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Dernière mise à jour : 11/06/2018

Présentation

Le décibel. dB en abrégé. Celà vous dit sans doute quelque chose...
Ah oui ! la mesure des niveaux audio ! Ou alors, le rendement de mes enceintes ? Heu non, la puissance de sortie de mon générateur BF (ou HF) ? L'atténuation de mon pad, alors ? Et le gain de mon préampli, n'est-il pas lui aussi exprimé en décibels ? Houlà ! Je suis perdu !

Le bel (B) et le décibel (dB)

C'est l'heure de la pause. Vous prenez une canette de jus d'orange de 33 cl. Tiens, pourquoi n'ais-je pas dit 0,33 litres ?
Vous regardez le vumètre de votre console. Vous lisez 6 dB. Tiens, pourquoi n'ais-je pas dit 0,6 Bel ?
C'est fou, les habitudes que l'on prend sans s'en rendre compte, hein ?

Alors, le décibel, c'est simple ou c'est compliqué ?

Rassurez-vous, vous n'êtes pas le seul à vous poser cette question... L'incompréhension assez fréquente de cette unité de mesure vient en grande partie de son emploi dans plusieurs contextes. On l'utilise en effet pour décrire des grandeurs ou des écarts de grandeurs, la grandeur en question pouvant être une pression acoustique (pression d'air), une puissance (en Watt), ou encore une tension. Le spécialiste en émetteurs radio, TV, CiBi ou Radiocommunications parlera plus en dBm et en dB, le technicien du son usera plus le dB, dBu, dBv voire dBm.
Mais pourquoi utiliser une telle unité, qui semble à priori compliquer la vie plus qu'autre chose ? N'aurait-il pas été plus simple de s'exprimer en Watts, ou en Volts, unités que tout le monde semble mieux connaître ? La réponse est simple : l'usage d'une telle unité (le dB donc) est née justement pour simplifier la quantification de valeurs pouvant s'étaler sur de très très larges plages. Imaginez simplement que vous vouliez acheter un petit transmetteur Audio-vidéo pour transmettre un programme audiovisuel provenant d'un démodulateur satellite placé dans votre salon, afin de permettre sa réception sur trois téléviseurs éparpillés dans votre maison (pour éviter de passer par un inésthétique cablage filaire). Vous souhaitez comparer plusieurs transmetteurs chez plusieurs revendeurs, afin de choisir le plus puissant (pour être sûr que vous recevrez bien votre programme de partout). Un vendeur X va vous proposer son produit, en vous annonçant qu'il délivre une puissance de 0,000000001 Watt (-60 dBm). Le vendeur Y va vous proposer un autre produit, censé délivrer une puissance de 0,0005 Watt (-3 dBm). Puis un troisième vendeur Y va vous présenter la "bête qui tue", capable de délivrer une puissance de 10W (40 dBm, rassurez-vous, en pratique ça n'existe pas pour ce genre d'appareil). Que pensez-vous retenir en sortant des magasins ? 0,000000001 Watt, 0,0005 Watt et 10 W ? Ou -60 dBm, -3 dBm et 40 dBm ? Vous commencez à saisir le problème ? L'idée, finalement, n'est que de réduire l'écart entre des valeurs très éloignées, de les "compresser" en quelque sorte, pour finalement mieux les retenir, et ceci sans réduire la précision de ces valeurs. Car le cerveau, c'est certain, se sent bien plus à l'aise avec des nombres à peu de chiffres... Alors voilà, des gens ingénieux ont décidé d'utiliser une simple formule mathématique (une fonction pour être plus précis), pour faciliter tout cela ! Et pour la circonstance, la fonction utilisée est le logarithme, log en abrégé. Allez, une dernière façon de vous convaincre que l'emploi du décibel est parfois vraiment pratique : un rapport de 1 milliard entre deux valeurs de même unité correspond à 9 bels, soit 90 dB (tiens, dans 1 milliard, il y a 9 zéros, serait-ce une coincidence ? ).

