Les sons et l’oreille
Domaine des fréquences audibles
L’oreille humaine ne perçoit que certaines fréquences sonores. Un son trop grave ou trop aigu ne sera pas entendu.
Important
Le domaine de fréquences des sons audibles est compris entre 20 Hz et 20 kHz. En deçà de 20 Hz, on se situe dans le domaine des infrasons. Au-delà de 20 kHz (20000 Hz), il s’agit d’ultrasons.
Ces valeurs peuvent varier d’un individu à l’autre et le domaine de fréquences audibles se réduit avec l’âge.
Remarque
Des sons de fréquences non audibles pour l’humain le sont pour certains animaux. Certains capteurs microphoniques particuliers sont adaptés pour capter ces fréquences inaudibles à notre oreille.
Hauteur et timbre du son
Un son de fréquence élevée donne un son aigu, une fréquence basse donne un son grave. C’est la fréquence qui définit la hauteur d’un son.
En musique, des sons de même hauteur représentent la même note (par exemple un La3 si la fréquence est de 440 Hz). Pourtant, même si deux instruments jouent la même note, ils sont différentiables et identifiables à l’oreille. Leur timbre est différent.
Le timbre d’un son (et par extension, le timbre d’un instrument de musique) est l’ensemble des caractéristiques du signal permettant de distinguer ce son d’un autre son de même hauteur. Graphiquement le timbre est lié à la forme du signal.
Intensité sonore et niveau d’intensité sonore
Niveau d’intensité sonore
Un son est deux fois plus intense si la source sonore vibre avec une amplitude deux fois plus grande. Pourtant, il ne sera pas perçu deux fois plus fort par l’oreille. L’oreille ne réagit donc pas proportionnellement à l’intensité I de l’onde sonore.
Pour modéliser cette réalité, on définit le niveau d’intensité sonore L, exprimé en décibel (dB), lié à l’amplitude mais qui n’est pas proportionnel à l’amplitude. Tout de même, plus l’amplitude augmente plus le niveau d’intensité sonore est élevée.
On peut mesurer le niveau d’intensité sonore grâce à un sonomètre.
Niveau d’intensité sonore et l’oreille
L’oreille n’est pas sensible à toutes les fréquences de la même manière. Elle est généralement plus sensible aux fréquences comprises entre 1000 Hz et 4000 Hz. Lorsqu’un patient réalise un audiogramme chez un spécialiste de l’audition, le spécialiste mesure le niveau d’intensité sonore nécéssaire pour que le patient entende un son, c’est-à-dire le seuil d’audibilité, pour tout le domaine des fréquences audibles.
Dangers du son
L’onde sonore peut représenter un danger pour l’oreille, si son niveau d’intensité sonore est trop élevé. On définit une échelle de niveau sonore qui précise les conséquences de l’exposition de l’oreille à des sons de différentes intensités. Au-delà d’un certain niveau, la vibration peut endommager l’oreille irrémédiablement.
Le niveau d’intensité sonore n’est pas le seul paramètre à prendre en compte pour évaluer le danger d’un son. Il faut aussi prendre en compte la durée d’exposition.
Pour se protéger, il faut utiliser des protections auditives adaptées, comme des bouchons d’oreille ou des casques anti-bruit. On peut également s’éloigner de la source sonore. Enfin, il faut limiter le temps d’exposition.