Audition humaine

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Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Sons et musiques

On peut décomposer le système auditif humain en trois parties :

  •  L’oreille externe : elle est constituée du pavillon auriculaire qui guide les sons vers le conduit auditif externe, au bout duquel se trouve le tympan. Certaines fréquences sont légèrement amplifiées par l’oreille externe.
  •  L’oreille moyenne : elle est principalement constituée du tympan et de la chaîne des osselets, qui assurent la transmission des sons aériens venant du conduit auditif externe vers le milieu liquide de l’oreille interne. La trompe d’Eustache assure l’équilibre des pressions des deux côtés du tympan afin d’éviter son déchirement.
  •  L’oreille interne : l’organe vestibulaire qu’elle renferme est responsable de l’équilibre, alors que la cochlée est responsable de l’audition : une multitude de cellules ciliées tapissent cet organe et assurent la transformation des vibrations mécaniques en signaux électriques interprétables par le cerveau. Chaque cellule ciliée vibrant préférentiellement à une fréquence donnée, elles permettent notamment au cerveau d’analyser la hauteur des sons entendus.

Schéma de l’oreille

L’oreille humaine a la particularité de ne pas réagir de façon linéaire aux sons qu’elle perçoit : par exemple, un son de fréquence 20 Hz s’entend généralement à partir d’un niveau de 70 dB, alors qu’un son à 16 000 Hz s’entend à partir de 13 dB environ. La courbe de perception des sons permet de définir des courbes dites isosoniques ou « d’égale sensation » pour l’oreille humaine :

Enfin, les capacités auditives sont propres à chaque individu, mais leur détérioration avec l’âge suivent la tendance statistique suivante :

1. Résumer en une ligne le rôle que joue dans l’audition chacune des trois parties de l’oreille.

2. Dans quelle gamme de fréquences l’oreille est-elle capable de discerner un son à partir d’une dizaine de décibels ?

3. Quel peut être l’intérêt pour l’être humain de disposer d’une telle acuité auditive dans cette gamme de fréquences particulière ?

4. Pourquoi l’acoustique des bâtiments prend essentiellement en compte les fréquences de 100 Hz à 5 000 Hz ?

5. Pourquoi les discothèques, salles de concert et autres cinémas doivent respecter un niveau sonore maximal de 105 dB ?

6. Expliquer pourquoi les personnes âgées ont souvent plus de mal à comprendre les enfants ou les femmes quand ils leur parlent.

Les questions 2 à 5 peuvent être traitées uniquement en étudiant les courbes de perception des sons.

Corrigé

1. L’oreille externe conduit les sons jusqu’au tympan.

L’oreille moyenne transmet les sons de l’air à un milieu liquide.

L’oreille interne transforme les vibrations en signaux électriques.

2. Entre 250 Hz et 8 000 Hz, l’oreille humaine est capable de discerner un son à partir de 10 dB.

3. Cette gamme de fréquences correspond à la zone d’émission de la parole : avoir une bonne acuité auditive dans cette zone de fréquence est essentiel pour la communication des êtres humains.

4. La gestion de l’acoustique des bâtiments a pour objectif premier d’isoler un lieu des sons extérieur pour le confort de ses occupants. Il est donc normal de se préoccuper des sons les plus sensibles par l’oreille humaine.

5. Pour les sons dont la fréquence est proche de 4 000 Hz, le seuil de la douleur commence à 105 dB. Une exposition à de tels sons peut rapidement engendrer des troubles définitifs de l’audition. C’est pourquoi le niveau sonore maximal autorisé par la loi est de 105 dB.

6. Le dernier graphique de l’énoncé nous informe qu’avec l’âge, l’acuité auditive diminue dans les hautes fréquences. Ainsi, il sera plus difficile pour une personne âgée de comprendre, à volume égal, un enfant ou une femme dont les voix sont généralement plus aiguës que celle d’un homme.