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Archives de catégorie : La science plein les oreilles
L’oreille et son fonctionnement
L’oreille sert à percevoir les sons (elle sert à entendre les sons autours de nous).
L’oreille est divisée en trois parties : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne.
Dans l’oreille externe, il y a le pavillon et le conduit auditif. L’oreille externe permet de protéger le tympan qui ressemble à une peau de tambour et se trouve à l’entrée de l’oreille moyenne. Le pavillon, sorte d’entonnoir à sons, concentre les sons que l’on perçoit et les envoie par l’intermédiaire du conduit auditif vers le tympan qui se chargera du reste (voir en dessous).
Nos deux oreilles externes nous permettent de localiser la source sonore (endroit d’où provient un son).
Dans l’oreille moyenne, il y a le marteau, l’enclume, l’étrier (les plus petits os du corps humain), la trompe d’Eustache et le tympan.
Elle permet de protéger l’oreille interne, permet de transformer les vibrations que le son émet venant de l’oreille externe de manière à les rendre compréhensibles, analysables pour l’oreille interne.
Le tympan est une membrane qui ressemble à une peau de tambour. Il est chargé de récolter les ondes sonores (les vibrations que le son émet) qui le font vibrer, et de les envoyer à la chaîne ossiculaire (partie de l’oreille moyenne qui contient les osselets). Plus les sons sont aigus, plus le tympan vibrera vite.
Les trois osselets permettent de transmettre les vibrations sonores reçues par le tympan à la fenêtre ovale à l’entrée de la cochlée.
– Dans l’oreille interne , il y a un organe important, la cochlée ( à l’intérieur, il y a l’organe de Corti composé de plusieurs cellules sensorielles de l’audition, appelées cellules ciliées car elles ressemblent à de petits cils)
La cochlée ressemble à une coquille d’escargot. Elle est remplie de liquide .
Elle contient environ 3000 petits cils (cellules sensorielles) ce qui est peu en comparaison des quelque 131 millions de cellules visuelles
Il faut savoir qu’un son trop fort casse les cils de ces cellules et qu’une cellule ciliée cassée ne fonctionne plus et est irréparable!
Lorsque l’on entend un son, ces cellules sensorielles se mettent à vibrer. Elles transforment ce son en signaux nerveux et les envoie au nerf auditif qui se charge alors d’envoyer ces signaux au cerveau. Le cerveau intercepte ces messages nerveux et crée une image du message sonore que l’oreille perçoit.
Le bruit : risques et protection
Les risques :
- Les risques auditifs :
Dès 120 dB, le danger est quasiment immédiat pour l’audition.
A partir de 100 dB, il y a un risque de perte auditive.
Ainsi, une explosion, la détonation d’un pétard à proximité d’une oreille peut provoquer un accident acoustique (déchirure des tympans, luxation des osselets, destruction des stéréo cils…).
Au dessus de 90 dB, l’oreille peut percevoir le bruit comme douloureux.
C’est l’intensité sonore couplée à la durée d’exposition qui peut entraîner des lésions.
En général, la détérioration de l’audition se développe lentement, sur plusieurs années.
Des signaux d’alarme : l’hyperacousie*ou les acouphènes**.
*l’hyperacousie est une intolérance aux bruits même les plus banals et les plus modérés.
**les acouphènes : sifflements, bourdonnements dans les oreilles entendus sans cesse alors que rien dans l’environnement extérieur ne génère ce type de bruit.
En principe, les acouphènes disparaissent après quelques minutes ou quelques heures. Mais si l’exposition est répétée,ce bourdonnement durera de plus en plus longtemps, et risque de devenir chronique.
- Les risques non auditifs :
Le bruit est un facteur de stress
Il peut engendrer de la fatigue voire un épuisement.
D’autres effets physiologiques peuvent apparaître comme des symptômes dépressifs, des troubles cognitifs (de la mémoire), …
Le ressenti dépend de chaque personne et du contexte dans lequel le bruit se produit.
Par exemple, une personne qui se trouve dans un moment difficile (deuil, chômage, maladie …) trouvera un bruit insupportable alors qu’une personne vivant dans une situation heureuse percevra ce bruit comme non-dérangeant voire peut-être même comme agréable.
Le bruit est l’ennemi du sommeil
Le bruit altère la qualité du sommeil. Il peut provoquer des difficultés d’endormissement, des éveils au cours de la nuit, changer le rythme des différentes phases du sommeil.
Pour un sommeil de bonne qualité, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) recommande un niveau de 30 dB en moyenne pendant la nuit à l’intérieur de la chambre. 45 dB ne devraient jamais être dépassés.
Et la musique, c’est dangereux ?
