a-Décomposition des ondes sonores

 

Un son est une vibration mécanique d’un fluide qui se déplace sous la forme d’une onde sonore. 

Une onde sonore est caractérisée par trois paramètres essentiels, liés entre eux :

- sa vitesse

- sa fréquence

- sa longueur d’onde

 

Au niveau musical on s’intéresse surtout aux trois grandeurs suivantes :

-la fréquence, appelée alors hauteur du son.

-l’amplitude, ou plus communément l’intensité

-Le timbre du son, déterminé par la forme de l’onde sonore.

 

 

 

Sa fréquence :

 

 La fréquence d’un son indique le nombre d’oscillations complètes de l’onde effectuées par seconde. Elle s’exprime en Hertz (Hz).  En musique, la fréquence est plutôt désignée par le nom de hauteur. Ainsi, plus la fréquence d’un son est élevée, plus celui-ci est aigu. On parle de son grave pour une fréquence inférieure à 200 Hz et de son aigu pour des fréquences supérieures à 1200 Hz.

 

 

Sa vitesse :

 

La vitesse d'un son,  comme celle de toute onde, est indiquée par sa longueur d’onde et sa fréquence donc nous pouvons en déduire la relation suivante:

V= λ x f

(f = 1/T→V = λ/T )

avec V la vitesse exprimé en m.s-1

λ la longueur d’onde en m

f la fréquence en Hz

et T la période en s.

  Cette vitesse de propagation dépend de plusieurs paramètres relatifs au milieu dans lequel l’onde acoustique évolue. Elle varie dans un premier temps suivant la température. Dans l’air, la relation entre vitesse et température est donnée par cette équation : V = 20×√T

 

 

L’amplitude:

 

L’amplitude d’un son plus communément appelée intensité ou volume, est caractérisée par l’amplitude d’une onde, au plus l’onde est importante, plus l’intensité du son sera forte. On peut trouver l’amplitude d’une onde en mesurant l’écart qu’il y a entre les extremums de l’onde.

 

 

b- Le fonctionnement d'une oreille

 

 

Les ondes sonores sont ainsi perçues chez l’homme grâce à l’ouïe. Qu’est ce que l'ouïe? L'ouïe est un sens naturel dont l'homme est doté. Ce système permet à l'homme de percevoir des sons, comme dit précédemment ces sons se déplacent sous forme d'ondes sonores, l'homme peut entendre des ondes sonores possédant une fréquence entre 20 et 20 000 Hz.

Comment fonctionne l'oreille?

 

 

 

 

L'oreille est divisée en plusieurs parties, la première partie est l'oreille externe composée du pavillon et du conduit auditif.

La deuxième partie de l'oreille est l'oreille moyenne qui elle, est composée du tympan, de la trompe d'Eustache et de la chaîne des osselets (étrier, enclume et marteau au contact du tympan).

Les os qui constituent les osselets sont de minuscule os (les plus petits du corps humain, moins de 5 cm). Ils servent à établir une relation entre l'oreille externe et la troisième partie de l'oreille qui est l'oreille interne.

Enfin, la troisième et dernière partie de l'oreille est l'oreille interne, elle se compose de la cochlée et du nerf auditif.

 

Ces différentes parties de l’oreille ont des rôles différents, comme par exemple, le rôle de l’oreille externe qui et composée du pavillon et du conduit auditif qui est recouvert de cellules cérumineuses sécrétant du cérumen. Le rôle du cérumen est de protéger le tympan des agressions externes, de capter, d’amplifier et de transmettre les vibrations sonores, de capter la localisation de l’onde sonore et donc participer à l’audition binaurale.

 

 

 

 

 

Ensuite, le tympan est une fine membrane agissant comme une peau de tambour, il sert à transmettre directement l’onde sonore entrant dans l’oreille externe jusqu’à l’oreille interne. Le tympan est relié aux osselets, c'est-à-dire l’enclume, le marteau et l’étrier. Lorsqu’une onde sonore arrive dans l’oreille, elle est acheminée dans le conduit auditif pour ensuite faire vibrer le tympan qui transmet cette onde au bloque marteau-enclume. Celui-ci amplifie cette onde.

L’osselet permet de transformer les vibrations aériennes en vibrations solidiennes. Une vibration aérienne est une vibration où son point d’origine se trouve dans l’air, comme par exemple le vent. Une vibration solidienne est une vibration qui commence à l’intérieur d’un objet exemple, taper contre un mur.

Ces sons sont ensuite transférés jusque la cochlée, Elle est constituée de l'organe de Corti : Organe de la perception auditive, constitué de toutes les cellules sensorielles. 

 

 

Il en existe deux sortes :
- les CCI ( cellules ciliées internes ) elles sont chacune sensibles à une fréquence.
- les CCE ( cellules ciliées externes ) elles permettent d'amplifier les vibrations locales.

 

Ce sont notamment ces cellules qui transforment les vibrations sonores en messages nerveux.

Effectivement, les ondes sonores, après avoir traversé l'oreille externe, moyenne, arrivent dans l'oreille interne et atteignent la cochlée, font vibrer le liquide à l'intérieur de celle-ci, grâce à la chaîne des osselets qui transfèrent les pressions acoustiques du milieu aérien au milieu recouvert de liquide (milieu liquidien) de la cochlée. L’étrier vibre d’avant en arrière ce qui entraîne des vibrations dans les liquides qui vont arriver à faire vibrer les différentes membranes.  Les petits cils à l'intérieur de la cochlée sont stimulés par les vibrations du liquide. Certains réagissent aux hautes fréquences (sons aigus) : ceux situés près du vestibule (Le vestibule osseux, là où sont situé les organes qui jouent un rôle capital dans l'audition.) et d'autres aux basses fréquences (sons graves) : ceux situés à l'extrémité de la cochlée. Plus un son est fort plus il y a de cellules qui sont stimulées.

 

 

 

c- De l'onde sonore au message nerveux

 

Enfin, une fois les ondes sonores ayant traversé les différentes parties de l'oreille, elles sont transformées en message nerveux à l'intérieur de la cochlée, puis elles sont retransmises au cerveau grâce au nerf auditif. Le trajet du message nerveux sera divisé en plusieurs étapes.

 

-La première étape étant bien entendu le message nerveux qui est transmis au cerveau par le nerf auditif ou également appelé nerf cochléaire.

 

-La seconde étape se caractérise par l'arrivé des influx nerveux dans le premier relais auditif qui se trouve dans le tronc cérébral. Ce noyau va avoir pour rôle d’identifier le type de son capté par l’oreille c'est à dire cri, alarme, sonnerie ou encore musique.

 

 

- La troisième et avant dernière étape est l'étape ou les sons passeront dans le thalamus qui a pour rôle de préparer une réponse motrice, qu’elle soit gestuelle ou vocale (reconnais les sons et leur provenance donc c'est cette partie qui va prévenir si il faut se méfier du son qui vient d'être entendu).

 

 

- Enfin la quatrième et dernière étape et celle où les influx seront transmis au lobe temporal (responsable en partie du goût et de l'audition) et plus précisément au cortex auditif. Ce dernier va donc recevoir un message nerveux en partie décodé par les différents relais se trouvant entre l’oreille externe et le cerveau (ceux des étapes précédentes).