Den infralyd er lydbølger af lavfrekvens (der er derfor både mekaniske vibrationer og akustiske svingninger). De er normalt placeret under grænsen på den gennemsnitlige grænse for lavt sat lyde føleligt ved menneskelige øre (dvs. mellem 0 Hz og 16 til 20 Hz omtrent), undtagen når de udsendes ved høj eller meget høj intensitet for en række. infralyd placeret mellem 16 og 20 Hz, det vil sige hvis perioder med akustiske vibrationer gentages hver 16. til 20. gang i sekundet, hvilket derefter giver lytteren en følelse af "tone". Ved lavere frekvenser opfattes de af fysiologiske grunde ikke længere af hørelse (fra en grænse kaldet "øvre frekvens af infralyd").
Talrige undersøgelser har fokuseret på produktion og transmission af infralyd og ultralyd såvel som følsomheden hos mennesker (og nogle dyrearter) over for disse frekvenser ved forskellige eksponeringsintensiteter.
De mest konstante og almindelige naturlige kilder er vinden (ved 100 km / t producerer vinden infralyd ved ca. 135 dB ), havbølger (som ved en frekvens på mindre end 1 Hz udsender i en højde på 100 dB ca.). Jordens naturlige seismicitet er også en konstant kilde.
Kunstige kilder til infralyd (især industriel) er i stigende grad til stede og meget talrige.
Følsomheden af menneskelig hørelse over for lydspektret og lydens intensitet varierer afhængigt af alder, opmærksomhed og individer fra ca. 20 til 20.000 Hz.
Frekvensbåndet på 20 til 40 Hz er en. Overgangszone mellem infralyd og hørbare lyde . Over 20 kHz og under 20 Hz kan lyde normalt ikke længere mærkes af øret (undtagen ved høj intensitet for et bestemt interval af infralyd); andre organer gør det derefter muligt at føle dem som et vibrerende fænomen; hvis for eksempel ribbenbur , mave , hud , øjenkugler , muskler , skelet eller kranium eller andre indre organer resonerer med dem eller føler den inducerede vibrationsenergi.
Sådan infralyd kan også mærkes af en døv person , for eksempel for lydniveauer i størrelsesordenen 124 dB ved 4 Hz. Vi taler undertiden i disse tilfælde om "vibrotaktil opfattelse" (men dette ord har andre betydninger). Den INRS (2006) anslår, at i henhold til den videnskabelige litteratur ”Beyond 40 Hz og op til 100 Hz, antages det, at vi har at gøre med lavfrekvente lyde, der høres” , og som for alle hørbare frekvenser, binaural lytning (ved begge ører ) synes at forbedre infralydsfølsomhed (med 3 dB sammenlignet med monolytning).
Det har længe været kendt, at støj med høj intensitet er skadelig for hørelsen, og i flere årtier er der gjort en indsats for at opdage og måle mulige virkninger af den uhørbare del af de vibrationer, som vi udsættes for. NASA, som udsætter sine piloter og astronauter for meget høje niveauer af vibrationer og støj, er især interesseret i dette. Eksperimenterne, der forberedte Apollo-missionerne, udsatte frivillige for meget høje niveauer af infralyd (120 til 140 dB) under skadelig indvirkning på deres helbred under medicinsk tilsyn, og det vides, at et højt niveau af infralyd er meget mere tåleligt end det samme lydniveau i det normale interval af hørbare frekvenser.
Det er blevet vist i laboratoriet på dyremodellen, at infralyd har mange fysiologiske virkninger, men kun i tilfælde af kronisk eksponering og høje " lyd " -niveauer . Hos mennesker er der fra et højt decibelniveau (som bringer infralyd tæt på høretærsklen ) reaktioner af træthed, depression, stress, irritation, asteni, hovedpine, forstyrrelser i årvågenhed eller balance og kvalme ("søsyge") blevet beskrevet. Den tærskel hørbarhed er minimum lydstyrke kan opfattes af det menneskelige øre; “Jo lavere lydfrekvenser, jo højere skal lydniveauet være for at det kan mærkes” . Disse reaktioner kan skyldes vibrationsindstillingen i visse indre organer (fordøjelses-, hjerte-kar-åndedrætsorganer) eller øjenkuglerne i nærvær af bestemt infralyd, men sådanne reaktioner vises kun ved tærskler, der er meget højere end infralydet, der udsendes af vindmøller ( evalueret for eksempel af Jakobse og van den Berg i 2004. Ifølge resultaterne fra Hayes (2006) kræver inducering af vibroakustisk sygdom (VaD) hos dyr eksponering for et niveau på 50 til 60 dB højere end niveauet for infralyd og lavfrekvens lyd udsendt af vindmølleparker i dette frekvensområde.
