Martinsky, Physique acoustique.pdf

# Propriétés physiques des sons Voici le guide d'étude pour les propriétés physiques des sons : ## 1. Propriétés physiques des sons Cette section explore les caractéristiques fondamentales des ondes sonores, incluant leur définition, leur nature périodique ou apériodique, et les paramètres clés tels que la fréquence, l'amplitude, l'intensité et le timbre. ### 1.1 Définition d'une onde sonore Une onde sonore est le résultat d'une vibration mécanique qui génère des variations de pression se propageant dans un milieu matériel élastique (solide, liquide ou gazeux). Durant cette propagation, les molécules du milieu oscillent autour de leur position d'équilibre sans se déplacer sur de longues distances. Le son lui-même est défini comme l'alternance de variations locales de pression, appelées surpressions et dépressions, qui induisent des vibrations, par exemple, du tympan. L'onde se déplace de l'émetteur vers le récepteur [1](#page=1). ### 1.2 Nature d'une onde sonore : périodique ou apériodique Les sons peuvent être classés selon leur nature temporelle : périodique ou apériodique. #### 1.2.1 Le son périodique Un son est considéré comme périodique lorsqu'il se répète de manière identique à intervalles de temps réguliers. La périodicité temporelle d'une onde correspond au temps nécessaire pour qu'une perturbation en un point donné complète un mouvement. Cette durée, notée $T$, s'exprime en secondes (s) et est inversement proportionnelle à la fréquence $f$. Un motif entier qui se répète dans le temps représente une période [1](#page=1) [2](#page=2). > **Tip:** La périodicité ne correspond pas toujours à une sinusoïde parfaite; elle peut être composée de plusieurs motifs répétitifs [2](#page=2). #### 1.2.2 Le son apériodique (bruit) Un son apériodique, souvent qualifié de bruit, est un phénomène qui ne présente pas de régularité temporelle ou de mouvement répétitif symétrique [2](#page=2). ### 1.3 Types de sons #### 1.3.1 Le son pur Un son pur est constitué d'un mouvement unique et simple, composé d'une seule fréquence avec une vibration continue. Ce type de son est rare dans la nature et est typiquement produit par un diapason [2](#page=2). #### 1.3.2 Le son complexe Un son complexe est une superposition de plusieurs sons purs émis simultanément, formant ainsi un mélange de plusieurs fréquences. Les bruits quotidiens, les sons de la parole et la musique sont des exemples de sons complexes. Les sons complexes peuvent être [2](#page=2): * **Périodiques:** superposition de sons purs dont les fréquences n'ont pas de lien mathématique direct entre elles [2](#page=2). * **Apériodiques:** superposition de sons purs avec des fréquences données, souvent appelées harmoniques [2](#page=2). * Les sons dits "voisés" sont des sons complexes périodiques [2](#page=2). > **Tip:** Le son complexe périodique se compose d'une somme de sinusoïdes [3](#page=3). ### 1.4 Paramètres physiques du son Plusieurs paramètres permettent de décrire et de distinguer les sons : #### 1.4.1 Fréquence ($f$) La fréquence ($f$) représente le nombre de mouvements complets (vibrations ou périodes) qu'une perturbation effectue en une seconde. Elle s'exprime en Hertz (Hz) et est inversement proportionnelle à la période ($T$) [3](#page=3): $$f = \frac{1}{T}$$ [3](#page=3). La fréquence est une grandeur physique mesurable qui détermine la hauteur d'un son : * Un son grave est associé à une basse fréquence (moins de Hz). Cela correspond à des vibrations lentes et une grande longueur d'onde [3](#page=3). * Un son aigu est associé à une haute fréquence (plus de Hz). Cela correspond à des vibrations rapides et une petite longueur d'onde [3](#page=3). ##### 1.4.1.1 Fréquence vocale et applications La fréquence vocale a des applications dans divers domaines, notamment en orthophonie. Les fréquences moyennes des voix sont approximativement : * Homme: 150 - 150 Hz [3](#page=3). * Femme: 200 - 300 Hz [3](#page=3). * Enfant: 300 - 450 Hz [3](#page=3). #### 1.4.2 Hauteur La hauteur est l'interprétation subjective de la fréquence par l'oreille humaine, permettant de catégoriser un son comme aigu ou grave. Contrairement à la fréquence, la hauteur est une perception auditive, sans unité de mesure associée, et sa détermination est moins exacte. Elle dépend de plusieurs facteurs [3](#page=3) [4](#page=4): * L'oreille de l'auditeur: certaines personnes sont plus sensibles aux aigus, d'autres aux graves [4](#page=4). * L'intensité et le timbre: un son très fort peut parfois sembler plus grave [4](#page=4). * La fréquence: en général, une fréquence plus élevée est perçue comme un son plus aigu [4](#page=4). #### 1.4.3 Amplitude ($A$) L'amplitude ($A$) d'une onde sonore est directement proportionnelle à l'énergie de l'onde et détermine l'intensité du son, c'est-à-dire sa puissance. Plus l'amplitude de l'onde est élevée, plus le volume sonore est important. Par conséquent, un son fort entraîne une amplitude importante des ondes vibratoires, faisant vibrer le tympan amplement, tandis qu'un son faible correspond à une amplitude moins importante [4](#page=4). #### 1.4.4 Intensité Le niveau d'intensité d'un son est lié à son volume sonore et est exprimé en décibels (dB) [4](#page=4). #### 1.4.5 Timbre Le timbre permet de distinguer deux sons ayant la même fréquence et la même amplitude, mais produits par des sources différentes (par exemple, différentes voix humaines ou différents instruments de musique). Les caractéristiques influençant le timbre sont [5](#page=5): * Pour la voix humaine: la taille et la forme des résonateurs, ainsi que la manière dont le son est produit par les poumons, les cordes vocales et modulé par la bouche, les lèvres et la langue [5](#page=5). * Pour les instruments de musique: la richesse et la répartition spectrale des harmoniques [5](#page=5). > **Tip:** En orthophonie, l'analyse du timbre peut révéler des pathologies vocales (dysphonie) et jouer un rôle dans la rééducation vocale [5](#page=5). ### 1.5 Propagation d'une onde sonore Les ondes sonores se propagent dans différents milieux selon leur nature. #### 1.5.1 Onde longitudinale Dans une onde longitudinale, les particules du milieu oscillent dans la même direction que la propagation de l'onde. Le déplacement des particules est donc parallèle à la direction de propagation. Dans les milieux fluides (liquides et gaz), les ondes