Les risques :
– Perte auditive
– Hyperacousie
– Acouphènes
Des précautions simples pour écouter sans risque de la musique :
- En concert ou en discothèque, il faut :
– Mettre des bouchons d’oreilles
– S’éloigner des haut-parleurs
– S’accorder des pauses
- Quand on utilise un lecteur MP3/4, un iPod ou son téléphone, il faut :
- Baisser le volume
- Ne pas écouter plus d’une heure par jour à volume moyen
- Utiliser les écouteurs vendus avec l’appareil, ils garantissent un volume sonore maximum de 100 dB
- Ne pas s’endormir avec les écouteurs dans les oreilles ou le casque sur les oreilles
- Préférer un casque aux écouteurs intra-auriculaires
Et pour apprendre et communiquer ?
Les communications perturbées
L’exposition au bruit peut perturber les communications, les activités ( écoute de la télévision par exemple) mais aussi affecter les apprentissages et les performances.
Lorsqu’il y a trop de bruit, on comprend mal ce que disent les personnes avec qui on converse.
Pour que les conditions d’écoute soient satisfaisantes,le niveau sonore de la voix doit être supérieur au bruit de fond de 10 à 12 dB.
Les apprentissages perturbés
Des niveaux sonores élevés à l’école peuvent :
- entraîner un retard dans l’acquisition du langage (oral et écrit) et du vocabulaire
- diminuer l’attention (baisse de la concentration) et la mémorisation du cours
- entraîner une mauvaise compréhension de ce qui est dit. (par exemple, on ne comprend pas bien les nouveaux mots de vocabulaire et on ne comprend alors pas bien la leçon)
- être une source de fatigue excessive voire d’agressivité et d’agitation
Ainsi, être au calme pour bien apprendre est fondamental !
Alors ne faisons pas trop de bruit en classe…
L’échelle des bruits
L’intensité sonore se mesure avec un sonomètre, en décibels.
Voici ce qu’endurent nos oreilles… –> Echelle des bruits
Visualisons une onde sonore
Si l’on représente les zones comprimées (A) par une crête et les zones où l’air est plus détendu (B) par un creux, le son prend l’allure d’une vague ! Cette vague c’est la représentation en images de l’onde sonore.
On peut reproduire cela en utilisant un générateur basse fréquence que l’on branche aux bornes d’un appareil qui permet de visualiser le signal électrique qu’il reçoit, appelé oscilloscope. On le relie aussi à un haut-parleur.
La suite en vidéo …
Un son se caractérise par :
- la fréquence de l’onde sonore (C’est la hauteur du son) .Toutes les explications en vidéo :
Que se passe-t-il si la fréquence du son diminue ? Le son devient plus grave jusqu’à ce que …. Pour le savoir, regardez la vidéo suivante :
Que se passe-t-il si la fréquence du son augmente ? Le son devient plus aigu jusqu’à ce que …. Pour le savoir, regardez la vidéo suivante :
- l’amplitude du son (C’est l’intensité sonore ou niveau sonore). Toutes les explications en vidéo :
Comment s’additionnent les décibels ?
Nous décidons de reproduire l’expérience des clarinettes en classe, pour voir si nous n’avons pas fait d’erreurs de mesure lors de notre visite au conservatoire.
Malheureusement, nous n’avons pas de clarinette en classe, mais notre professeur de musique nous a prêté deux métronomes. Alors, c’est parti, nous nous lançons.
Voici la vidéo :
Pourquoi une augmentation de 3 dB lorsqu’on double l’intensité sonore ?
C’est parce que les décibels ne s’additionnent pas de manière arithmétique, n’augmente pas de manière proportionnelle. L’échelle des décibels est logarithmique.
Les décibels ne s’additionnent pas comme des mètres ou des kilogrammes.
Lorsqu’on double la source sonore, l’intensité sonore n’est pas multipliée par 2. Elle n’a augmenté que de 3 dB par rapport au niveau initial.
87 dB + 87 dB = 90 dB
Multiplier le niveau sonore par 2 revient à ajouter 3 dB.
Revenons à nos clarinettes. Nous avions mesuré 90 dB pour une et 94 dB pour deux. Le fait que nous n’ayons pas exactement 3 dB de plus s’explique par les incertitudes de mesure. Il n’est pas sûr par exemple que nous fussions exactement à la même distance pour faire les mesures. Or l’intensité sonore diminue avec la distance. Évidemment plus nous sommes loin du bruit, moins nous l’entendons fort et inversement.
Et avec 10 métronomes alors ?
Si un métronome produit 87 dB , alors 10 métronomes produisent :
87 dB 10 = 97 dB
Multiplier le niveau sonore par 10 revient à ajouter 10 dB.
