Comment isoler une piece du bruit ?








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date de publication23.12.2016
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CME 3

2 BAC PROFESSIONNELLE


COMMENT ISOLER UNE PIECE DU BRUIT  ?



OBJECTIFS DU CHAPITRE
• Connaître les dangers d’une exposition à une intensité acoustique élevée.

• Mesurer le niveau sonore d’un son

• Savoir que les isolants phoniques absorbent une grande partie de l’énergie véhiculée par les signaux sonores.

I LES DANGERS DES SONS D’INTENSITES ELEVEES

1° L’oreille

acous5


2° Fonctionnement
L'organe essentiel est le tympan, membrane mince élastique qui obture le conduit auditif. Il est sensible aux variations de pression. Les variations de pression reçues par le tympan sont transmises à la fenêtre ovale grâce à la chaîne des osselets.
3° Audiométrie

Déterminer à l'aide d'un GBF relié à un HP la plage de fréquence audible.


< f <


4° Comment déterminer un niveau d’intensité acoustique
Du hurlement d’un moteur de formule 1 au murmure du ruisseau qui coule, l’intensité des sons audibles par un être humain est très étendue.


sonométre



L’appareil de mesure qui permet d’attribuer à chaque
son un niveau d’intensité acoustique noté
exprimé en …………..
s’appelle ……………………

5° Exemples de niveaux sonores
Compléter le tableau ci-dessous.

I


W/m²

dB

Impression
subjective

Conversation

Nature
des bruits






















Destruction







102




de l’oreille
















Impossible










Bruits










120

supportables




Ateliers







pendant un court




Bruyants







instant seulement







10-2







En criant







90

Bruits très







10-4




pénibles

Difficile







70

Bruits




Télévision

10-6




supportables

A voix forte

Trafic dans la rue




50

Bruits

A voix

Appartement

10-8




courants

normale

en ville




30

Calme




Rés. campagne

10-10




Très calme

A voix

Studio




10

Silence

chuchotée

Laboratoire

10-12

0

anormal




d’acoustique


6° Seuil de dangerosité auditif
Le seuil d’audibilité correspond au plus faible niveau d’intensité acoustique audible.
Le seuil de la douleur correspond au niveau d’intensité acoustique maximale au-delà de laquelle

l’écoute devient douloureuse.




Observez le diagramme du document précédent et complétez les phrases suivantes.
a) Les fréquences maximales et minimales audibles par l’oreille humaine sont respectivement ……………..

b) Une conversation utilise des sons dont les fréquences sont situées entre ………………………. ;

c) À 2000 Hz, le niveau d’intensité acoustique correspondant au seuil de douleur est de ………… , alors que le niveau de l’intensité acoustique correspondant au seuil d’audibilité à 500 Hz est de ………. .

d) La perception d’un son dépend de ……………………………………….

e) Un son de fréquence 125 Hz et de niveau d’intensité acoustique 40 dB ……………………………..

f) À 1 m de distance, un interlocuteur ne percevant plus les sons de fréquences supérieures à …………….participer sans problème à une conversation.

g) Le niveau d’intensité acoustique minimale perceptible par l’oreille humaine correspond à une

fréquence de …………….. .

II Vérification de la décroissance de l’intensité acoustique avec la distance

Le montage nous a permis, pour un même son, d’enregistrer le niveau d’intensité acoustique L (en dB) pour différentes valeurs de la distance d (en cm) séparant le haut par leur du sonomètre.
• Les résultats obtenus figurent dans le tableau ci-dessous (à gauche). Tracer la courbe représentant l’intensité acoustique L (d ) en fonction de la distance d (cm)






À l’aide du document, choisissez la bonne réponse pour que la phrase soit correcte.
Le niveau d’intensité acoustique du son augmente / diminue lorsque la distance à la source
sonore augmente / diminue.
À l’aide de votre calculatrice ou à l’aide d’un tableur, déterminez la perte de niveau d’intensité sonore lorsque la distance passe de:


6 cm à 12 cm

8 cm à 16 cm

10 cm à 20 cm

12 cm à 24 cm

14 cm à 28 cm

















À l’aide du tableau , complétez la phrase suivante.
Le niveau d’intensité sonore diminue de ………… lorsque la distance double.
III ISOLATION PHONIQUE
1° Coefficient d'absorption
L'expérience montre que l'énergie I4 onde paroi I3 onde

transportée par l'onde sonore réfléchie réfractée

incidente n'est pas totalement

réfléchie par une paroi. On dit

que la réflexion est partielle.

Il y a aussi réfraction et absorption

dans et par le matériau de la paroi. I1 onde

Une partie de l'énergie est transmise incidente

de l'autre côté.

I2 onde absorbée

2° Expérience
1. Placez le haut-parleur dans l’enceinte isolante.

2. Allumez le générateur de fonctions et réglez-le pour qu’il délivre un signal de fréquence de 800 Hz.

3. Notez la valeur du niveau de l’intensité sonore indiquée par le sonomètre.

4. Interposez successivement entre le haut-parleur et le sonomètre: la plaque de polystyrène,

la plaque de bois aggloméré, la plaque de plâtre. On note à chaque fois l’intensité sonore indiquée par le sonomètre.






