La Cinématographie française (May - Aug 1937)

♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦ grand vide possible et enfin l'amplitude du mouvement des particules aériennes a cette pression est de l'ordre de 10-s cm, c'est-àdire de celui des dimensions atomiques. Mesure de la sensation auditive. Ayant ainsi réuni les faits principaux caractérisant la sensation auditive, cherchons les moyens de la mesurer, d'exprimer par des chiffres exacts ce que ressent un individu doué d'un sens auditif normal par suite d'une excitation sonore. Ce problème une fois tombé entre les mains des ingénieurs --il n'y a qu'une dizaine d'années — ceux-ci ne pouvaient continuer des mesures s'exprimant en termes vagues comme : très fort, fort, etc., mais se devaient à leur mentalité de trouver pour la sensation auditive une unité nette et précise : le décibel, si souvent méconnu. Les confusions fréquentes sont certainement dues au fait que l'on a désigné à la fois deux unités de mesure du nom de décibel. D'abord le cas général : quand il s'agit de mettre deux énergies en rapport pour exprimer de combien l'une est supérieure h l'autre, on peut le faire de plusieurs façons : par exemple, une énergie est tant de fois supérieure à l'autre; ou bien, une énergie représente tel pourcentage de l'autre. Et il n'est pas à craindre que ces différentes façons d'exprimer un même état de choses ne soient pas comprises. Or, si les énergies peuvent être de très différents ordres de grandeur on a préféré, pour des raisons de simple commodité, choisir une échelle logarithmique, en la définissant comme suit : E, Différence en db = 10. log 10 E. où Ei et E3 représentent les deux valeurs d'énergie dont le rapport mutuel nous intéresse. Cela signifie tout simplement qu'au cas où Ei serait par exemple égal à 10 E*, on pourrait l'exprimer soit en disant que Ei est 10 fois plus grand que E2 ou que Ei est 1.000 % de E,, ou enfin que Ei est de 10 db au-dessus de E,.. L'avantage éminemment pratique de cette dernière façon de s'exprimer ressort dès que les variations de niveau deviennent très grandes, ainsi que c'est le cas dans les mesures électroacoustiques. Si par exemple Ei = 35.480 E2, il est certainement plus commode d'opérer avec la façon identique de s'exprimer en parlant de Et au-dessus de E2 de 89 db. Lorsque l'on s'intéresse aux rapports mutuels de grandeurs linéaires, tels que l'amplitude, la pression sonore et autre, que nous désignerons par Pi et P2, il résulte de la définition donnée : E, Différence en db = 10 log — E2 Pi P. = 10 log ( — )2 = 20 log — P2 P. Voilà donc l'une des définitions du décibel. Sa clarté ne laisse certainement rien à désirer. Il n'en va pas de même, paraît-il, quand nous passons précisément à l'unité de la sensation auditive. Ici aussi la vaste étendue des intensités perceptibles, ainsi que la loi de Fechner (3), régissant tous les organes de sens, tout au moins approximativement, plaident en faveur "d'une échelle logaritbmique. Conformément à la définition s» ïs ?0 Distinct Ac là fsnctrt ovale (en "J m ) Fiij. .1. — .Vnaivse des sons le long de Ij membrane Imsilairc. Cour**t Katnon at^ve Courant Fig. 1. — Impulsions électriques dans les nerfs. r- "■ ._ --, :j J \ (]'• .-' y t \ 0'r>u» i, L fiiiVt c.iU [ ■.%) /•'/;/ .">. - \ ni|ilil mu cle l.i membrane lia.sijaire |iour en iltili'ui i -onslmili' de .') hiirycs. 100 90 80 1 7 O o60 >/ a) t350 .340 Ai -iso O iûOO p.pj . •9) Us v> 0 10 00 50 40 50 go Réeliu.fctonàVnfcen.si.ké e Fig, 6 — Niveaux de sensations fractionnaires. A lit l'C (l'exemple : pour qu'un bruit de 80 db. nous paraisse réduit à moitié, une réduction de -."H intensité d'environ 10 db. suffit. III ♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦ précitée, on définit donc comme suit la sensation auditive ou « force » d'un son de 1.000 périodes par secondes (p. p. s.) : Ei Pi Force en db = 10 log — = 20 log E, P„ où Ei et Pi représentent l'énergie et la pressoin sonore du son à mesurer, et Eo Po les valeurs respectives correspondant au seuil d'audition. Le facteur 10 n'est introduit que pour des raisons de commodité, étant choisi de façon à éviter les calculs avec des fractions de l'unité. En effet, un décibel correspond à peu près au seuil de sensibilité de l'intensité. Si l'on se borne à étudier la force d'un son de 1.000 p. p. s., on voit que les deux décibels se distinguent uniquement par le fait que l'unité de force est ancrée à un niveau de référence déterminé. Ce niveau adopté aux Etats-Unis et tendant à s'imposer d'une façon générale est : JE„ = 10-16 w/cnr ce qui correspond à une pression sonore de : Po = 2,04.1 0-4 baryes à 20° cent, et 76 cm de colonne de mercure Et les sons autres que 1.000 p. p. s.? Leur force doit être déterminée par comparaison avec celle du son normal. Deux constatations fondamentales s'imposent surtout pour des niveaux de force faibles. 1" L'intensité nécessaire pour provoquer la même force est fonction de la fréquence. 2" La variation nécessaire d'intensité pour produire la même variation de force est également fonction de la fréquence, mais en plus fonction de la force. Des expériences nombreuses dictent de donner des exemples précis à l'appui : 1 II faut, pour provoquer la force de 30 db à 50 p. p. s., une intensité d'environ 40 db au-dessus de celle nécessaire pour provoquer cette même force à 1.000 p. p. s. 2° Il faut, pour provoquer une variation de force de 30 à 60 db à 50 p. p. s., une variation d'intensité d'environ 10 db seulement contre 30 db nécessaires pour cette même variation de force à 1.000 p. p. s. Mais, pour porter le niveau de force de 80 à 110 db, toujours à 50 p. p. s., il faut une variation d'intensité d'environ 25 db. Pour terminer, encore un exemple parmi les pièges que tend une échelle logarithmique : Deux sources égales de bruit agissant simultanément ne créent qu'une intensité de 3 db au-dessus de celle résultant de l'une des deux : 2E Différence en db =10 log — = 3 db E Par contre la force communément ressentie comme la moitié ou le quart d'un niveau initial s'établit par variation de l'intensité suivant figure 6. Vous voyez : la question de l'unité est, en effet délicate, et c'est pourquoi j'ai cru devoir insister. Ceux parmi vous qui sont passés eux-mêmes par ce petit calvaire m'excuseront et les autres ne m'en voudront pas, j'espère, de leur avoir facilité la compréhension en entrant dans les détails. (3) La loi de Fechner dit que la sensation est proportionnelle au logarithme de l'excitation.