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THEME 2 : SON ET MUSIQUE
CHAPITRE 4 : EMETTEURS ET RECEPTEURS SONORES
LA VOIX ET L’OREILLE HUMAINE
Matériel prof : Ballon de baudruche
électrique, utilisée dans l’habitation.
I – LA VOIX ET L’OREILLE HUMAINE
Document 1 : Comment naît la voix ?
• Extrait vidéo de l’émission « C’est pas sorcier » (2 min 35s) : 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
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.
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 langueetc. 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 aigu.
Document 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 : « oreille.swf »
Document 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.
THEME 2 : SON ET MUSIQUE
CHAPITRE 4 : EMETTEURS ET RECEPTEURS SONORES
1. Quelles sont les trois parties du corps qui interviennent dans la voix ?
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.
3. Comment expliquer la différence de registre entre un baryton et une soprano ?
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 ?
b. Pour quelle fréquence, une oreille est-elle la plus sensible ? Justifier.
c. L’échelle des fréquences est logarithmique : quelles sont la particularité et l’utilité de cette échelle ?
II – LES DANGERS SONORES
Depuis les années 70, l’écoute de la musique à un niveau sonore élevé est devenue un
véritable phénomène de mode et le risque de perte d’acuité auditive est aujourd’hui un véritable
problème de santé publique.
En général les personnes atteintes se plaignent de sifflements dans l’oreille (d’acouphènes) ou
de troubles de l’audition qui disparaissent le plus souvent après quelques jours de repos auditif.
À long terme ces effets peuvent devenir permanents et l’audition dégradée de manière
irréversible.
C’est pour cela que le niveau sonore pour les établissements diffusant de la musique est
réglementé à 105 dB (décret 98- 1143 dit « lieux musicaux »). Le niveau des baladeurs est limité
à 100 dB mais ce niveau peut être facilement amplifié par les écouteurs.
Il est donc important d’éduquer, d’informer et d’amener la population à réfléchir sur le handicap
que peut engendrer l’exposition prolongée à des niveaux sonores trop élevés.
D’après Le pharmacien et l’oreille : conseil à l’officine, thèse soutenue par Adeline Zannoni
Cet exercice porte sur les risques auditifs liés à I'écoute prolongée de musique. Vous devez, pour cela, lire attentivement
l'ensemble des documents proposés, répondre à la fin de I'exercice à des questions à choix multiples puis résoudre le
problème posé à l'aide d'une rédaction d'au minimum 20 lignes.
Document 1 : Comment varie le niveau sonore en fonction de la distance ?
Le niveau sonore perd 6 dB à chaque fois que l'on double la distance. Si le niveau sonore est de 90 dB à 3 mètres de l'instrument,
il sera de 84 dB à six mètres. Niveau sonore de divers instruments à trois mètres, en plein air :
Clarinette
86 dB
Contrebasse
92 dB
Piano
94 dB
Trombone
107 dB
Grosse caisse
113 dB
THEME 2 : SON ET MUSIQUE
CHAPITRE 4 : EMETTEURS ET RECEPTEURS SONORES
Document 2 : Même si nous ne sommes pas
tous égaux face au son, voici la dose moyenne
de son tolérable par semaine. Au-delà de cette
dose, vous risquez de léser progressivement et
définitivement votre audition.
Des oreilles dans la moyenne peuvent tolérer
l'écoute d'un baladeur au niveau maximum (100
dB) pendant deux heures par semaine. Elles
peuvent tolérer l'écoute d'un concert à 105 dB
pendant 45 min.
Les doses de son s'additionnent. II ne faut pas
dépasser une dose de son par semaine. Deux
heures de baladeur au niveau maximum plus un
concert à 105 dB c'est trois fois la dose de son
tolérée par semaine ... il y a DANGER !
On estime que le risque existe à partir d'un niveau
sonore de 90 dB. Cependant, la douleur
n'apparaît qu'à partir de 120 dB, soit à une
intensité sonore 1000 fois plus élevée que le seuil
de risque. Les lésions peuvent survenir sans que
l'on s'en aperçoive sur le moment. Mais le
véritable danger n'est pas uniquement dans le
niveau sonore : il se situe aussi dans la dose de
son, c'est-à-dire le temps d'exposition à un niveau
sonore donné.
Document 3 : De plus en plus, à l’entrée des festivals de musique, des discothèques ..., on voit des distributions gratuites de
bouchons d’oreille en mouse.
