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ASDS  TS-­‐SPE  

THÈME    SONS  ET  MUSIQUE  LA  VOIX  ET  L’OREILLE  HUMAINE   PAGE  1  /  3  

NOM  :    ............................     PRÉNOM  :  .......................     CLASSE  :  ...................     DATE  :    ......................................    Document  1  :  La  voix  humaine  Extrait  vidéo  de  l’émission  «  C’est  pas  sorcier  »  (2  min  35  s)  :  Vibrations  des  cordes  vocales    ·∙  La  formation  de  la  voix  est  déterminée  par  un  ensemble  de  structures  :  1.  L’appareil  respiratoire,  producteur  de  souffle    Il  produit  le  souffle  nécessaire  à  la  production  de  la  voix.  Les  poumons,  par  l’intermédiaire  du  diaphragme,  envoient  un  flux  d’air  qui  remonte  le  long  de  la  trachée  et  atteint  les  cordes  vocales.  

 2.  Le  vibreur  laryngé,  producteur  du  son  de  la  voix    Le  passage  du  souffle  d’air  entre  les  deux  cordes  vocales  les  fait  vibrer.  C’est  l’origine  du  son  de  la  voix.  Les  deux  cordes  sont  placées  horizontalement  dans  le  larynx  à  hauteur  de  la  pomme  d’Adam    

 Les  dimensions  des  cordes  vocales  varient  entre  17  et  25  mm  de  long  chez  un  homme  et  entre  13  et  18  mm  chez  une  femme.  La  fréquence  de  vibration  des  cordes  vocales  dépend  de  leur  tension  et  de  leur  épaisseur.  Plus  les  cordes  vocales  sont  courtes  et  fines  plus  elles  peuvent  vibrer  rapidement  lors  du  passage  de  l’air  et  produire  les  sons  émis  sont  aigus  3.  Les  espaces  d’amplification  et  de  résonance    Ce  sont  la  gorge,  la  bouche  et  le  nez.  Ces  espaces,  ou  cavités,  changent  de  volume  et  de  forme  grâce  au  jeu  des  muscles  du  voile  du  palais,  des  lèvres,  de  la  langue  etc.  Ils  peuvent  ainsi  modifier  les  qualités  de  la  voix.  

Document  2  :  Description  de  la  voix  La  voix  peut-­‐être  caractérisée  par  quatre  paramètres  principaux  :    -­‐  La  hauteur  :  c’est  la  sensation  auditive  liée  à  la  fréquence  des  vibrations  des  cordes  vocales  (son  grave,  son  aigu).  L’unité  de  mesure  est  le  hertz  (Hz).    -­‐  L’intensité  :  c’est  la  sensation  auditive  liée  à  l’amplitude  des  vibrations  des  cordes  vocales  (son  fort,  son  faible).  L’unité  de  mesure  est  le  décibel  (dB).    -­‐  Le  timbre  :  c’est  la  sensation  auditive  liée  aux  harmoniques  présents  dans  le  son  (son  «  sombre  »,  son  «  clair  »).    -­‐  La  tenue  :  c’est  la  sensation  auditive  liée  à  la  durée  des  vibrations  des  cordes  vocales  (son  long,  son  court).    

Le  registre  d’une  voix  est  l’étendue  de  son  échelle  vocale,  de  la  note  la  plus  grave  à  la  note  la  plus  aigue  

 Doc  3:  Acoustique  physiologique  L’oreille  comporte  trois  parties  :    ·∙  L’oreille  externe  est  la  seule  partie  en  communication  directe  avec  l’extérieur.  Elle  est  composée  d’un  pavillon  et  d’un  conduit  auditif.  C’est  une  simple  structure  de  transmission  des  sons  vers  le  tympan.    ·∙  L’oreille  moyenne  tient  le  rôle  de  protection  et  de  transmission  mécanique.  Les  vibrations  du  tympan  sont  transmises  au  marteau,  à  l’enclume  et  à  l’étrier.    ·∙  L’oreille  interne  est  la  partie  la  plus  fragile  de  l’oreille.  Elle  est  constituée  de  quelques  milliers  de  cellules  ciliées,  situées  dans  la  cochlée,  qui  convertissent  les  vibrations  mécaniques  en  signaux  électriques.  C’est  notre  capital  auditif.    