Le sonomètre et la mesure de l’intensité sonore
L’intensité d’un son (ou niveau sonore) se mesure en décibels (« déci » pour un dixième et « bel » pour Alexandre Graham Bell, inventeur du téléphone) à l’aide d’un appareil appelé sonomètre.
La perception que nous avons d’un son varie avec le niveau sonore et la fréquence.
Ainsi, l’oreille est moins sensible à un son grave ou aigu qu’à un son médium (entre 500 et 2000 Hz) lorsque le son a un niveau sonore modéré (vie courante). En revanche, dès que le niveau est élevé l’oreille est plus sensible aux sons graves. Pour prendre en compte cette particularité physiologique, l’unité de mesure du niveau sonore a été pondérée avec un filtre adapté (pondération A) . L’unité de mesure est alors appelée le décibel A.
C’est l’unité avec laquelle nous avons faits nos mesures d’intensité sonore au sonomètre.
Lors de notre visite au conservatoire de musique de Belfort, nous avons mesuré le long du parcours et dans le conservatoire différents sons et leurs intensités sonores. Voici un tableau reprenant nos résultats de mesures :
| Phénomène sonore |
Intensité sonore en dBA Mesurée à environ 1 m de la source sonore |
| Bruit des élèves dans la cour avant de partir | 80 |
| Bruit du vent dans les arbres | 20 |
| Circulation automobile | 72 |
| Travaux sur la route (marteau-piqueur) | 120 |
| Arrivée dans le hall d’entrée du conservatoire | 70 |
| Dans l’ascenseur, un petit groupe d’élèves bien silencieux | 64 |
| Dans la salle des professeurs, 2 professeurs discutent | 65 |
| Une flute traversière jouant un son médium | 75 |
| Une flute traversière jouant un son très aigu | 99 à 109 |
| Une flute traversière jouant un son faible | 53 à 60 |
| Une flute traversière et un piano | 85 |
| Une clarinette | 90 |
| Deux clarinettes | 94 |
Ce qui nous a intrigués, c’est que lorsque deux clarinettes jouent ensemble, l’intensité sonore qu’elles font n’est pas le double d’une clarinette seule.
En effet 90 dB + 90 dB ça n’a pas l’air de faire 180 dB , puisque le sonomètre indique 94 dB !
Nous décidons de mener l’enquête pour comprendre ce phénomène.
La suite dans le prochain article …
LE BRUIT : Qu’est-ce que c’est ?
Le bruit est avant tout un son désagréable, qui nous dérange, nous déplait ou nous agresse.
Qu’est-ce qu’un son ?
Le son est donc une vibration qui perturbe la pression de l’air. Si on émet un son, l’air se comprime par endroits et se dilate à d’autres. Cette compression va se déplacer de proche en proche.
Vous pouvez voir des animations aux adresses suivantes : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/onde_sonore_plane.swf et http://bruit.seine-et-marne.fr/ (cliquer sur en savoir plus sur le bruit puis sur phénomène physique du son)
Le son est une onde.
On peut faire la comparaison suivante : quand on laisse tomber une goutte d’eau à la surface de l’eau, la surface de l’eau fait apparaître des vaguelettes.
Une onde se propage.
Les vaguelettes permettent de visualiser cette onde.
Peut-on « voir » une onde sonore ?
La suite au prochain article …
Les panneaux ont disparus du quartier !
Nous avons constaté la disparition des panneaux qui étaient à l’origine de nos recherches sur le bruit.
Nous menons l’enquête…
Nous avons adressé un message à la mairie de Belfort pour savoir pour quelle raison ces panneaux avaient été enlevés du quartier.
Voici la réponse de M. Bertrand Delavelle (Espace Public et Mobilités, Mairie de Belfort/CAB)
« L’interdiction de circulation signifiée aux motos, cyclos et quads est applicable entre le 1/07 et le 30/09 de l’année. C’est la raison pour laquelle les panneaux ont été retirés cet automne. »
Naturellement, la circulation des engins bruyants, non immatriculés ou assurés, reste interdite sur l’espace public, conformément à la réglementation en vigueur. »
De nouveaux panneaux dans notre quartier
A la rentrée, nous avons découverts de nouveaux panneaux dans notre quartier.
Que signifient
-ils ?
Ces panneaux interdisent la circulation des cyclos, motos et quads de 14h à 8h du matin dans le quartier.
Pourquoi cette interdiction ?
Ces engins font beaucoup trop de bruit et dérangent la tranquillité des habitants du quartier.
Nous décidons donc d’en savoir plus sur le bruit …
