Introduction
De nombreuses applications mobiles se présentent comme des « décibelmètres », des « mesureurs de bruit » ou des « sonomètres ». Elles utilisent le microphone intégré du smartphone et affichent des valeurs telles que 45 dB, 70 dB ou 90 dB.
Mais ces applications sont-elles réellement précises ?
La réponse est la suivante : elles peuvent fournir une estimation utile du niveau sonore dans les situations courantes, mais elles ne remplacent généralement pas un sonomètre professionnel.
La fiabilité de la mesure dépend non seulement de l’application, mais également du microphone du téléphone, du traitement audio du système, de la réponse en fréquence, de la plage de pression acoustique mesurable et de l’étalonnage.
Points essentiels
● Une application smartphone peut être utile pour estimer le niveau sonore ambiant.
● Les résultats peuvent varier selon la marque et le modèle du téléphone.
● Les microphones intégrés sont principalement conçus pour les appels et l’enregistrement audio, et non pour la mesure métrologique du niveau sonore.
● Les écarts de mesure peuvent augmenter aux niveaux sonores élevés, aux basses ou hautes fréquences et dans les environnements acoustiques complexes.
● Un étalonnage adapté peut améliorer les résultats, sans pour autant transformer le smartphone en sonomètre professionnel.
● Les mesures de bruit professionnel, environnemental ou industriel et les relevés officiels nécessitent généralement un sonomètre professionnel.
Comment une application smartphone mesure-t-elle le bruit ?
Son principe de base présente certaines similitudes avec celui d’un sonomètre numérique.
Le microphone intégré transforme les variations de pression acoustique en signaux électriques. Le système audio du téléphone numérise et traite ensuite ces signaux, puis l’application calcule un niveau sonore estimé.
Selon l’application, différentes fonctions peuvent être proposées :
● Affichage du niveau en décibels en temps réel ;
● Valeurs maximale et minimale ;
● Niveau sonore moyen ;
● Courbes ou tendances temporelles ;
● Pondération A ou autres paramètres ;
● Enregistrement et stockage des données.
Un smartphone peut donc effectivement capter un signal acoustique et calculer une valeur en décibels.
Cependant, afficher une valeur en dB ne signifie pas que l’ensemble du système offre les mêmes performances qu’un sonomètre spécialement conçu et étalonné pour les mesures acoustiques.
Pourquoi deux smartphones peuvent-ils afficher des valeurs différentes ?
La principale raison réside dans les différences entre leurs microphones et leurs systèmes audio.
Les microphones des smartphones sont principalement optimisés pour les appels, la vidéo, la reconnaissance vocale et l’enregistrement sonore. Les fabricants privilégient généralement l’intelligibilité de la parole, l’encombrement réduit, la consommation électrique et la qualité audio plutôt que la précision des mesures de pression acoustique.
Ainsi, deux téléphones utilisant exactement la même application peuvent afficher des valeurs différentes dans les mêmes conditions.
Les écarts peuvent notamment être liés à :
● La sensibilité du microphone ;
● La réponse en fréquence ;
● Le gain interne ;
● Le traitement audio du système d’exploitation ;
● Le contrôle automatique du gain ou la réduction du bruit ;
● La position du microphone et l’influence de la coque de protection.
La précision ne peut donc pas être évaluée uniquement à partir de l’application utilisée.
Pourquoi le microphone du smartphone influence-t-il la mesure ?
Les sonomètres professionnels utilisent généralement des microphones conçus pour les mesures acoustiques, associés à des circuits de traitement, des pondérations fréquentielles et des pondérations temporelles définies.
Le microphone d’un smartphone répond à un objectif différent.
Autour des niveaux habituels de la parole, il peut fournir une excellente qualité d’enregistrement. En revanche, lorsque le niveau de pression acoustique devient très élevé, le microphone ou le circuit d’entrée audio peut atteindre sa limite et saturer ou écrêter le signal.
Dans ce cas, le bruit réel peut continuer à augmenter alors que la valeur affichée par l’application n’évolue plus correctement.
Des limites similaires peuvent apparaître avec :
● Des niveaux ambiants très faibles ;
● Un bruit industriel élevé ;
● Des composantes basse fréquence importantes ;
● Des sons haute fréquence ;
● Des bruits impulsionnels ;
● Des niveaux de pression acoustique très élevés.
Une application suffisamment performante dans un environnement intérieur courant peut donc être beaucoup moins fiable dans un environnement industriel ou très bruyant.
L’application elle-même influence-t-elle le résultat ?
Oui.
Outre le matériel du smartphone, les algorithmes de mesure et les réglages de l’application ont également une influence.
