Pollution acoustique dans une web radio, bac g�n�ral 2021.

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L'animateur est install�, derri�re une fen�tre, dans une pi�ce �quip�e d'un ordinateur auquel est reli� un microphone. L'objectif de cet exercice est de v�rifier si des sources sonores parasites peuvent g�ner l'�mission radio.
Lorsque l'animateur radio parle, sa voix a une puissance sonore moyenne de valeur �gale � 4,0 �W. On fait l'hypoth�se que le son est uniform�ment r�parti sur une sph�re de rayon r centr�e sur la bouche de l'animateur.
Le microphone est consid�r� dans un premier temps comme unidirectionnel : il poss�de les m�mes propri�t�s de captation dans toutes les directions, quelle que soit la position de la source sonore.
1. Montrer que l'intensit� sonore moyenne du son re�u par le microscope plac� � 50 cm de la bouche de l'animateur a environ pour valeur Imoy =1,3 10-6 W m-2.
Imoy = P / (4 pr2)=4,0 10-6 /(4 x3,14 x0,502) ~
1,3 10-6 W m-2.

2. D�terminer le niveau d'intensit� sonore moyen Lmoy � cette distance.
Lmoy = 10 log ( Imoy / I0) =10 log (1,3 10-6 / 10-12) =61 dB.

Un avion � r�action d�colle � une distance de 4,0 km de la pi�ce depuis laquelle se d�roule l'�mission de web radio. La puissance sonore de cet avion est P = 1,0 105 W. La vitre de la fen�tre derri�re laquelle est situ� l'animateur a un indice d'affaiblissement acoustique de 25 dB.

3. Pr�ciser, en l'expliquant, la nature de l'att�nuation acoustique due � la vitre.
Une partie de l'onde incidente est absorb�e par la vitre, une autre partie est r�fl�chie vers l'ext�rieur. Seule une partie de l'onde est transmise dans la pi�ce.

4. D�terminer, � partir de calculs, si l'avion constitue une g�ne pour l'�mission de radio.
Iavion = P / (4 pr2)=1,0 105 /(4 x3,14 x40002) ~5 10-4 W m-2.
L = 10 log ( I / I0) =10 log (5 10-4 / 10-12) =87 dB.
Att�nuation due � la vitre : 25 dB ; 87-25 =62 dB.
Intensit� sonore � l'int�rieur de la pi�ce due � l'avion : I = I0 x 106,2 =10-5,8 =1,6 10-6 W m-2.
Intensit� sonore totale dans la pi�ce : 1,6 10-6 +1,3 10-6 =2,9 10-6 W m-2.
Niveau sonore correspondant : L = 10 log
(2,9 10-6 / 10-12) =64,6 dB.
L'avion peut constituer une g�ne.

Pour permettre des discussions entre les techniciens dans la m�me pi�ce sans occasionner de g�ne pour l'�mission, on utilise un microphone de directivit� cardio�de large. Il permet de privil�gier une source vers laquelle le micro est dirig�. Le signal capt� est att�nu� en fonction de la position de la source sonore. L'att�nuation ne d�pend pas de la fr�quence de l'onde sonore.
Le diagramme polaire du microphone permet de  d�terminer l'att�nuation du signal sonore en fonction de l'angle entre la direction d'�mission et l'axe principal du micro. Chaque cercle concentrique correspond � une valeur d'att�nuation en d�cibel.
On consid�re que la conversation n'a pas d'effet sur la qualit� de l'�mission si son niveau sonore capt� par le micro est inf�rieure � 30 dB.
La puissance sonore de la conversation est 1,0 �W. La conversation a lieu � 1,5 m du microphone.
5. Pr�ciser les directions dans lesquelles la conversation peut avoir lieu sans g�ne pour l'�mission.
I = P / (4 pr2)=1,0 10-6 /(4 x3,14 x1,52) ~3,53 10-8 W m-2.
L = 10 log ( I / I0) =10 log (3,53 10-8 / 10-12) ~45 dB.
L'att�nuation doit �tre au moins �gale � 45-30 = 15 dB.


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