Comment choisir un sonomètre

Introduction

 

Nous mettons à votre disposition ce glossaire pour une meilleure compréhension de ce guide.

 

Le bruit est la représentation d'une faible variation de pression autour de la pression atmosphérique. Il peut être engendré par une multitude de choses différentes et est par conséquent présent partout autour de nous. On peut mesurer le niveau sonore grâce à un sonomètre dont le microphone convertit les variations de pression en variations de tension.
On peut également mesurer le son à l’aide d’un dosimètre de bruit qui est un type de sonomètre conçu pour mesurer les niveaux individuels d’exposition au bruit en étant posé sur une personne, typiquement tout au long d’une journée de travail.

 

Comment ça marche

Source du diagramme : Wikipédia
Un microphone omnidirectionnel capte le son, il est ensuite converti, amplifié, pondéré en fréquence et en temps et enfin transmit à l’électronique pour analyse et affichage d’une valeur de bruit exprimée en décibels.
Le décibel est une unité de mesure utilisée en acoustique. Il exprime le rapport de puissance entre la pression acoustique et une valeur de référence qui correspond à un son imperceptible. La pression acoustique est la grandeur physique qui stimule l’audition humaine.
Il permet d’obtenir une échelle qui place les bruits par intensité, et des seuils de danger pour l’audition.
Source : Wikipedia

Il existe pléthore de sonomètres et dosimètres de différents types et différentes gammes allant du modèle basique ayant très peu de fonctions et une gamme de mesure restreinte jusqu’au modèle haut de gamme avec un grand nombre de fonctions et une grande précision de mesure. Pour les différencier, on peut distinguer quelques caractéristiques essentielles : la classe de précision, la gamme de mesure, les fonctions d’analyse et de mesure, les fonctions d’enregistrement, etc…

 

Les classes de précision, différence avec les sonomètres "non classés"

 

Tous les appareils de mesure ont une incertitude de mesure, pour les sonomètres, ils ont été classés selon la norme IEC 61672-1.

Il existe trois classes : la classe 1 étant la plus précise, la classe 2 intermédiaire et la dernière classe n’a pas de numéro. Dans cette dernière classe, nous retrouvons les appareils d’entrée de gamme dits « non classés » ou non conformes à la norme car dépassant un certain niveau d’incertitude, c’est aussi pour cela que pour ces instruments il convient de parler d’indicateurs de bruit et non de sonomètres.

Exprimée en dB, la précision correspond à l’incertitude du sonomètre.
La norme définit les valeurs en dB selon le tableau ci-dessous :

Classe	1	2	Hors classe
Incertitude	< 1.5 dB	1.5 < I < 3 dB	> 3 dB (Indication)

La classe de précision à choisir dépend de l’application dans laquelle le sonomètre sera utilisé. La plupart des normes nationales et internationales demandent l'utilisation d’un appareil « au moins de classe 2 ». Certaines applications, notamment celles concernant des lois et règlementations peuvent demander l’utilisation d’un sonomètre de classe 1 voire même un sonomètre homologué.

 

Gammes de fréquences et de mesures

Les sonomètres et dosimètres mesurent un niveau sonore sur une gamme de fréquences donnée. Pour la gamme de fréquences, il s’agit en fait de la bande passante du sonomètre, c’est-à-dire que les niveaux sonores en dehors de la plage de fréquences admise de l’appareil ne seront pas mesurés. La plupart des appareils mesurent des sons pour des fréquences allant de 30 Hz à 8 kHz ou 20 Hz-20 kHz selon les modèles, ce qui correspond aux fréquences audibles par l’oreille humaine. La fréquence de mesure du sonomètre est limitée par son microphone, certains sonomètres ont un microphone interchangeable, c’est le cas de tous les sonomètres classe 1 et certains classe 2. Ainsi, il est possible d’étendre la gamme de fréquences de l’appareil de mesure aux infrasons et aux ultrasons.

