Question d'origine :
Bonjour
Une question me tourmentripote :
Nous n'avons que deux oreilles. Pourtant, nous sommes parfaitement capables de localiser un son d'où qu'il vienne.
Deux microphones percevraient de façon strictement identique un son provenant de 2m devant, derrière, au-dessus ou en-dessous d'eux ... Comment nos deux oreilles font-elles mieux que deux microphones ?
Merci de votre réponse !
Papameccano30
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 05/02/2019 à 12h18
Bonjour,
Ce n’est pas seulement les oreilles mais le cerveau qui permet de spatialiser les sons avec précision. Les capacités dont fait preuve cet organe pour localiser les bruits sont remarquables. On appelle cette écoute naturelle le "son binaural".
Cet article de Pour la science analyse comment le corps s'y prend pour localiser les sons :
« Contrairement à la vue, qui souffre d'un champ limité, l'audition couvre l'ensemble de l'espace. Notre capacité à localiser des sources sonores repose sur la comparaison entre les signaux parvenant à nos deux oreilles, qui dépendent bien sûr de la position de celles-ci, mais aussi de la diffraction des ondes acoustiques sur notre tête. Ces phénomènes dépendent de la direction d'incidence des ondes et permettent de localiser la source.
Les performances de localisation du système auditif humain en azimut (dans le plan horizontal) sont de l'ordre de trois degrés pour des sources voisines du plan de symétrie de la tête. Elles tombent à une dizaine de degrés pour des sources situées sur le côté.
Comment fonctionne la localisation en azimut ? Les deux indices fondamentaux sont la différence entre les temps d'arrivée aux deux oreilles (itd, pour interaural time difference), liée à leur écartement, ainsi que la différence d'intensité (ild, pour interaural level difference), liée à l'obstacle que représente la tête. Ces indices dits binauraux décrivent les relations entre les signaux captés par les deux oreilles. Toutefois, des considérations géométriques simples révèlent qu'à un couple de valeurs données des indices interauraux de retard et d'intensité correspond un ensemble de directions possibles. Ainsi, pour chaque direction dans le plan médian, les différences interaurales sont nulles. Des mécanismes plus fins sont nécessaires pour différencier les directions dans cette zone de confusion et plus généralement permettre la localisation en élévation.
En raison de l'interaction complexe des ondes sonores avec notre corps (diffraction par le crâne, le pavillon de l'oreille, les épaules, etc.), les variations de différences d'intensité dépendent de la fréquence du son. Dans les basses fréquences, les longueurs d'onde – plusieurs mètres – sont grandes par rapport aux dimensions de la tête. Celle-ci n'est donc pas un obstacle majeur et la différence de niveau sonore entre l'oreille du côté de la source (ipsilatérale) et l'oreille opposée (controlatérale) est faible. Plus la fréquence du son est élevée – plus sa longueur d'onde diminue –, plus les caractéristiques morphologiques contribuent à différencier les signaux parvenant aux deux oreilles. Ainsi, chaque direction d'incidence s'accompagne d'une « coloration spectrale » particulière du son, que notre cerveau apprend à identifier. En d'autres termes, la perception auditive spatiale consiste à décoder l'effet de notre propre perturbation sur le champ d'ondes acoustiques. Les indices spectraux sont notamment sollicités pour discriminer les directions avant, arrière et, de façon plus générale, dans le plan vertical. La nature plus subtile de ces indices explique les performances assez médiocres de la localisation en élévation (angle vertical) »
Un autre article de Blind legend détaille également comment la morphologie entre en compte dans nos capacités à situer ce que l'on entend.
Mais sachez qu’aujourd’hui les des procédés techniques permettent de reproduire cette particularité. Voyez à ce sujet cet article de Méta média.
Enfin, deux petits reportages radiophoniques sur le son binaural qui permettent de revivre l'expérience. A écouter au casque :
- RFI
- France culture
Bonne journée
Ce n’est pas seulement les oreilles mais le cerveau qui permet de spatialiser les sons avec précision. Les capacités dont fait preuve cet organe pour localiser les bruits sont remarquables. On appelle cette écoute naturelle le "son binaural".
Cet article de Pour la science analyse comment le corps s'y prend pour localiser les sons :
« Contrairement à la vue, qui souffre d'un champ limité, l'audition couvre l'ensemble de l'espace. Notre capacité à localiser des sources sonores repose sur la comparaison entre les signaux parvenant à nos deux oreilles, qui dépendent bien sûr de la position de celles-ci, mais aussi de la diffraction des ondes acoustiques sur notre tête. Ces phénomènes dépendent de la direction d'incidence des ondes et permettent de localiser la source.
Les performances de localisation du système auditif humain en azimut (dans le plan horizontal) sont de l'ordre de trois degrés pour des sources voisines du plan de symétrie de la tête. Elles tombent à une dizaine de degrés pour des sources situées sur le côté.
Comment fonctionne la localisation en azimut ? Les deux indices fondamentaux sont la différence entre les temps d'arrivée aux deux oreilles (itd, pour interaural time difference), liée à leur écartement, ainsi que la différence d'intensité (ild, pour interaural level difference), liée à l'obstacle que représente la tête. Ces indices dits binauraux décrivent les relations entre les signaux captés par les deux oreilles. Toutefois, des considérations géométriques simples révèlent qu'à un couple de valeurs données des indices interauraux de retard et d'intensité correspond un ensemble de directions possibles. Ainsi, pour chaque direction dans le plan médian, les différences interaurales sont nulles. Des mécanismes plus fins sont nécessaires pour différencier les directions dans cette zone de confusion et plus généralement permettre la localisation en élévation.
En raison de l'interaction complexe des ondes sonores avec notre corps (diffraction par le crâne, le pavillon de l'oreille, les épaules, etc.), les variations de différences d'intensité dépendent de la fréquence du son. Dans les basses fréquences, les longueurs d'onde – plusieurs mètres – sont grandes par rapport aux dimensions de la tête. Celle-ci n'est donc pas un obstacle majeur et la différence de niveau sonore entre l'oreille du côté de la source (ipsilatérale) et l'oreille opposée (controlatérale) est faible. Plus la fréquence du son est élevée – plus sa longueur d'onde diminue –, plus les caractéristiques morphologiques contribuent à différencier les signaux parvenant aux deux oreilles. Ainsi, chaque direction d'incidence s'accompagne d'une « coloration spectrale » particulière du son, que notre cerveau apprend à identifier. En d'autres termes, la perception auditive spatiale consiste à décoder l'effet de notre propre perturbation sur le champ d'ondes acoustiques. Les indices spectraux sont notamment sollicités pour discriminer les directions avant, arrière et, de façon plus générale, dans le plan vertical. La nature plus subtile de ces indices explique les performances assez médiocres de la localisation en élévation (angle vertical) »
Un autre article de Blind legend détaille également comment la morphologie entre en compte dans nos capacités à situer ce que l'on entend.
Mais sachez qu’aujourd’hui les des procédés techniques permettent de reproduire cette particularité. Voyez à ce sujet cet article de Méta média.
Enfin, deux petits reportages radiophoniques sur le son binaural qui permettent de revivre l'expérience. A écouter au casque :
- RFI
- France culture
Bonne journée
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