fonction de sa fréquence, la vibration a un effet maximal (résonance) en un point différent de la membrane
basilaire : c'est la tonotopie passive.
Il existe 3 phases dans l’élaboration de la perception sonore: la transmission mécanique – la transduction
mécano-électrique – la transmission nerveuse.
Commençons par la transmission mécanique!
L’oreille externe se comporte comme une antenne acoustique : le pavillon (associé au volume crânien)
diffracte les ondes, le conduit auditif externe et la conque jouent un rôle de résonateur.Le tympan est la
terminaison acoustique de l’oreille externe. Le niveau et la phase des ondes acoustiques sont modifiés en se
propageant du milieu extérieur jusqu’au tympan. Ces modifications de niveau et de phase, qui sont
particulières à chaque fréquence et à chaque angle d’incidence des ondes sonores, correspondent à la
fonction de transfert de l ’oreille externe.
Pour ce son pur, la fonction de transfert entre l'entrée et la sortie du signal est de - 6 dB pour l' amplitude
(division par 2) et de - p/2 pour la phase (retard de 90° ou 1/4 de période). Pour chaque angle d’arrivée
(d'incidence) des ondes sonores dans les plans horizontal et vertical et pour chaque fréquence, il existe, une
fonction de transfert particulière.
Effet du pavillon (p, vert) et du conduit auditif externe (c, bleu) sur l'amplitude de la vibration sonore (gain
acoustique) pour l’azimuth 45° dans le plan horizontal. A 3 kHz, la somme cumulée (t, rouge) de ces gains
correspond à 20 dB (= niveau sonore x10).
Conséquence de la fonction de transfert : pour une source donnée dans le milieu extérieur, il existe entre
chaque oreille (pour les fréquences supérieures à 500 Hz) des différences de niveau (ci-dessus), ou de phase
(temps d'arrivée de l'onde sonore) (ci-dessous).
La différence maximale de temps d ’arrivée entre les deux oreilles est de 760 microsecondes (pour
l ’incidence représentée sur la figure).On peut cependant localiser une source située à l’avant de la tête avec
une précision de 1 à 2 degrés, ce qui correspond à une différence de temps d’arrivée de 13 microsecondes
seulement : cela signifie que les neurones qui traitent cette information sont sensibles à ces micro-différences
! Rôle de l'oreille externe dans la localisation des sonsLe tympan(4), vestige branchial, sépare le conduit
auditif externe de la cavité de l'oreille moyenne qui est en relation avec la cavité buccale par la trompe
d'Eustache (6). La fenêtre ovale, sur laquelle s'applique la platine de l'étrier (3), et la fenêtre ronde (5)
séparent oreille moyenne et oreille interne. La chaîne ossiculaire comprend le marteau (1), l'enclume (2) et
l'étrier (3) : elle relie le tympan à la fenêtre ovale.
REFLEXE STAPEDIEN
Lorsqu ’un son fort est détecté par la cochlée (> 80 dB) l’information est transmise aux noyaux du tronc
cérébral. Une boucle réflexe commande la contraction de ces muscles (chez l’homme seul le stapédien se
contracte). Ceci entraîne une augmentation de la rigidité de la chaîne tympano-ossiculaire, une limitation des
déplacements aux fréquences basses et moyennes (< 2000 Hz) et donc une diminution de l ’énergie transmise
à l’oreille interne (par contre, ce réflexe ne protège pas l’oreille aux fréquences élevées).
il est fatigable : pas de protection lors de bruits de longue durée ;
- il n'entre en jeu que pour des fréquences graves (ne dépassant guère 1 kHz);
- il n'intervient pas, ou trop tard (latence du reflexe = 30 ms), lors de bruits impulsifs (explosions,
armes à feu, pétards, cornes de brume, etc.).
L'oreille moyenne comme adaptateur d’impédance
L’oreille moyenne transmet l'énergie acoustique du tympan à l’oreille interne, en réalisant une adaptation
d’impédance entre un milieu aérien et un milieu liquidien.Si les vibrations aériennes étaient appliquées
directement aux liquides de l’oreille interne, 99,9% de l’énergie acoustique serait perdue par réflexion au
niveau de l’interface air-liquide (- 30 dB).
L ’oreille moyenne est un amplificateur de pression : de cette manière elle « récupère » l ’énergie
acoustique disponible dans le milieu aérien et augmente l ’amplitude des stimuli mécano-acoustiques dans
l’oreille interne.
Grâce au rapport des surfaces (~ 20) entre le tympan (S1 = 0,6 cm2) et la platine de l’étrier (S2 =
0,03 cm2)
et au rapport des leviers (l’axe de la chaîne ossiculaire passe au voisinage de l ’articulation
marteau/enclume, mais les deux « bras » de cette chaîne ont des longueurs inégales) (d1/d2 ~ 1,3),
l’amplification théorique de pression atteint un facteur x 26 (soit + 28 dB).
Attention! Cette approximation est à manier avec précaution car, du fait de ses caractéristiques mécaniques,
le comportement et « l’efficacité » de l’oreille moyenne varient très fortement avec la fréquence (f). En effet,
le fonctionnement de l ’oreille moyenne (comme celui de n’importe quel système mécanique) dépend des