Ouïe

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Un renard qui bouge ses oreilles pour repérer une proie

Une oreille humaine

L’ouïe ou l’audition est la capacité de percevoir des sons. Elle est l’un des cinq sens.

Anatomie

L’oreille est l’organe principal de l’ouïe.

La transmission des vibrations du milieu aérien au milieu liquide présent dans la cochlée pose des problèmes concrets liés à la physique des fluides. Rappelons que si une onde acoustique qui se propage dans l’air atteint perpendiculairement la surface d’un lac, par exemple, le millième de l’énergie seulement est transmis à l’eau, la quasi-totalité étant réfléchie. La perception d’une onde sonore demande donc un système complexe d’amplification, contenu dans la chaîne physiologique de la perception (voir Audition et Anatomie de l’oreille).

Notre système auditif comporte de nombreuses finesses : Weaver admettait la possibilité de distinguer jusqu’à 64 hauteurs différentes dans le demi-ton, aux alentours de 1 000 Hz. Pour fournir une idée de la mesure de cette sensibilité aux hauteurs, on peut se référer aux mesures de l’amplitude du mouvement moléculaire ; c’est ainsi que dans le champ moyen des fréquences audibles, les déplacements du tympan, au seuil de l’audition, avoisinent 10 nanomètres (mais cette sensibilité est bien moins bonne pour les fréquences graves et aiguës).

Seuils d'audition

L’oreille humaine moyenne ne perçoit que les sons situés entre 20 Hz et 20 000 Hz.

Deux seuils sont également importants à signaler pour l’ouïe : l’un est appelé le temps d’intégration de l’oreille (il varie de 50 à 100 millisecondes suivant l’intensité), et l’autre, le seuil temporel de reconnaissance de la hauteur (qui est défini à ¹⁄₁₀₀ de seconde en moyenne). Plus bref, le son perçu n’a pas de hauteur précise et est qualifié par les acousticiens de « claquement ».

Temps

Le rôle du temps est également essentiel pour la perception des timbres (de la couleur des instruments, par exemple) dans la mesure où une persistance subsiste toujours après le stimulus qui permet d’apprécier les qualités d’un son. En la matière, les expériences du physiologiste hongrois Georg von Bekesy ont permis de mesurer la vitesse à laquelle on devait faire décroître un son pour avoir la même impression subjective que s’il était interrompu instantanément : à la fréquence de 800 Hz, von Bekesy a mesuré une persistance de 0,14 seconde environ. Cette mesure correspond à la perception de variations rapides d’intensité (battements) ou de hauteurs (trilles). Au-delà de 6 à 7 vibrations par seconde, ces variations ne sont plus perçues comme distinctes.

Enfin selon l’application du principe d’incertitude, notre perception nous offre un choix entre erreur temporelle et erreur en fréquence, qui résulte du principe d’incertitude d’Heisenberg (∆t * ∆f ≥ k = constante). On peut connaître le signal avec une erreur de temps donnée si l’on admet une erreur en fréquence suffisante et vice versa. La difficulté de l’interprétation physique est reportée sur celle du temps et de la fréquence.

Voir aussi

• Psychoacoustique