Pression acoustique

Pression acoustique

La pression acoustique est une mesure de l'ambiance sonore en un point, indépendante de la direction du signal.

Données clés

Unités SI	pascal (Pa)
Dimension	M·L −1·T −2
Nature	Grandeur scalaire intensive
Symbole usuel	${\displaystyle p',~p,~p_{a}}$
Lien à d'autres grandeurs	${\displaystyle {\overrightarrow {I}}}$ = ${\displaystyle p'}$.${\displaystyle {\overrightarrow {v'}}}$

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La pression acoustique est la valeur efficace, sur un intervalle de temps donné, de l'amplitude de la variation rapide de la pression atmosphérique qui cause une impression sonore. L'unité SI pour la pression est le pascal (équivalent au N/m², symbole : Pa) ; cette unité s'applique à la pression acoustique^[1]. Cette définition est celle de l'électroacoustique.

Les physiciens préfèrent définir la pression acoustique comme la valeur instantanée de la différence entre la pression et la pression du milieu au repos (quel que soit celui-ci), qui obéit aux lois de l'acoustique.

Les variations de la pression atmosphérique capables de causer une sensation auditive peuvent s'analyser en fréquences allant de quelques hertz (unité représentant le nombre de cycles par seconde, abréviation Hz) à plusieurs milliers de hertz. Les vibrations de l'air suivent les mêmes lois physiques, qu'elles soient audibles ou non (ultrasons), aussi l'acoustique fait de l'étude de la mécanique de la transmission des vibrations et de l'étude de l'impression auditive que celles-ci provoquent deux domaines distincts, respectivement, l'acoustique physique et la psychoacoustique.

La variation de pression correspondant aux ondes sonores est d'ordinaire très petite par rapport à la pression atmosphérique (statique). Une personne parlant normalement produit une pression acoustique de l'ordre de 0,1 pascal (Pa) à un mètre de distance, un million de fois moins que la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer (101 300 Pa).

Cependant, la pression acoustique développe au contact d'une paroi une puissance qui permet de fabriquer des transducteurs, dans lesquels la force que produit la pression acoustique déforme une membrane conçue spécialement à cet effet, exposée sur une de ses faces à l'espace sonore, tandis que l'autre face donne sur un espace isolé des variations rapides qui conserve la pression atmosphérique moyenne. Les premiers phonographes et sonagraphes utilisaient directement cette énergie mécanique pour graver un support de cire ou mouvoir une pointe traceuse sur un papier^[2]. Les microphones la convertissent en courant électrique. Dans l'oreille, un délicat assemblage de membranes, de petits os et de cellules cillées transforme cette même puissance en influx nerveux, à la base de la perception sonore.

Les notions exposées dans cet article pour l'air sont transposables à tout autre fluide, l'eau en particulier. L'acoustique sous-marine joue un rôle important dans l'écosystème marin et a des applications technologiques telles que le sonar.