" Illusions Acoustiques ", ou autres phénomènes sonores ... Options

[Miss Kiki]

a propos françois en corrigeant une définition dans le wiki j'ai crée un champ pour son paradoxal, tu pourrais peut être faire cette définition là ?


et bravo pour le lien Léothaud.

[Thviaud]

À noter dans le Wikipedia (pas le notre, enfin pas encore) quelques articles de qualité sur :

Son (physique)
Psychoacoustique avec "Illusions auditives"
et des liens vers
* Oreille
* Oreille absolue, oreille relative
* Ouïe
* Audition
* Son (physique)
* Acoustique musicale
Mais voir aussi l'onglet discussion ...My Webpag

This post has been edited by ThViaud: Tue 27 Dec 2005, 06:11

[Messensib]

Je viens de faire l'expérience de François, non pas avec des embouchures de flûte à bec, mais avec des signaux sinusoïdaux. Le logiciel "Audio Toolbox" permet d'obtenir une sinusoïde à fréquence glissante entre 2 valeurs au choix. J'ai donc mis sur une piste de Protools du 2 kHz, et sur une 2ème une sinusoïde variant de 2 à 1 kHz ( en 10 secondes) - chacun à -9dB - et j'ai écouté la somme au casque:
Au début on entend distinctement un battement dont la fréquence augmente et qui se transforme en un son (fantôme, OK François) dès qu'il entre dans la gamme audible, et dont la fréquence augmente. Mais il s'atténue quand le signal variable approche de 1 kHz.
Pour bien entendre ce son fantôme, il faut que les sinusoïdes soient à un niveau élevé. C'est bien désagréable. Peut-être les embouchures de flûtes à bec (qui doivent donner des harmoniques, même faibles) peuvent fabriquer ce phénomène à un niveau plus faible (?).

Cela ressemble tout à fait à de "l'intermodulation" d'une électronique analogique non linéaire, où, si on met F1 + F2 à l'entrée, on retrouve nF1 + ou - mF2 à la sortie, n et m pouvant prendre les valeurs discrètes 1,2,3,.... Là, en l'occurrence on n'entend qu'un signal de fréquence F1 - F2, différence des fréquences.

En faisant l'essai en statique, par exemple avec 2kHz et 1,8 kHz, on entend du 200 Hz qui visiblement a des harmoniques si on le compare rapidement à une sinusoïde à cette même fréquence, c'est pourquoi on entend mieux ce son "fantôme" qui a un niveau faible.

Dans le § 2.3 de mon article, je ne m'intéressais qu'à l'écart de fréquence qui permettait d'entendre deux sinusoïdes distinctes et je n'ai pas remarqué ce signal fantôme parce que j'écoutais à niveau faible.

Une explication plausible de cette non-linéarité est donnée par G. Léothaud. Dans l'oreille moyenne nous avons 2 petits muscles, l'un au col du marteau (qui raidit le tympan), l'autre à la tête de l'étrier (c'est la mécanique qui adapte l'impédance entre le tympan et la fenêtre ovale, entrée de la cochlée).
Ces deux muscles agissent comme des compresseurs qui atténuent le signal lorsqu'il est trop élevé. Mais comme le muscle n'agit que d'un seul côté, et que de l'autre il y a un ligament, la tension (mécanique) n'est pas symétrique, et le signal peut être plus atténué par exemple sur les alternances positives que sur les négatives. Il y a donc apparition par "détection" de l'enveloppe, de la fréquence F1 - F2 (et de ses harmoniques).

Mais DEFINITIVEMENT, mon système auditif (et le votre -?-) n'est pas fait pour écouter des signaux sinusoïdaux à fort niveau. Cela me provoque un acouphène, un "hisssssssss" suraigu pendant plusieurs jours. Donc, terminé pour moi ces expériences. Je tiens à mes vieilles oreilles.

PS 1 Il y a quasiment autant de fibres nerveuses qui vont de l'oreille interne au SNC (système nerveux central, le cerveau, quoi) que de fibres qui font le parcours inverse. Ce qui prouve qu'écouter, ça s'apprend. Il y a rétroaction (ou interaction), ce qui ne simplifie pas le problème !!!
J'ai un différend avec Léothaud: Pour moi "efférent" signifie centrifuge, c'est à dire des fibres qui vont de l'oreille interne au SNC, et "afférent", centripète, donc faisant le chemin inverse.

PS 2 Je ne suis pas mécontent d'avoir parlé du "vibrato", moins bien que lui. En passant, l'illusion du son fantôme doit être plus perceptible avec des flûtes à bec qui ne "vibrent" pas, ou difficilement, qu'avec des flûtes traversières qui "vibrent" (même dans le baroque).

PS 3 Ecouter Do Mi La en sinusoïdes, François, c'est vraiment too much.

[Thviaud]

Toujours matinal ! Messensib,
merci et bravo pour ce commentaire détaillé.
En sait-on plus sur le pourquoi de cette sensation désagréable qui comme tu le soulignes peut aller jusqu'à l'acouphène et même la douleur ?

Est-ce que certains maux de tête chroniques pourraient être dus à ces "fantômes" ?
Est-ce pris en compte par la médecine ?

