Le son et l`oreille - Ras-le-Bol

1
Le son et l'oreille
https://centre.sante.gouv.fr/dep45/environnement/bruit/brsante2.htm
(Site de la Direction départementale des affaires sanitaires et sociales du Loiret, en France.)
Il existe des appareils de mesure du bruit aux performances exceptionnelles,
capables de :
 mesurer la pression acoustique sur une gamme étendue de 0 à
120 dB(A),
 percevoir une différence de tonalité ou fréquence de 1 Hz entre
64 et 4 000 Hz,
 distinguer à niveau de pression égale deux notes identiques de
musique jouées par des instruments différents (timbre),
 localiser une source sonore dans l'espace,
 déterminer le sens de son déplacement,
 identifier une source sonore en la comparant à une banque de
sons connus,
 sélectionner une source sonore au milieu d'un ensemble de
bruits.
Ces appareils d'une technologie inégalée d'une autonomie de fonctionnement de soixante-dix ans en moyenne datent de
plusieurs millions d'années. Ce sont nos oreilles.
Les sonomètres actuels, fruits des recherches de pointe, sont encore loin d'offrir des performances aussi étendues.
L'appareil auditif humain se divise en trois parties :
 l’oreille externe
 l’oreille moyenne
 l’oreille interne
L’oreille externe, formée du pavillon qui collecte les ondes sonores, et du conduit auditif fermé par le tympan, petite
membrane qui vibre comme la peau d’un tambour.
L’oreille moyenne, cavité remplie d’air comprenant trois osselets (le marteau, l’enclume et l’étrier) qui transmettent les
vibrations du tympan à l’oreille interne.
L’oreille interne, remplie de liquide, qui transmet les vibrations aux cellules auditives ciliées du limaçon. Celles-ci
transforment ces vibrations en influx nerveux qui se propage le long du nerf auditif jusqu’au cerveau qui les collecte et les
analyse.
En savoir plus ???...

2
L'oreille humaine
 (de gauche à droite): le pavillon, le conduit auditif, le tympan, les osselets,
la trompe d'Eustache, la cochlée.
1. L’oreille externe
Le pavillon dirige les ondes sonores vers le conduit auditif, il joue le rôle de cornet acoustique. Il participe à la localisation
auditive en élévation par diffraction des fréquences élevées.
Le conduit auditif par sa forme et sa taille est adapté aux fréquences de la parole. D'une longueur moyenne de 27 mm,
pour une section de 40 mm², il présente une résonance en "quart d'onde" à 3 000 Hz. Il en résulte une pression acoustique au
tympan trois fois plus élevée qu'à l'entrée du conduit.
Quand on prête l'oreille, on cherche à recevoir dans une oreille l'énergie sonore maxima et dans l'autre l'énergie minima. La
différence entre les messages reçus dans les deux aires acoustiques des deux hémisphères cérébraux permet de localiser le
son dans l'espace.
Le tympan est une membrane fibreuse élastique et résistante, d'un diamètre de 1 cm et d'une épaisseur de 0,1 mm. Il
vibre sous l'effet de la variation de pression (comme la membrane d'un microphone ou la peau d'un tambour).
La fréquence des ondes détermine la vitesse de vibration du tympan et des autres éléments de notre organe auditif, tandis
que le niveau de pression sonore affecte l'amplitude de l'oscillation.
2. L’oreille moyenne
La principale fonction de l'oreille moyenne est la transmission des vibrations du tympan à l'oreille interne.
Les osselets
Les osselets constituent un système de bras de levier réalisant un transfert mécanique d'énergie entre les sons aériens
dans le conduit auditif et les sons liquidiens dans l'oreille interne.
La chaîne ossiculaire comprend :
 le marteau : conduit les vibrations du tympan à l'enclume.
 l'enclume : sa branche descendante agit tel un bras de levier pour amplifier les vibrations et les conduire vers l'étrier.
 l'étrier : transmet les vibrations par le biais de la platine de l'étrier aux liquides de l'oreille interne.