3° Conclusion


L’intensité sonore la plus faible est obtenue avec la plaque qui offre la meilleure ……………… au bruit.

Pour un son de fréquence 800 Hz, la plaque de ………………………. est celle qui offre la meilleure protection au bruit.

Certains matériaux absorbent une grande partie de l’énergie véhiculée par les sons.

Ces matériaux permettent de remédier aux effets indésirables du bruit :

ce sont des …………. ………………..


4° Temps de réverbération (loi de Sabine)

Le temps de réverbération T est le temps que met un son à s'atténuer de 60 dB dans un local fermé; pour une bonne intelligibilité des paroles, ce temps doit être compris entre 0,5 et 0,7 s; si T < 0,5 s le local devient sec ou sourd, si

T > 0,7 s alors le local devient réverbérant (cathédrale).

V : volume du local en m3

S: pouvoir absorbant des surfaces en m²

n: pouvoir absorbant des éléments contenus dans ce local


Déterminer le temps de réverbération d'une salle de cours dont les caractéristiques sont les suivantes pour une fréquence de 500 Hz, salle non-occupée et salle occupée  = 0,4 (debout) et  = 0,31 (assis).

Dimensions de la salle en mètres : 9 m,7 m,3 m

Revêtements : plafond : plâtre peint  = 0,02

mûrs : plâtre peint  = 0,02

vitrage : 15 m²  = 0,03

sol : dalles thermoplastiques  = 0,04

Mobilier : 16 tables :  = 0,025 33 chaises  = 0,03 1 bureau :  = 0,03
On recalculera ces temps si on change le matériau du plafond en mettant un plafond permacoustic.  = 0,078
Exercice 1: Les normes de protection contre le bruit admettent

une exposition maximale de 40 heures à un bruit de niveau

d'intensité acoustique LI = 85 dB.

Si ce niveau augmente, il faut réduire la durée maximale

d'exposition au bruit en fonction du niveau.

La courbe ci-contre donne la durée maximale d'exposition t

en fonction du niveau LI.

1° Un groupe de « rock » diffuse un concert dont le niveau

d'intensité acoustique est de 110 dB, dans la zone réservée

au public.

Déterminer la durée maximale d'écoute de manière à respecter

les normes de protection.
2° Au poste de travail d'une unité de production, un opérateur

est soumis à un niveau d'intensité acoustique LI pendant une

durée t.

Y a t il respect des normes dans les deux cas suivants ?

* LI = 90 dB pendant 10 h.

* LI = 105 dB pendant 1 h.

Justifier votre réponse à l'aide d'une phrase.
Exercice 2: Monsieur Gérard a rénové un ancien moulin pour le transformer en

une centrale hydraulique.

Il souhaite construire un gîte aux abords du moulin.

Il a été déterminé expérimentalement 2 mesures du niveau d’intensité

acoustique à différentes distances de la centrale hydraulique :

- à la porte de la centrale, on enregistre 93 dB.

- à une distance de 10 m de la centrale, on enregistre 76 dB.
Nommer l’appareil de mesure d’un niveau d’intensité acoustique.
2° Monsieur Gérard doit tenir compte des nuisances sonores.

À l'aide de l'échelle de niveaux de bruits ci-contre, indiquer s'il peut

raisonnablement construire son gîte à 10 mètres de la centrale.

Justifier la réponse.
Exercice 3:

On veut isoler phoniquement les bureaux attenants à l'atelier de l'entreprise.

On a mesuré le niveau d'intensité acoustique (en dB) en fonction de

la fréquence (en Hz) avant et après l'isolation.

Le graphique ci-dessous représente deux courbes

- la courbe I relative aux mesures faites avant d'avoir

isolé la paroi séparant l'atelier et les bureaux.

- La courbe II relative aux mesures faites après avoir

revêtu la paroi d'un isolant.
Indiquer sur l'axe des fréquences du graphique,

par un trait de couleur, l'intervalle pour lequel le

revêtement ne joue pas le rôle d'isolant phonique attendu

2° Pour quelle fréquence l'atténuation acoustique est-elle

la plus grande ?

Préciser la valeur de cette atténuation, en dB.
3° Globalement, peut-on dire que cet isolant est utile ?

Justifier la réponse

Exercice 4: Dans un atelier, une machine émet un

bruit dont le niveau d'intensité acoustique est 110 dB à

une distance de 1 m.

1° La norme de sécurité impose que les techniciens ne soient pas exposés à un niveau d'intensité sonore supérieur à 80 dB. À quelle la distance minimale de cette machine faut-il se situer pour respecter la norme ?

Sachant que

- Le niveau d'intensité sonore à une distance de 2 m est de 104 dB.

- Plus généralement lorsque la distance double, l'intensité sonore diminue de 6 dB.
Citer un moyen de protection qui permet de travailler près de cette machine en respectant la norme.

LP ROMPSAY LA ROCHELLE P CORMERAIS

ACOUSTIQUE

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