   Consulter  l’animation  sur  le  fonctionnement  de  l’oreille  

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Doc  4:  Sensibilité  de  l’oreille      L’oreille  perçoit  convenablement  les  sons  dont  le  niveau  d’intensité  sonore  est  compris  entre  le  seuil  d’audibilité  et  le  seuil  de  douleur.  Sa  sensibilité  varie  en  fonction  de  la  fréquence.  Cela  peut  être  représenté  par  une  série  de  courbes  (diagramme  de  Fletcher  et  Munson)  dites  d’égale  sensation  auditive.  Ces  courbes  montrent,  par  exemple,  qu’un  son  de  1000  Hz  dont  le  niveau  d’intensité  sonore  est  de  60  dB  donne  la  même  sensation  d’intensité  qu’un  son  de  50  Hz  de  90  dB  (points  rouges).  Par  ailleurs,  la  sensibilité  diminue  avec  l’âge,  ce  qui  conduit  à  des  pertes  auditives.  

 Doc  5  :  Les  dangers  du  bruit      Les  sons  deviennent  nocifs  lorsque  leur  intensité  dépasse  les  possibilités  de  réception  de  l’oreille.  Le  niveau  d’intensité  sonore  est  exprimé  en  décibel  (dB).  L’échelle  va  de  0  à  120  dB,  mais  certaines  sources  (avion,  fusée,  canon)  émettent  des  sons  d’un  niveau  supérieur.  La  réglementation  limite  à  100  dB  le  niveau  de  sortie  des  baladeurs  et  à  105  dB  celui  dans  les  lieux  musicaux.  La  limite  de  nocivité  est  située  entre  85  et  90  dB.    Après  une  exposition  prolongée  à  un  niveau  proche  de  100  dB,  par  exemple  après  une  soirée  en  discothèque,  on  constate  divers  états  auditifs  que  l’on  peut  classer  par  gravité  croissante  :    -­‐  aucun  phénomène  auditif  particulier,  c’est  le  cas  le  plus  fréquent,  mais  à  coup  sûr,  quelques  cellules  ont  été  fragilisées.    -­‐  phénomènes  temporaires  tels  que  des  bourdonnements  ou  des  sifflements  (acouphènes)  ;    -­‐  phénomènes  de  type  acouphènes  persistants  et  irréversibles,  baisse  sensible  de  l’audition.  Analyse  et  synthèse      1.  Quelles  sont  les  trois  parties  du  corps  qui  interviennent  dans  la  voix  ?    

• les  poumons  • les  cordes  vocales  • les  résonateurs  (gorges  nez  bouche  et  nez)  

 

2.  Schématiser,  à  l’aide  d’une  chaîne,  les  principales  étapes  de  la  production  d’un  son  par  la  voix.  Représenter,  de  même,  une  chaîne  illustrant  la  perception  d’un  son  par  l’oreille.    -­‐  pour  la  voix    

 -­‐  pour  l’oreille  

 

 

3.  Comment  expliquer  la  différence  de  registre  entre  un  baryton  et  une  soprano  ?      La  tessiture  est  la  partie  du  registre  de  la  voix,  couverte  avec  un  maximum  d’aisance.  Cela  représente  l’échelle  des  fréquences  des  sons  pouvant  être  émis  de  façon  continue  pour  la  voix  chantée.  La  tessiture  est  liée  au  cordes  vocales  :  en  faisant  varier  la  tension  et  l’épaisseur  des  cordes  vocales,  on  fait  varier  la  hauteur  du  son  (  la  hauteur  d’un  sont  est  liée  à  sa  fréquence)    La  différence  de  registre  entre  un  baryton  (100  Hz  –  400  Hz)  et  une  soprano  (200  Hz  –  900  Hz)  s’explique  par  la  différence  de  tension  et  d’épaisseur  des  cordes  vocales    

 

4.a.  Quelle  serait  l’allure  des  courbes  du  diagramme  de  Fletcher  et  Munson  si  la  sensibilité  de  l’oreille  ne  variait  pas  en  fonction  de  la  fréquence  ?    Si  la  sensibilité  de  l’oreille  ne  variait  pas  en  fonction  de  la  fréquence,  les  courbes  du  diagramme  de  Fletcher  et  Munson  seraient  des  droites  horizontales  

 

4.b.  Pour  quelle  fréquence,  une  oreille  est-­‐elle  la  plus  sensible  ?  Justifier.    L’oreille  est  la  plus  sensible  aux  sons  de  fréquences  voisines  de  3000  Hz  ;  en  effet,  à  ces  fréquences,  les  courbes  du  diagramme  présentent  un  minimum  de  niveau  d’intensité  sonore.  

