Sécurité acoustique : protéger un ouvrier du bruit en 5 points

Le troisième exercice du bac 2026 de physique-chimie en Asie-Pacifique (jour 1) vaut 5 points, pour une durée indicative de 53 minutes. Il place l'élève dans un atelier bruyant et lui demande de choisir la protection auditive adaptée à un ouvrier. Tout repose sur la relation entre intensité sonore et niveau d'intensité sonore, L = 10 log(I/I₀), sur l'addition des intensités et sur la lecture d'une courbe d'atténuation.

Questions 1 et 2 : le niveau sonore au poste de travail

Avec I₁ = 3,0 × 10⁻⁴ W·m⁻², on obtient L₁ = 85 dB, arrondi à deux chiffres significatifs comme les données. Attention à utiliser la touche log et non ln. Sur l'échelle du document, 85 dB se situe dans la zone « Inconfort ». Le corrigé rappelle que ce niveau correspond aussi au seuil à partir duquel la protection individuelle devient obligatoire.

Question 3 : ajouter une deuxième source

C'est la question piège de l'exercice. Additionner les niveaux, 85 + 80 = 165 dB, n'a aucun sens : seules les intensités s'ajoutent. La méthode tient en trois étapes : convertir le niveau L₂ = 80 dB en intensité avec I = I₀ × 10^L/10, soit 1,0 × 10⁻⁴ W·m⁻² ; additionner pour obtenir 4,0 × 10⁻⁴ W·m⁻² ; revenir au niveau, qui vaut bien 86 dB.

Question 4 : lire la figure au bon endroit

Pour 86 dB reçus, le casque et les bouchons atténuent tous deux d'environ 20 dB : le niveau perçu, 66 dB, est dans l'intervalle acceptable de 65 à 80 dB. Aucune protection n'est donc plus adaptée que l'autre. L'erreur serait de comparer les courbes à 110 ou 120 dB, là où elles s'écartent, au lieu de les lire au niveau réellement reçu.

Question 5 : s'éloigner de la machine d'usinage

À partir de la loi d'atténuation donnée, L' = L − 10 log(d'/d), on isole d' = d × 10^{(L − L_Max)/10} = 6,3 km. Le commentaire est attendu et rapporte des points : aucun atelier ne mesure plusieurs kilomètres, s'éloigner ne suffit pas et une protection auditive est indispensable. À la calculatrice, n'oubliez pas les parenthèses autour de l'exposant.

Question 6 : la question ouverte

Les trois sources agissent ensemble. La machine d'usinage apporte I₃ = 1,0 × 10⁻¹ W·m⁻², une intensité 250 fois plus grande que celle des deux autres réunies : le niveau total reste à 110 dB. La figure 1 donne alors 35 dB d'atténuation pour le casque serre-tête (75 dB perçus, acceptable) et 26 dB pour les bouchons (84 dB perçus, trop élevé). L'ouvrier doit donc porter le casque.

Conseils pour cet exercice

Structurez la question ouverte en quatre temps : niveau total reçu, atténuation lue à ce niveau, niveau perçu comparé à l'intervalle acceptable, conclusion. Écrivez systématiquement la relation utilisée avant l'application numérique et vérifiez l'ordre de grandeur de chaque niveau obtenu.