acoustiques se propagent exclusivement sous forme d'ondes longitudinales [5](#page=5). #### 1.5.2 Onde transversale Dans une onde transversale, les particules du milieu oscillent perpendiculairement à la direction de propagation de l'onde. Elles se déplacent de haut en bas ou d'un côté à l'autre, tandis que l'onde progresse dans une direction différente. Dans les milieux solides, la vibration peut se propager à la fois par des ondes longitudinales et transversales [5](#page=5). --- # Propagation des ondes sonores La propagation des ondes sonores décrit comment le son se déplace à travers différents milieux en analysant la nature des ondes, leurs caractéristiques et les phénomènes qui affectent leur trajet et leur intensité [5](#page=5) [6](#page=6) [7](#page=7) [8](#page=8) [9](#page=9). ### 2.1 Nature des ondes sonores Les ondes sonores peuvent être classées en deux types principaux en fonction du mouvement des particules du milieu par rapport à la direction de propagation de l'onde [5](#page=5). #### 2.1.1 Onde longitudinale Dans une onde longitudinale, les particules du milieu oscillent dans la même direction que la propagation de l'onde. Le déplacement des particules est donc parallèle à la direction de propagation de l'onde. Les ondes acoustiques se propagent exclusivement sous forme d'ondes longitudinales dans les milieux fluides tels que les liquides et les gaz [5](#page=5). #### 2.1.2 Onde transversale Dans une onde transversale, les particules du milieu oscillent perpendiculairement à la direction de propagation de l'onde. Ces particules se déplacent verticalement ou latéralement, tandis que l'onde progresse dans une direction différente. Les milieux solides peuvent supporter la propagation des vibrations à la fois par des mouvements longitudinaux et transversaux [5](#page=5) [6](#page=6). ### 2.2 Caractéristiques de l'onde sonore #### 2.2.1 Longueur d'onde La longueur d'onde, notée $\lambda$, représente la périodicité spatiale d'une onde sonore. Elle correspond à la distance parcourue par l'onde pendant un cycle complet. Elle est définie comme la distance entre deux points consécutifs de l'espace qui sont dans le même état de perturbation à un instant donné, c'est-à-dire en phase. La longueur d'onde est exprimée en mètres (m). Une grande longueur d'onde est associée à un son grave, tandis qu'une courte longueur d'onde correspond à un son aigu [6](#page=6). La relation entre la longueur d'onde ($\lambda$), la célérité du son dans le milieu ($c$) et la fréquence ($f$) est donnée par la formule : $$ \lambda = \frac{c}{f} $$ Elle est également liée à la période ($T$) de l'onde par : $$ \lambda = c \times T $$ [6](#page=6). #### 2.2.2 Vitesse du son (célérité) La vitesse du son ($c$) varie considérablement en fonction du milieu de propagation [6](#page=6). * **Dans l'air:** Environ 340 m/s à 20°C. L'air est le principal milieu de propagation de la parole humaine. La vitesse du son dans l'air est influencée par la température, la pression atmosphérique et l'humidité [6](#page=6). * **Dans l'eau:** Environ 1500 m/s. La propagation y est meilleure que dans l'air, mais la vitesse accrue peut modifier la perception des fréquences [6](#page=6). * **Dans les solides:** Plusieurs milliers de m/s, dépendant du type de solide. La propagation est plus efficace, même sans contact direct avec la source [6](#page=6). #### 2.2.3 Timbre Le timbre permet de distinguer deux sons ayant la même fréquence et la même amplitude, mais produits par des sources différentes (voix humaines, instruments de musique). Les caractéristiques influençant le timbre incluent [5](#page=5): * Pour la voix humaine: la taille et la forme des résonateurs [5](#page=5). * Pour les instruments de musique: la richesse et la répartition spectrale des harmoniques [5](#page=5). En orthophonie, l'analyse du timbre est utilisée pour identifier des pathologies vocales (dysphonie) et dans la rééducation vocale [5](#page=5). ### 2.3 Phénomènes liés à la propagation Divers phénomènes affectent la manière dont les ondes sonores se propagent [7](#page=7). #### 2.3.1 Réflexion La réflexion survient lorsqu'une onde sonore rencontre un obstacle et rebondit, retournant dans le milieu d'origine [7](#page=7). * **Caractéristiques:** Une partie de l'énergie sonore est réfléchie, tandis que l'autre est absorbée ou transmise. L'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion [7](#page=7). * **Surfaces:** Les surfaces convexes dispersent les ondes sonores, tandis que les surfaces concaves les concentrent (par exemple, dans les voûtes d'églises) [7](#page=7). * **Conséquences:** La réflexion donne lieu aux phénomènes d'écho et de réverbération, qui peuvent influencer l'intelligibilité de la parole [7](#page=7). ##### 2.3.1.1 Écho Un écho est une répétition plus silencieuse mais distincte et séparée dans le temps d'un son, résultant de sa réflexion sur un obstacle éloigné. Un délai suffisamment long (environ > 50 ms) entre l'onde directe et l'onde réfléchie est nécessaire pour qu'il soit perçu comme distinct. Les échos se manifestent souvent dans la nature, au niveau des canyons ou des montagnes [8](#page=8). ##### 2.3.1.2 Réverbération La réverbération est une réflexion sonore de courte durée résultant de multiples réflexions d'ondes sonores entre des surfaces dures. Elle entraîne une persistance du son dans le temps, donnant une sensation de son prolongé et "flou". Elle se produit dans des environnements tels que les gymnases, les restaurants bondés ou lors du chant sous la douche. La réverbération réduit l'intelligibilité de la parole [8](#page=8). La durée de réverbération dépend de deux facteurs: le volume de la salle et la capacité d'absorption des parois. Le temps de réverbération ($T_{60}$) est la durée nécessaire pour que le son diminue de 60 dB après l'extinction de la source sonore, mesurée en secondes. Une durée de réverbération plus longue indique un local plus réverbérant [8](#page=8). > **Tip:** Dans un environnement clinique, il est important d'adapter l'acoustique du bureau pour les patients malentendants afin de minimiser la réverbération (par exemple, en utilisant de la mousse isolante, des rideaux, des tableaux) [8](#page=8). > **Exemple:** Les locaux avec une grande pièce, peu meublée, et des parois lisses et dures (baies vitrées, carrelages) présentent une durée de réverbération importante, tandis