THEME 2 : SON ET MUSIQUE
1.
CHAPITRE 4 : EMETTEURS ET RECEPTEURS SONORES
QCM : Cocher les bonnes réponses
Sur le tableau, cocher les bonnes réponses en précisant à chaque fois le numéro du document utilisé pour
répondre à la question.
2.
Questions
Réponses
1. Un lycéen se rend à un concert sans protection auditive.
Il a déjà écouté son baladeur à 100 dB pendant une heure dans
la semaine. Il peut rester une heure à ce concert de niveau
sonore 105 dB sans prendre de risques pour son audition.
Oui  Non 
2. Si le niveau sonore est de 90 dB à trois mètres de l’instrument,
il sera de 84 dB à six mètres et de 78 dB à neuf mètres.
Oui  Non 
Documents
Question de synthèse :
À partir des documents proposés et de vos connaissances personnelles, indiquez, en le justifiant, vos
recommandations pour profiter d’un concert en plein air sans risques auditifs et tout en gardant intacte la
qualité du son.
Vous prendrez soin, pour cela, d’utiliser la totalité des documents proposés, d’utiliser au moins une
application numérique pertinente, d’apporter une solution au problème posé en veillant à structurer les
informations recueillies, d’adopter un jugement critique argumenté et de rédiger un document d’au minimum
20 lignes dans un français correct.
THEME 2 : SON ET MUSIQUE
CHAPITRE 4 : EMETTEURS ET RECEPTEURS SONORES
CORRECTION : LA VOIX ET L’OREILLE HUMAINE
I – LA VOIX ET L’OREILLE HUMAINE
1. Les trois parties du corps qui interviennent dans la voix sont :
- les poumons
- les cordes vocales
- les résonateurs : gorge, bouche et nez.
2. Chaîne des principales étapes illustrant la production d’un son par la voix :
Chaîne des principales étapes illustrant la perception d’un son par l’oreille :
3. 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.
Montrer la manip avec le ballon de baudruche gonflé : on écarte les bords de l’ouverture en tirant plus ou moins dessus
ce qui modifie la longueur et la finesse de l’ouverture et donc la fréquence du son émis.
4.a. 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.
b. 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.
c. L’échelle des fréquences est logarithmique : deux graduations consécutives n’ont pas la même distance,
contrairement à une échelle linaire. En revanche 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.
THEME 2 : SON ET MUSIQUE
CHAPITRE 4 : EMETTEURS ET RECEPTEURS SONORES
II – LES DANGERS SONORES
1.
Questions
1. Un lycéen se rend à un concert sans protection auditive.
Il a déjà écouté son baladeur à 100 dB pendant une heure
dans la semaine. Il peut rester une heure à ce concert de
niveau sonore 105 dB sans prendre de risques pour son
audition.
Réponses
Documents
Oui  Non 
Document
2
(100 dB/1h = ½ dose + 45 min de concert = 1 dose) > 1
dose/semaine
2. Si le niveau sonore est de 90 dB à trois mètres de
l’instrument, il sera de 84 dB à six mètres et de 78 dB à
neuf mètres.
Oui  Non 
90 dB à 3 m donc 90 – 6 =84 dB à 6 m
Document
1
84 dB à 6m donc 84 – 6 = 78 dB à 12 m et non 9 m
2. Introduction : dangers
Les notions suivantes doivent être évoquées :
- augmenter la distance vis-à-vis de la source sonore (doc. 1),
- réduire la durée d’exposition au son (doc. 2),
- tenir compte de l’addition des doses de son (doc. 2),
- utiliser des bouchons qui atténuent le son (doc. 3), idéalement des bouchons en silicone qui ne
modifient pas les qualités du son (haute fréquences moins atténuées que pour le bouchon en mousse), mais
ils coutent cher. Des bouchons en mousse sont une bonne alternative pour des concerts occasionnels.
Conclusion : des solutions existent.
Un calcul pertinent doit être fait.
Exemples :
-
Les bouchons atténuent le son d’environ 20 dB. Ainsi le niveau sonore d’une grosse caisse, à 3m, en
plein air vaut 113 – 20 = 93 dB.
D’après le document 1, le niveau sonore de la contrebasse est de 92 dB à 3 m.
En s’éloignant à une distance de 6 m donc en doublant la distance, il vaut
alors 92 – 6 = 86 dB.