Cours sous forme de texte à trous Résolutions d’exercices
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Fiche professeur
Les risques auditifs liés aux musiques amplifiées Pour que la musique reste un plaisir Type d’activités
Commentaires La séance proposée ici traite des risques auditifs liés à l’émergence des musiques amplifiées, terminologie institutionnalisée par les DRAC (directions régionales des affaires culturelles). Cette séance s’articule essentiellement autour des notions de puissance, de niveau et d’intensité sonore. La problématique de départ prend appui sur une pratique culturelle, l’écoute des musiques amplifiées, particulièrement bien assise chez les jeunes (et les moins jeunes). Les accroches données dans l’introduction sont donc l’objet d’un débat et d’un questionnement. Cela amène alors le professeur à expliciter la notion de décibels (parties I et II), et à l’illustrer par des exercices concrets (partie III). Il a été choisi de réserver l’étude quantitative des phénomènes de transmission, absorption et réflexion (isolation des bâtiments d’habitation ou commerciaux par exemple) au sous-thème Confort acoustique du thème HABITAT, lequel comporte les mêmes notions et contenus à construire, ainsi que les mêmes compétences exigibles. La notion de réverbération est présentée de façon très qualitative dans le cadre de l’acoustique des salles de concert. La réglementation de l’environnement sonore dans le monde du travail est abordée très succinctement dans un exercice (problématique abordée en Bac Pro et en BTS). Les risques auditifs (partie IV) sont étudiés après la séance expérimentale (étude des facteurs influençant la perception sensorielle ; réalisation d’au audiogramme). Enfin, 2 documents peuvent être présentés selon la durée de mise en œuvre : Document vidéo Le bruit toxique : vidéo de 10 minutes environ sur http://www.dailymotion.com/video/xchszo_bruit-toxique_webcam#from=embed&start=56 Document sonore (durée 20’) Les acouphènes et l’hyperacousie sur : http://www.arteradio.com/son/23524/Les_acouphenes Conditions de mise en œuvre
Pour le professeur : 1 amplificateur – 2 haut-parleurs – 1 sonomètre ; PC – vidéoprojecteur ; Internet
Programme de seconde (Thème SANTE ; sous thème diagnostic médical)
Programme de 1STI2D (Thème SANTE ; sous thème Prévention et soin)
Outils mathématiques
Compétences transversales
Mots clés de recherche : décibels, intensité sonore, niveau sonore, risques auditifs, musiques amplifiées Provenance : Académie de Strasbourg adresse du site académique : …………………………………….
Fiche Elève Introduction
 Effet des nuisances sonores : les expériences le prouvent ! http://www.dailymotion.com/video/x3a9cv_preservez-votre-audition-spot-2-sur_creation#from=embed La vidéo provient de l'association AGI-SON (AGIr pour une bonne gestion Sonore ; association loi 1901). http://www.agi-son.org/
U  ne enquête (Baladeurs numériques, quels risques pour l’audition ?) a été réalisée à l’occasion de la 13e Journée Nationale de l’Audition du 11 mars 2010 par l’institut Ad’Hoc Research. Cette étude a été réalisée sur un panel représentatif de 1001 jeunes de 12 à 25 ans. Rappelons que près de 10 millions de jeunes dans l’ensemble de l’UE risquent une perte auditive irréversible à trop vouloir écouter leur lecteur mp3 à trop forte puissance et de surcroit, pendant une durée d’écoute le plus souvent trop longue.  L’intégralité de l’enquête est disponible sur : http://www.audition-infos.org/jna/pdf/presse-2010/cp-jna-enquete-leger.pdf
Le tableau ci-dessous passe en revue, de manière forcément incomplète, les évolutions technologiques qui ont eu un impact fort sur la genèse des esthétiques musicales. Il ne s’agit pas de brosser l’histoire des courants musicaux, mais plutôt d’envisager comment les évolutions technologiques ont permis l’émergence de nouveaux courants musicaux et d’envisager comment le volume sonore a pris une dimension prépondérante au sein de ces nouvelles esthétiques au cours des 80 dernières années.
Informations tirées du livret pédagogique du RIF (Confédération des réseaux départementaux de lieux de musiques actuelles/ amplifiées en Ile-de-France) sur http://www.lerif.org/Livret%20pedagogique.pdf La multiplication des techniques d’amplification, des lieux et des modes d’écoute à fort volume (concerts, discothèques, rave parties, locaux de répétition, écoute du baladeur, chaîne hi-fi, autoradio…) ont contribué à l'augmentation de l'exposition quotidienne de chacun d’entre nous à de forts niveaux sonores, pouvant constituer un véritable danger pour nos oreilles.
