Acoustique - Définition et Explications

Introduction

Source sonore omni-directionnelle dans une chambre anéchoïque .

Les principes de l'acoustique sont appliqués dès l'antiquité : Théâtre romain de Bosra, Syrie.

L’acoustique est une branche de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) dont l’objet est l’étude des sons et des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) mécaniques. Elle fait appel aux phénomènes ondulatoires et à la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...),...) vibratoire.

En tant que telle, les champs d’investigation qu’elle propose regroupent plusieurs domaines :

• la propagation des ondes (La propagation des ondes est un domaine de la physique s'intéressant aux déplacements des ondes électromagnétiques dans les milieux. On distingue...) sonores,
• l’acoustique des salles, la physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le rôle, le...) de l’audition,
• l’acoustique environnementale,
• le traitement du son,
• les sciences de la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la...) parlée (cf les travaux en linguistique qui se consacrent à l’aspect non sémantique des sons produits par le gosier humain, la phonétique acoustique), etc.

A fortiori, l’acoustique comprend plusieurs ramifications :

• L’étude de l’interprétation des sons par le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de...) humain fonde la psychoacoustique (Le rôle du cerveau dans la perception est particulièrement important car il fournit un gros travail d'analyse pour distinguer, reconnaître et évaluer les sons, selon leur hauteur bien sûr, mais surtout selon leur évolution au cours...),
• la production et la perception de sons musicaux fonde l’acoustique musicale.

L’acoustique musicale permet de comprendre les phénomènes de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information),...) de la musique (lieux de diffusions), les particularités des factures instrumentales, et enfin, depuis peu, la cognition et la réception de la musique. L’ordinateur (cf musique et informatique) et particulièrement la synthèse sonore, ont fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites îles...) des outils particulièrement puissants pour faire évoluer les moyens d’études.

Anatomie - Physiologie

L'oreille (L'oreille est l'organe qui sert à capter le son et est donc le siège du sens de l'ouïe, mais elle joue également un rôle important dans l'équilibre. Le mot peut...) est un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une...) très particulier, et l'ouïe (L’ouïe ou l’audition est la capacité de percevoir des sons. Elle est l’un des cinq sens.) est considérée comme le plus fin des sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi de son...). L'acoustique explore donc la physiologie, qui va du pavillon de l'oreille jusqu'aux corrélations synaptiques dans le cerveau, et la psychoacoustique les interprétations de ces perceptions au niveau cortical et cérébral. On peut définir l'acoustique par la propagation dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) d'un son constitué par un mouvement d'air rapide qui vient a l'oreille humaine
Voir audition (L'audition est le fruit d'un mécanisme complexe assuré principalement par les deux oreilles (pour permettre la perception binaurale stéréophonie)et les voies centrales avec notamment un rétro-contrôle permanent du...)

Nuisances et pollution sonores

• Nuisances : Les phénomènes de couplage vibro-acoustique sont très présents dans les industries aéronautiques, automobiles, ferroviaires et dans les industries mécaniques en général. Les problèmes liés à l'amélioration du confort intérieur et à la réduction des nuisances externes s'y posent de façon cruciale.
  Des problèmes similaires se posent aussi dans l'industrie du bâtiment où les cloisons et les façades d'immeuble doivent être convenablement dimensionnées de façon à réduire la transmission du bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.).
  L'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre de...) acousticien doit être capable d'appréhender et de modéliser les phénomènes physiques mis en jeu. Il doit acquérir les connaissances nécessaires pour mettre en œuvre à la fois des méthodes analytiques et des outils numériques pour rechercher des solutions d'amélioration des produits en termes de réduction des nuisances sonores.

• Pollutions : Selon le dictionnaire français du vocabulaire normalisé de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...), on peut parler de « pollution » sonore quand les conséquences du son propagé dans l'environnement génèrent un « altération » du fonctionnement de l'écosystème, généralement suite à la disparition ou au recul de certaines espèces, qui ne remplissent donc plus leurs fonctions écosystémiques.

Voir aussi : Isolation phonique

Propagation - Acoustique des salles

En appliquant la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) de la propagation des ondes aux vibrations sonores, on touche à un domaine déjà fort bien maîtrisé depuis l'Antiquité, celui de l'acoustique des salles. Pour amplifier un son, les Grecs se servaient des propriétés physiques des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.), de la connaissance qu'ils avaient acquise sur les phénomènes de résorption et de réfraction (En physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie — le phénomène de réfraction est la déviation d'une onde lorsque la vitesse de celle-ci change entre deux milieux. Typiquement, cela se produit à...) des sons, et construisaient des amphithéâtres en leur donnant une forme particulière. Ainsi, les constructions où devaient se produire des orateurs ou des musiciens avaient une acoustique très étudiée. Le théâtre d'Épidaure en Grèce est le témoin de l'avancement des connaissances en acoustique dès l'Antiquité.

Les connaissances en acoustique des salles au temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de la Grèce antique étaient cependant avant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) empiriques. Ce domaine de connaissance restera très longtemps presque entièrement basée sur l'expérience, se développant par suite d'essais aboutissant parfois à des échecs, parfois à de grandes réussites pouvant ensuite servir de modèle pour les salles suivantes. Le physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les...) américain Wallace Clement Sabine est généralement considéré comme le père de l'acoustique des salles en tant que domaine scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.). C'est en 1900 qu'il publie l'article 'Reverberation' qui pose les bases de cette science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large....) toute jeune.