que les matériaux poreux (laine de verre, mousse) l'absorbent [8](#page=8). | Local | Durée de réverbération ($T_{60}$) | | :------------- | :------------------------------- | | Chambre | 0,5 sec | | Piscine | 2,0 sec | | Hall de gare | 3,0 sec | | Église | 4,5 sec | #### 2.3.2 Réfraction La réfraction est le changement de direction d'une onde sonore lorsque celle-ci traverse des milieux différents ou lorsque la vitesse du son varie au sein d'un même milieu (par exemple, en raison de variations de température, d'humidité ou de densité) [7](#page=7) [9](#page=9). * **Variation de température:** Le son se déplace plus rapidement dans l'air chaud. Les sons sont audibles à plus longue distance par temps froid [9](#page=9). * **Pertinence clinique:** La réfraction n'est généralement pas considérée comme pertinente en pratique clinique [9](#page=9). #### 2.3.3 Absorption L'absorption se produit lorsque les matériaux d'une surface ou d'un milieu absorbent une partie de l'énergie sonore, réduisant ainsi l'intensité du son réfléchi [7](#page=7) [9](#page=9). * **Caractéristiques:** L'absorption dépend du matériau; les surfaces souples et poreuses (rideaux, tapis, panneaux acoustiques) absorbent mieux le son que les surfaces dures et réfléchissantes (verre, béton). L'absorption est généralement plus efficace pour les hautes fréquences que pour les basses fréquences [9](#page=9). * **Applications en orthophonie:** L'absorption est cruciale pour l'isolation acoustique (salles de concert, studios d'enregistrement, salles de classe) afin de contrôler la réverbération. Elle est également utilisée pour la correction d'ambiance (réduire le bruit ambiant pour améliorer l'intelligibilité de la parole), l'isolation des salles d'attente et des bureaux. Le port du masque augmente l'absorption, rendant la parole difficile à comprendre pour les patients âgés [9](#page=9). #### 2.3.4 Diffraction La diffraction est le phénomène par lequel une onde sonore s'étale dans différentes directions de propagation lorsqu'elle rencontre un obstacle ou une ouverture dont la dimension est faible par rapport à sa longueur d'onde [7](#page=7) [9](#page=9). * **Caractéristiques:** La diffraction n'est possible que si la taille de l'obstacle ou de l'ouverture est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde. Ce phénomène dépend de la longueur d'onde du son et de la taille de l'obstacle ou de l'ouverture [9](#page=9). * **Relation fréquence-longueur d'onde:** Les sons de basses fréquences (grandes longueurs d'onde) se diffractent plus facilement que les sons de hautes fréquences (petites longueurs d'onde) [9](#page=9). --- # Force, pression et mesure acoustique Ce chapitre explore les concepts fondamentaux de force et de pression acoustique, leur quantification, ainsi que les instruments et échelles utilisés pour leur mesure, tels que le décibel, le sonomètre et l'audiomètre. ### 3.1 Concepts fondamentaux : force et pression La force, mesurée en Newtons (N), représente une interaction entre deux corps. Ces interactions peuvent être à distance (gravitationnelle, électrostatique) ou en contact. Dans le contexte acoustique, les forces exercées par les molécules d'un gaz sur une paroi sont des interactions de contact. Le déplacement d'une structure, comme le tympan sous l'action de ces forces, correspond à un transfert d'énergie quantifié en Joules (J). La puissance, mesurée en Watts (W), est l'énergie reçue chaque seconde [10](#page=10). La pression, quant à elle, est définie comme l'application d'une force sur une surface, mesurée en Pascals (Pa) ou N/m². La transmission de la force se fait obligatoirement par l'intermédiaire d'une surface. À l'échelle atomique, la pression est le résultat des forces exercées par les molécules lors de leurs chocs sur les parois. La pression atmosphérique est due à l'action permanente des molécules d'air. Un son se caractérise par une variation de cette pression par rapport à la pression atmosphérique [10](#page=10). La pression acoustique est donc la variation de pression par rapport à la pression atmosphérique en présence d'un son. Mathématiquement, elle peut être exprimée comme [10](#page=10): $$ P = \frac{F}{S} $$ où $F$ est la force en Newtons (N) et $S$ est la surface en mètres carrés (m²). De manière moins rigoureuse, on peut rencontrer l'unité kg/m², liée à la force de pesanteur par la formule $F = m \times g$, où $g \approx 9.8 m/s^2$. D'autres unités de pression couramment utilisées incluent le bar (100 000 Pa) et l'atmosphère (101 300 Pa ou 1.013 bar). Il est à noter qu'un son audible correspond au maximum à une variation de pression d'environ +/- 20 Pa [10](#page=10). > **Tip:** Notre oreille est capable de détecter des variations de pression relativement faibles, ce qui souligne sa grande sensibilité [11](#page=11). ### 3.2 Intensité et niveau d'intensité sonore La puissance sonore est mesurée en Watts (W). Cependant, pour mieux appréhender la sensation auditive, on utilise l'intensité sonore et le niveau d'intensité sonore [10](#page=10). L'intensité sonore ($I$), mesurée en Watts par mètre carré (W·m⁻²), est égale à la puissance sonore ($P$) reçue par unité de surface ($S$) [11](#page=11): $$ I = \frac{P}{S} $$ Le seuil d'audibilité, représentant le plus petit niveau sonore audible, est de $I_0 = 10^{-12} \text{ W} \cdot \text{m}^{-2}$ [11](#page=11). Pour mieux refléter la perception physiologique de l'oreille, on définit le niveau d'intensité sonore ($L$), exprimé en décibels (dB), qui est lié à l'intensité sonore ($I$) par la relation suivante [11](#page=11): $$ L = 10 \times \log \left( \frac{I}{I_0} \right) $$ où $I$ est l'intensité sonore et $I_0$ est le seuil d'audibilité [11](#page=11). > **Tip:** L'utilisation d'une échelle logarithmique pour le niveau d'intensité sonore permet de représenter une large gamme de valeurs de pression acoustique, car elle prend en compte plusieurs ordres de grandeur [11](#page=11). Une propriété importante de cette échelle logarithmique est que doubler le nombre de sources sonores double l'intensité sonore, mais ne fait qu'augmenter le niveau d'intensité sonore perçu de 3 dB. L'échelle logarithmique, par définition, attribue le même écart entre 1 et 10 qu'entre 10 et 100, par exemple. Le logarithme (en base $n$) d'un nombre est la puissance à laquelle il faut élever $n$ pour obtenir ce nombre. Mathématiquement, cela