Éd. 1971-1976

intensité (suite)

D’après ce qui précède, on voit que le décibel représente à peu près la plus petite différence d’intensité que l’oreille puisse percevoir dans la gamme de fréquences 1 000-5 000 cycles par seconde. Pour avoir enfin une échelle d’intensité sonore, il suffit de fixer la valeur d’une intensité correspondant à une intensité acoustique déterminée. On choisit d’attribuer l’intensité zéro au seuil d’audibilité à 1 000 cycles par seconde, c’est-à-dire pour une intensité acoustique de 10^–16 W/cm². On appelle alors niveau physique d’intensité d’un son la différence d’intensité entre ce son et le son de référence précédent. Le niveau physique d’intensité N d’un son d’intensité acoustique P s’exprime donc par la relation :

À 1 000 cycles par seconde, le niveau physique d’intensité correspondant au seuil de douleur, pour lequel P = 10^–4 W/cm², se situe à 120 db.

Niveau physiologique d’intensité

Pour établir une échelle d’intensité valable dans tout le champ d’audibilité, et non plus pour une fréquence déterminée, on prend un son de fréquence 1 000 cycles par seconde ayant un certain niveau physique d’intensité N^db. On le compare à des sons de fréquence différente dont on fait varier l’intensité jusqu’à obtenir la même sensation d’intensité. Tous ces sons sont dits avoir le même niveau physiologique d’intensité, qu’on exprime en phones, unité choisie pour cette nouvelle échelle, par le même nombre N que celui qui exprime en décibels le niveau physique d’intensité du son à 1 000 cycles par seconde donnant la même sensat on d’intensité. L’échelle des niveaux physiologiques, en phones, coïncide donc, pour la fréquence particulière de 1 000 cycles par seconde, avec l’échelle des niveaux physiques, en décibels. Les courbes d’égal niveau physiologique (ou courbes d’isosonie) ont été établies par Harvey Fletcher et W. A. Munson, B. G. Churcher et A. J. King, D. W. Robinson et R. S. Dadson. Celles des derniers auteurs sont reproduites sur la figure 2. À titre indicatif, on trouvera (fig. 3) une échelle des sensations d’intensité correspondant à différents niveaux physiologiques d’intensité. Rappelons enfin que la loi de Weber-Fechner n’est qu’une loi approchée. Pour tenir compte plus exactement de la sensibilité de l’oreille aux variations d’intensité, d’autres échelles ont été proposées (échelle des sones).

P. M.

➙ Audition / Hauteur / Son.

interchangeabilité

Possibilité, lors du montage d’un ensemble mécanique, de prendre au hasard dans un lot de pièces qualifiées identiques, terminées et vérifiées, l’une d’entre elles, sans avoir besoin d’aucun travail d’ajustage soit pour effectuer sa mise en place dans le mécanisme, soit pour assurer, après montage de cet ensemble mécanique, le fonctionnement correct de la machine en question.

Cette notion est le corollaire de l’impossibilité pratique de réaliser, notamment au point de vue dimensionnel, deux ou plusieurs pièces rigoureusement identiques.

Le développement des fabrications de série (armement, automobiles, etc.) a conduit les constructeurs à fabriquer des éléments mécaniques interchangeables tels que n’importe quelle pièce d’une série puisse se monter sans retouche avec n’importe quelle pièce d’une autre série dans un assemblage déterminé, quel que soit le nombre d’exemplaires de pièces exécutées et quelles que soient les caractéristiques propres du fonctionnement de la machine ou du mécanisme auquel elles doivent appartenir.

Cette interchangeabilité oblige évidemment chaque exécutant à observer rigoureusement des règles internationales d’usinage, dites « règles de tolérances ». L’observation de ces règles permet l’usinage de séries de pièces ou de parties de pièces dans des ateliers différents et même chez des fournisseurs particuliers spécialistes de certains usinages, quelles que soient l’implantation de leurs usines et la nature de leur main-d’œuvre.

La difficulté inhérente à la réalisation de composants mécaniques, interchangeables, de grande précision, a conduit les spécialistes à fabriquer, avec des pièces non interchangeables, des sous-ensembles qui eux le sont : c’est l’interchangeabilité globale (exemple : embiellage de moteurs d’automobiles).

Principe de l’interchangeabilité

Dans le cas simple d’un assemblage tournant, constitué par un arbre (a) destiné à tourner dans un alésage (A), si D₁ et D₂ sont respectivement les valeurs minimale et maximale du diamètre de l’alésage et si d₁ et d₂ sont respectivement les valeurs minimale et maximale du diamètre de l’arbre, le jeu de cet assemblage aura sa valeur maximale Δ_max lorsque l’alésage de diamètre maximal D₂ sera associé à l’arbre de diamètre minimal d₁, et inversement, ce jeu aura sa valeur minimale Δ_min dans le cas contraire :
Δ_max = D₂ – d₁ ; Δ_min = D₁ – d₂.

Indépendamment de toute question de fabrication, les conditions de bon fonctionnement exigent que le jeu de l’assemblage en question soit compris entre une valeur maximale J_max et une valeur minimale J_min, valeurs limites qui varient notamment en fonction des caractéristiques dimensionnelles et de la fonction mécanique de cet assemblage.

Si la valeur du jeu est plus petite que J_min, le montage ou le graissage n’est plus possible : la rotation de l’arbre n’est alors plus « libre », la température augmente lors de la rotation de l’arbre, le frottement croît aussi et l’ensemble finit par gripper. Si la valeur du jeu est plus grande que J_max, le fonctionnement de l’ensemble est également défectueux ; il se produit alors des vibrations et des surpressions dans la zone de contact capables de détériorer les surfaces des pièces en contact. Le bon fonctionnement de l’assemblage, ou de l’ajustement, entraîne les deux inégalités suivantes :

L’écart J_max – J_min entre les jeux limites admissibles est appelé tolérance d’ajustement ou encore tolérance de fonctionnement. Si on appelle T la tolérance réelle de fabrication des alésages (T = D₂ – D₁), et si on appelle t la tolérance réelle de fabrication des arbres (t = d₂ – d₁), la condition de bon fonctionnement s’exprime par la relation théorique :