Décibels

Le son le plus faible qu’une oreille jeune et saine peut entendre et le moteur d’un avion à réaction à proximité diffèrent d’un facteur de millions en pression et d’un facteur de un million de millions de millions en intensité. Écrire des nombres comme ceux-là est peu pratique : on les compresse donc à l’aide d’un logarithme. Le résultat est le décibel (dB).

Pour l’intensité I (puissance par mètre carré) : L = 10 × log₁₀(I / I₀), avec la référence I₀ = 10⁻¹² W/m².

Pour la pression p : L = 20 × log₁₀(p / p₀), avec la référence p₀ = 20 micropascals (20 µPa). Compare cette valeur à la pression de l’air autour de toi, d’environ 101 325 Pa : le son audible le plus faible ne représente que deux parts sur dix milliards de cette pression. Un son de 1 pascal correspond à environ 94 dB, et 20 Pa à environ 120 dB.

Deux règles simples suffisent :

• +10 dB signifie 10 fois plus d’intensité. +20 dB signifie 100 fois plus, et +30 dB 1 000 fois plus.
• +3 dB signifie deux fois plus d’intensité (et +6 dB signifie deux fois plus de pression).

0 dB ne signifie pas le silence. C’est la référence proche du seuil de l’audition. Des pièces très silencieuses peuvent avoir des niveaux négatifs.

Niveaux typiques (arrondis, pondérés A, d’après des sources de santé publique ; les valeurs réelles varient beaucoup) :

• Chuchotement à 1 m : environ 30 dB.
• Conversation normale : environ 60 dB.
• Circulation routière dense : environ 70 à 85 dB.
• Moto : environ 90 à 100 dB.
• Concert bruyant : environ 100 à 115 dB.
• Avion à réaction au décollage, tout près : environ 120 à 140 dB.

dB(A). L’oreille n’est pas aussi sensible à toutes les fréquences. Les sonomètres peuvent donc appliquer une pondération A qui réduit les basses et les très hautes fréquences comme le fait l’oreille. Un nombre écrit dBA ou dB(A) est pondéré de cette façon. Les limites sanitaires concernant le bruit sont données en dBA.

À quel point le son semble-t-il fort ? Notre perception du volume est également approximativement logarithmique. En règle générale, +10 dB donne l’impression d’un son environ deux fois plus fort, même si l’intensité est 10 fois plus grande. Un concert à 100 dB a une intensité un million de fois supérieure à celle d’une pièce à 40 dB et, selon cette règle générale, il semble environ 64 fois plus fort (six doublements).

Additionner les décibels. Les décibels ne s’additionnent pas comme des nombres ordinaires, car ce sont des logarithmes. Additionne les intensités, puis reconvertis le résultat. Deux sons égaux de 60 dB chacun donnent 63 dB, et non 120 dB : doubler l’intensité n’ajoute que +3 dB. Dix sources égales ajoutent 10 dB. Un son de 60 dB à côté d’un son de 70 dB donne environ 70,4 dB : le son le plus fort masque le plus faible.

Protéger son audition. Un son fort peut endommager les minuscules cellules ciliées de l’oreille interne, et ces dommages sont permanents. Ce qui compte, c’est le niveau et la durée ensemble. L’institut américain NIOSH recommande une limite de 85 dBA en moyenne sur 8 heures. Pour chaque 3 dB supplémentaires, la durée sans danger est divisée par deux (c’est ce qu’on appelle le taux d’échange de 3 dB ; l’Organisation mondiale de la Santé donne les mêmes recommandations de 85 dB sur 8 heures pour une écoute sans danger) :

• 85 dBA : 8 heures.
• 88 dBA : 4 heures.
• 91 dBA : 2 heures.
• 94 dBA : 1 heure.
• 97 dBA : 30 minutes.
• 100 dBA : 15 minutes.

Ce sont des limites supérieures pour toute une journée, pas des objectifs : moins c’est fort, mieux c’est, et les sons que tu entends toute la journée s’additionnent. De nombreux casques et téléphones peuvent produire plus de 100 dB, donc le volume compte. Un test simple : si tu n’arrives pas à entendre quelqu’un qui parle à la longueur de ton bras, ou si tu dois crier pour être entendu, le son dépasse probablement 85 dB. Les bouchons d’oreilles conçus pour la musique réduisent le niveau sans étouffer le son.