asds_voix et oreillecor

ASDS THÈME SONS ET MUSIQUE PAGE 1 / 3 TS-­‐SPE LA VOIX ET L’OREILLE HUMAINE 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. 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 2. Le vibreur laryngé, producteur du son de la voix 3. Les espaces d’amplification et de résonance Le passage du souffle d’air entre les deux cordes vocales Ce sont la gorge, la bouche et le nez. Ces espaces, ou les fait vibrer. C’est l’origine du son de la voix. Les deux cavités, changent de volume et de forme grâce au jeu des cordes sont placées horizontalement dans le larynx à muscles du voile du palais, des lèvres, de la langue etc. Ils hauteur de la pomme d’Adam peuvent ainsi modifier les qualités de la voix. Document 2 : Description de la voix La voix peut-­‐être caractérisée par quatre paramètres Le registre d’une voix est l’étendue de son échelle principaux : vocale, de la note la plus grave à la note la plus aigue -­‐ 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). 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 1 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 2 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
3