På grund af egenskaberne ved lave frekvenser formeres infralyd meget godt i alle medier; væsker (vand), gasformige (inklusive luft) eller elastiske faste stoffer (jord, strukturer, bygget infrastruktur osv.). Kun det komplette vakuum stopper dem med det samme. Molekylerne, der udgør luften, nedsætter kun energien fra en infralydbølge på 10 Hz med ca. 0,1 dB / km, det vil sige 100 gange mindre end de 10 dB / km, der absorberes af luften for frekvenslyde, der høres ved 1 kHz.
Dæmpningsreglen på grund af formering i sfæriske bølger (6 dB mindre hver gang afstanden fordobles) gælder også for infralyd; det er den vigtigste faktor til dæmpning af infrasoniske bølger med afstand.
Infralyd formerer sig meget godt. Deres kilde kan derfor være meget fjern (hundreder til tusinder af kilometer). Og deres frekvensområde (lange bølgelængder, for eksempel 34 m for en frekvens på 10 Hz) gør det vanskeligere at måle kildens retningsevne. Derudover ser mange industrielle kilder ud til at være "små" sammenlignet med den udsendte bølgelængde. Da infralyd ikke sænkes, sender den udsendende kilde den i alle retninger af rummet med nogenlunde ækvivalent energi; de siges at være "omnidirektionelle" . Disse egenskaber gør det vanskeligt at finde oprindelsen til mange infralyd.
Af alle disse grunde er det næsten umuligt at beskytte mod infralyd ved hjælp af konventionelle metoder til lydisolering ved lydabsorption. Løsninger af " aktiv støjkontrol " er for nylig dukket op, men ufuldkomne i stor skala på grund af kildens omidirektionalitet; de gør det muligt at skabe en kunstig stilhed lokalt (i en lille del af emissionskuglen), men ikke at hæmme hele emissionen.
Den mest praktiske løsning i tilfælde af ubehag eller alvorlige problemer er generelt at deaktivere, flytte eller slette senderen.
Nogle af de instrumenter, der bruges af symfoni eller nutidige orkestre (elektrisk guitar, basstromme osv.) Og endnu mere kraftfulde højttalere, der udsender syntetisk musik og / eller ved høj effekt, udsender infralyd.
Den første halvdel af den første oktav, der opfattes af mennesket, (20 - 40 Hz ) eller (16-32 Hz ) er ved grænsen mellem infralyd og subbas (in) , det giver et indtryk på både den auditive og fysiske , som giver en øget fornemmelse af "tilstedeværelse" og "styrke" af lyd, for eksempel søgt i biografer eller på bestemte udendørs koncertscener.
Ligesom ultralyd bruger medicin undertiden infralyd, som produceres af komfort eller terapeutiske apparater (mekanisk massage, radial stødbølgebehandling). I begyndelsen af 2000'erne blev flere typer masseringsanordninger brugt på mennesker eller af dyrlæger på dyr, hvor værktøjet har vist sig at være effektivt på store dyr (heste) og små (hund) (testet som en del af en veterinærafhandling, udgivet i 2009) Disse enheder, der er godkendt af FDA i USA, er udstyret med tip tilpasset til forskellige anvendelser lige fra bronkial dræning hos spædbørn , lymfatisk dræning gennem behandling af muskulotendinøs fibrose , kontrakturer , tidlig slidgigt eller liggesår .
På almindelige naturlige niveauer har eksponering for infralyd ingen kendte virkninger. Men det moderne liv og visse erhverv udsætter os for mange kunstige kilder til infralyd, hvoraf nogle kan have en irriterende eller endog skadelig virkning.
I slutningen af 1963 indså doktor Gavreau fra laboratoriet for elektroakustik i Marseille, at forskerne fra hans team var udsat for kvalme og voldelige og uforklarlige hovedpine . De ender med at opdage, at en ventilator i ventilationssystemet er årsagen: maskinen under drift udsendte en lyd med en frekvens på 7 Hz, som forstærket af ventilationskanalen, hvor den var indlejret, blev uudholdelig, selv om den ikke kunne høres. Hypotesen om skadelighed ved visse infralyd for mennesker diskuteres regelmæssigt i medierne.
