Bruit : toute sensation auditive désagréable ou gênante,…

Bruit : toute sensation auditive désagréable ou gênante, tout phénomène acoustique produisant cette sensation, tout son ayant un caractère aléatoire

qui n’a pas de composantes définies (Afnor)

Le message nerveux auditif

Constitué par les impulsions nerveuses qui parcourent les voies auditives depuis l’organe de Corti jusqu’à l’écorce cérébrale, le message nerveux auditif transmet les informations relatives à la fréquence, à l’intensité et à la composition des vibrations, ainsi que celles qui se rapportent à la position de la source sonore dans l’espace.

Le nerf auditif contient un ensemble de 35.000 fibres (10 par cellule ciliée interne) qui transmettent au cerveau des informations identiques entre elles. Il pénètre dans le tronc cérébral au niveau du bulbe rachidien. Après plusieurs relais, les fibres auditives parviennent à l’écorce cérébrale ; elles sont alors 100 fois plus nombreuses car le nombre de neurones disponibles augmente à chaque relais. Il faut moins de 20 millisecondes pour que les ondes sonores soient transmises au cerveau sous la forme de stimuli nerveux. Le traitement simultané de l’information sensorielle par le cortex auditif permet de garder au message sa globalité et son intelligibilité initiale.

L’oreille est l’organe périphérique de l’audition

En l’absence de toute affection ou lésion du système auditif dans ses composantes perceptives, l’organisme reçoit, intègre et gère toutes les énergies qui lui parviennent, construisant une sorte de représentation mentale de l’environnement sonore, à la fois en termes acoustiques (niveau et spectre du signal) qu’en termes spatiaux (détermination du lieu d’émission).

L’oreille comporte trois parties : l’oreille externe (pavillon et conduit auditif), l’oreille moyenne (tympan et chaîne des osselets), et l’oreille interne (cochlée). D’un point de vue physiologique, c’est à dire du point de vue de la fonction audition dans son ensemble, on peut distinguer l’appareil de réception (oreille externe et paroi externe du tympan), l’appareil de transmission (tympan, osselets, fenêtres ovale et ronde et cochlée), et l’appareil de perception qui commence à l’organe de Corti et qui se poursuit par les différents neurones aboutissant aux aires corticales auditives.

Notions générales des caractéristiques physiques du son

Le son peut être défini de deux manières ; d’une manière objective tout d’abord c’est le phénomène physique d’origine mécanique consistant en une variation de pression (très faible), de vitesse vibratoire ou de densité du fluide, qui se propage en modifiant progressivement l’état de chaque élément du milieu considéré, donnant ainsi naissance à une onde acoustique (la propagation des ronds dans l’eau suite à un ébranlement de la surface donne une bonne représentation de ce phénomène). D’une manière subjective également : il s’agit de la sensation procurée par cette onde, qui est reçue par l’oreille, puis transmise au cerveau et déchiffrée par celui-ci. De toutes les ondes acoustiques, seules certaines peuvent être perçues par l’oreille : il s’agit des ondes dont la fréquence est comprise entre 20 Hertz (Hz) et 20.000 Hz (20 kHz). En dessous de 20 Hz, on parle d’infrasons, et au dessus de 20kHz, on parle d’ultrasons.

L’oreille est capable de mesurer des écarts de pression infimes de l’ordre de 2.10-5 Pa (à comparer à la valeur de la pression atmosphérique : 100.000 Pa). Cette variation de 2.10-5 Pa correspond à un son de 0 dB. Le niveau sonore Lp exprimé en dB est directement relié à l’amplitude de la variation de pression.

Du fait des propriétés du logarithme, on remarque que lorsque l’on double l’intensité, cela revient à augmenter le niveau en dB de 3 dB.

Par contre, la "sensation" de doublement de l’intensité ne se produit que pour une augmentation de 10 dB. Cependant, l’acoustique ne se contente pas de mesurer "physiquement" les sons, en effet, comme nous l’avons vu, le son est à la fois une notion objective et subjective et il est nécessaire d’utiliser des critères tenant compte de ces deux caractères.

