L’échelle des décibels existe parce que l’oreille humaine détecte une plage immense d’intensités sonores, du murmure au réacteur d’avion, soit un rapport d’environ un billion pour un. Une échelle linéaire couvrant cette plage serait peu pratique ; les décibels la compriment donc selon une relation logarithmique. Ce calculateur convertit l’intensité en décibels et inversement, estime l’évolution d’un niveau avec la distance et montre pourquoi la combinaison de sources sonores ne se résume pas à une addition.
Fonctionnement de l’échelle des décibels
L’intensité sonore (I) est une grandeur physique mesurée en watts par mètre carré (W/m²) : elle représente la quantité d’énergie sonore qui traverse une unité de surface par unité de temps. Comme la plage d’intensités perceptibles par l’oreille humaine est immense, le niveau sonore est généralement exprimé en décibels (dB), un rapport logarithmique par rapport à une intensité de référence fixe I0 = 1×10⁻¹² W/m² (le seuil d’audibilité) : dB = 10·log10(I / I0). Chaque hausse de 10 dB multiplie l’intensité par 10, mais est perçue par la plupart des personnes comme un doublement approximatif de la sonie. Un réacteur à 120 dB n’est donc pas simplement deux fois plus intense qu’une conversation normale à 60 dB : son intensité physique est un million de fois supérieure (10^((120−60)/10) = 10⁶).
Distance et loi de l’inverse du carré
Le son qui se propage à partir d’une petite source suit la loi de l’inverse du carré : l’intensité diminue proportionnellement à 1/distance². La conversion en décibels donne dB2 = dB1 − 20·log10(d2/d1) : chaque doublement de la distance à la source réduit le niveau d’environ 6 dB, et chaque multiplication de la distance par 10 le réduit exactement de 20 dB. Ce modèle simplifié en champ libre suppose une source ponctuelle qui rayonne uniformément dans toutes les directions, sans réflexion. En réalité, les résultats varient selon la directivité des sources, les surfaces réfléchissantes, le vent et l’absorption ; l’onglet Distance fournit donc une estimation plutôt qu’une mesure précise.
Pourquoi il ne faut pas additionner directement les décibels
L’échelle des décibels étant logarithmique, deux sources de 60 dB ne se combinent pas pour donner 120 dB, mais environ 63 dB. Pour les combiner correctement, il faut reconvertir chaque niveau en décibels en intensité linéaire, additionner les intensités, puis reconvertir le total en décibels : dB_total = 10·log10(Σ 10^(dBᵢ/10)). Raccourci utile : deux sources de niveau égal ajoutent environ 3 dB au niveau d’une seule source ; dix sources identiques ajoutent environ 10 dB ; une source beaucoup plus faible contribue très peu au total, car la source la plus forte la masque.