Le dB, c'est quoi au juste ?

Oh, j'ai faillit oublier de vous le dire... le dB n'est pas une unité absolue. Le dB ne fait qu'indiquer un rapport, c'est à dire qu'il se calcul avec une valeur de référence. Par exemple, un atténuateur placé en entrée d'une tranche de console de mixage (Pad) indique un écart entre ce qui entre et ce qui sort (de l'atténuateur). Ainsi, un pad de 20 dB apporte une atténuation de 20 dB, ce qui veut dire que le signal en sortie du pad est inférieur de 20 dB en amplitude, par rapport à l'amplitude qu'il avait à l'entrée du pad (20 dB correspond à un rapport de 10 en tension, formule donnée un peu plus loin).
Bon, d'accord pour le rapport entre entrée et sortie d'un pad. On peut comprendre que le principe est le même quand on parle d'un préampli qui peut apporter un gain de 40, ou 60 dB. Mais pour effectuer un rapport, il faut bien toujours deux valeurs ? Quand on dit qu'un signal audio fait 0 dB, celà se rapporte bien à une tension absolue, non ? Et bien oui, mais parce qu'il existe une valeur "cachée", qui est une valeur dite de référence, et qu'il faut connaitre pour pouvoir passer d'une unité à l'autre. Retenons pendant qu'on y est, que cette valeur de référence n'est pas la même selon le type de valeur à représenter. La valeur de 0 dB en audio n'indique pas la même valeur absolue que la valeur 0 dB en puissance.
C'est à s'y perdre ! Le dB pour la puissance, le dB pour la tension ! Comment s'y retrouver ?
Et bien tout d'abord en ajoutant un suffixe à l'unité, parce que définir un niveau absolu en dB, celà ne se fait guère (sinon tout le monde risque effectivement de s'y perdre). Un petit "m" pour le décibel en puissance ("m" comme milliwatt), ce qui donne le dBm. Un petit "u" ou un petit "v" pour le décibel utilisé pour représenter une tension électrique, ce qui donne le dBu ("u" comme Unterminated, non terminé, en anglais - rapport à une impédance de charge infinie) ou le dBV ("V" comme Volt). Et puis ensuite en apprenant les valeurs de référence. Ces valeurs de référence sont données ci-après.

En bref...
Le décibel (dB) est une unité de mesure logarithmique (base 10) qui permet d'exprimer une quantité physique (puissance électrique ou optique, tension électrique, pression acoustique), par rapport à une valeur de référence implicite ou spécifiée. L'unité dB vient de deci (dizième) et Bel. Le décibel est une unité sans dimension, qui permet de travailler de manière plaisante avec de très petits ou de très grands nombres. L'unité dB utilisée seule exprime un rapport entre deux valeurs. Si l'on ajoute un suffixe ("u" pour dBu ou "m" pour dBm par exemple), l'unité représente alors une valeur absolue, car le suffixe ajouté indique une référence implicite parfaitement connue.
- Une valeur négative (par exemple -12 dBu) signifie que la valeur absolue correspondante est inférieure à la valeur absolue de référence,
- une valeur nulle (par exemple 0 dBu) signifie que la valeur absolue correspondante est égale à la valeur absolue de référence,
- une valeur positive (par exemple +6 dBu) signifie que la valeur absolue correspondante est supérieure à la valeur absolue de référence.
Remarque : le décibel ne fait pas partie du Système International des unités (SI en français).

