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L'oreille humaine est un organe complexe, imparfait mais cependant très performant. C'est le plus développé de nos sens, avec la vue. L'étude de la perception acoustique est donc à la frontière entre la physique et la physiologie, il faut comprendre la nature des ondes sonores qui arrivent au tympan, comment elles sont captées par le système auditif et la manière dont elles sont transformées et interprétées par le cerveau.
Le rôle du cerveau est particulièrement important car il fournit un gros travail d'analyse pour reconnaître les sons, selon leur
hauteur bien sûr, mais aussi selon leur évolution au cours du temps. Le cerveau permet aussi la corrélation entre les deux
oreilles afin de situer le son dans l'espace. C'est lui qui nous permet de reconnaître un instrument de musique ou une personne précise et de les situer dans l'espace. Il semblerait
qu'une grande partie du travail effectué par le cerveau soit apprise et non innée.
La figure 1 montre comment nous percevons l'intensité des sons en fonction des fréquences.
Figure 1: Niveaux d'égale intensité
Les courbes ci-dessus ont été tracées pour une population moyenne. Il existe de grandes disparités entre les individus et
plusieurs facteurs influencent directement l'audition :
La figure 2 montre l'influence de l'âge sur la perte d'audition à différentes fréquences. Selon les sources citées, les résultats sont différents. Cela s'explique aisément par le fait que de grandes variations sont observées dans la population et que ces études ont du mal à ne prendre en compte que l'âge des individus. Il n'est pas rare de voir des musiciens âgés avec des oreilles de jeune homme, tout comme il existe des jeunes avec des oreilles prématurément dégradées par des expositions répétées à des sons trop forts tels que ceux des concerts ou de boîtes de nuit.
Figure 2 : Perte d'audition avec l'âge selon Spoor et Hinchcliffe
Les pertes d'audition dues au bruit dépendent à la fois de la durée d'exposition et de l'intensité du bruit. Remarquez que l'on désigne ici tous les sons comme du « bruit » et pas seulement ceux qui sont désagréables. Ainsi, écouter de la musique au casque à plein volume ou bien regarder les avions décoller de l'aéroport a exactement le même effet sur les cellules auditives.
La figure 3 montre l'effet sur l'audition de l'exposition au bruit. Notez que les effets sont différents de ceux de l'âge. Avec l'âge, l'oreille devient moins sensible aux hautes fréquences alors que l'exposition au bruit diminue nettement la sensibilité autour de 3-4 Khz, fréquence où l'oreille intègre est la plus sensible. Ce type de perte d'audition se rencontre très fréquemment chez les utilisateurs d'armes à feu, car il est caractéristique des personnes exposées aux sons forts et percussifs.
Figure 3 : Évolution de la perte d'audition due au bruit
Exp. : Nombre d'années d'exposition.
Pour mesurer l'intensité sonore, on utilise l'échelle des décibels. Vous remarquerez que plusieurs dizaines de décibels représentent des écarts très importants de pression acoustique. En fait, graduer une échelle linéaire en décibels revient à en tracer une logarithmique en pression. Ceci est dû au fait que l'oreille et le cerveau sont adaptés à ces très grandes variations tant en amplitude qu'en fréquence. La plus haute fréquence audible par l'oreille humaine est mille fois supérieure à la plus basse et le son le plus fort peut être un milliard de fois plus fort que le plus faible audible (un rapport d'intensité de 1012 à 1).
Ainsi, le calcul montre qu'un doublement de l'intensité représente 3 dB. Pour l'oreille, cette variation est perceptible mais il faut une augmentation de 9 dB de l'intensité acoustique pour que l'être humain ait l'impression d'un doublement de la force du son. Cela représente en fait une pression acoustique 8 fois plus forte !
En fréquence, c'est le changement d'octave qui correspond à un doublement de fréquence. Là aussi nous percevons donc linéairement l'évolution logarithmique d'un phénomène physique.