Pour le niveau sonore on parle de gamme de mesure ou de dynamique, il s’agit de la mesure en dB effectuée par le sonomètre. En général, une gamme de mesure entre 30 et 120 dB est suffisante car cela correspond à ce que l’oreille humaine peut percevoir. Néanmoins, certains sonomètres ont une dynamique plus élevée, par exemple 25-140 dB, afin de correspondre à un plus grand nombre d’applications, notamment la mesure de bruits extrêmes, comme les réacteurs d’avion.

 

Intégrateur et fonctions de calcul

Les niveaux sonores n’étant la plupart du temps pas constants, il peut être nécessaire de mesurer l’exposition au bruit sur une plage de temps plutôt que simplement le bruit.
Certains sonomètres, appelés sonomètres intégrateurs, prennent en compte ce phénomène et ainsi accumulent la puissance sonore captée au cours du temps pour donner une exposition sonore sur une certaine période.
Ils vont de ce fait incorporer des fonctions de calcul associé au principe de l’intégration, notamment les mesures de SEL et Leq.
SEL : Le niveau d'exposition est le niveau qui aurait donné, en une seconde, le même cumul que celui obtenu pendant toute la période de mesure.
Leq : C'est le niveau sonore moyen par unité de temps ou comme habituellement appelé « niveau moyen équivalent ».
La SEL est quasi-exclusivement calculée sur la pondération A tandis que la Leq, selon le sonomètre utilisé, peut être prise sur la pondération A tout comme sur la pondération C.
La Leq est le calcul le plus utilisé dans le monde du travail car il sert à donner l’exposition sonore à laquelle est soumis un salarié tout au long d’une journée de travail. C’est également le calcul qui est demandé par la plupart des normes en vigueur concernant l’exposition au bruit.
Selon les sonomètres ou dosimètres, ces calculs peuvent être faits directement par l’appareil ou sur ordinateur par logiciel.
Les sonomètres de classe 1 sont tous intégrateurs, comme la plupart de ceux de classe 2 à partir du moment où ils ont les calculs de Leq ou SEL. Les sonomètres non classés, également appelés indicateurs de bruit, ne sont pas intégrateurs et donc n’ont pas ces fonctions de calcul.

 

Les fonctions d'analyses fréquentielles

Un sonomètre ou un dosimètre mesure le niveau sonore en dB sur une plage de fréquences donnée mais sans fonctions d’analyse spécifiques il ne donnera pas la valeur de fréquence associée à un niveau sonore.
Il existe plusieurs fonctions d’analyse, plus ou moins fines, afin d’obtenir la fréquence associée à chaque valeur de niveau sonore mesurée. Ainsi, on trouve les fonctions d’analyse par octave, 1/3 d’octave, ou FFT.
Les analyses par octave et 1/3 d’octave permettent d’obtenir les niveaux sonores mesurés répartis par bandes d’octaves ou bandes de 1/3 octave. La FFT quant à elle permet d’obtenir la fréquence exacte de chaque niveau sonore mesuré.
Ces fonctions d’analyses sont disponibles uniquement sur les sonomètres de classe 1 et 2.

 

Les pondérations fréquentielles et temporelles

Plusieurs pondérations permettent de s’adapter à l’environnement sonore. Il y en a deux sortes, les pondérations fréquentielles et temporelles. Les pondérations fréquentielles adaptent la sensibilité du sonomètre selon le type de son et le niveau sonore et les pondérations temporelles ajustent la cadence de mesure pour correspondre aux différents types de bruits (brefs ou prolongés).

Pondérations fréquentielles

Les pondérations de fréquences sont utilisées pour décrire les niveaux sonores. Il s’agit en quelque sorte de filtres qui permettent d’adapter la sensibilité du sonomètre à un besoin de mesure. Il existe trois pondérations généralement utilisées : A, C et Z.
-La pondération A a été conçue pour les faibles niveaux sonores et donne moins d’importance aux sons graves. C’est la pondération requise par la quasi-totalité des normes et les mesures liées à des lois, règlements…
-La pondération C est utilisée pour la mesure de la pression acoustique de crête dans certaines législations.
- La pondération Z, pour Zéro, correspond à une absence de filtre.
La pondération Z est utilisée par exemple pour analyser la réponse en fréquence d’une source sonore tandis que les pondérations A et C sont plutôt utilisées pour analyser les effets du son sur le corps humain.
Tous les sonomètres classe 1 et 2 ont, à minima, les pondérations A et C, voire Z tandis que les indicateurs de bruit auront uniquement les pondérations A et C voire seulement la A.