Le dBm, le dBmW et le dBW - Puissance et décibels

dBm = deciBel milliwatt
dBmW = deciBel milliWatt
Valeur de référence 0 dBm = 0 dBmW = 1 mW dans 50 ohms (ou dans 600 ohms, 1 mW = 1 mW)
dBW = deciBel Watt
Valeur de référence 0 dBW = 1 W = 0 dBm + 30 dB = 30 dBm
La formule utilisée pour convertir une puissance en décibels est la suivante, sachant que la valeur de référence Pref est 0 dBm = 1 mW :
dBm = 10 log (P / Pref)
Quoi, c'est tout ? Et bien oui, n'importe quelle calculatrice digne de ce nom vous permet rapidement de convertir une puissance en décibels. Et si vous êtes amené à manipuler à longueur de journée ce type de données, soyez assuré que la calculatrice ne sera plus utile très longtemps !

Exemples
0,001 mW = -30 dBm
0,01 mW = -20 dBm
0,1 mW = -10 dBm
1 mW = 0 dBm
4 mW = 6 dBm
10 mW = 10 dBm
20 mW = 13 dBm
100 mW = 20 dBm
1 W = 30 dBm
8 W = 39 dBm

Remarques
- A chaque fois que la puissance double, celà correspond à un accroissement de +3 dB, et à chaque fois que la puissance est multipliée par 10, celà correspond à un accroissement de +10 dB. Celà est valable aussi dans l'autre sens : si la puissance diminue de 3 dB, qu'elle passe de -15 dBm à -18 dBm par exemple, celà signifie qu'elle a été diminuée de moitié.
- Pour trouver une puissance (en mW) à partir d'une valeur en dBm, il faut utiliser la formule suivante :
P (mW) = antilog(dBm / 10)

Le dBuV (dB microvolt)

dBuV ou dBµV = deciBel microVolt
Il existe une autre unité qui a une relation directe avec le dBm, il s'agit de l'unité dBuV (dB microvolt). Cette unité dBuV est souvent utilisée pour exprimer la sensibilité d'un récepteur (récepteur radio par exemple), sachant que plus la valeur donnée par le fabricant du récepteur sera faible, et plus le récepteur sera en mesure de recevoir correctement des signaux faibles. Le lien entre le dBuV et le dBm est simple :
dBuV = dBm + 107
dBm = dBuV - 107
Le dBuV peut aussi être défini par la formule suivante :
dBuV = 20 Log (uV)
A retenir : sous 50 ohms, 0 dBm correspond à 1 mW, et 0 dBuV correspond à 1 uV.

Le dBu - Tension et décibels

dBu = deciBel undefined, unloaded ou unterminated (non défini ou sans terminaison : en pratique, celà correspond à une mesure réalisée avec un appareil dont l'entrée est de type très haute impédance, ne perturbant pas le circuit où se fait la mesure). Le dBu s'appelait auparavant dBv, unité qui a été transformée pour éviter toute confusion avec l'unité dBV.
La formule utilisée pour convertir une tension U en décibels dBu est la suivante :
dBu = 20 log (U / Uref)
sachant que la valeur de référence Uref est 0 dBu = 0,775 Veff (0,775 Veff = 2,19 Vcac) :
dBu = 20 log (U / 0.775)
Peu de différences avec la formule précédente, n'est-ce pas ? Au lieu de multiplier le log du rapport par 10 lorsqu'il s'agit de puissance, on le multiplie ici par 20.

Exemples
-6 dBu = 0,39 Veff
0 dBu = 0,775 Veff
+4 dBu = 1,23 Veff
+6 dBu = 1,5 Veff
+12 dBu = 3.09 Veff
+22,2 dBu = 10 Veff
Remarque : à chaque fois que la tension double, celà correspond à un accroissement de +6 dB, et à chaque fois que la tension est multipliée par 10, celà correspond à un accroissement de +20 dB (donc rapport de 100 pour 40 dB, rapport de 1000 pour 60 dB, etc).