s'écrit $\log_n(x) = y$ si et seulement si $n^y = x$. Le logarithme décimal (base 10) est couramment utilisé, souvent noté simplement $\log(x)$, où $\log_{10} = 2$ car $10^2 = 100$ [100](#page=100) [11](#page=11). ### 3.3 Les décibels et les échelles de mesure Les décibels (dB) sont l'unité standard pour exprimer le niveau d'intensité sonore et sont mesurés à l'aide d'un sonomètre. Il existe différentes échelles basées sur les décibels pour refléter des aspects spécifiques de la perception auditive [11](#page=11). #### 3.3.1 Échelle SPL (Sound Pressure Level) Le niveau de pression sonore (SPL) mesure l'intensité sonore en W/m² et reflète la pression acoustique exacte. Pour un même niveau d'intensité, toutes les fréquences exprimées en dB SPL ont la même pression acoustique [12](#page=12). #### 3.3.2 Échelle HL (Hearing Loss) L'échelle de perte auditive (HL) est utilisée pour l'audiogramme tonal et vocal. Contrairement au SPL, le HL tient compte du seuil de perception qui est plus élevé pour les fréquences basses (inférieures à 500 Hz) et hautes (supérieures à 4 000 Hz). Ainsi, pour un même niveau d'intensité, les fréquences exprimées en dB HL donnent la même sensation d'intensité à l'auditeur [12](#page=12). > **Example:** Si le seuil de perception de l'oreille humaine sur une fréquence donnée est de 20 dB SPL, seuls les sons supérieurs à ce niveau sont perçus. Dans ce cas, une audition normale de 20 dB SPL correspond à 0 dB HL. Par conséquent, une perte auditive de 50 dB SPL (c'est-à-dire un son de 70 dB SPL perçu comme normal) correspondrait à une perte de 30 dB HL [12](#page=12). Sur l'échelle HL, 0 dB représente la norme. Une valeur inférieure indique une diminution de l'audition. Pour déterminer l'existence et la gravité d'une perte auditive, des tests sont réalisés en présentant des bruits de plus en plus forts jusqu'à obtenir une réponse du patient, déterminant ainsi son seuil de perte auditive [12](#page=12). ### 3.4 Instruments de mesure acoustique #### 3.4.1 Sonomètre Le sonomètre est un appareil dont la fonction principale est de mesurer le niveau de pression sonore en dB SPL. Ses utilisations incluent la quantification du bruit dans divers environnements et la mesure de l'exposition au bruit. Le processus de mesure comprend généralement [33](#page=33): 1. Calibration de l'appareil à l'aide d'une source sonore étalon [33](#page=33). 2. Mesure du niveau sonore dans l'environnement concerné [33](#page=33). 3. Analyse des résultats pour vérifier la conformité avec les normes, notamment en matière d'exposition au bruit [33](#page=33). #### 3.4.2 Audiomètre L'audiomètre est un instrument utilisé pour mesurer les seuils d'audition des individus en dB HL. Il fonctionne en produisant des sons de différentes fréquences et intensités, en augmentant progressivement cette dernière, afin de déterminer le seuil de perception de chaque patient [33](#page=33). Les principales utilisations de l'audiomètre sont : * Le diagnostic des pertes auditives [33](#page=33). * L'appréciation de la gravité des troubles auditifs [33](#page=33). * Le suivi de l'évolution de l'audition [33](#page=33). * La mesure de l'efficacité d'un appareillage auditif [33](#page=33). L'audiométrie tonale implique de faire entendre des bruits au patient, qui doit signaler le moment où il commence à les percevoir [33](#page=33). --- # Acoustique phonétique et traitement du signal Cette section explore les représentations acoustiques de la parole, la distinction entre voyelles et consonnes par leurs caractéristiques spectrales, ainsi que les principes de numérisation et de compression audio. ### 4.1 Représentations des sons de la parole Les sons de la parole peuvent être représentés de plusieurs manières: sous forme d'onde acoustique, de spectrogramme ou de spectre à un instant donné [19](#page=19). #### 4.1.1 Onde acoustique ou signal Cette représentation en deux dimensions visualise le temps sur l'axe des abscisses et l'amplitude des variations de pression sur l'axe des ordonnées. Elle permet de visualiser l'énergie du signal sonore, qui est généralement plus intense pour les voyelles que pour les consonnes [19](#page=19). #### 4.1.2 Spectrogrammes Les spectrogrammes sont des outils permettant la visualisation des différents éléments phonétiques. Ils se déclinent en deux types [19](#page=19): * **Spectrogramme à bandes étroites:** Privilégie l'analyse fréquentielle sur l'analyse temporelle, permettant de visualiser les harmoniques [19](#page=19). * **Spectrogramme à bandes larges:** Privilégie l'analyse temporelle sur l'analyse fréquentielle. Il met en évidence les formants, qui sont des zones d'amplification des harmoniques par les résonateurs du conduit vocal, et les impulsions glottiques sous forme de stries verticales. La représentation en 3D combine temps (abscisses), fréquence (ordonnées) et intensité (nuances de gris) [19](#page=19). #### 4.1.3 Spectre Le spectre est une représentation en deux dimensions avec la fréquence en abscisse et l'amplitude en ordonnée. Le temps n'apparaît plus explicitement, capturant à un instant $t$ l'amplitude de chaque harmonique et des formants [20](#page=20). ### 4.2 Voyelles En français, les voyelles sont principalement distinguées par quatre dimensions, impliquant des caractéristiques spectrales liées aux formants [21](#page=21). #### 4.2.1 Formants Les formants désignent les fréquences du spectre acoustique où se produit un renforcement des harmoniques, correspondant aux fréquences les plus amplifiées lors de l'émission d'un phonème. Il s'agit d'une concentration d'énergie acoustique autour d'une fréquence spécifique dans l'onde de la parole. Chaque formant résulte d'une résonance dans le conduit vocal, et il y a généralement un formant dans chaque bande de 1000 Hz [21](#page=21). #### 4.2.2 Formants vocaliques et leur signification Les trois premiers formants sont particulièrement importants pour l'identification des voyelles en français [21](#page=21). * **F1 (Formant 1):** Lié à l'aperture de la mandibule. Plus l'ouverture est grande, plus F1 est élevé. Les voyelles ouvertes ont un F1 élevé (ex: /a/ $\approx$ 700 Hz), tandis que les voyelles fermées ont un F1 bas (ex: /i/ $\approx$ 300 Hz) [22](#page=22). * **F2 (Formant 2):** Lié à l'antériorité ou postériorité de la voyelle. Plus la voyelle est antérieure, plus F2 est élevé. Une voyelle ouverte antérieure