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Feenux

Nouvel·le AFfilié·e

Membre depuis 19 ans

Sujet de la discussion Posté le 11/10/2017 à 14:17:36

Bonjour à tous, je ne suis pas un grand habitué ici, ce forum pour moi est plus une "base de ressources" que je viens consulter, et d'habitude je ne participe pas... parce qu'en règle générale ma question y a déjà quelqu'un qui l'a posé, et ma réponse y a déjà quelqu'un qui l'a donné.

Mais, pour une fois, j'ai une question, un peu tordue c'est vrai, mais dont je n'arrive pas à trouver la réponse... Peut être sur des sites anglais, mais mon niveau de vocabulaire technique n'est pas assez pointu pour en dégager une réponse claire.

Ma question concerne la valeur RMS (Root Mean Square, ou quadrature moyenne, ou valeur efficace).
Je sais à quoi elle correspond en électricité, que ça soit pour l'intensité ou pour la tension, la valeur RMS c'est la valeur constante qui engendrerait la même dissipation d'énergie qu'engendre le signal à partir de laquelle elle est calculée... Pour un même circuit, et pour la même durée T.
Donc c'est super, ça colle magnifiquement bien avec cet outil mathématique qu'on appelle quadrature moyenne, c'est fou la puissance des maths.

Mais quand on parle de pression acoustique (Pa) ou d'intensité acoustique (W/m²), à quoi cette valeur efficace correspond-t'elle vraiment ?
Ça m'intéresserait beaucoup de savoir, étant donné que nos dB SPL sont calculés à partir de ces valeurs efficaces. Et donc pour le moment je suis sans réponse, dans l'incapacité de me l'expliquer ou de l'expliquer à d'autres.
Ça n'empêche pas de dormir me direz vous, mais j'aime comprendre même si ça ne me servira peut être jamais !

J'avais quelques idées : est ce que l'intensité acoustique efficace serait l'intensité constante qui apporterait la même énergie que l'énergie apportée au milieu par l'intensité variable ? Est ce qu'il y a un rapport avec une possible élévation de température, vu qu'on vient exciter les molécules ? Est ce que la pression efficace serait la pression résultante, si on appliquait au milieu l'intensité efficace déduite à partir pression variable ?

Je ne sais pas s'il y a de bonnes pistes ou aucune, j'apprécierais grandement un regard éclairé de ceux qui ont les connaissances physiques nécessaires, parce que ma connaissance théorique s'arrête malheureusement là.

Je compte sur vous, et j'espère que ma question trouvera finalement une réponse, et que d'autres pourront en profiter =)
Merci d'avance !

[ Dernière édition du message le 12/10/2017 à 00:57:52 ]

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EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

26 Posté le 15/10/2017 à 17:56:55

Oui c'est en gros ce que je suis en train de dire. Root Mean Square(racine carrée de la moyenne des carrés en anglais) ou valeur efficace ça n'a de sens que pour les grandeurs de champs (tension/courant pour l'électricité, pression/vitesse pour l'acoustique).

Watts RMS ou efficaces en soit ça n'a pas de sens : A aucun moment il ne faut prendre la racine carrée de la puissance pour la calculer.

C'est une dénomination abusive et commerciale qui indique que le chiffre donné a été calculé en multipliant les tension et courant efficaces. Le terme correct est puissance apparente (même en anglais c'est apparent power).
C'est la puissance active maximale que tu peux tirer d'un système atteinte lorsque la tension et le courant sont en phase.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_en_r%C3%A9gime_alternatif

Ce qui est vrai ici dans le cas de la puissance électrique l'est aussi pour l'intensité acoustique.

Par contre tu raisonnes à l'envers : C'est la définition de la valeur efficace qui découle de la puissance moyenne par un artifice de calcul (auquel on peut donner une interprétation physique).
L'intérêt de cet artifice c'est qu'il permet de calculer et mesurer indirectement des puissances plus facilement qui si l'on passait par la moyenne de la puissance instantanée.

[ Dernière édition du message le 15/10/2017 à 18:02:05 ]

Feenux

Nouvel·le AFfilié·e

Membre depuis 19 ans

27 Posté le 15/10/2017 à 19:39:23

Merci pour ces renseignements.

Par contre non je ne pense pas prendre le problème à l'envers, je cherche juste le phénomène physique qui lie valeur instantanée et valeur efficace, le phénomène qui explique pourquoi on a pris cet outil mathématique et pas un autre.

Parce que si c'est celui là qui est utilisé, ce n'est pas par hasard, c'est qu'en l'utilisant on obtient une grandeur qui à un impact équivalent à la grandeur de départ. C'est parce qu'il y a une correspondance entre les résultats réels mesurables et les résultats expérimentaux obtenus suite à la transformation via cet outil que cet outil mathématique est pertinent.

Donc I est déjà une grandeur issu de valeurs efficaces, celle de la différence de pression P (par rapport à la pression au repos) et celle de la vitesse vibratoire u.