Pourquoi une référence de 0,775 V ?
Le dBu est une unité utilisée pour quantifier l'amplitude d'un signal électrique, et son usage en audio est très fréquent. Choisir une valeur aussi atypique que 0,7746 volt (que l'on arrondit à 0,775 Veff) peut sembler curieux à première vue, mais comme parfois dans le domaine scientifique, certaines choses s'expliquent facilement. La valeur de 0,775 volt correspond simplement à la tension qui provoque une dissipation de puissance de 1 mW dans une charge résistive pure de 600 ohms (provoquant la circulation d'un courant de 1,29 mA). Remarquez que la valeur de la puissance dissipée (1 mW) est la même que celle qui à conduit au choix de la référence du dBm, sauf que la résistance n'était pas de 600 ohms, mais de 50 ohms.

Référence sur charge 600 ohms et charge non définie ? Faut savoir !
Il peut sembler curieux de parler d'une référence par rapport à une charge de 600 ohms, alors que le suffixe "u" de dBu signifie justement unloaded, donc mesure avec impédance de charge non prise en compte. Il faut juste savoir que la valeur de 600 ohms était une valeur d'impédance normalisée (et donc courante) pour les liaisons audio avec adaptation en puissance, et qu'il fallait bien trouver une référence "logique". Se trouver avec une tension de 0,775 Veff aux bornes d'une charge de 600 ohms nous place dans le cas particulier où l'on observe une dissipation de puissance de 1 mW, et nous ramène à une autre référence, le 0 dBm. Si la valeur de la charge est maintenant de 100 ohms et que nous avons toujours 0,775 Veff à ses bornes, nous avons toujours 0 dBu, mais la correspondance avec la valeur de 0 dBm n'est plus vraie, puisque la puissance dissipée est alors équivalente à 7,78 dBm.
A retenir : l'unité dBu est dérivée de la référence 0 dBm, qui correspond à une dissipation de puissance de 1 mW dans une charge de 600 ohms. Mais une valeur exprimée en dBu ne tient pas compte de l'impédance de charge. Mesurer 0,775 Veff sur une charge de 50 ohms, de 600 ohms, de 10 Kohms ou de 1 Mohm donne toujours la valeur 0 dBu.

Le dBV - Tension et décibels, version 2

Avec l'unité dBu, une tension de 0,775 Veff correspond à 0 dBu et une tension de 1 Veff correspond à 2,21 dBu. Comme il semblait plus logique d'utiliser une référence plus "normale" pour une tension, la valeur de tension 1 Veff a été retenue pour servir de référence à une nouvelle unité : le dBV (avec un V majuscule).
dBV = 20 log (U / 1) soit dBV = 20 log (U)
En résumé :
0 dBu correspond à 0,775 Veff (ou Vrms, valeur efficace) soit 2,2 Vcac (ou 2,2 Vpp, cac = crête-à-crête et pp = peak-peak)
0 dBV correspond à 1,0 Veff (ou Vrms, valeur efficace) soit 2,8 Vcac (ou 2,8 Vpp, cac = crête-à-crête et pp = peak-peak)

Exemples
-10 dBV = 0.316 Veff
0 dBV = 1,0 V

Attention...
Attention à ne pas confondre dBu et dBV, la différence est subtile mais existe ! Prenons l'exemple d'une tension de 10 Volts. Avec les formules précédentes, nous obtenons 22,2 dBu et 20 dBV... Ce n'est pas la même chose ! Remarquez que certains systèmes de mesure de niveau audio affichent seulement l'unité "dB". Comment s'y reconnaitre dans ce cas !