Critères retenus pour la mesure des sons

La sonie

La sonie concerne la "force sonore" au sens physiologique (impression de force sonore). La sensibilité de l’oreille est une variable de la fréquence ; ainsi, tandis qu’à 4000 Hz, une pression acoustique de moins de 2.10-5 Pa suffit à provoquer une sensation auditive, à 50 Hz, une pression de 2.10-2 Pa est nécessaire, soit 1000 fois plus. De même, le seuil de douleur est variable en fonction des fréquences, selon une variation similaire avec des pentes bien moindres. Il est ainsi possible de définir des courbes d’isosensation pour des niveaux sonores donnés à 1000 Hz appelés phones ; ces courbes ont été établies en 1918 par FLETCHER et MUNSON,

On remarque par exemple que pour des fréquences allant de 1000 à 6000 Hz, les sons paraissent beaucoup plus forts, alors que les niveaux de pression acoustique sont égaux.

Le niveau sonore

Comme nous l’avons vu l’oreille n’a pas la même sensibilité pour toutes les fréquences audibles : ainsi, un son de 50 dB et de fréquence 1000 Hz produit une sensation auditive plus forte qu’un son de 50 dB à la fréquence 100 Hz. Pour tenir compte de cette particularité du système auditif, on utilise des filtres qui pondèrent les niveaux en fonction des fréquences, à partir des courbes d’isosonie. Plusieurs filtres sont utilisés, le plus commun étant le filtre A. Le nouveau niveau tenant compte de cette pondération est alors exprimé en dB(A). On obtient ainsi une grandeur physiologique pour le niveau sonore, et non plus seulement une grandeur physique. L’importance de cette pondération est considérable. En effet, des bruits de très basses fréquences, qui peuvent atteindre plus de 140 dB dans un TGV entrant dans un tunnel, ne semblent pas dangereux pour l’audition (ce qui ne signifie pas qu’ils sont sans effet sur la santé). De même, le "beat" (basse fréquence) émis par la grosse caisse d’une batterie, qui traverse les murs et est perçu par les voisins des discothèques n’est pas dangereux pour l’ouïe, malgré la gêne qu’il représente.

Quelques notions d’audiométrie.

L’étude métrologique de l’audition ou audiométrie permet de tracer l’audiogramme, graphique en coordonnées rectangulaires sur lequel sont portées en abscisses les fréquences (suivant une échelle logarithmique), et en ordonnées, les niveaux sonores. Le sujet expérimenté écoute au casque un son sinusoïdal de fréquence donnée dont on fait varier le niveau : à chaque fois qu’il perçoit un son, il appuie sur un bouton, ce qui permet, en changeant les fréquences, de déterminer oreille par oreille le seuil d’audibilité pour chaque fréquence. La perte d’audition se détermine en comparant cette valeur au seuil d’audibilité normalisé.

La technique audiométrique permet de déterminer avec une précision assez bonne les éventuelles pertes auditives chez tous les types de sujets, bien que les expérimentations ne soient réalisées qu’avec des sons purs. Récemment est arrivé sur le marché de l’audiométrie un nouvel équipement de mesure appelé Audioscane dont la particularité est de pouvoir fournir des résultats très précis permettant de déterminer très tôt certaines atteintes de la fonction auditive, discrètes mais bien présentes. Ce nouvel outil a été utilisé avec succès dans le cadre de l’opération "Oreilles en scène", campagne de sensibilisation sur les risques auditifs liés à l’exposition à de la musique trop fortement amplifiée menée à Nancy durant l’automne 1994 par le Dr C. MEYER-BISCH.

Le niveau de bruit global

L’énergie d’un son est proportionnelle à son niveau et à sa durée, de même que les dégâts d’une brûlure seront proportionnels à la durée d’exposition et à l’intensité du rayonnement. Il faut donc prendre en compte ces deux paramètres. Pour cela, on définit un niveau de pression acoustique continu équivalent pondéré A, noté LAeq, qui tient compte de la durée d’exposition au bruit. En effet, Ainsi, des sons impulsifs de fort niveau (130 dB) peuvent être tolérés sans dommage tandis que l’exposition prolongée à des niveaux dépassant 85 à 90 dB(A) met en danger l’audition.

