Acoustique physiologique : des sons aux percepts associés Séminaire de Biophysique du C.N.E.B.M.N. 7 Novembre 2011 Acoustique physiologique : des sons aux percepts associés Dimitri PAPATHANASSIOU Faculté de Médecine, Université de Reims Champagne-Ardennes Service de Médecine Nucléaire, Institut Jean Godinot, Reims CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Le seuil d’audibilité à 1000 Hz est : Q.C.M. 1 Le seuil d’audibilité à 1000 Hz est : 1 2.10-3 Pa 2 2.10-5 W.cm2 3 1012 W.cm-2 4 0 dB 5 - 1 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 2 Unités utilisées en acoustique : 1 Le sone est une unité de tonie 2 Le phone est une unité de sonie 3 Le mel est une unité de sonie 4 Le décibel est une unité de sonie 5 1 phone équivaut à 1 dB SPL quelle que soit la fréquence CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 3 Plusieurs machines dont chacune développe une puissance de W W.cm-2 correspondant à un niveau sonore de 90 dB sont utilisées en même temps 1 1 machine de plus causera +1 dB 2 2 machines produiront 93 dB 3 2 machines produiront 100 dB 4 2 machines produiront 180 dB 5 10 machines produiront 100 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 4 Sensations et caractéristiques physiques d’un son : 1 La sensation de hauteur n’est liée qu’à la fréquence 2 Le timbre est lié à l’amplitude des harmoniques 3 Le timbre est le plus souvent lié à la phase des harmoniques On localise certains sons grâce à la différence de phase des ondes perçues par les deux oreilles CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Acoustique physiologique : des sons aux percepts associés CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Comprendre, caractériser et quantifier les anomalies Introduction Phénomène physique Sensation ? Comprendre, caractériser et quantifier les anomalies CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1 Physique des ondes sonores 1 Physique des ondes sonores PLAN 1 Physique des ondes sonores 1 Physique des ondes sonores 2 Psychophysique 3 Sensations sonores CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1 Physique des ondes sonores PLAN 1 Physique des ondes sonores 1.1 Nature d’un son 1.2 Grandeurs et propriétés 1.3 Catégories de sons CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1.1 Nature d’un son Onde de pression longitudinale dans un milieu matériel élastique compression dépression CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1.1 Nature d’un son distance temps CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Célérité (vitesse de propagation de l’onde) 1.2 Grandeurs et propriétés Longueur d’onde pression l Amplitude P0 distance l = c / f pression f T Phase Période temps T = 1 / f c = l / T Célérité (vitesse de propagation de l’onde) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1.2 Grandeurs et propriétés Gamme des fréquences audibles : 20 Hz à 20 kHz fondamental harmoniques voix Infrasons basse Ultrasons soprano piano 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10 k 20 k f (Hz) Patm = 105 Pa P0 = 2.10-5 à 20 Pa atmosphérique : Pression acoustique : CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

l (air) 1.2 Grandeurs et propriétés c : dépend de la densité ( r ) et de la compressibilité du milieu f : ne dépend pas du milieu f (Hz) l (air) 20 1000 17 m 34 cm 20000 17 mm Milieu c (m/s) air eau 340 1430 CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

r C P02 W = 1.2 Grandeurs et propriétés Onde de pression Propagation d’une énergie mécanique Puissance acoustique (surfacique) : Énergie par unité de temps et de surface W = P02 r C en W.cm-2 CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

> l < l 1.2 Grandeurs et propriétés Interactions : Absorption Réflexion > l < l Diffraction CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Onde sonore simple (son pur) 1.3 Catégories de sons Onde sonore simple (son pur) P(x,t) = P0 sin 2p ( - + f ) x t T l P(t) = P0 sin 2p ( f t ) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