Le dBFS

dBFS = decibel Full Scale (Full Scale = pleine échelle).
Valeur de référence = 0 dBFS = maximum d'amplitude permise avant écrêtage du signal.
Le dBFS n'est utilisé que dans le domaine numérique, le terme FS signifiant Full Scale et se référant à l'échelle maximale de valeurs que peut traiter le système numérique. Il est donc impossible de spécifier une valeur analogique universelle comme référence. On peut très bien se trouver face à un appareil numérique doté d'entrées et de sorties analogiques (une console de mixage ou un convertisseur A/D-D/A par exemple), pour lequel le 0 dBFS correspond à une valeur arbitraire fixée par le fabricant. Chez l'un, on pourra lire que le 0 dBFS correspond à une amplitude de 0 dBu à l'entrée du convertisseur A/D, chez un autre, on pourra lire que le 0 dBFS correspond à une amplitude de -10 dBu à l'entrée du convertisseur A/D. Chez un autre encore, on pourra lire que le 0 dBFS correspond à une sensibilité d'entrée que l'utilisateur peut modifier, de -30 dBu à +20 dBu, par exemple. Au final, l'important n'est pas la valeur elle-même, mais il faut la connaitre. Ceci dit, le terme dBFS désigne le niveau d'un signal par rapport à une référence qui est toujours le 0 dBFS, et qui correspond aux mêmes lois "d'écart" que le dBu. Par exemple, un signal de -12 dBFS possède une amplitude quatre fois moindre que celle d'un signal de 0 dBFS. -12 dBFS ne signifie rien d'autre, sauf si l'on sait à quoi correspond précisement le 0 dBFS. Certains fabricants prennent la peine d'indiquer quelle tension doit être appliquée à l'entrée de leur équipement pour que cela corresponde à 0 dBFS, d'autres vous laissent le découvrir vous-même (oui, ça existe). Il est tout de même important de savoir à quels niveaux on doit travailler en entrée et en sortie d'un équipement numérique, car tout de même, le 0 dBFS, ça correspond au seuil à partir duquel il y a écrêtage... Et vous savez sans doute, pour l'avoir entendu peut-être au moins une fois, qu'un ecrêtage en numérique n'est pas aussi agréable qu'un ecrêtage en analogique (le premier est un peu plus désagréable, n'est-ce pas).

Exemple
Convertisseur A/D-D/A, qui demande +22 dBu en entrée pour atteindre le 0 dBFS, et qui sort +6 dBu pour le même 0 dBFS (disons que ça existe). Pour cet appareil, l'application d'un signal d'amplitude 0 dBu à l'entrée se traduira par un niveau de -22 dBFS (0 - (22 - 0)), et l'application d'un signal d'amplitude +4 dBu à l'entrée se traduira par un niveau de -18 dBFS (0 - (22 - 4)). A -22 dBFS, il sortira en analogique un signal d'amplitude -16 dBu (+6 - 22), et à -18 dBFS, il sortira en analogique un signal d'amplitude -12 dBu (+6 - 18).
0 dBu <=> -22 dBFS <=> -16 dBu
+4 dBu <=> -18 dBFS <=> -12 dBu
+22 dBu <=> 0 dBFS <=> +6 dBu
Remarque : on n'a même pas parlé des fonctions entre entrée analogique et convertisseur A/D (ou fonctions entre sortie convertisseur D/A et sortie) qui peuvent apporter du gain ou une atténuation...

-10 dBu / +4 dBm ? ou -10 dBv / +4 dBu ?

Il s'agit de deux valeurs que vous avez surement apperçues sur des entrées ou des sorties d'équipements audio (on a même parfois droit à un petit interrupteur qui permet de passer d'une valeur à l'autre). Elles correspondent à des valeurs "nominales", il ne s'agit ni d'un minimum, ni d'un maximum. La valeur -10 dB correspond à un niveau nominal plutôt utilisé dans le domaine grand public, alors que la valeur +4 dB se rencontre plutôt dans le domaine professionnel. Notons que le niveau +4 dBm (1,23 Veff, qui correspond aussi à 0 Vu) correspond à une amplitude quatre fois plus importante que celle du niveau -10 dBv (316 mV). Pourquoi ces valeurs ? Et bien, il s'agit de valeurs qui ont été définies de façon arbitraire, et qui sont devenues standardisées, par convention. Le diffuseur TDF utilise des équipements audio qui travaillent avec des niveaux normalisés à +12 dBu. Les allemands utilisent pour certaines applications audio, des valeurs normalisées à +6 dBu. C'est comme ça. L'important est de pouvoir travailler avec des niveaux qui ne soient pas trop faibles (pour que leur transport soit moins affecté par les parasites environnants), et que la majorité des équipements ait la même référence (sinon bonjour les adaptations de niveau à droite et à gauche).