comme /i/ a un F2 élevé, tandis qu'une voyelle postérieure comme /u/ a un F2 bas [22](#page=22). * **F3 (Formant 3):** Lié à l'arrondissement des lèvres. Plus la voyelle est étirée (non arrondie), plus F3 est élevé. Une voyelle étirée a un F3 maximal, et une voyelle arrondie a un F3 minimal [22](#page=22). ### 4.3 Consonnes Les consonnes françaises sont caractérisées par quatre traits articulatoires: le voisement, le mode d'articulation, le lieu d'articulation et la nasalité [22](#page=22). #### 4.3.1 Voisement Le voisement indique la vibration des plis vocaux. Il est binaire : * **Consonne voisée (sonore):** Implique une vibration laryngée, visible sur le spectrogramme [22](#page=22). * **Consonne non voisée (sourde):** Absence de vibration laryngée [22](#page=22). #### 4.3.2 Mode d'articulation Il décrit la constriction dans le conduit vocal. Les principaux modes sont : * Occlusives * Fricatives * Latérales * Nasales (pour les occlusives) [22](#page=22) [23](#page=23). #### 4.3.3 Lieu d'articulation Il se réfère à la position de l'obstruction dans le conduit vocal. En français, on distingue : * Bilabiales * Labiodentales * Dentales et alvéolaires * Post-alvéolaires ou pré-palatales * Palatales * Vélaires * Uvulaires [23](#page=23). #### 4.3.4 Nasalité La nasalité affecte la production des consonnes voisées. On distingue : * **Consonnes orales:** Le voile du palais est relevé [23](#page=23). * **Consonnes nasales:** Le voile du palais est abaissé, bloquant le flux d'air buccal et le dirigeant par les cavités nasales, notamment pour les occlusives nasales [23](#page=23). #### 4.3.5 Acoustique des consonnes * **Consonnes non-voisées:** Absence de vibration des cordes vocales. Les fricatives produisent un signal turbulent à un resserrement des articulateurs, tandis que les occlusives génèrent un signal d'explosion lors du relâchement de l'occlusion. Leur signal source est apériodique (bruit) [24](#page=24). * **Consonnes voisées:** Combinaison de la vibration des cordes vocales et du resserrement dans le conduit vocal [24](#page=24). ##### 4.3.5.1 Acoustique des occlusives Les occlusives (/p/, /t/, /k/, /b/, /d/, /g/) s'accompagnent d'un bruit d'explosion brièvement précédé par une phase de tenue. Le **VOT (Voice Onset Time)** est l'intervalle entre le début de la vibration des cordes vocales et la détente de l'occlusion [24](#page=24). * Un VOT négatif ou nul indique que la voix commence avant la détente, perçue comme voisée [24](#page=24). * Un VOT positif indique que la voix commence après la détente, perçue comme non voisée. La frontière de perception du VOT se situe autour de 30 ms [24](#page=24). ##### 4.3.5.2 Caractéristiques spectrales des consonnes * **Signal acoustique des consonnes :** * Occlusives: Signal apériodique impulsionnel, avec ou sans voisement [25](#page=25). * Fricatives: Signal apériodique continu [25](#page=25). * Consonnes sonnantes (latérales, nasales): Petit signal périodique continu [25](#page=25). * Sur un spectrogramme, les consonnes voisées présentent une "barre de voisement" au bas du spectrogramme, indiquant le début de l'accolement des cordes vocales [24](#page=24) [25](#page=25). ##### 4.3.5.3 Fricatives Elles sont caractérisées par la turbulence du bruit généré par un resserrement du conduit vocal, se manifestant par une durée et une continuité de bruit. Le voisement est ce qui distingue les fricatives voisées des sourdes [26](#page=26) [27](#page=27). * **Labio-dentales (/f/, /v/):** Bruit faible diffus sur toutes les fréquences [27](#page=27). * **Apico-dentales (/s/, /z/):** Bruit intense dans les fréquences aiguës (jusqu'à environ 4000 Hz) [27](#page=27). * **Post-alvéolaires (/ʃ/, /ʒ/):** Bruit intense dans les fréquences moyennes (jusqu'à environ 1700 Hz) [27](#page=27). ##### 4.3.5.4 Latérale et Vibrante * **Latérale (/l/):** Produit un faible rétrécissement du tractus vocal, sans générer de bruit. Son premier formant est autour de 300 Hz, et le second dépend des voyelles adjacentes (co-articulation) [27](#page=27). * **Vibrante (/ʀ/, /ʁ/):** La consonne la plus multiforme en français, variant selon le contexte. La vibrante uvulaire est la plus fréquente. La réalisation vibrante /ʀ/ survient dans les groupes consonantiques après une occlusive ou fricative sonore, tandis que la réalisation fricative /ʁ/ apparaît après des occlusives ou fricatives sourdes [27](#page=27). #### 4.3.6 Semi-voyelles Les semi-voyelles (/j/, /ɥ/, /w/) présentent une structure formantique instable. Elles font référence à l'articulation des trois voyelles fermées [28](#page=28): * /j/ est lié à /i/ (palatale) [28](#page=28). * /ɥ/ est lié à /y/ (labio-palatale) [28](#page=28). * /w/ est lié à /u/ (labio-vélaire) [28](#page=28). ### 4.4 Traitement du signal Le traitement du signal concerne la conversion des sons analogiques perçus par l'oreille en un format numérique stockable et manipulable. #### 4.4.1 Signal analogique vs numérique * **Signal analogique:** Continu, la tension peut prendre une infinité de valeurs possibles sur un intervalle de temps donné. C'est ce que l'on entend ou ce qu'enregistre un microphone [34](#page=34). * **Signal numérique:** Discontinu, décomposé en un ensemble de valeurs précises codées en binaire (suite de 0 et 1). Il est obtenu par échantillonnage d'un signal analogique [34](#page=34). #### 4.4.2 Conversion analogique-numérique Il est impossible de stocker une infinité de valeurs numériquement. La numérisation se fait en deux étapes: l'échantillonnage et la quantification [35](#page=35). ##### 4.4.2.1 Échantillonnage L'échantillonnage consiste à prélever des valeurs du signal analogique à intervalles réguliers. La **fréquence d'échantillonnage ($f_E$)** est le nombre de valeurs prélevées par seconde (en Hz), et est l'inverse de la période d'échantillonnage ($T_E$). Un nombre plus élevé de prélèvements rend le signal numérique plus fidèle au signal analogique [35](#page=35). **Théorème de Shannon :** Pour échantillonner correctement un signal continu sans perte d'information, la fréquence d'échantillonnage doit être au moins deux fois supérieure à la fréquence maximale du signal à numériser : $$f_E \ge 2 \times f_{max}$$ [36](#page=36). ##### 4.4.2.2 Quantification La quantification attribue une valeur numérique discrète à chaque échantillon prélevé, codée en binaire (sur 4, 8, 10 ou 16 bits). Plus le nombre de bits