Les réponses sur : http://fr.wikipedia.org/wiki/Alexandre_Graham_Bell Source : http://en.wikipedia.org/wiki/Alexander_Graham_Bell
Introduction qualitative La mesure du niveau sonore s’effectue avec un ……………………………………………………….  Le tableau ci-après donne un éventail des bruits de la vie quotidienne, classés par degré de niveau sonore.
Entre ces deux valeurs, la douleur n’est pas forcément ressentie, mais il existe un risque de lésions irréversibles pour l’oreille (Cf. séance expérimentale pour une étude plus exhaustive). Le danger d’une exposition au bruit dépend à la fois du niveau sonore et de la durée d’exposition (Cf. séance expérimentale).
I  ntroduction qualitative  
De la même façon qu'un radiateur électrique est caractérisé par une puissance électrique mesurée en watts, une source sonore est définie par sa puissance sonore, en watts également. Les sources sonores que l'on rencontre s'échelonnent sur une gamme considérable de puissance : de quelques μW pour le tic-tac d’une montre à plusieurs kW pour le réacteur d’un avion. Toutefois, la notion de puissance acoustique ne permet pas d’expliquer les différentes remarques faites précédemment.
U  ne onde sonore émise dans l’air (milieu homogène) se propage autour de la source émettrice selon une sphère.Plus l’éloignement par rapport à la source est grand, plus la surface de la sphère ……………………………………. L’énergie sonore étant répartie sur des surfaces de plus en plus grandes, elle …………………………………… au fur et à mesure de l’éloignement. L’intensité I d’un son I représente la puissance P d’une vibration sonore reçue par unité de surface :    Pour l’oreille humaine, le seuil d’audibilité est : I0 = 10–12 W.m–2
Le niveau d’intensité sonore, noté L (Level), parfois N (Niveau), permet de comparer une intensité I par rapport à une intensité de référence, par exemple I0.   Remplir le tableau suivant
Question : pourquoi ne pas s’intéresser uniquement au rapport I/I0 et introduire la formule 10log(I/I0) ?
Le niveau sonore L exprime la sensation perçue par l’oreille. La réponse de l’oreille n’est pas une fonction linéaire de l’intensité sonore I (Cf. séance expérimentale).
Imaginons que l’on veuille tracer sur un axe l’évolution du rapport I/I0. Si on prend I/I0 = 1 1 cm l’axe aurait une longueur de 1012/1 soit ………………… cm = ………………… m précis mais irréaliste. En traçant l’évolution de 10log (I/I0), l’écart entre la plus grande et la plus petite valeur correspond à ………………… dB. Si on prend 10 dB 1 cm l’axe aurait une longueur de …………………cm réaliste et précis. La fonction « log » permet de combiner étendue de mesure et précision, en redéfinissant une échelle adaptée à ces deux critères. Question : pourquoi s’intéresser au décibel et non au bel ? ……………………..……………….……………………………………………………..……………….………………………………………………………..……………….……………………………………………..……………………..……………….……………………………………………………..……………….………………………………………………………..……………….……………………………………………..……………………..……………….…………………………………………………….
Une trompette délivre un niveau sonore L1 = 90 dB.
 La conclusion précédente doit être relativisée. Elle amène en effet 2 remarques. Remarque 1 Le règle précédente est vraie en champ libre (en extérieur), beaucoup moins en champ diffus (en intérieur). L’affaiblissement dû à la distance est moindre du fait des réflexions des murs, plafond et sol, etc (Cf. Thème HABITAT)… Dans un concert en plein air, le son n’est arrêté par aucune paroi. A contrario, dans une salle de concert, le son est contenu. On peut alors voir apparaître des problèmes liés à la réverbération du son. Cette réverbération est due au fait que face à certains matériaux durs tels que le béton lisse ou les vitres, le son se réfléchit. Cette réflexion peut aussi être provoquée ou accentuée par l’architecture même de la salle.  Dessin de Caroline Joubert Réverbération du son dans une salle de concert. 1 - Les instruments sur scène composent la source sonore. 2 - Le système de diffusion amplifie le son en fonction de l'espace. 3 - Certains matériaux et installations permettent d'absorber des fréquences particulières. 4 - Les objets et les personnes présents dans la salle sont autant d'obstacles sur lesquels le son se heurte. 5 - L'ingénieur du son fait ses réglages en fonction des différents paramètres de la musique et du lieu. 6 - Le son rebondit plus ou moins fort contre les objets et les parois suivant les matériaux et leurs formes. Plus la réverbération est forte, plus l’intelligibilité du son devient difficile. Dans les salles destinées à la diffusion musicale, des études sont généralement effectuées quant à l’architecture du lieu et au pouvoir plus ou moins absorbant des matériaux utilisés dans ces espaces. En revanche, pour les concerts organisés dans des lieux non adaptés spécifiquement à la diffusion musicale (salle des fêtes, hangars…), la qualité du son est souvent médiocre. Remarque 2 Par ailleurs, certaines fréquences s’atténuent plus rapidement que d’autres dans l’air. On peut constater le phénomène pendant un concert en plein air : à quelques centaines de mètres de la scène, la basse ou la grosse caisse (fréquences basses) restent audibles, quand guitare solo, flûtes et voix (hautes fréquences) ne le sont plus.