superposition de sinusoïdes 1.3 Catégories de sons Onde périodique complexe : superposition de sinusoïdes pression temps pression temps amplitude fréquence CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Onde périodique complexe : 1.3 Catégories de sons Onde périodique complexe : P(t) = P sin 2p (f t +f) fondamental + P2 sin 2p ( 2 f t +f2) + P3 sin 2p ( 3 f t +f3) harmoniques + … + Pn sin 2p ( n f t +fn) Série de Fourier CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Son amorti : 1.3 Catégories de sons pseudo-périodique p t CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Infinité de fréquences avec des amplitudes différentes 1.3 Catégories de sons Son transitoire : non périodique p amplitude t fréquence Infinité de fréquences avec des amplitudes différentes CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Spectrogramme temps/fréquence (sonogramme) 1.3 Catégories de sons Spectrogramme temps/fréquence (sonogramme) énergie f (Brillance : puissance) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1 Physique des ondes sonores BON J OUR MON SI EUR CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1 Physique des ondes sonores Une onde sonore peut se caractériser par : sa fréquence son énergie son spectre sa phase CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1 Physique des ondes sonores PLAN 1 Physique des ondes sonores 2 Psychophysique 2 Psychophysique 3 Sensations sonores CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Enjeux de la perception 2 Psychophysique Signal physique Enjeux de la perception Sensation puissance force détecter quantifier fréquence hauteur discriminer spectre timbre communiquer phase direction s’orienter CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Enjeux de la perception 2 Psychophysique Signal physique Enjeux de la perception Sensation Audiométrie tonale liminaire fréquence puissance détecter puissance force détecter quantifier fréquence hauteur discriminer spectre timbre communiquer phase direction s’orienter CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Psychoacoustique 2 Psychophysique Psychophysique (mi-XIXème : Fechner) Étude du lien entre stimulus (physique) et sensation (psychique) « Percept » : ce qui est perçu Psychoacoustique CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Seuils 2 Psychophysique absolu (Is) : plus petit signal physique donnant une sensation différentiel (DIs) : plus petite variation de signal physique donnant une sensation de variation I + DIs autre sensation que I différentiel relatif (DIs/I) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

DIs 2 Psychophysique I Variation de sensation = k DIs/I Stimulus Sensation Variation de sensation Variation de sensation = k DIs/I Loi de Weber (1846) : DIs/I = constante CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

 Loi de Fechner + + 2 Psychophysique S finale = S initiale + S dS n (1850) S finale = S initiale + S dS n DIn/In n . + S finale = S initiale +  initiale finale k DI/I + DI2/I2 dS DI1/I1 S = k ln (I) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Loi de Fechner 2 Psychophysique la sensation varie comme le logarithme du stimulus Sensation Intensité CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

2 Psychophysique P0 = 2.10-5 à 20 Pa facteur 106 W = 10-12 à 1 W.cm-2 Sensation P0 = 2.10-5 à 20 Pa W = 10-12 à 1 W.cm-2 facteur 1012 facteur 106 Intensité grandeur physique : mal adaptée à la description des sensations car pas de linéarité CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

DS = k Log 2 Psychophysique variations de niveaux S = k Log I S1 – S2 = k Log I1 – k Log I2 DS = k Log I1 I2 CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

1 Physique des ondes sonores PLAN 1 Physique des ondes sonores 2 Psychophysique 3 Sensations sonores 3 Sensations sonores CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3 Sensations sonores PLAN 3.1 Sonie 3.1 Sonie 3.2 Hauteur 3.3 Timbre 3.4 Localisation CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Sonie : 3.1 Sonie intensité subjective d’un son (sensation de force sonore) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Différence de niveau acoustique 3.1 Sonie Différence de niveau acoustique W1 = Log Bel W2 = 10 Log W1 déciBel W2 = 20 Log p1 déciBel p2 (N.B. : relatif) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Seuil absolu 10-12 W.cm-2 Pour une moyenne de sujets sains à 1000 Hz : 10-12 W.cm-2 CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Niveau de pression acoustique 3.1 Sonie W D = 10 log10 (dB SPL) 10-12 (Sound Pressure Level) Niveau de pression acoustique CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie 2 sources de puissance W : 2 W 10 Log W W0 = 10 Log (2) + niveau d’1 source + 3 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Nombre de sources Niveau 2 + 3 dB 3 + 5 dB 4 + 6 dB 5 + 7 dB 10 + 10 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie niveau acoustique (dB SPL) 140 120 100 80 60 40 20 20 50 100 20 50 100 200 500 1000 5000 20000 f (Hz) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