est élevé, plus le signal numérique sera fidèle au signal analogique [36](#page=36). #### 4.4.3 Taille d'un fichier audio La taille d'un fichier audio dépend de trois paramètres: la durée de l'enregistrement, la fréquence d'échantillonnage et le nombre de bits pour la quantification. La formule générale est [37](#page=37): Taille (en bits) = Résolution (en bits) $\times f_E$ (en Hz) $\times$ Durée (en s) [37](#page=37). Pour obtenir la taille en octets, il faut diviser la taille en bits par 8 [37](#page=37). #### 4.4.4 Compression audio La compression vise à réduire la taille des fichiers audio. Elle utilise deux techniques principales : * **Techniques non destructrices:** Basées sur un codage informatique, sans perte d'information [38](#page=38). * **Techniques destructrices:** Suppriment les fréquences hors de la bande passante de l'oreille humaine ou celles dont le niveau sonore est trop faible [38](#page=38). Le **taux de compression** est le rapport entre la taille initiale et la taille finale du fichier. Une formule simplifiée pour le taux de compression est : $t = 1 - \frac{\text{taille\_finale}}{\text{taille\_initiale}}$ [38](#page=38). Un taux de compression plus élevé résulte en un fichier plus petit mais de moindre qualité [38](#page=38). --- # Applications et aspects psychoacoustiques du son Ce chapitre explore les manifestations du son dans divers contextes, de ses applications cliniques à son impact sur la perception humaine, en passant par les dangers liés à son exposition. ### 5.1 Phénomènes de réflexion sonore : écho et réverbération Les réflexions sonores peuvent être perçues de deux manières distinctes: l'écho et la réverbération [8](#page=8). #### 5.1.1 L'écho L'écho se caractérise par une répétition plus silencieuse mais distincte d'un son original, causée par sa réflexion sur un obstacle distant. Pour être perçu comme distinct, un délai suffisant, généralement supérieur à 50 millisecondes, est nécessaire entre l'onde directe et l'onde réfléchie. Ce phénomène est prédominant dans la nature, notamment dans les canyons et les montagnes [8](#page=8). #### 5.1.2 La réverbération La réverbération est une réflexion sonore de courte durée, résultant des ondes rebondissant d'une surface à l'autre, entraînant une persistance du son dans le temps. Les réflexions rapides, inférieures à 50 millisecondes, créent une sensation de son prolongé, souvent décrit comme "flou". Ce phénomène est courant dans les environnements quotidiens tels que les douches, les gymnases ou les restaurants animés, où il peut diminuer l'intelligibilité de la parole [8](#page=8). La durée de réverbération dépend de deux facteurs principaux: le volume de la pièce et la capacité d'absorption des parois. Le temps de réverbération ($T_{60}$) mesure la durée nécessaire à un son pour diminuer de 60 décibels après l'extinction de la source sonore, exprimé en secondes. Plus ce temps est long, plus le local est réverbérant [8](#page=8). > **Tip:** La réverbération peut avoir un impact significatif sur la perception auditive, rendant la parole moins intelligible dans des environnements réverbérants. **Tableau récapitulatif des durées de réverbération pour différents locaux :** | Local | Durée de réverbération ($T_{60}$) | | :------------ | :-------------------------------- | | Chambre | 0,5 sec | | Piscine | 2,0 sec | | Hall de gare | 3,0 sec | | Église | 4,5 sec | #### 5.1.3 Application en orthophonie Dans le domaine de l'orthophonie, il est crucial de considérer l'acoustique du bureau, particulièrement pour les patients malentendants. Une adaptation de l'environnement pour minimiser la réverbération, par l'ajout de matériaux absorbants comme la mousse isolante, des rideaux ou des tableaux, peut améliorer la perception vocale et offrir un retour positif [8](#page=8). ### 5.2 Aspects psychoacoustiques et tolérance au son La perception de l'intensité sonore est subjective et influencée par le contexte et l'individu. Une personne ayant vécu une période de "noir auditif" peut trouver l'intensité sonore gênante lors de son retour progressif à la normale, en raison d'un manque d'habitude [13](#page=13). #### 5.2.1 Influence du type de son et de l'âge La tolérance à un son fort est meilleure s'il est prévisible. Un son surprenant peut provoquer un sursaut, tel que le décollage d'un avion. Un son fort est également ressenti plus intensément s'il succède à un son faible de durée constante. L'âge peut entraîner une diminution de la tolérance aux sons forts et impulsifs, ainsi qu'une moins bonne perception des aigus [13](#page=13). #### 5.2.2 Acoustique musicale et instruments Les instruments de musique produisent des sons dont les caractéristiques varient selon leur type [13](#page=13). * **Instruments à cordes** (violon, guitare, piano): Le son est produit par la vibration de cordes tendues. La fréquence dépend de la tension, de la longueur et de la masse linéaire des cordes. Le timbre est influencé par les harmoniques et la résonance de la caisse de l'instrument [13](#page=13). * **Instruments à vent** (flûte, trompette, saxophone): Le son provient de la vibration de l'air dans une colonne. La hauteur du son est déterminée par la longueur de la colonne (et l'obstruction/ouverture des trous). Le fonctionnement est similaire au conduit vocal humain, et le timbre est souvent complexe avec de nombreuses harmoniques [13](#page=13). * **Instruments à percussion** (tambour, xylophone): Le son est produit par la vibration d'une membrane frappée ou d'un matériau. La fréquence dépend des dimensions et des matériaux utilisés [13](#page=13). ### 5.3 Risques liés à l'exposition au bruit L'exposition au bruit présente des risques pour l'audition, liés à la fois à son intensité et à sa durée. Une augmentation de la durée d'exposition majore les effets nuisibles [16](#page=16). #### 5.3.1 Facteurs aggravants et types de bruits Pour une même quantité d'énergie sonore reçue, les expositions continues sont plus nocives que les expositions fragmentées. Les bruits très impulsifs (comme les explosions) sont plus dommageables que les bruits continus. Les sons aigus sont également plus traumatisants que les sons graves. Les traumatismes sonores résultent souvent de la musique et des activités de loisirs ou professionnelles [16](#page=16) [17](#page=17). #### 5.3.2 Impact de la distance et de la durée d'exposition La distance