Les applications peuvent utiliser différentes méthodes d’échantillonnage, de moyennage, de pondération fréquentielle et de traitement du signal. Certaines proposent une pondération A ainsi que des pondérations temporelles FAST ou SLOW, alors que d’autres affichent simplement une valeur calculée par le logiciel.
Lorsqu’une application n’indique pas clairement la pondération utilisée, la réponse temporelle ou la méthode d’étalonnage, ses valeurs doivent généralement être considérées comme indicatives plutôt que comme des données de mesure professionnelles.
Il est donc préférable d’évaluer non seulement l’interface de l’application, mais aussi sa méthode de mesure et ses possibilités d’étalonnage.
L’étalonnage améliore-t-il la précision d’une application ?
Un étalonnage approprié peut généralement améliorer la valeur pratique d’une application.
Par exemple, le smartphone peut être comparé à un sonomètre professionnel correctement étalonné dans un environnement acoustique relativement stable. Si l’application propose une fonction de correction, l’utilisateur peut réduire l’écart observé.
Cette opération permet notamment de corriger un décalage constant propre à la combinaison du téléphone et de l’application.
Cependant, un étalonnage en un seul point ne corrige pas toutes les limitations.
Le fait que deux appareils affichent la même valeur à un niveau donné ne garantit pas qu’ils resteront concordants à d’autres fréquences, à d’autres niveaux sonores ou dans un environnement acoustique plus complexe.
L’étalonnage améliore donc la valeur indicative d’une application, mais ne transforme pas le smartphone en véritable sonomètre professionnel.
Un microphone externe peut-il améliorer la mesure ?
Dans certaines applications, l’utilisation d’un microphone de mesure externe spécialement conçu et étalonné peut améliorer sensiblement les performances du système.
Par rapport au microphone intégré du téléphone, un microphone externe adapté peut offrir une réponse en fréquence mieux définie, une sensibilité connue et une plage de pression acoustique plus appropriée.
Lorsque le microphone externe, l’application et la procédure d’étalonnage sont conçus pour fonctionner comme un ensemble cohérent, la fiabilité peut être nettement supérieure à celle d’un simple microphone intégré.
Toutefois, pour les mesures réglementaires, la sécurité au travail, les rapports professionnels ou les essais de réception, il reste nécessaire de vérifier que l’ensemble du système de mesure répond aux exigences applicables.
Dans quels cas une application smartphone est-elle utile ?
Pour les utilisations quotidiennes qui ne nécessitent pas de résultat officiel, les applications mobiles sont très pratiques.
Elles peuvent notamment servir à :
● Estimer si une pièce est relativement calme ou bruyante ;
● Comparer le bruit entre deux zones de bureaux ;
● Observer l’évolution du bruit d’un appareil électroménager ;
● Évaluer approximativement le bruit de la circulation ;
● Comparer le bruit ambiant à différents moments ;
● Réaliser un premier diagnostic avant l’utilisation d’un instrument professionnel.
Dans ces situations, l’objectif est souvent de savoir « approximativement quel est le niveau sonore » ou « si le bruit a nettement augmenté », plutôt que d’obtenir une valeur métrologique très précise.
Une application smartphone peut donc constituer un outil de présélection utile.
Quand ne faut-il pas se fier uniquement à une application ?
Une application smartphone ne devrait généralement pas constituer l’unique méthode de mesure lorsque les résultats doivent être utilisés pour la sécurité, une analyse professionnelle, une réception ou un rapport officiel.
Cela concerne notamment :
● L’évaluation de l’exposition professionnelle au bruit ;
● Les essais acoustiques de machines industrielles ;
● L’évaluation du bruit environnemental ;
● Les essais de performance acoustique de produits ;
● Les mesures d’acoustique du bâtiment ;
● La vérification officielle de l’efficacité de mesures de réduction du bruit ;
● Les mesures nécessitant des enregistrements traçables ;
● Les essais avec des exigences définies de précision, de pondération fréquentielle ou de pondération temporelle.
Ces applications nécessitent généralement un sonomètre professionnel présentant des caractéristiques techniques clairement définies et pouvant être étalonné acoustiquement.
Quelle est la différence entre une application et un sonomètre professionnel ?
La différence principale ne réside pas simplement dans le fait que l’un soit un smartphone et l’autre un instrument indépendant. Les deux systèmes sont conçus pour des objectifs différents.
Un sonomètre professionnel précise généralement :
● La plage de mesure ;
● La précision ;
● La plage de fréquences ;
● La pondération fréquentielle ;
● La pondération temporelle ;
● Les caractéristiques du microphone ;
● La plage de fonctionnement linéaire ;
● La méthode d’étalonnage ;
● Les conditions environnementales admissibles.
Pour les mesures professionnelles, un calibrateur acoustique peut également être utilisé afin de contrôler la réponse de l’instrument avant et après les mesures.
