De l’onde au message électique

Pour que notre cerveau analyse les ondes sonores, il nous faut les détecter. Nous avons alors recours à notre ouïe dont l’organe principal est l’oreille. Celle-ci est composée de trois parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne 1 .

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Schéma de l’oreille humaine 

L’oreille externe (partie externe visible de l’oreille)

Elle comprend deux parties : le pavillon et le conduit auditif externe (CAE). Le CAE mesure environ 3 cm et est formé d’un segment externe cartilagineux recouvert d’une peau assez épaisse (comportant des poils et des glandes cérumineuses à l’origine de la formation du cérumen) et d’un segment interne osseux recouvert d’une fine couche cutanée (dépourvue de follicules pileux et de glandes cérumineuses). Sa taille et son épaisseur varient selon les individus, et il n’a aucune mobilité chez les humains, contrairement aux animaux qui peuvent l’orienter vers la source du son. Le fond du conduit est fermé par le tympan qui sépare hermétiquement l’oreille externe et l’oreille interne.

Le son est projeté à partir du pavillon et concentré dans le CAE qui permet de l’amplifier et à faire vibrer le tympan.

L’oreille moyenne (partie interne de l’oreille)

Elle est composée de la caisse du tympan et de la trompe d’Eustache. La caisse du tympan est une petite cavité de forme irrégulière, remplie d’air et tapissée d’une muqueuse, creusée dans l’os temporal. Cette cavité englobe le marteau, l’enclume et l’étrier, qui sont les trois plus petits os du corps humain. L’étrier, est en contact avec la cochlée à travers une membrane appelée fenêtre ovale.

Les vibrations du tympan entraînent successivement celles du bloc marteau-enclume, puis celles de l’étrier, qui les transmet à l’oreille interne via la fenêtre ovale.

L’oreille interne (partie interne de l’oreille)

Cette section de l’oreille effectue la conversion de l’énergie mécanique en impulsions électriques à envoyer au cerveau pour l’élaboration du son. La cochlée (Figure 1, 2 et 3) est un os en forme de limaçon contenant un fluide, l’endolymphe (elle comporte trois petits canaux circulaires orientés selon les trois directions de l’espace, qui sont utilisés par le cerveau pour la perception de l’équilibre). Elle est composée de la rampe vestibulaire, la rampe tympanique, et du canal cochléaire où se tapis l’organe de Corti 2. Les deux rampes se situent de part et d’autre du canal qui se sépare d’eux par deux membranes qui vibrent lorsque l’endolymphe vibre. L’organe de Corti (voir figure 3) est l’organe qui transforme les vibrations du son en message électrique. Lorsque les vibrations mécaniques de la base de l’étrier atteignent l’oreille interne, elles créent des ondes progressives dans la cochlée, dans les deux rampes de part et d’autre du canal cochléaire atteignant l’organe du Corti . Il repose sur la membrane basilaire qui contient une multitude de cils (environ 4000), qui vibrent en accord avec la vibration du fluide. Chaque groupe de cils est relié à une terminaison nerveuse en mesure de convertir la vibration reçue du fluide en impulsions électriques à envoyer au cerveau pour être élaborées et perçues comme sons.

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Figure 1 : Coupe longitudinale d’une cochlée de rat au MO x100
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Figure 2 : Coupe longitudinale d’une cochlée de rat au MO x400
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Figure 3 : Zoom sur l’organe de Corti MO x600

Tout comme la vision, l’audition admet des limites. L’oreille humaine ne perçoit pas tous les sons. Nous qualifions d’infrasons toute fréquence inférieure à 20 Hz et d’ultrasons tout ce qui est au-delà de 20 kHz, donc non audibles par l’homme. Le schéma suivant nous montre le domaine de l’audible pour l’homme.

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Schéma de la zone conversationelle de la perception du son par l’oreille humaine

La courbe inférieure représente la courbe des seuils de perception de l’oreille humaine en parfait état. Pour chaque fréquence, le seuil de perception est différent : les fréquences les mieux perçues (la courbe avoisine le 0 dB) se situent dans la gamme moyenne entre 1 et 3 kHz. C’est aussi dans cette gamme que la dynamique de sensation est la plus grande (de 0 à 130 dB). La courbe supérieure représente la limite des intensités perceptibles : au-delà, il y a douleur et/ou destruction cellulaire dans l’oreille. La zone conversationnelle définit les sons utilisés pour la communication par la voix humaine : ce n’est que lorsque cette zone est affectée que le handicap auditif apparaît vraiment.

  1. Bigand, Emmanuel. Le cerveau mélomane. Pour la science, 2013
  2. organe sensoriel permettant de convertir l’onde sonore en message nerveux