PHYSIQUE APPLIQUEE - CHOLET Renaudeau - La Mode - L’Hyrôme

Concert en plein air

vendredi 21 février 2014, par jbernaud

D’après sujet BAC S 2013 spécialité Physique Amérique du Sud mis à disposition sur labolycée.org

COMMENT ÉVITER LES DANGERS SONORES SANS PERDRE LA QUALITÉ DU SON LORS D’UN CONCERT EN PLEIN AIR ?

D’après http://123rf.com Depuis les années 70, l’écoute de la musique à un niveau sonore élevé est devenue un véritable phénomène de mode et le risque de perte d’acuité auditive est aujourd’hui un véritable problème de santé publique.

En général les personnes atteintes se plaignent de sifflements dans l’oreille (d’acouphènes) ou de troubles de l’audition qui disparaissent le plus souvent après quelques jours de repos auditif. À long terme ces effets peuvent devenir permanents et l’audition dégradée de manière irréversible.

C’est pour cela que le niveau sonore pour les établissements diffusant de la musique est réglementé à 105 dB (décret 98- 1143 dit « lieux musicaux »). Le niveau des baladeurs est limité à 100 dB mais ce niveau peut être facilement amplifié par les écouteurs.

Il est donc important d’éduquer, d’informer et d’amener la population à réfléchir sur le handicap que peut engendrer l’exposition prolongée à des niveaux sonores trop élevés.

D’après Le pharmacien et l’oreille : conseil à l’officine, thèse soutenue par Adeline Zannoni

http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCDPHA_T_2008_ZANNONI_ADELINE.pdf

Cet exercice porte sur les risques auditifs liés à I’écoute prolongée de musique. Vous devez, pour cela, lire attentivement l’ensemble des documents proposés, répondre à la fin de I’exercice à des questions à choix multiples puis résoudre le problème posé à l’aide d’une rédaction d’au minimum 20 lignes.

Même si nous ne sommes pas tous égaux face au son, voici la dose moyenne de son tolérable par semaine. Au-delà de cette dose, vous risquez de léser progressivement et définitivement votre audition. Des oreilles dans la moyenne peuvent tolérer l’écoute d’un baladeur au niveau maximum (100 dB) pendant deux heures par semaine. Elles peuvent tolérer l’écoute d’un concert à 105 dB pendant 45 min.

Les doses de son s’additionnent. II ne faut pas dépasser une dose de son par semaine. Deux heures de baladeur au niveau maximum plus un concert à 105 dB c’est trois fois la dose de son tolérée par semaine ... il y a DANGER !

On estime que le risque existe à partir d’un niveau sonore de 90 dB. Cependant, la douleur n’apparaît qu’à partir de 120 dB, soit à une intensité sonore 1000 fois plus élevée que le seuil de risque. Les lésions peuvent survenir sans que l’on s’en aperçoive sur le moment. Mais le véritable danger n’est pas uniquement dans le niveau sonore : il se situe aussi dans la dose de son, c’est-à-dire le temps d’exposition à un niveau sonore donné.

D’après http://www.agi-son.org Document 2

De plus en plus, à l’entrée des festivals de musique, des discothèques ..., on voit des distributions gratuites de bouchons d’oreille en mousse.

Son émis par la flûte Son restitué après le passage par un bouchon en mousse Son restitué après le passage par un bouchon moulé en silicone
Les courbes ci-dessus présentent l’enregistrement au laboratoire du son émis par une flûte et des enregistrements du son restitué par un bouchon d’oreille en mousse et un bouchon d’oreille moulé en silicone (très utilisé par les musiciens, mais de prix assez élevé) lorsque la note jouée est un la4.

D’après Bac métropole 09/2009 http://labolycee.org/2009/2009-09-M...

Document 3

Document 3 bis (aide à la compréhension du document 3) :

Décomposition en série de Fourier d’un signal sonore II est possible de décomposer un signal sonore u(t) de fréquence f associé à la propagation d’une onde périodique non sinusoïdale, en une somme infinie de signaux sinusoïdaux : c’est la décomposition de Fourier du signal. Le signal ci-dessus de fréquence f=100 Hz (T=10 ms) se décompose de la façon suivante : u(t)=3×sin(2×π×100×t)+sin(2×π×200×t)+2×sin(2×π×300×t) Un signal périodique de fréquence f est donc une superposition de signaux sinusoïdaux :
  • un signal sinusoïdal à la fréquence f nommée « fondamental » ou « première harmonique »,
  • un signal sinusoïdal à la fréquence 2f, la « deuxième harmonique »,
  • un signal sinusoïdal à la fréquence 3f, la « troisième harmonique », etc… La représentation de l’amplitude des harmoniques en fonction de la fréquence constitue le spectre du signal (voir image ci-dessus). Les harmoniques sont des signaux sinusoïdaux de fréquences f n =n×f . Le nombre n est un entier positif appelé rang de l’harmonique.

Un son pur est sinusoïdal (type Umax sin (2.Pi.f.t) ) et son spectre ne présente qu’une unique harmonique : le fondamental.

Hauteur d’un son : fréquence f de l’onde périodique considérée. C’est la fréquence du fondamental dans la décomposition de Fourier de cette onde. Timbre d’un son : il est lié à sa composition spectrale (présence, importance et durée des harmoniques) et à son évolution au cours du temps.

Document 4

1. QCM : Cocher les bonnes réponses Sur le tableau de l’annexe à rendre avec la copie, cocher les bonnes réponses en précisant à chaque fois le numéro du document utilisé pour répondre à la question. Chaque bonne réponse amène des points. Une mauvaise réponse ne conduit pas à un retrait de points.

2. Question de synthèse : À partir des documents proposés et de vos connaissances personnelles, indiquez, en le justifiant, vos recommandations pour profiter d’un concert en plein air sans risques auditifs et tout en gardant intacte la qualité du son.

Vous prendrez soin, pour cela, d’utiliser la totalité des documents proposés, d’utiliser au moins une application numérique pertinente, d’apporter une solution au problème posé en veillant à structurer les informations recueillies, d’adopter un jugement critique argumenté et de rédiger un document d’au minimum 20 lignes dans un français correct.

ANNEXE A RENDRE AVEC LA COPIE

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