Le dBSPL (ou dB SPL) - Acoustique

dBSPL (ou dB SPL) = deciBel Sound Pressure Level
Le dBSPL est utilisé dans le domaine de l'acoustique, plus précisement là où il est question de pression acoustique. L'utilisation d'une telle unité présente un grand interêt en acoustique car la sensation auditive que l'on éprouve à l'audition d'un son est proportionnelle au logarithme de l'excitation. Comme pour les Watts et les Volts, l'usage d'une référence est nécessaire. Cette référence est le seuil d'audibilité de l'oreille humaine, c'est à dire le niveau sonore au-dessous duquel l'oreille n'entend plus rien. Le seuil d'audibilité pour un son à 1 kHz, a été "fixé" (moyenne reconnue pour un ensemble donné d'individus) à 10-12 Watt/m2. La puissance acoustique ainsi exprimée en décibel sera ainsi directement en rapport avec la sensation éprouvée lors de l'écoute. Si P exprime la puissance sonore émise et si Pr exprime la puissance sonore de référence (seuil d'audibilité), alors l'écart entre ces deux puissances peut s'écrire selon la formule suivante :
Ecart = 10 log (P / Pr)
Ainsi, le niveau sonore à 1 kHz est défini par la formule suivante :
Psonore = 10 log (P / 10-16)

Le Pascal
Le Pascal est une unité de pression d'air, que l'on peut aussi bien retrouver dans les indications météo (plutôt sous la forme d'HectoPascals ou de bars) qu'en indication de "sensibilité" de l'oreille humaine (plutôt sous la forme de microPascal ou de Pascals). Le Pascal correspond à une pression de 1 Newton sur une surface de 1 mètre carré et correspond aussi à une énergie de 1 joule par mètre cube.
1 Pa = 1 N/m2 (1 Newton sur une surface de 1 mètre carré)
1 Pa = 1 J/m3 (1 joule par mètre cube)
1 Pa = 10 microBars (ou si on inverse la formule, 1 Bar = 100 kPa)
Comme cela l'a été écrit précédement, le seuil d'audibilité pour un son à 1 kHz est de 10-12 Watt/m2. Cela correspond à une pression de 20 uPa (microPascals) et sert de référence pour le dBa :
20 uPa = 10-12 Watt/m2 = 0 dB SPL
Le tableau qui suit montre quelques correspondances entre ces différentes unités.

Pa (Pascal) W / m2  dB SPL Remarques
--- --- 300 Erruption volcanique du Krakatoa en 1883 (valeur estimée)
63,2 MPa --- 250 En plein centre d'une tornade
20000 (20 kPa) 1000000 (1 MW) 180 Décollage fusée à 1 mètre
632 1000 (1 kW) 150 Mieux vaut éviter d'être à côté...
200 100 140 Avion à 50 mètres, coup de pistolet à 1 mètre
63,2 10 130 Seuil de douleur
20 1 120 Seuil d'inconfort et début de douleur, sirène puissante
6,3 10-1 (0,1 W) 110 Scie circulaire ou moto à 1 mètre, tonnerre
2 10-2  100 Marteau-piqueur, HP discothèque à 1 mètre (normalement limité par la loi à 90 dBa)
2.5 * 10-3 (2,5 mW) 94 Référence pour les mesures de pression accoustique (micro, HP)
6,3 * 10-2 10-3 90 Camion diesel à 10 mètres, hurlement humain
2 * 10-1 10-4 80 Bord de route encombrée à 5 mètres, klaxon voiture
6,3 * 10-2 10-5 70 Aspirateur "moyen" à 1 mètre, restaurant bruyant
2 * 10-2 10-6 (1 uW) 60 Radio volume moyen, sonnerie tel, voie parlée (conversation) à 1 mètre
6,3 * 10-3 10-7 50 Ambiance domestique (maison tranquille), lave-linge
2 * 10-3 (2 mPa) 10-8 40 Librairie tranquille, lave-vaisselle
6,3 * 10-4 10-9 30 Chambre tranquille la nuit, chuchotement, forêt
2 * 10-4 10-10 20 Cabine prise de son, respiration humaine à 20 cm
6,3 * 10-5 10-11 10 Désert
2 * 10-5 (20 uPa) 10-12 0 Seuil d'audition (à 1 kHz)