Est ce qu'il existe une vitesse vibratoire de l'air au repos ?
P et u sont ils liés ? si oui par quoi ?
Qu'est ce qui fait varier P et qu'est ce qui fait varier u ?
Qu'est ce qui lie les valeurs instantanées et efficaces ? I, la puissance apportée au milieu par unité de surface ?

Le problème quand on répond à une question, c'est qu'il en vient toujours plein d'autres après !!!

[ Dernière édition du message le 15/10/2017 à 19:40:15 ]

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

28 Posté le 16/10/2017 à 07:38:01

Citation :

je cherche juste le phénomène physique qui lie valeur instantanée et valeur efficace, le phénomène qui explique pourquoi on a pris cet outil mathématique et pas un autre.

La valeur efficace n'a pas de réalité en soi. C'est bien un artifice de calcul qui permet de calculer plus simplement la puissance moyenne.
Tu ne trouveras donc pas de raison physique car c'est d'abord un aspect mathématique.

Effectivement, dans les étapes de calcul c'est valeur (de champs) instantanées --> valeurs efficaces --> puissance moyenne. Mais le raisonnement qui amène à définir la valeur efficace ne suit pas cette ordre : C'est un mode de calcul qui a été introduit a posteriori car il simplifie les calculs dans le cas de signaux périodiques.

Le lien entre la puissance instantanée et la puissance moyenne c'est simplement... Le calcul de la valeur moyenne.

Dans la pratique, on ne peut pas avoir accès à une mesure de la puissance instantanée alors on se contente de valeurs moyennes et, de manière pragmatique, cela suffit assez souvent lorsque le régime périodique ou stationnaire est établi.

Rien ne t'empêche de calculer un bilan d'énergie avec l'intégrale de la puissance sur un intervalle de temps ; il y a même des applications où l'on ne peut pas faire autrement. Il suffit, par exemple, de travailler sur un signal amorti rapidement pour ne plus pouvoir travailler avec des valeurs RMS.

Autre cas ou l'on ne peut pas utiliser directement les valeurs efficaces : Les interférences. On ne peut pas travailler en valeur RMS car il faut prendre en compte les alternances positives / négatifs des grandeurs de champs avant de passer au calcul de la puissance/intensité.
En raisonnant uniquement en termes de valeurs efficaces il n'est pas possible de montrer que deux ondes en "opposition de phase" s'annulent.

Citation :

Donc I est déjà une grandeur issu de valeurs efficaces, celle de la différence de pression P (par rapport à la pression au repos) et celle de la vitesse vibratoire u.

Non. I est a priori une grandeur variable au cours du temps qui peut, dans certains cas, être résumé à sa valeur moyenne.

Citation :

Est ce qu'il existe une vitesse vibratoire de l'air au repos ?

Oui, c'est l'agitation thermique. Les vibrations s'opèrent dans toutes les directions ; la moyenne du déplacement dans un volume est nulle.

Pression et vitesse de la perturbation locale qu'est l'onde acoustique sont liées et même totalement couplées :
- La variation de pression met en déplacement des particules ;
- Le déplacement des particules créé des variations de pressions.

C'est pour cette raison que la perturbation se propage de proche en proche.

[ Dernière édition du message le 16/10/2017 à 07:52:12 ]

Feenux

Nouvel·le AFfilié·e

Membre depuis 19 ans

29 Posté le 19/10/2017 à 10:53:46

Merci pour toutes ces explications, j'aurais bien aimé relié ça à quelque chose de concret, mais bon...

En tout cas j'ai bien avancé dans ma compréhension de la chose, et j'espère pourvoir transmettre ça de façon simple =)

philrud

3776

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 18 ans

30 Posté le 19/10/2017 à 14:44:19

Hors sujet :

A Feenux :

1ère erreur :
J'ai cherché et trouvé mon erreur en ce qui concerne la différence de vitesse entre les fréquences basses et les médium-aigus (avec parfois d'autres problèmes de phase). Ca se passe en fait dans un pavillon (ou tobogan), résultats en page 30(lien ci-dessous). Au final le problème de retard se retrouve bien dans l'air, mais ce n'est pas dû à l'air lui-même comme l'a corrigé EraTom. C'est ici en pdf :
https://www.emc.fr/upload/resource/pdf/25.pdf

2ème erreur : Je n'avais pas dit que les fréquences basses étaient "plus directives", j'avais dit "non directives", mais il fallait dire "moins directives", comme l'a corrigé Jan.

Alors un grand merci à Jan et à EraTom pour leur grand savoir. :bravo:

Et merci Feenux d'avoir créé ce sujet très intéressant.

Mon soundcloud Good times !

[ Dernière édition du message le 19/10/2017 à 15:03:19 ]

Anonyme

9677

31 Posté le 19/10/2017 à 18:36:10

Hors sujet :

Ma contribution ici fut très modeste.

