Perception du son - L'oreille de l'homme

Le pavillon auriculaire est le premier organe que le son rencontre. Ce dernier offre une vaste superficie au front sonore et permet de receuillir une ample portion du front de l'onde. Le son est projeté à partir du pavillon et concentré vers le conduit auditif qui mesure à peu près 3cm. Ce dernier offre une vaste superficie au front sonore et permet de receuillir une ample portion du front de l'onde. Le son est projeté à partir du pavillon et concentré vers le conduit auditif qui mesure à peu près 3cm.

Fréquence de résonance du conduit auditif - Ci-après, on illustrera une formule pour déterminer la fréquence de résonance [Caractéristiques d'un haut-parleur: fréquence de résonance d'un haut-parleur ] d'un tube, qui pourrait être assimilé vraisemblablement au conduit auditif. Prenons pour exemple un tube plein d'air, de la longueur d; sa fréquence de résonance sera déduite par les formules suivantes:

Équation 2.1. Calcul de la fréquence de résonance du conduit auditif 

De la longueur d'onde on déduira la fréquence de résonance ci-après:

La fréquence de résonance de l'oreille est en moyenne de 3KHz. Ceci signifie que lorsqu'un groupe de fréquence d'une valeur approximative de 3KHz arrive à l'oreille, le conduit auditif résonne, et par conséquent ces fréquences subissent une amplfication naturelle.

Le conduit auditif se termine sur une membrane, le tympan, qui vibre en accord avec le son qui a rejoint l'oreille. Du côté opposé au tympan, se trouvent trois osselets: le marteau, l'enclume et l'étrier. Ils ont pour fonction d'amplifier la vibration du tympan pour la retransmettre à la cochlée. Cette amplification devient nécessaire vu que le tympan est une membrane très légère et suspendue en l'air, contrairement à la cochlée remplie d'un fluide dense et donc beaucoup plus difficile à pouvoir vibrer. Les trois osselets sont maintenus ensemble par une série de petits ligaments qui ont l'ultérieure fonction d'empêcher qu'une vibration très ample s'ensuive, avec pour risque de subir des dégats si l'oreille venait a être soumise à une pression sonore trop élevée. Une ouverture à l'intérieur de l'oreille moyene porte à celle dite la trompe d'Eustache qui consiste en un canal qui conduit à la cavité orale. Sa fonction sert à donner un accès vers l'extérieur aux fins d'équilibrer la pression atmosphérique sur les deux côtés du tympan (ce qui explique que dans l'eau, il est possible de compenser la pression externe, qui augmente avec la profondeur, augmentant la pression interne, en bouchant le nez et en y soufflant).

Cette section de l'oreille effectue la conversion de l'énergie mécanique en impulsions électriques à envoyer au cerveau pour l'élaboration du son. Le dernier des trois osselets, dont l'étrier évoqué plus haut, est en contact avec la cochlée à travers une membrane appelée fenêtre ovale. La cochlée est un os en forme de limaçon contenant un fluide (elle comporte trois petits canaux circulaires orientés selon les trois directions de l'espace, qui sont utilisés par le cerveau pour la perception de l'équilibre, cette fonction cependant ne sera pas traitée ici ne faisant pas partie de notre thème). Le fluide reçoit la vibration de l'étrier à travers la fenêtre ovale et la transporte à l'intérieur où se trouve le vrai organe qui sert à la conversion de l'énergie mécanique en énergie électrique: l'organe du Corti. En son sein se trouve la membrane basilaire qui contient une multitude de cils (environ 4000), qui vibrent en accord avec la vibration du fluide. Chaque groupe de cils est relié à une terminaison nerveuse en mesure de convertir la vibration reçue du fluide en impulsions électriques à envoyer au cerveau pour être élaborées et perçues comme sons. La raison pour laquelle l'oreille, chez l'homme, perçoit les fréquences de façon logarythmique, dérive de la composition de la membrane basilaire. Les groupes de cils, appelés bandes critiques, sont en fait sensibles à une fenêtre d'ampleur d'1/3 d'octave du spectre de fréquence. En d'autres termes, la membrane basilaire est subdivisée en secteurs, dont chacun d'eux est sensible à une bande de fréquence déterminée correspondant à 1/3 d'octave et se comporte comme un analysateur de spectre. Chaque fois que le son augmente d'une octave est stimulée une partie de la membrane toujours à distance égale de la précédente, reproduisant ainsi un comportement de type logarythmique [Decibels ] .