PSYCHOACOUSTIQUEPSYCHOACOUSTIQUE

Etude des relations entre un stimulus sonore et la sensation auditive qu’il

provoque

Caractéristiques de l’audition normale

Notions d’acoustique physiologique

T (période)

amplitude

temps

Son Pur: Vibration sinusoïdale

Pour une période T:

Fréquence: F = 1 / T en Hertz

– Exemple: pour une période de 1 milliseconde:

• F = 1/0.001= 1000 Hz

Longueur d’onde: λ = C / FOù C = 340 m/s (célérité du son)

Sons graves / Sons aigus

Son aigu: Sinusoïde représentant un son pur de 3000 HzLongueur d’onde courte

Son grave: Sinusoïde représentant un son pur de 300 HzGrande longueur d’onde

Sons complexesSons complexes

Son périodique (musique)

Fréquence fondamentale + Harmoniques

BruitPas de fréquence

caractéristiqueAucune périodicité

Perception de la Hauteur tonale

• Unité physique de fréquence: le HERTZ (Hz)

• Unité de sensation de hauteur: l’OCTAVE = intervalle de deux fréquences dont le rapport est

égal à 2.

On utilise en audiométrie les octaves de la série des Mille:

125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz

Sensation de fréquence (hauteur)

1: Choix de l’unité

• Chez l’homme:

• Limite inférieure: 20 Hz

• Limite supérieure: 20000 Hz

• Zone conversationnelle: 250 – 6000 Hz

Sensation de fréquence (hauteur)

2: Champ auditif et limites de perception

3: Seuil différentiel de fréquence

• plus petite variation de fréquence nécessaire pour qu’une nouvelle sensation de hauteur soit perçue.

Importance relative de la fréquence pour la compréhension de la parole

Transfert des ondes sonores du milieu aérien aux fluides de l’oreille interne

Un son de fréquence élevée (aiguë) affecte

une portion basale de la cochlée

Un son de fréquence grave affecte une

portion plus apicale de la cochlée

Tonotopie passive

Perception dePerception del’intensité sonorel’intensité sonore

1: Mesure de l’intensité physique

• Pression acoustique en microPascal (µPa)

• Puissance acoustique en Watts (W)

• Intensité acoustique en Watts par m² (W/m²)

Niveau de référence: 10-12 W/m², soit 20 µPa (Po)

Seuil Douleur: 1 W/m², soit 20x106 µPa

L’intensité minimale perceptive est donc 1012 fois plus faible que l’intensité maximale supportable

> Échelle linéaire difficile à utiliser !

1: Mesure de l’intensité physique

Création d’une échelle logarithmique: le décibel (dB SPL)Échelle sans dimensions: rapport des valeurs de 2 énergies

dB SPL = 10 log I/Io = 20 log P/PoSOUND PRESSURE LEVEL

Remarque: Pour I/Io = 10,100,1000,10000…

dB = 10, 20, 30, 40…

LOI DE WEBER-FECHNERLa sensation croît en progression arithmétique quand

l’excitation croît en progression géométrique

2:Notion d’isosonie – Échelle des Phones

SONIE = Intensité subjective des sons

Courbes d’isosonie: Courbes reliant les coordonnées (Pression acoustique et fréquence) des sons purs qui donnent à l’oreille humaine une égale sensation d’intensité.

On parle de lignes isosoniques (Fletcher et Munson, 1933)

Exemple:Un son de 1000 Hz à 43 dB SPL a la même intensité subjective qu’un son de 100 Hz ou 10000 Hz à 63 dB.Ces 3 sons ont un niveau d’isosonie de 43 Phones

Courbes isosoniques

3:Échelle des dB HL ou HTL (Hearing Level)

• Échelle de la mesure d’audition par rapport à un seuil « normal » pour une fréquence considérée.

• décibel « audiométrique » qui ne concerne que les fréquences comprises entre 125 et 8000 Hz.

Exemple (au casque)- 0 dB HL à 125 Hz = 45,50 dB SPL- 0 dB HL à 3000 Hz = 10 dB SPL

• Permet de simplifier la visualisation de la perte auditive sur l’audiogramme

4: Seuils de détection et seuils de discrimination de l’intensité

• Champ auditif et limites de perception:

- espace compris entre les limites du seuil d’audibilité et du seuil de douleur

- diffère selon la fréquence

• Seuils de discrimination de 2 intensités (ou seuil différentiel):

• = plus faible écart d’intensité pour l’oreille

• varie avec l’intensité: diminue lorsque l’intensité augmente

• varie avec la fréquence: augmente aux deux extrémités du champ auditif

Champ auditifChamp auditif

Inconfort

Parole

Musique

20 20k2k200Fréquence [Hz]

0

100

50

SPL[dB]

Fréquence

Temps

Intensité

1. Rôle dans la perception des fréquences• En dessous de 10 ms, la hauteur n’est pas définie

2. Rôle dans la perception des intensités• Environ 100 ms au seuil pour que le son soit perçu

3. Persistance de la sensation• Au-delà de 7 récurrences par seconde, un son discontinu est perçu

comme continu

Le facteur temporel

Le facteur temporel (suite)

4. Adaptation

• Une oreille soumise à une stimulation prolongée éprouve une

baisse d’aptitude fonctionnelle, puis récupère au bout d’un temps

variable.

• Phénomène MONAURAL

5. Fatigue auditive

• Fonction de l’intensité (>60 dB)

• Fonction de la fréquence (prédominante sur les aigus)

• Fonction de la durée

• Phénomène BILATERAL

L’audition binaurale

Sommation binaurale Localisation spatiale Sélectivité fréquentielle (Spécialisation interauriculaire) Démasquage binaural Fatigue auditive réduite

L’audition binaurale apporte une amélioration quantitative et qualitative par

rapport à l’audition monaurale