En fait, la notion de directivité aux différentes fréquences est liée au rapport entre la longeur d'onde et la taille de la source. Ensuite, du côté humain, c'est la localisation qui est variable en fonction de la fréquence. Mais c'est assez complexe car le contenu fréquentielle n'est pas le seul critère, la dynamique, la présence de transitoires intervient beaucoup. Et cette localisation, n'est pas opérée par les mêmes moyens suivant les fréquences. Mais une source peut être à la fois très localisable, et omnidirective (un moustique), ou peu localisable et cardioïde (un sub cardio).

Et comme Eratom a un savoir bien plus étendu que le mien, j'en profite pour poser une petite question : la notion de tension efficace est-elle identique à celle de tension RMS, et si oui, l'est-elle en toutes circonstances ?

[ Dernière édition du message le 20/10/2017 à 07:50:56 ]

EraTom

2282

AFicionado·a

Membre depuis 14 ans

32 Posté le 20/10/2017 à 06:39:43

Il s'agit bien de la même chose ; valeur efficace ou RMS ce sont les terminologies française ou anglo-saxonne.

Sur un appareil de mesure c'est souvent l'indication RMS que l'on trouve.

Pour un signal aléatoire, comme un bruit, la valeur RMS ou efficace est aussi l'écart-type empirique dans le jargon des statisticiens si le signal est de moyenne nul (ce qui est souvent le cas pour les bruits additifs). 3 noms pour la même chose et le même calcul.

Edit : L'évocation des stat vient de m'y faire penser.
Il y a aussi les appareils TRMS (true root mean square).

Certains appareils low-cost ou anciens ne donnent pas réellement la valeur efficace ou RMS : Ils font la moyenne de la valeur absolue et applique un coefficient de forme valable uniquement pour les signaux sinusoïdaux.

Du coup, d'autres fabricants qui proposent une vraie mesure de la valeur efficace insistent bien en l'appelant TRUE RMS.

[ Dernière édition du message le 20/10/2017 à 06:54:10 ]

Anonyme

9677

33 Posté le 20/10/2017 à 07:53:24

Merci. Ca confirme ce que j'avais appris mais que j'avais vu remis en cause par deux fois ces derniers temps, avec des argument que je n'avais pas trouvé convaincants.

philrud

3776

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 18 ans

34 Posté le 20/10/2017 à 16:54:32

Ah oui, ça me revient à l'esprit !
C'est pourquoi quand je voyais " TRUE RMS " (en mesure), je me disais toujours : ah bon (?) il y en a un faux ," le faux RMS ... ". Et il est ou ?
Encore merci EraTom.

Aller, une petite dédicace pour EraTom, une citation que j'adore :

Spoiler - Cliquer ici pour lire la suite

Mon soundcloud Good times !

[ Dernière édition du message le 20/10/2017 à 17:05:38 ]

Anonyme

9677

35 Posté le 20/10/2017 à 18:49:03

Hors sujet :

Citation de philrud

" C'est parce que je me tenais sur l'épaule des géants que j'ai pu voir plus loin ".
C'est de Isaac Newton. (mathématicien,

Isaac était un fan d'Apple ! Si si...

philrud

3776

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 18 ans

36 Posté le 21/10/2017 à 07:52:49

Hors sujet :

Citation de Jan :

Citation :
Isaac était un fan d'Apple ! Si si...

Eh ben ... On en apprend tous les jours ! Parce que I.Newton de 1642 à 1727 fan d'Apple : là, ça fait réfléchir un peu quand même. Il faut arriver à voir, à avoir la bonne vision entre ces 2 époques (1700 à nos jours) et ça fait travailler les neurones; véridique !

Mon soundcloud Good times !

[ Dernière édition du message le 21/10/2017 à 07:57:12 ]

MaiMai

1772

AFicionado·a

Membre depuis 15 ans

37 Posté le 21/10/2017 à 08:52:10

Nan, il voulait dire que Isaac était un fan d'épaules...! :facepalm:

Il a meme créé l'épaule s'tord...

moi, j'ai pas d'blé mais j'ai du son...

Anonyme

9677

38 Posté le 21/10/2017 à 10:23:29

philrud

3776

Squatteur·euse d’AF

Membre depuis 18 ans

39 Posté le 21/10/2017 à 12:57:24

Hors sujet :

Citation :
Il a meme créé l'épaule s'tord...

Là, les pôles de stores lui envoient des fruits, on dirait.

Et plutôt que pomme de reinette, on dirait bien pomme d'appli, non ?

" L'ambition est un appétit désordonné des charges et des grandeurs ".(Pascal)

Du coup 3 questions me viennent :
1 Neper, ça fait combien de dB déjà ?
Est-ce que quelqu'un utilise toujours le Néper pour mesurer ?
Pour coller au sujet, il y a aussi la pression en Pascal.

Mon soundcloud Good times !

[ Dernière édition du message le 22/10/2017 à 10:22:54 ]

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Question acoustique : c'est quoi concrètement la pression et l'intensité RMS en acoustique ?