de la source sonore influence l'intensité du bruit perçue. L'intensité diminue à mesure que la distance augmente, suivant une loi d'atténuation [16](#page=16). **Tableau de l'atténuation de l'intensité sonore avec la distance :** | Distance de la source (m) | Diminution de l’intensité (dB) | Intensité (dB) à 1 mètre | Intensité (dB) à 2 mètres | Intensité (dB) à 4 mètres | | :------------------------ | :----------------------------- | :----------------------- | :------------------------ | :------------------------ | | 1 | 6 | 94 | - | - | | 2 | 12 | - | 88 | - | | 4 | 18 | - | - | 82 | | 8 | 24 | 76 | - | - | | 16 | 30 | 70 | - | - | | 32 | 36 | 64 | - | - | | 64 | 42 | 58 | - | - | | 128 | 48 | 52 | - | - | *Note : Les valeurs présentées dans le tableau original semblent indiquer des niveaux sonores à différentes distances pour une même émission omnidirectionnelle, plutôt qu'une diminution seule. Les colonnes "Intensité (dB) à X mètres" reflètent probablement l'intensité résultante à cette distance pour une source donnée.* **Exemple d'exposition prolongée et niveaux sonores :** | Niveau sonore à 1 mètre | Durée d’exposition | Niveau sonore à 2 mètres | Durée d’exposition | Niveau sonore à 4 mètres | Durée d’exposition | | :---------------------- | :----------------- | :----------------------- | :----------------- | :----------------------- | :----------------- | | 110 dB | 1 min 30 | 104 dB | 6 min | 98 dB | 24 min | | 100 dB | 15 min | 94 dB | 1 h | 88 dB | 4 h | | 90 dB | 2 h 30 | 84 dB | 10 h | 78 dB | - | #### 5.3.3 Signaux d'alerte d'une atteinte auditive Les signaux d'alerte d'une exposition excessive au bruit incluent une légère baisse de l'acuité auditive et une sensation d'oreilles bouchées ou cotonneuses, qui se résolvent généralement après une dizaine d'heures. Les acouphènes, initialement temporaires, peuvent devenir répétitifs et permanents en cas d'expositions répétées. Une perte auditive supérieure à 24 heures et des acouphènes persistant au-delà de 12 heures sont considérés comme irréversibles [17](#page=17). ### 5.4 Perception auditive humaine et limites de l'oreille Le champ auditif normal s'étend du seuil de perception (0 dB pour une oreille normale) jusqu'à 115-120 dB. Au-delà de 115-120 dB, l'intensité sonore devient dangereuse, même sans ressentir de douleur. Une baisse de l'acuité auditive se traduit par une moins bonne perception des sons faibles (seuil d'audition supérieur à 0 dB) et souvent une moins bonne tolérance aux sons forts [17](#page=17). #### 5.4.1 Les étapes de l'audition L'audition se déroule en quatre étapes principales [17](#page=17): 1. **Transmission de l'onde sonore** par l'oreille externe et moyenne. 2. **Décodage du signal** par l'oreille interne, impliquant les cellules ciliées internes (sensorielles) et externes (amplificatrices). 3. **Transmission du message** par les voies auditives. 4. **Intégration du signal** par le cerveau. #### 5.4.2 La bande passante de l'oreille humaine L'oreille humaine a des limites de perception des fréquences extrêmes (graves et aiguës). Pour percevoir des sons de fréquences extrêmes avec une intensité sonore équivalente à celle des fréquences moyennes, une intensité plus élevée est nécessaire. Cela conduit à une diminution du champ auditif aux deux extrémités du spectre de fréquences, avec des variations dépendant des fréquences spécifiques [18](#page=18). > **Tip:** La perception des fréquences extrêmes nécessite une intensité sonore plus élevée, ce qui rend l'oreille plus vulnérable aux dommages dans ces plages de fréquences si l'intensité est trop importante. --- ## Erreurs courantes à éviter - Révisez tous les sujets en profondeur avant les examens - Portez attention aux formules et définitions clés - Pratiquez avec les exemples fournis dans chaque section - Ne mémorisez pas sans comprendre les concepts sous-jacents

| Term | Definition | |------|------------| | Onde sonore | Vibration mécanique qui crée des variations de pression se propageant dans un milieu matériel élastique, sans déplacement des molécules du milieu qui oscillent autour d'une position d'équilibre. | | Périodicité temporelle | Durée nécessaire pour qu'une perturbation en un point donné décrive un mouvement complet, s'exprimant en secondes (s) et inversement proportionnelle à la fréquence. | | Son pur | Son composé d'une seule fréquence unique, résultant d'un mouvement vibratoire simple et continu, tel que produit par un diapason. | | Son complexe | Son résultant de la superposition de plusieurs fréquences émises simultanément, pouvant être périodique ou apériodique. | | Fréquence (f) | Nombre de mouvements complets (vibrations ou périodes) effectués par une onde en une seconde, mesurée en Hertz (Hz), déterminant la hauteur du son. | | Hauteur (sonore) | Perception auditive subjective qui catégorise un son comme grave ou aigu, déterminée par la fréquence mais influencée par l'oreille de l'auditeur, l'intensité et le timbre. | | Amplitude (A) | Caractéristique d'une onde sonore qui détermine son intensité ou sa puissance, directement proportionnelle à l'énergie de l'onde. | | Intensité sonore | Niveau sonore lié à l'amplitude de l'onde, exprimé en décibels (dB), indiquant le volume sonore perçu. | | Timbre | Qualité permettant de distinguer des sons de même fréquence et amplitude produits par des sources différentes, influencé par la richesse et la répartition des harmoniques. | | Onde longitudinale | Type d'onde où les particules du milieu oscillent dans la même direction que la propagation de l'onde, typique des fluides (liquides et gaz). | | Onde transversale | Type d'onde où les particules du milieu oscillent perpendiculairement à la direction de propagation de l'onde, observée dans les milieux solides. | | Longueur d'onde (λ) | Périodicité spatiale d'une onde sonore, représentant la distance parcourue par l'onde pendant un cycle complet, liée à la vitesse du son (c) et à la fréquence (f) ou à la période (T) par la formule $ \lambda = c \times T $ ou $ \lambda = c / f $. | | Réflexion (acoustique) | Phénomène où une onde sonore rencontre un obstacle, rebondit et retourne dans le milieu d'origine, pouvant créer des échos ou de la réverbération. | | Réfraction (acoustique) | Changement de direction d'une onde sonore lorsque celle-ci traverse des milieux différents ou lorsque la vitesse du son varie au sein d'un