Puissance et décibel

L’oreille est sensible à des pressions allant de 0.00002 Pa à 20 Pa, soit un rapport de 1 à 1 000 000. Pour ramener cette large échelle de pression à une échelle plus réduite qui exprime mieux la sensibilité de nos oreilles aux variations de niveau sonore, on a adopté la notation logarithmique et créé le décibel ( DB ). (voir aussi les limites de la perception)

LOI DE WEBER - FECHNER

Du fait de l’échelle LOGARITHMIQUE, on ne peut pas simplement additionner ARITHMÉTIQUEMENT les décibels de deux bruits pour arriver au niveau sonore total. Quand l’écart entre les deux bruits est supérieur à 10dB, le niveau total des deux bruits est à peine plus puissant que le plus fort des deux. Si les deux bruits on la même puissance le niveau augmente de 3 DB.

Une augmentation de 10 DB du niveau sonore est perçue par nos oreilles comme un doublement du niveau sonore ! Ceci explique pourquoi la différence de puissance subjective entre un ampli de 100 W et de 200 W est apparemment plutôt faible, et qu'il vaut en mieux investir dans la qualité des Watts que dans la quantité.

Le tableau si dessous donne pour chaque niveau de bruit la puissance électrique appliquée à une enceinte acoustique ayant un rendement de 90 DB pour 1 w à une distance de 1 M (90 DB/W/M). Chaque fois que le rendement de l'enceinte diminue de 3 DB il faudra doubler la puissance de l'ampli pour atteindre le même niveau sonore (pour un rendement de 84 DB/1W/1M il faut 40 W pour atteindre les 100 DB, un amplis de 200 W est nécessaire pour avoir une réserve de puissance), inversement si les HP ont 3 DB de plus la puissance nécessaire est divisée par deux (pour un rendement de 93 DB/1W/1M il faut juste 5 W pour atteindre les 100 DB, un ampli de 25 W ou plus aura une réserve suffisante)

Pour les appareils de reproduction sonore

Pour atteindre 120 DB il faut un ampli capable de fournir 1000 W a une enceinte de 8 Ohms ayant un rendement de 90 DB/1W/1m, Mais le même ampli doit aussi reproduire des signaux 1 millionième de Watt sans déformations

L'enceinte doit pourvoir encaisser ces 100 W pendant 10 millisecondes au moins sur toutes les fréquences et cela a répétition.

Voilà ce que j'appelle de la technologie de pointe !

Heureusement que la pratique démontre qu'une puissance maximale un peu plus réduite (110 DBA soit 100W) est plus que suffisante pour reproduire de la musique. La limite inférieure est aussi difficile à atteindre, heureusement le bruit de fond résiduel d'une pièce même très calme dépasse largement les 20 DB acoustique et masque donc le bruit de fond de l’ampli, et de toute façon notre organisme produit à lui tout seul un bruit d'une bonne dizaine de DB (respiration, battement cardiaque, bruit circulatoires etc..)

Si vous faites un petit calcul vous comprendrez maintenant que le CD avec ses 16 Bit sur 44,1 khz donne une dynamique de seulement 96 DB et une limite haute de presque 20 kHz est un peu juste, Pour dépasser un peu les performances des meilleures oreilles il faudrait au moins 19 Bit sur un minimum de 48 kHz (dynamique de 112 DB et une limite haute proche de à 24 kHz) .

Pour les appareils analogiques une électronique de préamplification de très bonne qualité y parvient tout juste, l'amplificateur de puissance a quelques difficultés au niveau des deux extrémités de la plage de 120 DB de dynamique. Pour les enceintes si leur rendement sonore pour 1 W mesuré à 1 m est  plus élevé que 95 DB, le bruit de fond des amplis risque d'être audible, si le rendement est en dessous de 85 DB  il faut que la puissance des amplis dépasse 500 W ! Un rendement proche de 90 DB / 1m / 1W est donc un bon compromis.