Remarques :
- Dans le tableau qui précède, ne pas confondre les W/m2 (intensité sonore) avec les Watts "dissipés" par un HP. On se doute bien qu'on ne travaille pas avec une puissance inférieure au Watt en sortie d'un ampli BF de discothèque...
- le seuil d'audition n'est pas tout à fait le même pour tout le monde, et surtout il dépend de la fréquence du signal perçu par l'oreille. La sensibilité de l'oreille est moindre pour les fréquences basses et aigues, et ce phénomène est plus marqué pour les sons de faible amplitude. C'est la raison pour laquelle on trouve parfois sur des amplis hifi, un correcteur physilogique (appelé Loudness) qui apporte une amplification supplémentaire aux fréquences extrêmes et à bas volume, pour compenser la sensibilité moindre de l'oreille dans ces zones de fréquence (le loudness de l'ampli hifi agit d'autant plus, que le bouton de volume est réglé bas).
- La pression atmosphérique n'est pas la même que la pression accoustique. La pression atmosphérique standard est de l'ordre de 101 kPa.
- Il est parfois dit qu'en théorie la pression accoustique ne peut pas dépasser 194 dB SPL, puisque la pression de l'air standard est de 101 kPa (qui justement correspond à 194 dB SPL). Au delà de cette valeur limite, on parle plus d'onde de choc que d'onde accoustique. Tout le monde n'est pas d'accord sur ce point et moi même ne peux me prononcer à cause de mon manque évident de connaissances dans ce domaine précis.
- Le dB SPL "ne tient pas compte" de la fréquence du signal acoustique. Le dBA (ou dB-A) quant à lui s'appuie sur les courbes de sensibilité de l'oreille, qui varient en fonction du niveau sonore et de la fréquence. Par exemple quand on parle du seuil d'audition qui est de 20 uPa ou 10-12 W/m2, cela est vrai pour une certaine plage de fréquences. L'oreille n'entend rien si la fréquence de l'onde acoustique est de 200 Hz avec une pression de 20 uPa, à cette fréquence précise de 200 Hz le seuil d'audition correspond à une valeur plus élevée. On pourrait dire pour résumer rapidement qu'une valeur exprimée en dBA est obtenue en appliquant un filtre qui colle à la sensibilité de l'oreille sur la plage des fréquences audibles, et que cette valeur (en dBA) permet d'évaluer un "volume sonore". Le dBA donne donc une mesure pondérée, qui est particulièrement utilisée pour les mesures de bruit (avec l'idée que si l'oreille est moins sensible aux extrémités du spectre sonore, on peut accorder moins d'importance au bruit dans ces extrémités). Cet aspect des choses fait partie du domaine de la psycho-acoustique et n'est pas forcement très simple à apréhender de façon naturelle. Notez qu'il n'existe aucune formule qui permette de passer du dB SPL au dBA.

Rendement et sensibilité des haut-parleurs...