0 dB fixé au seuil d’audibilité pour chaque fréquence 3.1 Sonie Audiogramme 125 250 500 1000 2000 4000 8000 f (Hz) 0 dB fixé au seuil d’audibilité pour chaque fréquence 20 40 60 (dB HL) 80 100 120 (Hearing Level) Perte auditive (dB HL) Niveau d’audition CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie niveau acoustique (dB SPL) 140 120 100 80 60 40 20 20 50 100 20 50 100 200 500 1000 5000 20000 f (Hz) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Courbes d’isosonie : ensemble des sons produisant la même sensation de force sonore Valeur en phones : niveau en dB SPL donnant la même sensation à 1000 Hz CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie 120 phones 100 phones 80 phones 60 phones 40 phones niveau acoustique (dB SPL) 140 120 phones 120 100 phones 100 80 phones 80 60 60 phones 40 phones 40 20 phones 20 20 50 100 200 500 1000 5000 20000 f (Hz) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Validité de la loi de Weber 3.1 Sonie déplacement du tympan (cm) p (Pa) W (W.cm-2) S (dB) Seuil de douleur 10-4 20 1 120 2 10-2 100 Orchestre 2.10-1 10-4 80 Validité de la loi de Weber 2.10-2 10-6 60 Conversation 2.10-3 10-8 40 2.10-4 10-10 20 Seuil absolu 10-10 2.10-5 10-12 Valeurs négatives 20 50 100 500 1k 5k 10k 20k f (Hz) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie 140 120 100 80 60 40 20 Niveau sonore (dB) Avion au décollage 120 Seuil de douleur Discothèque 100 Tronçonneuse Train 80 Moteur de voiture 60 Conversation à voix haute 40 Conversation à voix basse Chant d’oiseau 20 Tic-tac de montre Seuil d’audibilité CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Risque auditif Fatigue auditive : perte temporaire de sensibilité Lésions des cellules sensorielles : irréversibles Limite : 8 heures / jour à 80 dB A 5 jours / semaine 4 heures / jour à 83 dB A 2 heures / jour à 91 dB A 3 minutes / jour à 101 dB A CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Relation entre sonie et stimulus : loi (expérimentale) de Stevens (1950) La sonie double quand la pression acoustique augmente de 10 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Phone : unité pour comparer la sonie à différentes fréquences Sone : unité pour comparer la sonie à fréquence fixée CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Seuil différentiel relatif 3.1 Sonie Seuil différentiel relatif DIs/I = 1 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Sonie et audition binaurale Un stimulus (> 40 dB) présenté aux deux oreilles donne une sonie double que lorsqu’il est présenté à une seule oreille (Intégration par le système nerveux) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Sonie et durée du stimulus Durée courte (< 500 ms) : la sonie est d’autant plus faible que le stimulus est court Durée prolongée (dizaines de secondes) : la sonie diminue progressivement (adaptation) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Codage de la sonie 3.1 Sonie Saturation CCI Potentiels d’action / sec CCE 200 Seuil 100 Neurones cochléo-bulbaires 20 40 60 80 100 Niveau (dB SPL) Plusieurs neurones de dynamique différente permettent de coder pour toute la dynamique CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Neurone SH Neurone SB Seuil SH Saturation SB Seuil SB Étalement de la zone de réponse des neurones avec l’augmentation de l’intensité Base Apex Membrane basilaire CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.1 Sonie Neurone SH Neurone SB Seuil SH Saturation SB Seuil SB Recrutement : si les CCE n’ajustent plus le mouvement de la membrane basilaire Base Apex Membrane basilaire CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Sonie des sons complexes Les sonies de composantes situées dans différentes bandes de fréquence s’ajoutent CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Notion de bande critique 3.1 Sonie Notion de bande critique 60 phones Fréquence Énergie seuil 30 phones … Intégration CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3 Sensations sonores PLAN 3.1 Sonie 3.2 Hauteur 3.3 Timbre 3.4 Localisation CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Hauteur (tonie) : 3.2 Hauteur sensation permettant de ranger les sons sur une échelle des graves aux aigus selon que leur fréquence est basse ou haute Facile pour un son pur Parfois plus difficile pour un son complexe (principalement par la fondamentale) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Tonotopie cochléaire 3.2 Hauteur Les régions de la membrane basilaire vibrant assez amplement pour induire l’excitation de neurones auditifs correspondent aux composantes spectrales du son Base Membrane basilaire Apex 