Les applications smartphone présentent des avantages en termes de coût, de simplicité et de mobilité, mais le matériel varie fortement d’un téléphone à l’autre. Elles conviennent donc davantage aux contrôles rapides et aux évaluations préliminaires qu’au remplacement complet d’un sonomètre professionnel.
Comment rendre les mesures smartphone plus exploitables ?
Pour les mesures quotidiennes, certaines bonnes pratiques permettent de réduire les erreurs les plus évidentes.
● Choisir une application proposant un étalonnage manuel ;
● Utiliser toujours le même smartphone pour les comparaisons avant/après ;
● Ne pas obstruer l’ouverture du microphone ;
● Vérifier que la coque ne masque pas le microphone ;
● Conserver autant que possible la même position et la même orientation ;
● Éviter de frotter le téléphone ou de toucher la zone du microphone pendant la mesure ;
● Ne pas supposer qu’une application reste précise dans un environnement industriel très bruyant ;
● Lorsque cela est possible, comparer ou étalonner l’application avec un sonomètre professionnel ;
● Utiliser directement un sonomètre professionnel lorsque la fiabilité exigée est plus élevée.
Lorsqu’il s’agit simplement de déterminer si une machine est devenue moins bruyante après une opération de maintenance, maintenir constants le smartphone, la position, la distance et les conditions ambiantes est souvent plus pertinent que de se concentrer excessivement sur une valeur absolue unique en dB.
FAQ
Les valeurs en décibels affichées par une application smartphone sont-elles réelles ?
Elles sont normalement calculées à partir du signal capté par le microphone du téléphone et ne sont donc pas générées arbitrairement. Leur exactitude dépend toutefois du matériel, de l’algorithme et de l’étalonnage. Elles doivent généralement être considérées comme des valeurs indicatives.
Une application peut-elle présenter un écart important par rapport à un sonomètre professionnel ?
Oui, selon les conditions. Après un étalonnage adapté, certains smartphones peuvent fournir des valeurs relativement proches d’un appareil professionnel dans une plage de niveau limitée. Toutefois, l’écart peut évoluer avec la fréquence, le niveau de pression acoustique et l’environnement de mesure.
Pourquoi la même application donne-t-elle des résultats différents sur deux téléphones ?
Les smartphones peuvent utiliser des microphones présentant des sensibilités, des réponses en fréquence, des circuits audio et des traitements numériques différents. Les résultats peuvent donc varier même avec une application identique.
Un smartphone peut-il mesurer des niveaux supérieurs à 100 dB ?
Cela dépend du niveau maximal que le microphone et le circuit audio peuvent traiter correctement. En cas de saturation ou d’écrêtage, l’application peut encore afficher une valeur, mais celle-ci ne représentera plus nécessairement correctement le niveau réel.
Une application peut-elle être utilisée pour mesurer le bruit dans une usine ?
Elle peut servir pour un contrôle préliminaire ou l’observation d’une tendance. Pour l’évaluation de l’exposition professionnelle, les essais de machines ou les relevés officiels, il est préférable d’utiliser un sonomètre professionnel.
Une application peut-elle remplacer un sonomètre de classe 1 ou de classe 2 ?
En règle générale, non. Les sonomètres de classe 1 et de classe 2 sont conçus pour répondre à des performances définies. Les microphones et systèmes audio standards des smartphones ne sont généralement pas conçus ni vérifiés comme des systèmes complets de mesure acoustique professionnelle.
Une application reste-t-elle utile si l’on possède déjà un sonomètre professionnel ?
Oui. Une application peut être pratique pour les contrôles rapides et les diagnostics initiaux, tandis que le sonomètre professionnel est préférable lorsque des performances définies, une possibilité d’étalonnage et des données fiables sont nécessaires.
Conclusion
Les applications smartphone de mesure du bruit ne sont pas nécessairement inutiles ou systématiquement imprécises. Elles peuvent fournir une estimation utile du niveau sonore ambiant et sont pratiques pour les comparaisons quotidiennes ou le suivi de tendances.
Cependant, un smartphone n’est pas conçu à l’origine comme un instrument professionnel de mesure du niveau sonore. Les caractéristiques du microphone, la réponse en fréquence, le traitement audio, la plage de mesure, les algorithmes de l’application et l’étalonnage peuvent tous influencer le résultat.
Pour savoir simplement si un environnement est approximativement calme ou bruyant, une application peut constituer un outil pratique. Pour la sécurité au travail, l’évaluation environnementale, les essais industriels, les essais de produits ou les rapports officiels, il convient d’utiliser un sonomètre professionnel étalonné.
Bien comprendre le rôle de chaque outil permet d’adapter la méthode de mesure à l’objectif recherché et d’éviter de prendre des décisions sur la base d’une seule valeur en décibels insuffisamment fiable.