Une machine produit un niveau d’intensité sonore de L = 85 dB à une distance r = 1 m.
Réglementation : l’employeur doit mettre à disposition des casques dès que le niveau d’intensité sonore dépasse 85 dB. Le port du casque devient obligatoire si L dépasse 90 dB.
Dans les spécifications d’un haut-parleur, l’information relative à la puissance acoustique P n’est jamais indiquée.  Un haut-parleur de 80 W signifie qu’il peut être alimenté par une puissance électrique de 80 W (c’est donc en réalité une information pour choisir l’ampli le précédant). En revanche, on trouve, pour caractériser la puissance sonore de l’appareil, l’information de sensibilité acoustique, en dB/W/m (= 1 dB à 1 m pour 1 W). Exemple : on considère un haut-parleur de 80 W et de sensibilité de 89 dB/W/m.
- à 2 m, - puis à 4 m.
Comme pour les autres sons, le danger lié à l’écoute et à la pratique de la musique augmente avec la quantité d’énergie captée par l’oreille, c’est-à-dire avec le niveau et la durée d’exposition. Le risque n’est atténué, ni par le plaisir de l’écoute, ni par le caractère esthétique, ni par la qualité de l’émission sonore.
Les dégâts causés par un excès de bruit se traduisent principalement de trois façons :
Les acouphènes sont des sifflements ou des bourdonnements dans l’oreille subis de manière continue. L’acouphène est une hallucination auditive. Il est la conséquence d’une exposition à une dose de bruit trop longue et trop forte non tolérée par notre organisme. L’acouphène peut être temporaire (la plupart du temps, il disparaît après 10h de repos) ou permanent. Plus l’acouphène temporaire se répète dans le temps plus il y a de chance qu’il devienne permanent. En cas de surdose de bruit, l’acouphène doit être considéré comme un signal d’alarme. Il faut savoir reconnaître ce signal et se mettre au calme afin de reposer l’oreille.
L’hyperacousie correspond à une hypersensibilité de l’oreille à certains sons. Souffrir d’hyperacousie, c’est percevoir les sons plus forts qu’ils ne le sont vraiment.
La fatigue auditive survient par exemple à la suite d’une surdose de bruit (concert, sortie en boîte…). L’impression d’entendre moins bien est très nette : les oreilles sont cotonneuses, on fait répéter certains mots, on parle plus fort… Un temps de récupération dans une ambiance calme est alors indispensable. Cette fatigue auditive constitue un signal d’alarme. Sa gravité dépend du niveau sonore et de la hauteur du son entendu, ainsi que de la durée d’exposition. Un temps de repos permettra une récupération de l’oreille mais qui ne sera jamais totale. Si les surexpositions se multiplient dans le temps, les pertes résiduelles s’additionneront pour installer petit à petit une surdité irréversible. C’est ce que l’on appelle la surdité progressive.
L’audiogramme est le moyen le plus connu pour mesurer la capacité auditive. C’est un examen qui consiste à mesurer la sensibilité de chaque oreille à des sons de fréquence et d’intensité différentes. La réalisation de cet examen chez un ORL est simple et rapide. Il ressort de cet examen un graphique qui indique la capacité auditive de chaque oreille en fonction des fréquences audibles par notre organisme. Comparer les graphes suivants : le 1er audiogramme a été réalisé à l’aide du logiciel Audacity (Cf. séance expérimentale) ; le 2e graphe représente des exemples d’audiogrammes réalisé chez l’ORL.
 
Les musiques amplifiées et le risque auditif Nicolas Esquenet – Lycée Couffignal, Strasbourg - - |
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