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Sons et audition - Magazine

Publié par le
26/06/2011
8230 vues

L'audition est une fonction sensorielle de notre système nerveux, qui est essentielle à la vie de tous les jours. Sans elle, la communication par le langage parlé ne saurait exister, et il nous serait impossible d'écouter de la musique ! Cet article a pour objectif de comprendre un peu mieux le fonctionnement de l'appareil auditif : j'essaierai de le rendre le plus compréhensible et le plus digeste possible !

Le son audible est en fait une variation de pression de l'air suffisamment puissante pour être perçue par notre oreille. Tout ce qui est mis en mouvement peut générer un son : les cordes vocales, des cordes pincées, une surface frappant une autre... Dans le cas d'un haut parleur, c'est un cône un papier fixé à un aimant qui assure la production de vibrations : ces vibrations compriment l'air et le détendent. Imaginez que l'air fait des vagues : dans le schéma ci-dessous, les zones denses correspondent à des phases de compression, et les zones claires à des phases de détente de l'air.


Notion primordiale : la fréquence

Les sources sonores, comme des cordes pincées (de guitare ou de basse, comme il vous plaira) en "unplugged" ou sortant d'un haut parleur, produisent des vibrations périodiques de la pression de l'air. En fait, la fréquence n'est autre que le nombre de phases de compression et de détente de l'air atteignant l'oreille en une seconde. La distance entre deux phases successives, entre deux phases de compression par exemple, est appelée "période" ou "cycle". En d'autres termes, la fréquence du son exprimée en Hertz (Hz) est le nombre de périodes par secondes. Je vais éviter de vous balancer des formules dans la tronche, ce qui n'aurait aucun intérêt ici (d'autant plus que les bacheliers sont sensés le savoir, à cette période de l'année), mais vous pouvez trouver des explications bien plus détaillées sans trop de soucis.



L'appareil auditif humain est capable de percevoir - en théorie - des fréquences s'étendant de 20 Hz à 20 000 Hz. Pourquoi en théorie ? Car avec l'âge, notre audition s'émousse, notamment dans les hautes fréquences.

C'est en fait la fréquence d'un son qui fait qu'on le perçoit comme haut, ou aigu : plus la fréquence est grande, plus il nous paraîtra aigu. Pour vous donner un exemple plus parlant, voici les plages de fréquences de différents instruments bien connus, que j'ai tiré de Wikipédia (je n'ai pas la prétention de connaître tous ces chiffres !) :

Basse électrique :
  1. Mi (ou E)  ; (41.203 Hz)
  2. La (ou A) ; (55.000 Hz)
  3. Ré (ou D) ; (73.416 Hz)
  4. Sol (ou G) ; (97.998 Hz)
Guitare électrique :
  1. Mi (ou E)  ; (82.41 Hz)
  2. La (ou A) ; (110.000 Hz)
  3. Ré (ou D) ; (146.8 Hz)
  4. Sol (ou G) ; (196.0 Hz)
  5. Si (ou B) ; (246.9 Hz)
  6. Mi (ou E) ; (329.6 Hz)
On remarquera que les sons sont en fait des ondes que l'on peut percevoir, tout comme la lumière (mais ce n'est pas trop le sujet ici, je sais). Le seul point qu'il est intéressant de noter, c'est que si l'on est incapable de percevoir certaines longueurs d'ondes de lumière à l'oeil nu, comme les ultraviolets ou les infrarouges, nous sommes aussi incapables de percevoir certains sons. Il s'agit des ultrasons et des infrasons, respectivement situés au delà des 20 kHz, et en dessous des 20 Hz. Certains animaux peuvent les détecter, les produire, comme les chauves souris, ou que sais-je... Les dauphins ?

Encore une dernière notion : l'intensité

L'intensité détermine en fait le seuil à partir duquel un son est perceptible, les sons les plus forts ayant bien évidemment une intensité plus élevée. L'oreille possède une sensibilité tout à fait particulière : le son le plus fort que l'homme peut percevoir sans risque est un milliard de milliard (oui ! pas d'erreur !) plus élevé que le son le plus faible perceptible ! Mais si l'oreille était encore plus sensible, on pourrait entendre le son du mouvement constant des molécules constituant l'air. En réalité, les sons présentent généralement plusieurs fréquence et plusieurs intensités : c'est une combinaison simultanée d'ondes sonores de fréquences et d'intensités différentes qui confèrent aux instruments leurs tonalités uniques. C'est ce que l'on appelle des harmoniques : ces dernières sont des constituantes à part entière d'un son musical.