Opfattelsen eller brug af infralyd ved dyrelivet er også rettet til langdistance-kommunikation i elefanter eller store hvaler, eller med den hypotese, præsenteret af en 2013 tv-dokumentar af en lammende effekt på mennesker eller dyr byttedyr infralyd stede i brøl af tiger på tidspunktet for et angreb. Ifølge rapporten følte de mennesker, der deltog i eksperimentet, en uimodståelig frygt for panik, selvom de ikke hørte nogen lyd. Ifølge denne dokumentar er visse steder, der anses for at være "hjemsøgt" af spiritus, faktisk steder, hvor infralyd forstærkes af ventilationskanaler. Tidligere ubrugte kontorer blev brugt 3 E Eksempel på virkningen af infralyd på mennesker, typen sygdomssyge bygning : Selvmordsraten for ansatte, der arbejder på disse kontorer, var unormalt høj; personalet var tilbøjelige til depression, kvalme og hovedpine. I dette tilfælde viste årsagen sig at være infralyd udsendt af ventilationssystemet i en nærliggende motorvejstunnel .
Ud over visse tærskler udgør de et stort fysiologisk ubehag for dyr og mennesker.
Langvarig eksponering fremkalder ubehag, træthed, endda nervøse eller psykiske lidelser.
Ved høj effekt har infralyd skadelige, endda destruktive, mekaniske og fysiologiske virkninger.
Ikke-dødbringende eller dødbringende forsøg med sonisk brug har fundet sted med forsøg, der især er gjort under WWII af nazisterne. Brugen af sådanne våben kan aldrig se dagens lys på grund af deres karakter som masseødelæggelsesvåben, ikke-diskriminerende og den "unødvendige lidelse" eller "overflødige skader", som de kan forårsage. Derudover kan aktive støjkontrolløsninger lokalt annullere deres effekter.
Ifølge INRS er "infralydskilder mange, hvad enten de er naturlige eller kunstige" Nogle er skadelige eller generende. Undtagelsesvis kan sammenhængende kilder, der udsender to temmelig tætte rene ikke-infralydfrekvenser, også - på grund af mediets ikke-lineariteter - lokalt medføre udseendet af parasitisk infralyd, der opfattes som slå (men derefter ved lydniveauer, der generelt er ret lave).
Naturlige kilderBlandt dem identificerer den videnskabelige litteratur i en bred frekvens af lyde "højenergikomponenter placeret i infralydsdelen af spektret" inklusive:
Lavfrekvente komponenter i disse fænomener kan overføres fra en væske til en genstand eller omvendt ”genudsendes i luften” . Og i det naturlige (eller menneskeskabte) miljø kan den lokale og undertiden midlertidige tilstedeværelse af visse "lag" i skyerne, i den geologiske jord og i vandet føre til infralyd over meget store afstande (ti til hundreder af km) . Nogle hvalarter og bruger havlag med termisk tæthed og / eller saltvand som differentieret SOFAR-kanal ( SOFAR-kanal , svarende til en bølgelederakustik , undersøgt og brugt af undervandsakustikken ) til kommunikation på meget lange afstande (i modsætning til dyr, der udsender ultralyd, hvis opkald og sange hurtigt dæmpes af det omgivende miljø). I normal sammenhæng er pukkelhvalens sang (15 til 400 Hz) hørbar ved 10 km, men op til flere hundrede eller tusinder km under de bedste forhold.
Antropogene kilderPersonalet på visse transportfaciliteter , visse brancher , natklubber, tilrettelæggelsen af udendørs koncerter og visse musikere eller musiklyttere eller endda loggere, der bruger motorsave, kan være særligt udsat for det.
Fysiologiske effekter demonstreres ved eksponering ved høje niveauer; de har resulteret i gradvis optagelse i regler og konsekvensundersøgelser samt undertiden i visse korrigerende og forebyggende foranstaltninger.
De Eksponeringsgrænseværdierne er blevet foreslået eller er under overvejelse i flere lande; en speciel videnskabelig tidsskrift ( Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control ) er endda lanceret, der er afsat til virkningerne af infralyd hos mennesker og midlerne til at dæmpe, undgå eller kompensere for dem. Men deres virkninger og endnu mere de foranstaltninger, der skal træffes i mellemintensiteter, drøftes stadig.
I mangel af regler findes der anbefalinger og god praksis , især opført af INRS i Frankrig, offentliggjort i anmeldelsen Hygiène et sécurité du travail .