 

Pondérations temporelles

Il existe trois types de pondérations temporelles :
-S, appelée Slow
-F, appelée Fast
-I, appelée Impulse
Tous les sonomètres et indicateurs de bruit ont les pondérations S et F. En revanche, la pondération I est beaucoup plus rare, elle est en règle générale intégrée sur des sonomètres classe 1 ou classe 2 assez haut de gamme. L’impulse sera plutôt utilisée pour les pics de bruit très brefs.
La pondération impulse est de plus en plus remplacée par un mode de détection crête (Peak) qui conserve la plus forte pression acoustique instantanée mesurée, jusqu'à la remise à zéro, peu importe la pondération utilisée.

 

Enregistrement

Il existe des sonomètres avec écran et d’autres sans écran, ces derniers sont destinés à uniquement enregistrer les niveaux sonores tandis que les premiers peuvent effectuer des mesures ponctuelles. Certains modèles avec écran ont également des fonctions d’enregistrement.

Une fonction d’enregistrement permet de sauvegarder les mesures effectuées et éventuellement de les transférer, via un logiciel, sur ordinateur dans un objectif d’analyse.

Il existe deux principaux modes d’enregistrement : l’enregistrement des valeurs des niveaux sonores et l’enregistrement audio.

L’enregistrement des valeurs des niveaux sonores va enregistrer uniquement les valeurs en dB et éventuellement les fréquences associées (si le sonomètre a des fonctions d’analyse octave, 1/3 octave ou FFT) tandis que l’enregistrement audio permet d’enregistrer le son capté par le microphone, ce qui permettra de faire une analyse à posteriori, d’écouter ce qui a été enregistré pour savoir à quel son correspond une valeur mesurée.
L’enregistrement audio est disponible uniquement sur certains sonomètres, plutôt classe 1. Il est assez rare d’en trouver sur du classe 2.

 

Le calibrateur

Comme tout appareil de mesure, le sonomètre utilise un capteur sensible et précis. Néanmoins, les mesures effectuées peuvent dériver dans le temps. Sur un sonomètre, la technologie utilisée par le microphone fait qu’il peut dériver assez rapidement. Afin de remédier à cela et assurer la précision et la sensibilité de mesure, il est nécessaire d’utiliser un calibrateur régulièrement.

Pour assurer la précision des mesures du matériel de classe 1&2, il est préférable d'utiliser un calibrateur de la même classe que votre sonomètre.
Le calibrateur s’utilise directement sur le terrain, il ne se substitue pas à l’étalonnage. Pour garantir la pérennité d'utilisation du matériel il est nécessaire de toujours étalonner votre matériel selon la période préconisée par le constructeur et par un organisme/laboratoire agréé par le fabricant.

Pour les sonomètres non classés, le calibrateur ne sera pas forcément utile selon l’application. En revanche, sur les sonomètres plus précis de classe 1 et 2, il est fortement conseillé, voire obligatoire, d’utiliser un calibrateur de la même classe de sonomètre ou, à minima, de classe 2.
D’ailleurs, certaines applications, règlementations, normes etc… imposent l’utilisation d’un calibrateur avec le sonomètre.

 

Domaines d'application

Les applications possibles du sonomètre sont souvent liées au monde du travail, aux bruits de voisinage, ou aux bruits de machines.
Mesurer le niveau de bruit permet entre autres de s’assurer du respect des règlementations vis-à-vis du niveau de bruit auquel les salariés peuvent être exposés sur leur lieu de travail.
Vous trouverez ci-dessous des liens qui correspondent à certains domaines d’application.

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