Structure du système auditif

Après avoir vu quelques caractéristiques du son, et avant de voir comment ces variations de pressions sont converties en influx nerveux que nous pouvons analyser, interpréter, stocker et restituer, il est nécessaire de décrire la structure du système auditif. Nous noterons d'abord que l'Homme a "trois" oreilles : une oreille externe, une oreille moyenne et une oreille interne. L'oreille externe assure la réception des vibrations de l'air, l'oreille moyenne et l'oreille interne se chargent de convertir les dites vibrations en influx nerveux.



La partie visible est une sorte d'entonnoir appelée "pavillon". Tout comme un entonnoir dirige un liquide lors de son écoulement, le pavillon focalise le son en direction de l'appareil auditif. Constitué essentiellement de cartilage recouvert de peau, ses replis jouent un rôle dans la localisation des sons. Suite au pavillon, on trouve le canal auditif : c'est lui qui permet le passage du milieu extérieur à l'oreille moyenne. Il mesure (pour la culture générale !) environ 2,5 cm, et se termine sur la membrane tympanique, le fameux tympan en gros. Derrière cette membrane, on trouve les osselets : ils transmettent les vibrations du tympan à une autre membrane recouvrant un trou dans l'os temporal (os du crâne) qui s'appelle la "fenêtre ovale". Derrière cette fenêtre ovale, on trouve la cochlée, emplie d'une substance fluide constituant le système générant une réponse nerveuse aux vibrations de la membrane de la fenêtre.

RQ : sur le schéma ci-dessus, la fenêtre se trouve sous l'étrier, l'os de l'oreille moyenne qui a une forme... d'étrier ! 

Conclusion

Les premiers stades de la voient auditives se déroule de la façon suivante :
- les ondes sonores font vibrer le tympan
- le tympan fait vibrer les osselets
- les osselets transmettent les vibrations à la membrane de la fenêtre ovale
- ces vibrations se transmettent au fluide de la cochlée
- la vibration du fluide contenu dans la cochlée génère la réponse des neurones sensoriels.

N'ayant pas perdu de vue que cet article se devait d'être clair, concis, précis pour que tout le monde puisse l'apprécier, j'espère que j'ai réussi ! Il est possible d'aller plus loin dans le fonctionnement de l'audition, ce qui serait sans doute nécessaire pour expliquer certaines maladies par exemple, mais je ne sais pas si cela vous intéresserait. J'aurai un plaisir immense à refaire un article dans la continuité de celui-ci ! Donc, si jamais ce dossier vous a plu et que vous en voulez un peu plus, n'hésitez pas à me le faire savoir ! Et comme je ne suis pas une Bible de savoir, je vais quand même vous donner mes sources, sinon ça serait du vol :
- Neurosciences de Mark F. Bear, Barry W. Connors et Michael A. Paradiso
- Anatomie Clinique, Tome 2, de Kamina
- Quelques sites trouvés via Google Images pour les illustrations.

Merci d'avoir pris le temps de lire ce bout de slappytozine, j'espère qu'il a su attirer votre attention.

5 Commentaires

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10 notes
Notes pour Sons et audition | Slappyto : 5/5 sur 10 notes
#5
20/09/2011 20:09:13

"l'oreille moyenne et l'oreille interne se chargent de convertir les dites vibrations en influx nerveux", ça c'est faux, l'oreille moyenne permet la transmission de signal sonore, mais elle l'amplifie de 30 dB aussi. Dans l'oreille moyenne on un donc une transmission d'onde (mécanique), qui feras vibrer différent cils (qui eux sont relier à plusieurs nerfs permettant l'influx nerveux). 

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#4
27/06/2011 02:22:18
Tout à fait !  
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#3
27/06/2011 00:03:42
Pour parfaire l'histoire des fréquences, la fréquence d'une même note à l'octave plus aigüe est le double de la fréquence de la note.

Petit exemple avec le LA à 55 Hz de la basse qui se retrouve à 110, 220 et 440 Hz sur les octaves suivantes d’où l'accordage en la 440.

C'est toujours bien pour sa culture perso de connaitre ce détail.
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+3
#2
26/06/2011 20:37:42

Bien sympa cet article. 

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+1
#1
26/06/2011 20:17:01

Tip top !  

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