La dynamique

La dynamique est une caractéristique intrinsèque à chaque instrument de musique, et, par extension, à chaque partition musicale. Son étude permet de connaître la variation de l’intensité maximum d’émission, du grave à l’aigu, et l’écart le plus grand possible entre les sons fortissimo et les sons pianissimo. Ainsi les musiques présentant de fortes dynamiques (mazurkas de Chopin par exemple) auront la particularité d’avoir des niveaux très faibles à certains moments, et très forts à d’autres, tandis que les musiques à faible dynamique présenteront un niveau relativement constant pour l’auditeur. Celles-ci présentant l’inconvénient de ne pas offrir de périodes de repos pour le système auditif, elles sont plus dangereuses, à niveau global égal, que les premières. C’est par exemple le cas des musiques compressées diffusées à la radio : on traite les enregistrements afin qu’ils aient tous le même niveau, pour éviter que les auditeurs aient à régler le volume de leur récepteur en permanence.

Niveaux atteints par le son

Le tableau proposé ci-dessous donne l’échelle de quelques niveaux sonores courants. Comme nous l’avons vu, pour évaluer le danger représenté par un son pour l’oreille, il doit être relié à la durée d’exposition subie. Aussi, la comparaison de ces données avec celles concernant les Leq d’écoute de la musique indiquée ensuite doit être faite à titre indicatif. Cependant, elle présente l’intérêt de "donner une idée" des niveaux atteints, intérêt non négligeable lorsque l’on s’intéresse à des phénomènes de perception.

A titre d’exemple, nous donnons ci-dessous quelques Leq observés dans différentes conditions d’écoute de la musique :

Activité Leq moyen Batterie : 100 dB(A)

Répétition de petites formations : 90 à 100 dB(A)

Discothèque (bord de piste) : 100 à 105 dB(A)

Local de répétition rock : 102 à 107 dB(A)

Concerts de rock -variétés : 102 à 107 dB(A)

Echelle de quelques niveaux sonores courants
130 - 140 dB	Seuil intolérable
120 dB	Réacteur d’avion à 10 m
110 dB	Atelier de chaudronnerie
100 dB	Marteau-piqueur à 2 m
90 dB	Atelier de tissage
80 dB	Rue bruyante
60 dB	Conversation vive
50 dB	Musique douce
40 dB	Conversation normale
30 dB	Résidence tranquille
20 dB	Studio d’enregistrement
10 dB	Laboratoire d’acoustique
5 dB	Chambre muette

Informations collectées sur le site du Ministère de l'écologie, du développement et de l'aménagement durable (http://www.ecologie.gouv.fr/-Bruit-.html).

Et maintenant, quelques questions :

1. Que transmet le message nerveux ?

2. Quelle est la durée de la transmission des ondes sonores au cerveau sous forme de stimuli nerveux ?

3. Quelles sont les deux termes de la représentation mentale de l’environnement sonore ?

4. Quels sont les trois appareils de la fonction auditive ?

5. A quoi ressemble une onde acoustique ?

6. Quelle est la gamme des fréquences perçues par l’oreille humaine ?

7. A quoi le niveau sonore est-il directement relié ?

8. De combien augmente-t-on le niveau en dB quand on double l’intensité sonore ?

9. Quelles sont les deux notions qui caractérisent le son ?

10. Quelle est la différence entre des sons haute et basse fréquence quant à la sensation auditive, si l’on prend plus particulièrement la pression acoustique en compte ?

11. Citer un exemple de bruit non-gênant provoquant des dommages à l’appareil auditif ; citer un exemple de bruit gênant ne provoquant pas de dommages à l’appareil auditif.

12. Qu’est-ce que veut dire "métrologie" ?

13. En quoi les techniques d’audiométrie sont-elles incomplètes ?

14. Quels sont les deux termes de l’énergie d’un son ? A quoi peut-on la comparer ?

15. En quoi la dynamique d’une musique a-t-elle une influence sur le système auditif ?

16. Qu’est-ce qu’une musique compressée, ou comprimée ? Donner un exemple.

17. Essayer de trouver dans son environnement deux ou trois situations qui correspondent à "rue bruyante", "conversation vive", "conversation normale" et "résidence tranquille".