même milieu. | | Absorption (acoustique) | Atténuation de l'énergie sonore lorsqu'une onde traverse des matériaux, rendant les surfaces souples et poreuses plus efficaces dans l'absorption que les surfaces dures. | | Diffraction (acoustique) | Phénomène par lequel une onde sonore s'étale dans différentes directions lorsqu'elle rencontre un obstacle ou une ouverture de taille comparable à sa longueur d'onde. | | Écho | Répétition distincte et retardée d'un son résultant de sa réflexion sur un obstacle éloigné, nécessitant un délai suffisant entre l'onde directe et réfléchie pour être perçu. | | Réverbération | Persistance d'un son dans un espace clos due à des réflexions multiples et rapides des ondes sonores sur les surfaces, rendant la parole moins intelligible. | | Temps de réverbération (T60) | Durée nécessaire pour que le niveau sonore d'une pièce décroisse de 60 dB après l'extinction de la source sonore, mesuré en secondes. | | Force acoustique | Interaction entre deux corps générant des variations de pression, quantifiée en Newtons (N) pour les molécules d'un gaz sur une paroi. | | Pression acoustique | Variation de pression par rapport à la pression atmosphérique causée par la propagation d'un son, mesurée en Pascals (Pa) ou N/m². | | Puissance sonore | Énergie sonore reçue par unité de temps, mesurée en Watts (W). | | Intensité sonore (I) | Puissance sonore reçue par unité de surface, exprimée en Watts par mètre carré (W·m⁻²). | | Niveau d'intensité sonore (L) | Grandeur logarithmique liée à l'intensité sonore, exprimée en décibels (dB), pour mieux représenter la perception auditive humaine. La formule est $ L = 10 \times \log(I / I_0) $, où $I_0$ est le seuil d'audibilité. | | Décibel (dB) | Unité logarithmique utilisée pour mesurer le niveau d'intensité sonore, représentant un rapport d'intensités ou de pressions acoustiques. | | Décibel SPL (Sound Pressure Level) | Mesure de l'intensité sonore en W/m² reflétant la pression acoustique exacte. | | Décibel HL (Hearing Loss) | Mesure utilisée dans l'audiogramme tonal et vocal, tenant compte du seuil de perception de l'oreille humaine pour différentes fréquences. | | Fréquence fondamentale (f0) | Fréquence la plus basse d'un son musical, déterminant sa hauteur et permettant de le distinguer comme grave ou aigu. | | Harmoniques | Fréquences multiples de la fréquence fondamentale ($f_n = n \times f_0$), qui, par leur nombre et leur amplitude, contribuent au timbre d'un instrument de musique. | | Spectre acoustique | Représentation graphique de l'amplitude des différentes fréquences composant un son à un instant donné. | | Spectrogramme | Représentation visuelle tridimensionnelle d'un signal sonore, montrant le temps, la fréquence et l'intensité (souvent en nuances de gris), permettant d'analyser les formants et les harmoniques. | | Formant | Renforcement de certaines fréquences dans le spectre acoustique d'un son, résultant des résonances du conduit vocal et jouant un rôle clé dans l'identification des phonèmes, particulièrement les voyelles. | | Voyelles (orales/nasales) | Sons du langage produits sans occlusion significative du conduit vocal, distinguées en français par la sonorisation, l'aperture, le lieu d'articulation et l'arrondissement des lèvres, ainsi que par leur caractère oral ou nasal. | | Consonnes | Sons du langage produits avec une constriction ou une occlusion partielle ou totale du conduit vocal, caractérisés par leur voisement, leur mode et lieu d'articulation, et leur nasalité. | | Voisement | Vibration des plis vocaux pendant la production d'un son, distinguant les consonnes voisées (sonores) des consonnes non voisées (sourdres). | | Mode d'articulation | Degré de constriction du conduit vocal lors de la production d'une consonne (ex: occlusives, fricatives, latérales). | | Lieu d'articulation | Point dans le conduit vocal où se produit la principale obstruction ou constriction lors de la production d'une consonne (ex: bilabiales, dentales, vélaires). | | Nasalité | Production d'un son avec un flux d'air passant par les cavités nasales, caractérisant les consonnes nasales. | | Voice Onset Time (VOT) | Intervalle de temps séparant le début de la vibration des cordes vocales de la détente de l'occlusion lors de la production d'une consonne occlusive, utilisé pour distinguer les consonnes voisées des non-voisées. | | Microphone | Dispositif convertissant les ondes sonores (variations de pression dans l'air) en un signal électrique. | | Haut-parleur | Dispositif convertissant un signal électrique en vibrations mécaniques pour produire des ondes sonores. | | Amplificateur | Circuit électronique augmentant l'amplitude d'un signal d'entrée faible pour produire un signal de sortie plus puissant, sans distorsion significative. | | Prothèse auditive | Appareil destiné à corriger les déficiences auditives, comprenant un microphone, un micro-processeur/amplificateur et un écouteur. | | Sonomètre | Instrument utilisé pour mesurer le niveau de pression sonore en décibels (dB SPL). | | Audiomètre | Instrument utilisé pour mesurer les seuils d'audition des individus en décibels HL (Hearing Loss) à différentes fréquences. | | Signal analogique | Signal continu dont la tension peut prendre une infinité de valeurs possibles sur un intervalle de temps donné, représentant les sons perçus ou enregistrés par un microphone. | | Signal numérique | Signal représenté par un ensemble de valeurs discrètes et discontinues, généralement codé en binaire (0 et 1), obtenu par échantillonnage et quantification d'un signal analogique. | | Échantillonnage | Processus de prélèvement de valeurs discrètes d'un signal analogique à intervalles de temps réguliers, défini par une fréquence d'échantillonnage (fE). | | Quantification | Attribution d'une valeur numérique discrète à chaque échantillon prélevé d'un signal analogique, convertie en langage binaire (bits). | | Théorème de Shannon | Principe stipulant que pour numériser correctement un signal continu sans perte d'information, la fréquence d'échantillonnage (fE) doit être au moins deux fois supérieure à la fréquence maximale (fmax) du signal ($f_E \ge 2 \times f_{max}$). | | Compression audio | Technique visant à réduire la taille d'un fichier audio, pouvant être destructrice (suppression de fréquences inaudibles ou de faible intensité) ou non destructrice (codage informatique). |