Inden for musik er forskningsproduktion eller reproduktion af infrarød langt mere marginal end for subakut eller subbas (in) , de løsninger, som handlen foreslår, er meget sjældne. De fleste sofistikerede hobbyister henvender sig til skræddersyede løsninger, der kræver meget store forstærkede kabinetter, specialiserede transducere og en effektforstærkningsreserve, der ofte overstiger et kilowatt .
Jo mindre effektiv en transducer ( subwoofer ) er i dens funktion, jo mindre vil den være i stand til at gengive subbassen ved et tilstrækkeligt højt lydtryk. Undergraven er meget vanskelig at reproducere for en transducer, risikoen for at nå den mekaniske grænse ( ) frem for alt og undertiden er den termiske grænse for transduceren enorm. Forårsager ofte udstyrsfejl , hvis det ikke er beskyttet af et infralydsfilter ( subsonisk filter ). Nogle hjemmebiografentusiaster søger ydeevne på højt niveau ved at sigte mod gengivelse af infralyd ved frekvenser så lave som 10Hz ved +/- 3 decibel fra resten af spektret. Dette kræver transducere, der er specialiseret i høje luftbevægelser (op til 8 liter pr. Tryk eller endda mere) og har en meget robust konstruktion, der kan undgå at være mekanisk begrænset. Diameteren på en transducer eller størrelsen på dens magnet er slet ikke en garanti for god gengivelseskapacitet for subbas og infralyd; design af en bass transducer er meget forskellig fra en sub-bass transducer, især når sidstnævnte også skal gengive sub-bas. For professionelle lydsystemer (shows, diskoteker, udendørs arrangementer osv.) Er det næsten aldrig et spørgsmål om sub-bass og endda sjældent den første oktav (20-40 Hz ) i sub-basen, fordi det er for svært, dyrt og besværlig at reproducere ved et tilstrækkeligt lydtrykniveau.
Infralyd er mindre kendt end ultralyd , især fordi det bruges mindre og sværere at producere.
Infralyd spiller en rolle i kommunikationen hos nogle pattedyr, såsom elefanter , hvaler , delfiner (9 Hz i nogle arter), fritter (16Hz) okapis og måske giraffer eller fritter eller endda nogle fisk ( Guldfisken opfatter dem lidt under 20 Hz).
Elefanter : I 2012 , den Science Journal offentliggjorde en undersøgelse ledet af Dr. Tecumseh Fitch (University of Vienna) på infralyd udsendes og bruges af elefanter. Elefanten kan kommunikere i stor afstand (ca. tredive km) ved at producere infralyd med strubehovedet (skjult i trompeten), men også ved at slå fødderne på jorden, den seismiske bølge opfattes derefter af den vestibulære del af hans indre øre ( kamme af pærerne i de halvcirkelformede kanaler, utricular og saccular macules).
Hvaler : De udsender lyde i et meget bredt frekvensbånd mellem 9 Hertz og 150 kHz , så ikke alle kan høres af mennesker.
Okapi giraf og den okapi eller giraf, som mentes tidligere tavs, kommunikere, ifølge nogle forfattere bruger infralyd, fra giraffer registrerer zoo på Riverbanks Columbia (South Carolina), og de af Asheboro Zoo (North Carolina). Det er blevet foreslået, at den store frontale sinus af giraffer kunne fungere som et resonanskammer til produktion og / eller opfattelse af infralyd, og at visse nakkebevægelser (især strækning) kunne være forbundet med produktionen af infrasonal resonansvokalisering . De Helmholtz , selvom i 2003 havde Bashaw under sin afhandling ikke været i stand til at bekræfte, at der er en reel infralydskommunikation i denne art. Ud af 5 infralydoptagelser foretaget i naturen blev to produceret under tætte sociale interaktioner, hvilket tyder på, at disse vokaliseringer kunne spille en rolle som kommunikation, hvilket stadig er at bekræfte. Luft- og / eller seismiske transmissionsmekanismer for disse vokaliseringer skal stadig evalueres.
Ifølge A. Baotic og hans team har optagelser (dag og nat) i 3 europæiske zoologiske haver for nylig vist (2015), at giraffen producerer lyde af forskellige typer om natten, inklusive grynt og harmoniske vokaliseringer, vedvarende og frekvensmoduleret ( ingen af dem er inden for infralydsområdet). Forfatterne af denne undersøgelse foreslår med forsigtighed at overveje hypotesen om en ægte infralydskommunikation i giraffen, og de inviterer til yderligere undersøgelser.