4000 1000 250 CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.2 Hauteur (si basse fréquence) Les potentiels d’action des neurones auditifs apparaissent au maximum de pression Son CCI Fibre 1 Fibre 2 Fibre 3 Neurones cochléo-bulbaires Nerf même fréquence que le stimulus (si basse fréquence) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.2 Hauteur Deux mécanismes pour coder la fréquence : fréquence élevée : tonotopie (codage par la cadence des potentiels d’action impossible à cause de leur période réfractaire ) fréquence basse : codage par la cadence des potentiels d’action (tonotopie imprécise) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.2 Hauteur Les neurones correspondant aux basses fréquences répondent de manière moins sélective que pour les hautes fréquences f (kHz) Seuil (dB SPL) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Seuil différentiel relatif pour la tonie 3.2 Hauteur Seuil différentiel relatif pour la tonie Df Df f Loi de Weber : = constante 0,01 f 0,003 0,001 62,5 250 1000 4000 16000 f (Hz) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Classement des sons selon leur hauteur L’intervalle de hauteur est le même entre f1 et f2 et entre f3 et f4 si f1 f2 f3 f4 = H = k Log f DH = k Log f1 f2 Cf. loi de Fechner : Intervalle d’une octave : f1 f2 = 2 CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Classement des sons selon leur hauteur Gamme musicale Do f f 262 Hz Do # a f 1,059 f 277 Hz Ré a2 f 1,122 f 294 Hz Ré # a3 f 1,189 f 311 Hz Mi a4 f 1,259 f 330 Hz Fa a5 f 1,334 f 349 Hz Fa # a6 f 1,414 f 370 Hz Sol a7 f 1,498 f 392 Hz Sol # a8 f 1,586 f 415 Hz La a9 f 1,681 f 440 Hz La # a10 f 1,781 f 466 Hz Si a11 f 1,886 f 494 Hz a = 2 1/12 Do a12 f 2 f 524 Hz CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Classement des sons selon leur hauteur Unité de tonie : mel (par définition : 131 mels = hauteur d’un son de 131 Hz) 2000 1000 500 200 100 mel 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 kHz 131 mel 131 Hz Échelle établie par ajustements subjectifs relatifs CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Relations entre sonie et tonie 3.2 Hauteur Relations entre sonie et tonie Effet de masque : augmentation du seuil pour une fréquence si son simultané de fréquence inférieure Effet de la sonie sur la tonie : 2 sons ; intensité différente même fréquence ; à basse fréquence : le plus fort paraît plus grave à haute fréquence : le plus fort paraît plus aigu CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Phénomènes subjectifs 3.2 Hauteur Phénomènes subjectifs Sons subjectifs : son pur puissant entendu avec des harmoniques Restitution de la fondamentale : harmoniques sans fondamentale même hauteur qu’avec la fondamentale CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Bande passante du téléphone 3.2 Hauteur Bande passante du téléphone fondamental harmoniques voix basse soprano 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10 k 20 k f (Hz) CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3 Sensations sonores PLAN 3.1 Sonie 3.2 Hauteur 3.3 Timbre 3.4 Localisation CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Timbre 3.3 Timbre sensation permettant de juger que deux sons complexes stables de mêmes sonie, hauteur, et durée de présentation sont différents Lié à la richesse et à l’amplitude des harmoniques CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.3 Timbre Timbre différent p t a f a f CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Pas d’influence de la phase 3.3 Timbre Pas d’influence de la phase p Timbre identique t a f a f CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Le timbre dépend du spectre fréquentiel Flûte : peu d’harmoniques ; violon : beaucoup Harmoniques élevés riches en énergie : « brillant » Harmoniques bas riches en énergie : « doux » CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.3 Timbre Harmoniques Timbre faible intensité (basse fréquence) pauvre faible intensité (haute fréquence) strident, perçant (picolo) importance décroissante rond, chaud forte intensité criard, éclatant sans fondamental nasillard (basson) impairs clarinette pairs violon CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Le timbre dépend du spectre fréquentiel Les caractéristiques spectrales ne suffisent pas Rôle des fluctuations temporelles : une note enregistrée jouée « à l’envers » n’a pas le même timbre Rôle des traitements centraux CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3 Sensations sonores PLAN 3.1 Sonie 3.2 Hauteur 3.3 Timbre 3.4 Localisation CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

