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Y a-t-il un lien entre température et niveau sonore?

par Fredke, le 11/07/2017 à 08:40 - 253 visites

Bonjour,

J'ai souvent l'impression qu'en été, les sons portent plus loin qu'en hiver. Ainsi, il y a une ligne de chemins de fer à un peu plus d'un kilomètre de chez moi et il me semble qu'il n'y a qu'en été que j'entends passer les trains.

Est-ce juste une impression ou bien y a-t-il vraiment un lien entre la distance à la quelle un son est audible et la température ambiante et si oui, de quel ordre est cette variation?

Merci pour voter aide.

Frédéric

Réponse du Guichet du savoir

par bml_sci, le 13/07/2017 à 17:32

Réponse du Département Sciences et Techniques


Bonjour,

Votre interrogation, pour autant qu’elle soit estivale, nous plonge dans l’air ambiant des fondamentaux liés au son et à l’acoustique. Et puisque vous parlez d’impression, il s’agit en premier lieu de se remémorer que le son est de manière basique, la sensation auditive créé par les ondes sonores.

Il est assez difficile de trouver dans les ouvrages techniques que nous avons consultés, les facteurs qui exercent une influence sur la propagation d’un son. En l’état, nous vous fournissons quelques éléments puisés çà et là, puisque la réponse ne nous est pas apparue.

D’emblée il semble bel et bien que le niveau sonore augmente légèrement avec la température… Si nous avons relevé cette affirmation, nous n’en avons pas trouvé la démonstration : "L'énergie des ondes sonores qui se propagent dans l'air est en partie absorbée par la transformation des molécules d'air en énergie thermique. Le phénomène est largement dépendant de la fréquence. Pour les fréquences les plus basses, l'absorption du son par l'air peut être négligée même à grande distance (>10km). En cas de son à haute fréquence, l'influence se fait déjà largement sentir dès que la distance entre la source et l'observateur atteint quelques dizaines de mètres. L'absorption du son par l'air est également tributaire de la température de l'air."

Dans votre exemple il se trouve que la source émettrice est en mouvement puisqu’il s’agit d’un train qui passe. On peut estimer que le son qu’il produit se situe entre le sifflement et le grondement et qu’en d’autres termes les fréquences sont tantôt hautes, tantôt basses - c'est l'effet Doppler : le train à l'approche produit un signal aigu, tandis que lorsqu'il s'éloigne le signal est plus grave.

On appelle célérité en physique, la vitesse de propagation d'un phénomène ondulatoire - la célérité du son dans le cas qui nous préoccupe ici. Dans l’air, celle-ci est généralement de 340m/s, mais varie en fonction de la pression et de la densité, c’est-à-dire de la température.

Nous livrons cette définition à votre perspicacité - Adiabatique : "une des causes de la dispersion de l'énergie sonore dans son milieu (en pression, vitesse, fréquence) est due à des phénomènes de dissipation thermique par voie de conductibilité. En général, aux fréquences moyennes et élevées, cette dissipation est du type adiabatique (les retours en pression vibratoires ont rapides) ; en fréquences basses et très basses elle est du type isotherme (les retours en pression vibratoires sont lents). Le bornage fréquentiel marquant ces deux types de dissipation est variable suivant les milieux traversés (degré d'organisation interne) et les conditions de passage d'un milieu à un autre (adaptation d'impédance)." in Lexique d'acoustique

Si l’on considère d'autre part que la distance qui vous sépare du train est relativement importante, il devient aussi assez évident de considérer que les ondes se heurtent à un grand nombre de molécules, notamment lorsque l’hygrométrie est élevée (ce qui est généralement le cas en hiver !).

Pour une approche moins empirique - plus scientifique et plus technique – n’hésitez pas à venir consulter les documents suivants par exemple ; attention des équations sont à prévoir :

- Dictionnaire encyclopédique du son

- Audio

- Le son

- Lexique d'acoustique

- Ondes et vibrations

Attention un train d'onde peut en cacher un autre...
Bon été!
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