Décibel
Unité hors SI admise · grandeur : niveau, un rapport logarithmique
01 · Définition
Un décibel ne mesure rien par lui-même. Il dit combien de fois une grandeur dépasse une autre — et exige que cette autre soit nommée.
Un niveau de puissance vaut dix logarithmes décimaux du rapport : L = 10 lg(P/P₀) décibels. Pour les grandeurs dont le carré est proportionnel à la puissance — pression, tension, courant — le facteur double : L = 20 lg(F/F₀). D’où la règle qui étonne le non-initié : doubler la puissance donne 3 dB, doubler l’amplitude en donne 6. L’unité est sans dimension et n’appartient pas au SI, mais elle y est admise aux côtés du bel et du néper. La valeur de référence fait partie obligatoire de la notation : sans « par rapport à 20 µPa » ou « par rapport à 1 mW », un nombre en décibels ne signifie rien.
L’oreille embrasse des sons couvrant un rapport de un à mille milliards en intensité. L’écrire linéairement est malcommode, et de toute façon l’écoute est logarithmique : des rapports égaux se ressentent comme des pas égaux. La seconde raison est technique — les affaiblissements le long d’une chaîne d’amplificateurs et de lignes se multiplient, alors qu’en décibels ils s’additionnent.
02 · Conversion
Saisissez un niveau, la fiche le déploie en rapports
Toutes les lignes du tableau décrivent un seul et même rapport, écrit autrement. Le bel est dix fois plus grand que le décibel, le néper compte par le logarithme naturel et vit dans la théorie des circuits, et les pourcentages sont commodes quand le rapport est proche de l’unité.
Les décibels de sources distinctes ne s’additionnent pas arithmétiquement. Deux machines identiques à 60 dB donnent 63 dB, et non 120 : c’est la puissance qui double, pas le niveau. Pour que cela paraisse deux fois plus fort, il faut environ dix décibels de plus — soit dix fois la puissance.
| Unité | Nom | Valeur | Où on la rencontre |
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Ordres de grandeur
échelle de pression acoustique, référence 20 µPa04 · Instruments de mesure
Avec quoi on mesure les décibels
Un microphone à condensateur, un filtre de pondération A, C ou Z et un moyennage dans le temps. La classe 1 tient une tolérance de quelques fractions de décibel aux fréquences moyennes.
Il se pose sur le microphone et délivre les 94 décibels de référence — exactement un pascal de pression acoustique. Sans cette vérification avant la mesure, les chiffres du sonomètre n’ont aucune valeur.
En radiotechnique, l’axe vertical est toujours en dBm : zéro signifie un milliwatt. Un récepteur de téléphonie mobile travaille de −50 à −110 dBm — six ordres de grandeur de puissance sur un seul écran.
Il compte non pas depuis un seuil physique, mais depuis la norme auditive à chaque fréquence. Zéro dB HL est la médiane d’une oreille jeune et saine, c’est pourquoi l’échelle peut devenir négative.
05 · Règles d’écriture
d minuscule, B majuscule, la référence est obligatoire
Le B majuscule est là parce que le bel porte le nom d’Alexander Bell ; le d minuscule est le préfixe « déci ». Une espace sépare le nombre de l’unité. Le symbole n’a pas de pluriel : 20 dB, jamais 20 dBs. Les préfixes ne s’appliquent pas au décibel : le kilodécibel n’existe pas, il y a seulement mille décibels — ce qu’on ne rencontre jamais en pratique.
Les formes dBm, dBA, dBi et dBFS contredisent les règles du SI : on ne doit pas accoler au symbole d’une unité des lettres précisant la grandeur. Les métrologues proposent de mettre la référence entre parenthèses après le nombre, mais les branches tiennent à la forme brève, et les normes la tolèrent.
06 · Unités voisines
Les trois unités de niveau décrivent un même rapport, mais prennent des logarithmes différents. Le bel est décimal et grossier, le décibel en est le dixième et la bête de somme, le néper est naturel et commode dans les mathématiques des régimes transitoires.
Les valeurs de référence sont fixées par des normes distinctes : 20 µPa pour le son dans l’air, 1 mW pour la puissance radiofréquence, 0,7746 V pour l’audio de studio et la pleine échelle du convertisseur pour le numérique.
07 · Section historique
Les unités dont le décibel est issu
L’affaiblissement d’un mille de câble téléphonique à 800 hertz. Une mesure physique jusqu’au bout : pour savoir ce qu’une ligne avait perdu, on la comparait à une bobine de fil.
La première tentative de détacher l’unité d’un morceau de câble : un pur rapport de puissances avec un logarithme décimal. Elle a coïncidé numériquement avec le futur décibel.
Nommé d’après Alexander Bell. Il s’est révélé trop grand : presque tous les écarts pratiques tenaient dans quelques bels et leurs fractions, si bien que le dixième est entré en usage.
Nommé d’après John Napier, l’inventeur des logarithmes. Il compte en base e et se trouve donc naturel dans les équations d’affaiblissement, mais malcommode dans les rapports d’essai.
Le décibel n’est pas une unité de grandeur mais une façon d’écrire un rapport
À strictement parler, le rapport de deux puissances est sans dimension, et sa valeur vaut un multiplié par un nombre. Le Bureau international des poids et mesures reconnaît le bel, le décibel et le néper comme unités de rapports logarithmiques, avec une réserve : ils n’appartiennent pas au SI et ne s’emploient qu’avec une référence indiquée. De là tout le désordre des suffixes. La pratique de l’ingénieur a accolé une lettre au symbole — dBm, dBA, dBi, dBFS — et chacune de ces formes sous-entend sa propre valeur de référence, bien que les règles du système interdisent d’ajouter quoi que ce soit à une unité. Pendant que les métrologues discutent, les branches emploient ces suffixes depuis soixante-dix ans, et rien ne peut les remplacer : l’autre voie exige des précisions encombrantes à chaque ligne d’un procès-verbal.
Catalogue · unités de mesure
Une fiche pour chaque grandeur
Sept unités de base du SI, vingt-deux unités dérivées à nom propre et les unités hors SI dont ni la technique ni la vie courante ne peuvent se passer. Chacune a sa fiche : définition, conversion, instruments, règles d’écriture. En 36 langues.
Unités hors SI
ouvrez la fiche du décibelUnités de base du SI
le décibel est sans dimension — aucune unité de base n’y figureUnités SI dérivées portant un nom propre
en terre cuite, celles dont on compte les rapports en décibelsLangue de la fiche
36 langues. Le symbole ha et les formules ne se traduisent pas — ils sont les mêmes partout ; ce qui se traduit, c'est le texte, les exemples et les règles d'écriture.