Qu’est-ce que l’acoustique ?

En termes simples, et selon tous les dictionnaires, l’acoustique est l’étude des propriétés des vibrations des particules dans un milieu capable de générer des sons, des infrasons ou des ultrasons et de permettre à ces ondes de se propager et d’être perçues par les humains. L’absorption, la réverbération et la diffusion du son sont autant d’aspects d’un lieu qui peuvent être décrits par ce terme. De même, l’étude des ondes sonores mécaniques est au cœur de l’acoustique, un sous-domaine de la physique. Elle fait référence aux phénomènes oscillatoires et à la mécanique vibratoire. Les domaines de recherche qu’elle propose font appel à un large éventail de disciplines, et l’acoustique possède elle-même de nombreux sous-domaines.

Musique et acoustique

La propagation des ondes sonores, l’acoustique des salles, la physiologie de l’audition, l’acoustique de l’environnement, le traitement du son, les sciences du langage (comparer les recherches en linguistique sur les aspects non sémantiques de la parole humaine, la phonétique acoustique), etc. sont toutes incluses dans ce vaste domaine. L’étude de l’acoustique musicale permet de comprendre comment les sons se propagent dans l’air (phénomènes de diffusion), les nuances de l’instrumentation et, plus récemment, comment la musique est traitée par le cerveau. Les ordinateurs, en général (voir aussi musique et informatique), et la synthèse sonore en particulier, ont fourni des outils très puissants pour faire évoluer les méthodes de recherche. L’oreille est un organe sensoriel hautement spécialisé, et le sens de l’ouïe est souvent considéré comme le plus raffiné des cinq sens. Par conséquent, l’acoustique étudie la physiologie, du canal auditif aux connexions synaptiques dans le cerveau, tandis que la psychoacoustique étudie les interprétations de ces sens aux niveaux cortical et cérébral. Pour simplifier, l’acoustique est l’étude de la façon dont les sons se propagent dans l’air et atteignent finalement l’oreille humaine. En outre, l’acoustique a de nombreuses autres applications. Les domaines de la psychoacoustique et de l’acoustique en musique sont basés sur la recherche de la façon dont le cerveau humain interprète le son. Les phénomènes de couplage vibroacoustique, ou bruit, sont omniprésents dans les secteurs aérospatial, automobile et ferroviaire, ainsi que dans d’autres secteurs mécaniques.

L’amélioration du confort intérieur et la diminution des perturbations extérieures sont deux questions pressantes qui se posent dans ce contexte. Le secteur des transports n’est toutefois pas le seul à être confronté à ce problème ; l’industrie de la construction doit également faire face à sa propre part de pollution sonore et doit trouver un moyen de dimensionner judicieusement les cloîtres et les façades des bâtiments afin de réduire la pollution sonore. Une partie de l’énergie sonore est renvoyée vers la source, créant ce que l’on appelle une « réflexion » ou une « onde de réflexion », tandis qu’une autre est absorbée par la paroi et « transmise » de l’autre côté, créant ce que l’on appelle une « onde de transmission » (onde transmise). L’architecte peut modifier le temps de réverbération d’une pièce en utilisant l’un des trois types de matériaux suivants : ceux à surface dure (réfléchissants), ceux à surface molle (absorbants) ou ceux à surface irrégulière (diffusants). Ces trois matériaux doivent être présents dans une pièce, et ils doivent tous contribuer au confort de la même manière. Les ondes sonores sont dirigées vers un certain endroit par un matériau ayant la capacité de penser. Il s’agit d’un matériau lisse, imperméable et rigide (pas le bois, le plâtre, le béton, le verre, etc.). C’est le contraire d’un matériau absorbant. Les ondes sonores sont absorbées par le matériau au lieu d’être renvoyées dans la pièce. Ce matériau comporte des trous ou des pores. C’est l’opposé polaire d’un matériau réfléchissant. Le temps de réverbération peut être raccourci par l’absorption du son.

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Conséquences de l’acoustique dans d’autres domaines

Selon le dictionnaire normalisé français du vocabulaire de l’environnement, on parle de pollution sonore lorsque le bruit ambiant provoque une altération du fonctionnement régulier de l’écosystème, souvent due à l’extinction ou au déclin des espèces qui remplissaient auparavant ces fonctions. L’application de la théorie des ondes aux vibrations acoustiques nous fait entrer dans un domaine bien étudié depuis l’Antiquité : l’acoustique des salles. En utilisant les propriétés physiques des matériaux et leur compréhension de l’absorption et de la réfraction du son, les Grecs ont pu construire des amphithéâtres qui amplifient considérablement le son produit à l’intérieur. Par conséquent, les lieux où des orateurs ou des musiciens devaient se produire devaient accorder une attention particulière à l’acoustique. Le théâtre grec d’Epidaure témoigne de l’évolution des connaissances acoustiques depuis l’Antiquité. Cependant, la première compréhension acoustique des salles de concert de la Grèce antique était basée sur l’observation et l’expérience.

Dans un avenir prévisible, ce corpus de connaissances continuera à reposer largement sur l’expérimentation pratique, certaines tentatives aboutissant inévitablement à des échecs décevants et d’autres à des triomphes retentissants qui pourront être reproduits dans les classes suivantes. Le physicien Wallace Clement Sabine, né aux États-Unis, est généralement considéré comme le pionnier de l’acoustique des salles en tant que discipline scientifique. En 1900, il a publié l’article Réverbération, qui a jeté les bases de ce domaine d’étude naissant. L’acoustique du bâtiment. Il existe de nombreuses possibilités pour améliorer l’isolation acoustique. Les matériaux de construction lourds (loi de masse) ou les doubles murs (principe masse/ressort/masse) constituent une défense efficace contre les émissions sonores directes. Pour les transmissions latérales, il faut prêter attention au joint entre les murs testés (la qualité de l’isolation dépend à la fois du mode de construction et du matériau). Pour les transmissions parasites, qui sont souvent dues à des défauts de construction, il suffit de reboucher les fissures ou les joints.