Que sont les décibels, l'échelle des décibels et les unités de mesure du bruit ?

Que sont les décibels ?

Lorsque vous mesurez les niveaux de bruit à l'aide d'un sonomètre, vous mesurez l'intensité du bruit en décibels (dB). Un sonomètre utilise un écran avec une plage de décibels et une résolution qui se rapproche de la plage dynamique de l'oreille, généralement la plage supérieure plutôt que la partie silencieuse. Si l'on y réfléchit bien, il serait très difficile de fabriquer un sonomètre dont les performances seraient linéaires, surtout si l'on tient compte de l'éventail des sources de bruit à mesurer dans un environnement de travail. Il serait difficile de garder un œil sur les 14 chiffres qui varient devant vous ! C'est pourquoi, pour exprimer les niveaux sonores de manière significative en chiffres plus faciles à gérer, on utilise une échelle logarithmique, utilisant 10 comme base, plutôt qu'une échelle linéaire. Cette échelle est appelée l'échelle des décibels.

Qu'est-ce que l'échelle des décibels ?

L'oreille humaine est un appareil auditif extrêmement polyvalent et étonnant. Elle est dotée d'un mécanisme intelligent qui réduit sa propre sensibilité à mesure que le niveau sonore augmente et elle a également la capacité remarquable de gérer une énorme gamme de niveaux de puissance sonore. Elle peut entendre aussi bien le bruit d'une épingle qui tombe tout près que le rugissement d'un moteur d'avion au loin.

Si l'oreille peut distinguer l'élévation du niveau entre la chute d'une ou deux quilles, elle ne peut distinguer entre 10 000 000 000 000 de quilles et 10 000 000 000 001 de quilles ou même 10 100 000 000 000 car elle n'est pas un dispositif linéaire. Il peut cependant distinguer la multiplication significative de l'énergie du son.

Le saviez-vous ? Une échelle logarithmique est utilisée lorsqu'il existe une large gamme de quantités. Elle est basée sur des ordres de grandeur, plutôt que sur une échelle linéaire standard, de sorte que chaque marque sur l'échelle des décibels est la marque précédente multipliée par une valeur.

Sur l'échelle des décibels, le son audible le plus faible (perçu comme un silence presque total) est de 0 dB. Un son 10 fois plus puissant est de 10 dB. Un son 100 fois plus puissant que le silence quasi total est de 20 dB. Un son 1 000 fois plus puissant que le silence quasi total est de 30 dB, 40 dB et ainsi de suite.

Doublement de l'énergie sonore

Si l'oreille peut distinguer l'élévation du niveau entre la chute d'une ou deux quilles, elle ne peut distinguer entre 10 000 000 000 000 de quilles et 10 000 000 000 001 de quilles ou même 10 100 000 000 000 car elle n'est pas un dispositif linéaire. Il peut cependant distinguer la multiplication significative de l'énergie du son. Lorsque ce son est doublé, cela équivaut à une augmentation de 3dB (décibels), en utilisant une échelle logarithmique. En d'autres termes, chaque augmentation de 3 dB représente un doublement de l'intensité sonore ou de la puissance acoustique. Dans un contexte professionnel, cela signifie qu'une petite augmentation du nombre de décibels entraîne une énorme variation de la quantité de bruit et, par conséquent, des dommages potentiels pour l'ouïe d'une personne. L'utilisation de l'unité dB facilite la mesure des décibels et le suivi des changements sonores si l'on utilise ces règles. Le tableau ci-dessous résume ces règles :

Les règles de base pour travailler avec les décibels

Quelle est l'intensité de certains sons courants en décibels ?

• Silence quasi-total - 0 dB
• Chuchotement - 15 dB
• Une bibliothèque - 45 dB
• Conversation normale - 60 dB
• Chasse d'eau 75-85 dB
• Un restaurant bruyant - 90 dB
• Pic bruit dans un service hospitalier - 100dB
• Pleurs d'un bébé - 110 dB
• Un moteur à réaction - 120 dB
• Une Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1 - 138 dB (voir Vidéo YouTube des tests de bruit des voitures Porsche à l'aide de l'instrument de mesure de la qualité de l'air Sonomètre Pulsar Nova)
• Un ballon qui éclate - 157 dB

Comment additionner les décibels

Comme les niveaux de pression acoustique en décibels (dB) utilisent une échelle logarithmique, il n'est pas possible d'additionner deux relevés de dB. Par exemple, dans une usine, si le niveau sonore d'une machine est mesuré à 90 dB(A) et que l'on met en marche une deuxième machine mesurant également 90 dB(A), le bruit résultant n'est pas de 180 dB(A), mais, parce que nous savons que 3dB représentent un doublement du bruit, de 90dB + 90dB = 93dB.

Vous pouvez utiliser ce tableau de référence rapide[1] pour additionner les niveaux de bruit :

Étape 1 : Déterminer la différence entre deux niveaux de bruit et trouver la ligne correspondante dans la colonne de gauche.

Étape 2 : Trouvez le nombre correspondant en dB dans la colonne de droite.

Étape 3 : Ajoutez le chiffre de la colonne de droite à la plus élevée des mesures à deux décibels dont vous disposez.

Lorsque la différence entre deux mesures de décibels est de 10 dB(A) ou plus, la quantité ajoutée est nulle, car la contribution au bruit global de la mesure la plus basse n'est pas perçue par l'oreille humaine et aucun facteur d'ajustement n'est donc nécessaire. Par exemple, si le niveau de bruit sur votre lieu de travail est de 95 dB(A) et que vous ajoutez un autre processus ou une autre machine qui mesure 80dB(A), le niveau de bruit sur le lieu de travail sera toujours de 95dB(A).

Pondération A dB(A) et pondération C dB(C)

Les mesures de bruit relatives au bruit fort sur le lieu de travail sont généralement indiquées en dB(A) ou dB(C) - il s'agit de pondérations de fréquence appliquées aux mesures de décibels (pondérations de fréquence A et C) ; en fait, il s'agit d'une échelle de décibels qui tente de reproduire la sensibilité de l'oreille humaine aux différentes fréquences sonores.

• Pondération A (pondération de la fréquence A) : La pondération "A" est la plus couramment utilisée et couvre toute la gamme de fréquences de 20 Hz à 20 kHz. L'oreille humaine est plus sensible aux fréquences sonores comprises entre 500 Hz et 6 kHz, alors qu'elle n'est pas très sensible aux fréquences plus basses et plus élevées. La pondération "A" ajuste les relevés de pression acoustique pour refléter la sensibilité de l'oreille humaine et est donc obligatoire dans le monde entier pour mesurer les risques de lésions auditives.
• Pondération C (pondération de la fréquence C) : La pondération C tient davantage compte de l'effet des sons de basse fréquence sur l'oreille humaine que la pondération A. Elle est essentiellement plate ou linéaire entre 31,5 Hz et 8 kHz, les deux points de 3 dB ou de "demi-puissance". Les mesures de la pression acoustique de crête sont effectuées à l'aide de la pondération de fréquence C. Les mesures sont généralement affichées en dB(C) ou dBC. Ou par exemple LCeq, LCPeak, LCE - où le C indique la pondération C.

Découvrez comment mesurer les décibels

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Références

[1] Bruit - informations de base Réponses SST Fiches d'information. Centre canadien d'hygiène et de sécurité au travail.