pondération fréquentielle la plus utilisée. La pondération C ne présente pas une corrélation satisfaisante avec les tests subjectifs, les courbes d'intensité sonore étant basées sur une expérience basée sur des sons purs – et les sonorités les plus courantes ne correspondent pas à des sons purs, mais à des signaux très complexes composés de nombreuses tonalités différentes.

ANALYSE FRÉQUENCELLE

Pour obtenir des informations plus détaillées sur un son complexe, la gamme de fréquences peut être divisée en sections ou en bandes. Des filtres électroniques ou numériques permettent de supprimer tous les signaux dont les fréquences dépassent la bande sélectionnée. Ces gammes disposent généralement d'une largeur de bande d'octave ou 1/3 d'octave.

Une octave est une intervalle dont la fréquence la plus élevée correspond au double de la fréquence la plus basse. Par exemple, un filtre d'octave avec pour fréquence de référence 1 kHz tolère les fréquences comprises entre 707 et 1414 Hz et ignore toutes les autres. ( Le terme octave est lié au fait qu'une octave couvre huit notes de la gamme musicale diatonique). Une octave tierce couvre une gamme dont la fréquence la plus élevée est 1,26 fois la fréquence la plus basse.

Le processus consistant à fractionner ainsi un son complexe est appelé analyse fréquentielle et les résultats sont présentés sur un graphique appelé spectrogramme. Après la pondération et/ou la division du signal en bandes de fréquences, le signal obtenu est amplifié et la valeur efficace dite RMS (Root Mean Square) est déterminée via un capteur RMS. La RMS (Root Mean Square) est une valeur moyenne mathématique spécifique. La valeur RMS est importante pour les mesures de bruit car elle dépend directement de la quantité d'énergie du signal mesuré.

DE SIMPLE À AVANCÉ
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L'ÉCRAN

L'écran affiche le niveau sonore en décibels, et généralement indiquant les pondérations temporelles et fréquentielles (par exemple, L_Aeq ou L_Cpeak). Le signal peut également être disponible au niveau des prises de sortie, sous forme CA ou CC, pour une connexion à des instruments externes tels qu'un système d'acquisition de données, afin de fournir un enregistrement et/ou pour un traitement ultérieur.

ÉTALONNAGE

L'étalonnage consiste en un réglage de votre sonomètre, permettant de garantir des mesures et l’affichage de valeurs correctes. La sensibilité du transducteur, ainsi que la réponse des circuits électroniques, peuvent varier légèrement dans le temps ou peuvent être affectées par les conditions ambiantes comme la température et l'humidité.

Même s'il est peu probable de constater une dérive ou un écart de sensibilité important de votre appareil, il est recommandé de procéder à un étalonnage régulier de votre sonomètre, généralement avant et après chaque campagne de mesures. La meilleure méthode consiste à positionner un calibreur acoustique portatif à proximité immédiate du microphone. Ainsi, le niveau de pression acoustique sera défini avec précision et le sonomètre pourra être réglé en conséquence.

Outre la vérification de l'étalonnage avant et après les mesures, de nombreuses réglementations et normes relatives aux mesures de niveau sonore imposent également un étalonnage des sonomètres, en laboratoire, à raison d'une fois tous les 12 ou 24 mois.

NORMES INTERNATIONALES

Les normes internationales sont importantes à différents titres : elles doivent être appliquées directement ou elles constituent une base de référence pour les normes nationales. Deux principaux organismes internationaux interviennent dans le domaine de la normalisation.

The International Organization for Standardization (ISO) - Pour l’élaboration de méthodologies visant à garantir que des procédures sont définies afin de permettre la comparaison des résultats. The International Electrotechnical Commission (CEI) - Pour garantir que les instruments sont compatibles et puissent être échangés sans perte majeure de précision ou de données.

CEI 61672

« CEI 61672 – Électroacoustique – Sonomètres » est la norme internationale applicable aux sonomètres pour répondre aux exigences de la plupart des réglementations en vigueur. Cette norme définit "trois types d'instruments de mesure du bruit" : le sonomètre conventionnel, le sonomètre intégrateur moyenneur et le sonomètre intégré La norme est publiée en trois parties :

• Partie 1 : Spécifications – spécifie les performances et la fonctionnalité de l'appareil pour les sonomètres de classe 1 et de classe 2
• Partie 2 : Tests d’évaluation des motifs – détaille les tests nécessaires pour vérifier la conformité à toutes les spécifications de la norme CEI 61672-1 pour les sonomètres conventionnels, l’intégration des sonomètres moyens et l’intégration des sonomètres. Les laboratoires d'essai l'appliquent pour s'assurer que les instruments répondent aux exigences des fabricants.
• Partie 3 : Essais périodiques – décrit les procédures d’essais périodiques des sonomètres conventionnels, intégrateurs et intégrateurs moyenneurs conformes aux exigences de classe 1 ou de classe 2 de la CEI 61672-1:2002.

Cette partie définit la terminologie de base, notamment le paramètre central du niveau d'évaluation, et décrit les meilleures pratiques pour évaluer le bruit dans l'environnement.

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ISO 1996 – ÉVALUATION DU BRUIT DE L'ENVIRONNEMENT

ISO 1996 « Acoustique – Description, évaluation et mesurage du bruit de l'environnement » est une norme fondamentale pour l'évaluation du bruit dans l'environnement, faisant office de document de référence dans le domaine et généralement utilisée dans les normes et réglementations nationales.

L'ISO 1996 est divisée en deux parties :

• Partie 1 2016 : Grandeurs fondamentales et méthodes d'évaluation
• Partie 2 2017 : Détermination des niveaux de pression acoustique