Perception du son: Courbes isophoniques

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Ces courbes sont des graphiques très importants qui représentent une référence pour voir comment l'oreille humaine réagit aux différentes fréquences. Elles ont été obenues en élaborant les données sur un échantillon statistique soumis à une série de sons produits dans une chambre anéchoïque. Une telle chambre est réalisée dans le but de réduire au minimum les réflexions sur les parois afin d'atteindre l'auditeur seulement à travers le signal direct. Les courbes indiquent également comment l'oreille humaine réagit différemment aux diverses fréquences en termes d'intensité sonore perçue.

Supposons une source sonore en mesure de produire des ondes sinusoïdales avec une fréquence variable et une ampleur constante. En fixant l'ampleur à 80dBspl[3 ], on remarquera qu'un auditeur perçoit les fréquences basses comme ayant un volume très bas et que, au fur et à mesure que la fréquence en est augmentée, aurait la perception que même le volume augmente (alors que la pression sonore effectivement produite est toujours la même, soit 80dBspl). Ce comportement s'explique par le fait que l'oreille humaine a une perception de l'intensité sonore différente par rapport à la variation de la fréquence.

Les courbes isophoniques sont ainsi appelées parce qu'elles indiquent la valeur de dBspl nécessaire à percevoir un son toujours sur le même volume le long de chaque courbe. La fréquence de référence pour chaque courbe est de 1 KHz, et à une telle fréquence, la valeur de dBspl est égale à la valeur qui identifie une des courbes, qui prend le nom de phon. Par exemple, la courbe isophonique de 40 phons est celle qui à 1 KHz a une ampleur de 40 dBspl. Attardons-nous sur ces graphiques qui semblent un peu compliqués et essayons d'en comprendre le sens:

Perception du son - Courbes isophoniques

Courbes isophoniques

Prenons une des courbes, par exemple celle à 80 phons, et suivons la depuis les basses jusqu'aux hautes fréquences. Nous constatons que, à 20 Hz, il faut produire une pression sonore de 118 dBspl; et ceci nous démontre que l'oreille humaine a moins de sensibilité aux basses fréquences. En parcourant la courbe vers les hautes fréquences, on peut voir que pour que l'oreille perçoive toujours la même intensité sonore, on a besoin que les niveaux de la pression sonore soient plus bas. A 1 KHz, on trouve la valeur de référence de la courbe isophonique en examen, donc de 80 dBspl. Cette valeur dépassée, on peut voir que la courbe a atteint un minimum en correspondance des 3 KHz et on peut constater qu'afin que l'oreille perçoive toujours la même pression sonore, la fréquence de 3 KHz doit produire 70dBspl. En confrontant cette valeur avec celle de 20Hz, on constate une différence d'environ 50dBspl en moins, ce qui représente en fait une différence énorme. Cette valeur minimum dépend du fait que la fréquence de résonance du canal auditif est de 3 KHz en moyenne [Fréquence de résonance du conduit auditif ] , et donc qu'une telle fréquence est déjà perçue en correspondence de basses valeurs de dBspl. Au-delà des 3 KHz, la courbe remonte indiquant le niveau de dBspl nécessaire pour obtenir la même perception de volume aux fréquences hautes. Les courbes sont indiquées pour diverses valeurs de phons vu que le comportement de l'oreille varie selon les différentes valeurs de la pression sonore. Notons cependant que, pour des valeurs élevées de la pression sonore, le cheminement des courbes isophoniques est presque plat.

Tuyau

Le contrôle du volume loudness des amplificateurs domestiques est justement réglé par le cheminement de ces courbes. Quand le volume est trop bas, l'introduction du circuit de loudness aura pour effet d'augmenter les fréquences basses en alignant l'ampleur sur celle des autres. Pour les volumes élevés, cet alignement est effectué naturellement par l'oreille et donc la mise en action du loudness à ces volumes aura un effet presque nul.

2.8.1. Description des courbes isophoniques

2.8.1.1. Seuil d'écoute (0 phons)

La courbe isophonique la plus basse est appelée seuil d'écoute et indique la plus petite variation de pression que l'oreille est susceptible d'identifier aux diverses fréquences. Il est rappelé que ces courbes sont obtenues à travers des données statistiques, et qu'en conséquence les valeurs en question peuvent subir des différences, même importantes, d'une personne à l'autre. Certaines valeurs de référence relatives à cette courbe pourrait servir dans la pratique:

Tableau 2.1. Fréquences de référence sur la courbe à 0 phons 

Zone de fréquenceHzdBspl
Référence10005
Basses fréquences 5042
Hautes fréquences1000015

2.8.1.2. Seuil de la douleur (120 phons)

Pour les pressions sonores dont les valeurs dépassent cette courbe, l'oreille commence à sentir une douleur physique et si l'exposition à ces pressions se prolonge, des dégâts irréversibles peuvent s'ensuivre.

Le volume idéal pour un mixage (en anglais mixdown) se situe autour des 80-90 phons [Le mixage ] . A ces valeurs, il en résulte une balance des volumes des fréquences presque uniforme. Si le mixage est effectué à un volume trop bas, par exemple à 40 phons, on obtiendrait une plus faible perception des fréquences basses et il se pourrait qu'on ait tendance, arrivés à ce point, à les compenser en utilisant les égaliseurs. Si après, on réécoute le mixage à 80 phons, on se rendra compte qu'il contient énormément de fréquences basses.






[3 ] Cette mesure décrit l'intensité d'un son. Pour plus de détails, se reporter au chapitre concernant les Décibels [Décibels ] .








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