Jordskælv, vulkanudbrud, torden og andre naturlige fænomener producerer undertiden ekstremt høje niveauer af infralyd. Hvaler og andre dyr ville således være i stand til at mærke infralyd fra jordskælv og tsunamier under vand [1]
Ved høj effekt passerer infralyd gennem alle medier meget lettere end høje frekvenser, fordi det er mindre sårbart over for refleksioner, hvilket forklarer det lange eller meget lange område af deres akustiske energi. Når de er meget kraftfulde, kan de få genstande til at vibrere eller endda sætte en bygning i bevægelse og være synlige på lang afstand (og "i tåget vejr eller kraftig vind fordobles deres magt" ).
Hvis deres frekvens er et submultipel af resonansfrekvensen i vores auditive system, resonerer sidstnævnte og producerer en "ringning i ørerne", hvis intensitet varierer med infralydseffekten, muligvis ekstremt smertefuld. At placere hænderne på ørerne ændrer ikke noget, fordi de er "gennemsigtige" for infralyd, men det er nok, at andre frekvenser når trommehinderne (hvis de har en intensitet i forhold til infralydets) for at blokere resonansen: lyt til tv eller radioen gør det f.eks. muligt at genoptage hjernearbejde i et ultralydsmiljø. Vi hører ikke infralydet, men den inducerede resonans (mange mikro-vandkraftværker er en kilde til infralyd; for at give en idé kan et 1500 kW kraftværk muligvis opfattes af det menneskelige øre på mere end otte kilometer, tre gange mere kraftfuldt omkring 30 kilometer. I disse tilfælde er det et spørgsmål om kraftværker, hvor generatoren / hjulet / rammer harmoni ikke respekteres, hvilket øger genereringen af infralyd betydeligt).
Under første verdenskrig brugte de allierede infralyd til at finde fjendens artilleri (undertiden fjernt, camoufleret i skoven eller monteret på skinner). Med opfindelsen af atombomben blev der oprettet infralyddetekteringsnetværk over hele verden.
I dag gør netværk af faste eller mobile sensorer det muligt (til civile og / eller militære formål) at detektere, måle og overvåge over tusinder af kilometer store bølger af lavfrekvente akustiske bølger (hovedsageligt inklusive infralyd, op til frekvenser på kun få hertz), bølger af bølger, der formerer sig i jorden, havet eller jordens atmosfære.
En computeranalyse gør det muligt at isolere dem og tage hensyn til deres interaktion med miljøet (især vinden, som også er en permanent kilde til infralyd). De gør det derefter muligt at opdage og lokalisere naturlige emissioner (tsunamier, vulkanisme, meteoriters indtrængen i atmosfæren) og / eller kunstige emissioner såsom lydbomme fra supersoniske fly eller eksplosioner (især nukleare test eller ulykker) Særlige "signaturer" eller missil brand osv Raffineret
modellering
arbejde (i 2D og 3D) i akustik og fluid mekanik er stadig i gang. De sigter mod at tage bedre hensyn til samspillet mellem infralyd og årstidsvariationer i temperatur og dag / nat og især med vind , jord og hav. Det er også et spørgsmål om at tage hensyn til undergrundens og jordens inhomogenitet. bjerge ( ikke-lineære effekter og termoviskous absorption i luften og især i de øverste lag af atmosfæren . Dette gøres især på baggrund af Burgers ligning (udvidet) og Navier-Stokes ligningerne ).
I 1986 , den rumfærge Challenger eksploderede i en højde på 15 km; 13 timer senere opdagede en række jordmikrobarografer ca. 14.300 km væk en meget intens infrasonisk bølgesekvens (perioder på 400 til 700 sekunder, amplitude på ca. 30 Pa og udbredelseshastighed på ca. 300 m / s, enten en signatur tæt på dem af nukleare eksplosioner; signalets hovedperiode var 537 sekunder, og mere end 90% af den modtagne energi var i intervallet 300 til 1000 sekunder; denne infralydbølge var en usynlig og uhørbar tsunami, men intens, da den svarer til bølgen af infralyd, der ville være genereret af 140 Mt TNT eller eksplosionen af 2 til 3 nukleare H-bomber. Dette netværk er især ansvarlig for at kontrollere, at de underskrivende lande respekterer traktaten om 'fuldstændigt forbud mod nuklear testning).
Længere væk fra Jorden kunne infralyd bruges til at forstå, hvordan Venus 'indre er organiseret.