11
65
2
e
trimestre 2011
Perception des vibrations
Seuil de perception
La mesure de seuil de perception consiste à déterminer le
plus petit niveau vibratoire conduisant à une sensation.
Une telle mesure est délicate et les différents résultats
publiés peuvent être largement variables selon les procé-
dures utilisées : durée des signaux, méthodes psychophy-
siques, variabilité inter-sujets (comme les expériences
sont longues et rebutantes, le nombre de sujets utilisés
est souvent très faible).
Des résultats récents [8] sont présentés en figure 3. Les
signaux étaient des vibrations sinusoïdales durant 2 s,
présentés dans l’une des trois directions (verticale, d’avant
en arrière, latérale). La figure 3 représente les valeurs
médianes dans les trois directions. On constate, pour la
direction verticale, une faible dépendance fréquentielle :
le seuil de perception est compris entre 0,01 et 0,02 m/s
2
de 2 Hz à 100 Hz. En revanche, le seuil varie beaucoup
plus fortement avec la fréquence pour les deux direc-
tions latérales.
Sur la figure 3 sont également représentées les courbes
de seuil définies dans la norme britannique BS 6841 [9,
page 260]. Deux courbes existent : l’une pour les vibra-
tions verticales (en tirets sur la figure 3) et l’autre pour
les directions latérales et d’avant en arrière (en pointillés).
Dans les deux cas, on constate que ces seuils normali-
sés, issus de mesures anciennes, sont loin des valeurs
de seuils actuellement admises.
Fig. 3 : Seuils de perception de vibrations
sinusoïdales dans les trois directions [8]
Seuil différentiel d’intensité
Lorsqu’on se situe au-delà du seuil de perception, on peut
chercher la différence minimale de niveau permettant à
un sujet de détecter une différence. Cette information est
nécessaire pour l’interprétation de résultats expérimen-
taux : une réduction constatée après modification d’un
système est-elle sensible ?
Pour du bruit, la valeur communément admise est de l’or-
dre de 1 dB pour des bouffées de bruit, quel que soit le
niveau des signaux (c’est la loi de Weber, qui n’est pas
respectée pour des sons purs, car la discrimination en
niveau de sons purs est meilleure à forts niveaux [10,
page 139]).
Dans le domaine vibratoire, les études équivalentes sont
très peu nombreuses. On peut citer la thèse de M. Bellmann
[11], qui, pour des vibrations sinusoïdales verticales de
niveaux plutôt faibles (0,0063 m/s
2
), a obtenu des seuils
de l’ordre de 1,5 dB (figure 4). Sur cette figure sont égale-
ment représentés des résultats antérieurs [12], obtenus
pour deux fréquences seulement (5 et 20 Hz) mais deux
amplitudes (0,1 et 0,5 m/s
2
). Les seuils sont légèrement
plus faibles, mais l’incertitude expérimentale rend ces
différences non significatives.
Enfin, une étude comparable vient d’être menée au
Laboratoire Vibrations Acoustique de l’INSA-Lyon, en
utilisant non plus des signaux sinusoïdaux, mais du bruit
de bande étroite (5 à 15 Hz). Les résultats sont du même
ordre de grandeur [13] : on peut ainsi admettre qu’une
différence de 1 ou 1,5 dB est nécessaire pour entraîner
une discrimination des signaux.
Fig. 4 : Seuils de détection de niveau pour des
vibrations verticales sinusoïdales [11]
Courbes d’égale sensation
On peut également choisir un signal de référence, de
fréquence et d’amplitude donnée, et rechercher, pour
d’autres fréquences, l’amplitude conduisant à une égale
sensation. Dans le domaine acoustique, on obtient ainsi
les lignes isosoniques normalisées (ISO 226–2003). Ici
encore, les expériences équivalentes dans le domaine
vibratoire sont beaucoup plus parcellaires. Bellmann [11]
a utilisé une vibration verticale de fréquence 20 Hz et
d’amplitude 0,1 m/s
2
(figure 5).
Fig. 5 : Courbe d’égale sensation (référence : 20 Hz, 0,1 m/s
2
) [11]
