1 1

Psychoacoustiqueseuils de détection

Le seuil de détection d’un son est l’intensité dont la présence est détectée avec une certaine probabilité : 50% pour « Oui-Non » et 75% pour choix forcé.

Seuil de détection 'Oui-Non'

intensité

0.002 0.004 0.006 0.008

pro

ba

bili

té r

ép

on

se

'Ou

i'

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Seuil de détection choix forcé

intensité

0.0030 0.0038 0.0046 0.0054 0.0060

pro

ba

bili

té r

ép

on

se

corr

ec

te

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

2

Seuils d’audition

Fréquence (Hz)

Niv

eau

so

no

re (

dB

SP

L)

Seuil inférieur

Seuil supérieur

Zone d’audibilité

Etendue dynamique

3

Comparaison interespèces

fréquence

2x101 5x101 102 2x102 5x102 103 2x103 5x103 104 2x104 5x104 105

0

1x100

2x100

3x100

4x100

5x100

6x100

Oiseau

Rongeur

Phoque

Dauphin

Homme

D’après Lewis & Gower, 1980

L’étendue des fréquences audibles varie selon les espèces animales

4

AudibilitéUn son est audible lorsque sa fréquence et son intensité se situent entre le seuil inférieur (seuil de détection et le seuil supérieur (seuil de douleur).

Seuils en dB SPL (Sound Pressure Level)

Zone d’audibilitémusiqueparole

5

Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)

Fréquences (Hz)

150 250 500 1000 2000 4000 8000

Seu

il d

B H

TL

-80

-60

-40

-20

0

20normal

6

Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)

Fréquences (Hz)

150 250 500 1000 2000 4000 8000

Seu

il d

B H

TL

-80

-60

-40

-20

0

20normalsurdité de transmission

7

Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)

Fréquences (Hz)

150 250 500 1000 2000 4000 8000

Seu

il d

B H

TL

-80

-60

-40

-20

0

20normalsurdité de transmissionsurdité de perception

8

Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)

Fréquences (Hz)

150 250 500 1000 2000 4000 8000

Seu

il d

B H

TL

-80

-60

-40

-20

0

20normalsurdité de transmissionsurdité de perceptionpresbyacousie

9

Fréquences (Hz)

150 250 500 1000 2000 4000 8000

Seu

il d

B H

TL

-80

-60

-40

-20

0

20normalsurdité sélective

Pertes auditivesAudiogrammes en dB HTL (Hearing Threshold Level)

10

Seuils différentiels d’intensité

Point d’Egalisation Subjective (PES) = intensité comparaison jugée aussi souvent > < que l’étalon Seuil différentiel = différence entre comparaison et étalon jugée correctement dans 75% des cas

pression acoustique (dB)

12 14 16 18 20 22 24 26 28

pro

bab

ilité

(>

<)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

pression acoustique (dB)

12 14 16 18 20 22 24 26 28

log

it(p

)

-3

-2

-1

0

1

2

3

11

Sensibilité différentielle à l’intensité

La valeur de l’exposant varie curvilinéairement avec la fréquence du son.

La sensibilité différentielle est exprimée par le rapport de Weber

W = ΔI / IΔI = seuil differentiel, I = PES

La loi de Weber, si elle est vérifiée : ΔI / I = cste

Généralement, le rapport de Weber diminue comme une fonction de puissance de l’intensité :

W = (β’ I –α) + w0Intensité étalon (dB)

Rap

po

rt d

e W

eber

12

Sensibilité différentielle et Temps de réaction

Le Temps de Réaction Simple diminue selon une fonction de puissance de l’intensité du son.

Fonction de Piéron :

T = (β I –α) + t0

L’exposant de la fonction varie selon la fréquence du son.

Intensités relatives

0 20 40 60 80 100

TR

S (

ms)

100

150

200

250

300

350

400

450

50 Hz250 Hz500 Hz1000 Hz

13

Loi de Piéron en audition

Tone frequency (kHz)

1 10 100 1000 10000

Exp

onen

t ( )

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Chocholle Davidson

L’exposant varie curvilinéairement avec la fréquence du son avec un minimum dans la région 1000 – 2000 Hz

Chocholle 1940

Davidson 1990

La courbe ressemble à celle des seuils de détection.

14

fréquences (Hz)

ff en %

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

20 50 100 1 kHz200 500 2 kHz 5 kHz 10 kHz

FRÉQUENCE

SENSIBILITÉ DIFFÉRENTIELLE pour la discrimination de fréquences

15

Les sensations sonores• Intensité sonie

• Hauteur tonie

Au moyen de la méthode d’estimation des grandeurs, on cherche la correspondance entre l’intensité des sons et leur sonie. Cette relation est une fonction de puissance. Stevens définit une unité subjective le sone.

1 sone est la sonie d’un son de 1000 Hz à 40 dB

La sonie dépend de l’intensité et de la fréquence des sons. Par égalisation avec un son de 1000 Hz, on obtient des courbes d’isosonie pour des sons purs. La sonie des sons complexes varie en fonction de leur intensité et de leur largeur de bande.

16

Fonction de sonie

L’intensité subjective (sonie, en angl. loudness) croit comme une fonction de puissance de l’intensité physique. L’exposant de la fonction étant inférieur à l’unité, cela signifie que l’intensité subjective croit moins vite que l’intensité physique.

Estimation de grandeurFonction de puissance

Loi de Stevens

Sonie = k . I α

Avec α = 0.67

17

Courbes d’isosoniesons purs

18

Courbes d’isosonieLa sonie est l’intensité perçue d’un son. Elle varie avec l’intensité physique et avec la fréquence du son.

Isosonie avec méthode d’égalisation Isosonie avec temps de réaction

19

Hauteur tonale

• La hauteur perçue d’un son pur dépend d’abord de sa fréquence. L’unité de tonie est le mel. La hauteur perçue d’un son de 1000 Hz est par définition de 1000 mels.

• Dans l’échelle tonale de la musique occidentale, la hauteur est une fonction logarithmique de la fréquence. Une octave désigne l’intervalle de deux sons dont le rapport des fréquences est de 2.

• La tonie d’un son complexe périodique (harmonique) correspond à la fréquence fondamentale de ce son.