La sensibilité des haut-parleurs est exprimé en dB/W/M : nombre de décibels pour 1 W électrique (ou 2,83 Vcac), mesure effectuée à 1 mètre de distance (avec le microphone d'un sonomètre). Il désigne l'aptitude du haut-parleur à gacher le moins possible l'énergie électrique qu'on lui transmet. En clair, la sensibilité d'un haut-parleur représente la quantité de puissance sonore qu'il peut délivrer pour une puissance électrique donnée. La sensibilité n'a pas de rapport avec la puissance qu'il peut supporter. Un haut-parleur qui admet 100 W n'a pas forcement une sensibilité supérieure à un haut-parleur de 25 W. Au fait, saviez-vous qu'un haut-parleur perd sous forme de chaleur, la quasi-totalité de l'énergie électrique qu'on lui envoie (au moins 95%) ? Ca ne vous rappelle rien ? Bah oui, l'ampoule à incandescence...
Les valeurs courantes de sensibilité sont de l'ordre de 88 dB/W (faible sensibilité) à plus de 100 dB/W (haute sensibilité). Au premier abord, on peut penser que celà ne représente pas un gros écart, mais il se passe ici la même chose que pour les puissances électriques : la puissance acoustique (puissance sonore perçue par l'oreille) est doublée à chaque augmentation de 3 dB. Un haut-parleur ayant une sensibilité de 98 dB/W fournira donc une puissance acoustique 4 fois plus importante qu'un haut-parleur ayant une sensibilité de 92 dB/W, pour une même puissance électrique appliquée à ses bornes. Interressant, non ? J'imagine maintenant que vous allez regarder ce chiffre avec un peu plus d'attention lors de votre prochain achat...
Si vous voulez en savoir plus...

Quelques repères

Rien de tel que quelques exemples "pratiques" pour mieux cerner les grandeurs. Voici donc un petit tableau qui je l'espère vous aidera à voir un tout petit peu plus clair. Les valeurs qui y sont portées présentent des ordres de grandeur, ne les considérez pas comme des limites absolues. Vous pourrez ainsi parfaitement trouver des préamplis micro dont la sensibilité descend à une valeur aussi faible que -70 dBu.

Utilisation / Domaine
dBu, dBm
Volts Efficaces
Volts Crête à crête
Grand public -10 dBv
0,316 V
0,89 V
Grand public
-10 dBu à 0 dBu
0,245 V à 0,775 V
0,69 V à 2,18 V
Amplis sono "grand public"
0 dBu
0,775 V
2,18 V
Amplis sono pro
+3 dBu / +6 dBu
1,1 V / 1,54 V
3,08 V / 4,34 V
Professionnel (Diffusion)
+12 dBu
3,08 V
8,7 V
Professionnel (Production)
0 dBu / +4 dBu / +6 dBu
0,775 V / 1,22V / 1,54 V
2,18 V / 3,44 V / 4,34 V
Sensibilité Entrée micro
-60 dBu à -20 dBu
0,775 mV à 77,5 mV
2,18 mV à 218 mV
Sensibilité Entrée Ligne
-30 dBu à +10 dBu
24 mV à 2,45V
67 mV à 6,9 V

Pour résumer...

Rappelez-vous simplement qu'un gain (+40 dB par exemple) ou une atténuation (-20 dB par exemple) ne désigne aucune valeur absolue, mais une différence (ou un rapport) entre deux valeurs. Pour désigner une valeur absolue, il faut ajouter la petite lettre qui va bien après le dB (+12 dBu par exemple).
Il existe donc le dB, le dBm, le dBu et le dBv...
Et bien ce n'est pas si complexe que celà, alors !
Ah, et pour terminer ! N'utilisez pas le dB pour exprimer une amplification, réservez cette unité pour exprimer un gain ! Une amplification s'exprime sans unité : on dit par exemple qu'un amplificateur apporte une amplification de 100, ce qui correspond à un gain de 40 dB.
Besoin de repères permanents sous la main ? Faites donc un tour du côté de mes logiciels Unit Convertor (convertisseur d'unités) et TxRxZed (utilitaire permettant de quantifier les pertes de niveau lié aux impédances de source et de charge).