3
A l'instar de l'iris de l'oeil en présence d'une forte lumière, la contraction du muscle de l'étrier permet de protéger l'oreille
interne des sons intenses depuis les fréquences graves jusqu'à 3 000 Hz. C'est le réflexe stapédien, il n'est pas instantané, et
donc inopérant pour les sons survenant trop rapidement (tirs).
Le tendon du muscle de l'étrier, sur commande des centres de l'audition, se contracte à chaque fois que l'intensité du bruit
dépasse 80 dB(A). Il tire l'étrier en arrière et vers le bas et permet le blocage de celui-ci. Il n'est plus efficace à partir de 3 000
Hz. Seul un son explosif intense peut entraîner une rupture de la chaîne ossiculaire.
La trompe d'Eustache
La trompe d'Eustache relie le pharynx à l'oreille moyenne. Elle permet l'égalisation de la pression statique à la
pression atmosphérique.
Exemples :
 en plongée, l'augmentation de pression va créer une douleur qui peut être supprimée en rééquilibrant les pressions
de part et d'autre du tympan en se bouchant le nez et en soufflant,
 en montagne, le phénomène est inversé, on rééquilibrera les pressions en avalant.
3. L’oreille interne
L'oreille interne est un système hydrodynamique complexe. C'est dans la cochlée que s'effectue la perception des sons.
La cochlée
La cochlée ou limaçon est l'organe qui recueille par des liquides la vibration provenant du tympan. Grâce à des
cellules neuro-sensorielles, la vibration des liquides est transformée en information électrique parvenant au cerveau par le nerf
auditif.
Les canaux semi-circulaires ne jouent pas de rôle dans l'audition, mais sont le siège du sens de l'équilibre. La cochlée
déroulée ne dépasse pas 35 mm de longueur et 3 mm de diamètre au niveau de la première spire.
A l'une de ses extrémités : la fenêtre ovale, dans laquelle se situe la platine de l'étrier.
Cette platine transmet l'énergie sonore de l'air au liquide périlymphatique du limaçon sous forme d'une variation de pression.
Celle-ci se propage par la rampe vestibulaire montante jusqu'à l'apex par le passage de la coupole. Elle redescend par la
rampe tympanique jusqu'à la fenêtre ronde, fermée par une membrane qui vibre en opposition de phase liquidienne avec la
platine de l'étrier.

4
Entre la rampe vestibulaire et la rampe tympanique est situé le canal cochléaire qui contient l'organe de Corti.
L'organe de Corti séparé des deux rampes vestibulaire et tympanique par des parois constituant le canal cochléaire contient
les cellules neuro-sensorielles ou cellules ciliées.
L'organe de Corti, formé des cellules ciliées internes et externes, recueille les vibrations des liquides de l'oreille interne. Il
transforme l'onde de pression mécanique dans le liquide en signal électrique transmis au cerveau par le nerf auditif.
Les fibres du nerf auditif vont ainsi véhiculer une information digitalisée représentant sous une forme codée les paramètres du
stimulus : fréquence, intensité, durée.
Le passage de l'onde de pression mécanique dans le liquide met en mouvement la membrane tectoriale.
On peut comparer les cellules ciliées à des algues dans l'eau qui vont et viennent sous l'effet d'une vague, leur mouvement
provoque l'émission d'un signal sélectif transmis au cerveau. Les cellules ciliées au nombre de 74 000 sont de minuscules
muscles striés de 0,5 micron de diamètre composés d'actine et de myosine. Comme tous les muscles, ils sont susceptibles de
se fatiguer.
Les cellules ciliées internes captent l'information en palpant la membrane tectoriale comme autant de notes d'un clavier de
piano.
Les cellules ciliées externes (3 fois plus nombreuses), attachées à la membrane tectoriale pour mieux la contrôler,
sélectionnent, amplifient ou atténuent la vibration.
115 dB(A) pendant 30 minutes peuvent suffire à les endommager de façon
irréversible.
Lorsque la cochlée est saine et les cellules ciliées en bon état :
 la vibration sonore met en mouvement la membrane basilaire ; les cellules ciliées externes interviennent en premier
pour affiner le message.
 ce message est ensuite transmis à la membrane tectoriale qui est palpée par les cils des ciliées internes qui
transmettent le message au cerveau.
 c'est un mécanisme contractile très rapide qui suit la fréquence du son stimulant. Cette contraction amplifie les
mouvements de la membrane basilaire dans une zone très restreinte. Elle joue un double rôle d'amplification et de
filtrage. Ce mécanisme actif permet à un très petit nombre de cellules ciliées internes d'être activées par une
fréquence donnée. La bonne discrimination en fréquence, base de l'intelligibilité du langage, est donc liée à l'état des
cellules ciliées externes.
Lorsque les cellules ciliées externes sont endommagées :
 notre oreille perd sa sensibilité et ne peut plus discriminer les fréquences.
 Le filtrage n'étant plus réalisé, c'est un large contingent de cellules ciliées qui fonctionnent pour une seule fréquence.
 L'intelligibilité du langage est altérée.