 

4.c.  L’échelle  des  fréquences  est  logarithmique  :  quelles  sont  la  particularité  et  l’utilité  de  cette  échelle  ?    les  échelles  des  documents  3  et  5  ne  sont  pas  linéaires.  Ils  utilisent  une  échelle  logarithmique    

 

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deux  graduations  consécutives  n’ont  pas  la  même  distance,  contrairement  à  une  échelle  linaire.  Les  distances  qui  séparent  deux  graduations  n  et  kn  sont  toujours  les  mêmes  et  sont  proportionnelle  à  log(k)  la  distance  qui  sépare  les  graduations  10  et  100  est  la  même  que  celles  qui  séparent  les  graduations  100  et  1000  et  les  graduations  1000  et  10000.  Cette  échelle  est  bien  adaptée  aux  valeurs  très  étalées  comme  celles  des  fréquences  audibles  par  l’oreille  humaine.  Les  points  sont  régulièrement  étalés  sur  toute  la  plage  des  valeurs  ce  qui  n’est  pas  le  cas  avec  une  échelle  linéaire.  

 4.d.  Comparer  les  niveaux  d’intensité  sonore  permis  par  la  réglementation  avec  les  limites  de  nocivité  et  le  seuil  de  douleur.  Quel  autre  paramètre  est  aussi  à  prendre  en  compte  pour  évaluer  la  nocivité  du  son  ?    Le  niveau  d’intensité  sonore  est  limité  à  100  dB  en  sortie  pour  les  baladeurs  et  105  dB  dans  les  lieux  musicaux.    Ces  niveaux  sont  inférieurs  à  celui  du  seuil  de  douleur  mais  supérieurs  à  la  limite  de  nocivité  :  85  à  90  dB.    En  plus  du  niveau  d’intensité  sonore  il  faut  prendre  en  compte  la  durée  d’exposition.  

 

Expérience      À    l’aide  d’une  double  prise-­‐jack,  brancher  votre  lecteur  MP3  à  un  sonomètre    (Range  :  Hi  ;  Response  :  F  ;  Funct  :  C).    Noter  le  niveau  d’intensité  sonore  lorsque  le  volume  est  réglé  au  maximum.    On  relève  des  niveaux  de  95  dB  sur  le  casque  audio  branché  sur  l’ordinateur  le  volume  étant  porté  au  maximum    

 

Votre  lecteur  respecte-­‐t-­‐il  la  règlementation  sur  les  baladeurs  ?    Le  lecteur  respecte  la  réglementation  car  le  niveau  sonore  est  inférieur  à  100dB    Ces  niveaux  sont  inférieurs  à  celui  du  seuil  de  douleur  mais  supérieurs  à  la  limite  de  nocivité  :  85  à  90  dB.    

 

Faire  une  mesure  avec  un  casque  audio  et  conclure  Le  lecteur  et  le  casque  audio  respectent  la  règlementation  En  plus  du  niveau  d’intensité  sonore  il  faut  prendre  en  compte  la  durée  d’exposition  L’échelle  sonore  en  décibels  0  dB  (A)  =  bruit  le  plus  faible  que  l’oreille  humaine  peut  percevoir  50  dB  (A)  =  niveau  habituel  de  conversation  80  dB  (A)  =  seuil  de  nocivité  (pour  une  exposition  de  8  heures)  120  dB  (A)  =  seuil  de  douleur      

Niveau sonore en dB (A) Durée d’exposition maximale 80 8 heures 83 4 heures 86 2 heures 89 une heure 92 30 minutes 95 15 minutes 98 7,5 min