3.4 Localisation Basses fréquences : retard du côté le plus éloigné Hautes fréquences : perte d’énergie du côté le plus éloigné CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Écart interaural de temps 3.4 Localisation R a + R sin a c D t = a R R sin a R a Écart interaural de temps f Diffraction CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Écart interaural d’énergie 3.4 Localisation Atténuation Écart interaural d’énergie CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Conclusion Versant perceptif plus complexe que le versant physique Organe périphérique : sensible et capable de discrimination fine S’intègre dans un système auditif plus vaste Cochlée Noyau cochléaire Complexe olivaire supérieur VIII Lemniscus latéral Colliculus inférieur Corps géniculé médial Cortex temporal CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Certains aspects de la physiologie acoustique sont complexes Conclusion Certains aspects de la physiologie acoustique sont complexes Ce qui sera utilisé pour l’exploration de l’audition est les notions les mieux établies (dB, phones) Amélioration par les connaissances les plus récentes CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Le seuil d’audibilité à 1000 Hz est : Q.C.M. 1 Le seuil d’audibilité à 1000 Hz est : 1 2.10-3 Pa 2 2.10-5 W.cm2 3 1012 W.cm-2 4 0 dB 5 - 1 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Le seuil d’audibilité à 1000 Hz est : Q.C.M. 1 Le seuil d’audibilité à 1000 Hz est : 1 2.10-3 Pa 2 2.10-5 W.cm2 3 1012 W.cm-2 4 0 dB 5 - 1 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 2 Unités utilisées en acoustique : 1 Le sone est une unité de tonie 2 Le phone est une unité de sonie 3 Le mel est une unité de sonie 4 Le décibel est une unité de sonie 5 1 phone équivaut à 1 dB SPL quelle que soit la fréquence CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 2 Unités utilisées en acoustique : 1 Le sone est une unité de tonie 2 Le phone est une unité de sonie 3 Le mel est une unité de sonie 4 Le décibel est une unité de sonie 5 1 phone équivaut à 1 dB SPL quelle que soit la fréquence CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 3 Plusieurs machines dont chacune développe une puissance de W W.cm-2 correspondant à un niveau sonore de 90 dB sont utilisées en même temps 1 1 machine de plus causera +1 dB 2 2 machines produiront 93 dB 3 2 machines produiront 100 dB 4 2 machines produiront 180 dB 5 10 machines produiront 100 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 3 Plusieurs machines dont chacune développe une puissance de W W.cm-2 correspondant à un niveau sonore de 90 dB sont utilisées en même temps 1 1 machine de plus causera +1 dB 2 2 machines produiront 93 dB 3 2 machines produiront 100 dB 4 2 machines produiront 180 dB 5 10 machines produiront 100 dB CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 4 Sensations et caractéristiques physiques d’un son : 1 La sensation de hauteur n’est liée qu’à la fréquence 2 Le timbre est lié à l’amplitude des harmoniques 3 Le timbre est le plus souvent lié à la phase des harmoniques On localise certains sons grâce à la différence de phase des ondes perçues par les deux oreilles CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique

Q.C.M. 4 Sensations et caractéristiques physiques d’un son : 1 La sensation de hauteur n’est liée qu’à la fréquence 2 Le timbre est lié à l’amplitude des harmoniques 3 Le timbre est le plus souvent lié à la phase des harmoniques On localise certains sons grâce à la différence de phase des ondes perçues par les deux oreilles CNEBMN – Séminaire de Biophysique du 7 novembre 2011 – Acoustique physiologique