🔊 Le niveau sonore et les décibels
Le décibel mesure la force d'un son… avec une drôle de règle de calcul : deux aspirateurs ne font pas deux fois plus de décibels ! Place-toi près d'une enceinte de concert ou d'un avion qui décolle, éloigne-toi, ajoute des sources, et découvre à partir de quand tes oreilles sont en danger.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- Quand tu t'éloignes de la source, le niveau sonore baisse : sur le graphique, où les distances sont en échelle logarithmique, L(d) est une droite qui perd 6 dB chaque fois que la distance double.
- Avec deux sources identiques, le niveau ne double pas : il n'augmente que de 3 dB (la courbe en pointillés correspond à une seule source).
- Le sonomètre affiche le niveau en décibels ; l'échelle de droite le compare à des repères de la vie courante.
- Au-delà de 85 dB, l'oreille interne se fatigue et peut s'abîmer pour toujours si l'exposition dure : le personnage grimace ! À 120 dB, c'est la douleur.
- Un niveau négatif n'est pas une erreur : il correspond à une intensité plus petite que I0, donc à un son trop faible pour être entendu.
Expériences à faire
- À quelle distance d'une conversation le niveau tombe-t-il à 30 dB, celui d'un chuchotement ?
- Combien d'aspirateurs identiques faut-il allumer pour gagner 10 dB ?
- Au concert, tu es à 5 m de l'enceinte : combien de temps peux-tu rester sans risque pour tes oreilles ?
- Une tondeuse à 1 m ou un avion au décollage à 200 m : lequel est le plus bruyant ? Choisis ensuite ✏️ Ma source et entre le niveau à 1 m d'un bruit que tu as mesuré toi-même (avec l'application sonomètre d'un téléphone, par exemple).
- Si tu t'éloignes 10 fois plus loin de la source, de combien de décibels le niveau baisse-t-il ?
La physique derrière l'animation
- L'intensité sonore I (en W/m²) est la puissance sonore reçue par mètre carré. Pour une source ponctuelle de puissance P qui émet dans toutes les directions : I = P / (4π d²).
- Le niveau d'intensité sonore se mesure en décibels (dB) : L = 10 × log(I / I0), avec I0 = 1,0 × 10−12 W/m² (seuil d'audibilité, 0 dB). Multiplier I par 10 ajoute 10 dB ; par 100, 20 dB.
- Deux sources identiques : l'intensité double, donc L augmente de 10 × log 2 ≈ 3 dB. Les décibels ne s'additionnent pas : 60 dB + 60 dB = 63 dB.
- Distance doublée : I est divisée par 4, donc L diminue de 10 × log 4 ≈ 6 dB ; distance multipliée par 10 : −20 dB.
- Seuil de risque : 85 dB (8 h par jour au maximum, durée divisée par 2 tous les 3 dB de plus). Seuil de douleur : 120 dB. Modèle utilisé : source ponctuelle en plein air, sans écho ni absorption par l'air.
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