This post has been edited by ThViaud: Fri 6 Jan 2006, 06:10

[Messensib]

Toujours matinal ! Messensib,
merci et bravo pour ce commentaire détaillé.
En sait-on plus sur le pourquoi de cette sensation désagréable qui comme tu le soulignes peut aller jusqu'à l'acouphène et même la douleur ?

Est-ce que certains maux de tête chroniques pourraient être dus à ces "fantômes" ?
Est-ce pris en compte par la médecine ?

Ben vous en être un autre (matinal) mon cher ThViaud Non, j'ai souvent des insomnies (la vieillesse, parait-il )
Tout ce que je sais, c'est que l'écoute au casque à fort niveau détruit irrémédiablement des cellules de la cochlée. Plein de jeunes en souffrent. Ce n'est pas la masturbation.... Pareil pour les techniciens qui opèrent sur les plateaux de concerts où il y a des kiloWatts acoustiques, et qui ne se protègent pas les oreilles avec des genres de boules Quiès spéciales. Là les gens deviennent sourds, en général sur les aigus (ma femme était médecin conseil à la Sécu).
Les acouphènes, c'est autre chose, une horreur. J'ai un copain musicien qui en souffre et la médecine semble impuissante... je ne connais pas très bien.

[fypy]

Messensib,
t'es pas obligé d'écouter au casque !
Parce que des sinus au casque, ça fait mal !!

Sinon,

je ne suis pas d'accord sur ton explication.

Le son arrive au tympan (membrane), le tympan transmet la vibration au trio d'os marteau-enclume-étrier, qui transmet la vibration au liquide de l'oreille interne en faisant 2 choses :
1 - à la manière d'un engrenage de rapport 3/1 , cela augmente l'intensité du signal (en tout, le signal est augmenté d'un rapport 60, car la membrane de l'oreille interne est 20 fois plus petite que le tympan : c'est comme avec un tuyau d'arrosage, si on pince le bout, on diminue la surface de sortie de l'eau, qui du coup est plus puissante)
2 - cela disymétrise le signal : les oscillations négatives (les dépressions) sont atténuées. Certes cela crée des harmoniques, mais qui sont normales, naturelles, puisqu'elle proviennent des conséquences de la transformée de Fourier. En gros, une sinusoîde pure arrivant à l'oreille est transformée en une pseudo-sinusoïde dont les oscillations négatives sont atténuées. Une telle fonction, passée par le crible de Fourier, donne une somme de sinusoïdes.

Les muscles fixés sur le trio marteau-enclume-étrier jouent le rôle d'amortisseur, en raidissant plus ou moins la chaîne, et donc en modifiant ce rapport 3/1.

Exemple : quand vous VOYEZ une porte qui va se fermer violemment suite à un courant d'air, inconsciemment vous raidissez tous vos muscles (essayez de visualiser la chose). Pareil quand vous vous attendez à une explosion, de pétard par exemple. Vous protégez alors l'oreille en amortissant le signal.
Par contre, si vous ne VOYEZ PAS la porte se fermer, le son vous parait très fort, et le pétard vous fait sursauter. C'est parce que vous n'avez PAS raidi la chaîne d'osselets en crispant tous vos muscles (dont ceux fixés sur les osselets).

Mais je ne crois pas que ça ait à voir avec ces fréquences fantômes.
Les harmoniques rajoutées ne sont pas de fréquences inférieures, mais supérieures, de la sinusoïde de base (Fourrier, encore).

[fypy]

Sur les acouphènes, et la surdité.

Il faut bien comprendre que l'oreille est avant tout un système mécanique, très complexe.
Il y a donc une fragilité mécanique à tout ça.
Les cellules de Corti fonctionne en logique binaire, tout ou rien. Si elles sont excitées, au-delà d'un certain seuil, elles renvoient la valeur 1, sinon, c'est valeur 0.
Ces cellules sont dites cillées, c'est-à-dire qu'elles possèdent des cils. Ces cils baignent dans le liquide de l'oreille interne. Imaginez des anémones de mer oscillant doucement. Une perturbation du liquide les fait bouger, et donc les cellules dont les cils ont bougé envoient le signal 1. Après, ce qu'en fait le cerveau est une autre histoire.

Bon.
Que se passe-t-il quand une onde particulièrement forte atteint ces cellules ? Et bien, les cils se CASSENT (voyez comme se trouve un champ de blé après une violente bourrasque : certains épis ont été fauchés, et d'autres non)
Ces cellules ne se réparent pas, les cils sont définitivement brisés.

Et le résultat est imprévisible : parfois la cellule est bloquée en 0, et parfois elle est bloquée en 1 ; elle émet alors continuellement le signal 1.
D'où les acouphènes (enfin, pas tous, mais les acouphènes liés aux traumatismes de l'oreille).
Il faut bien vous rendre compte que la plupart de ce type de surdités ne sont pas silencieuses.
Par analogie, imaginez-vous un aveugle dont la sensation visuelle ne serait pas du noir, mais plutôt un éblouissement perpétuel de jaune...

[Messensib]

Messensib,
t'es pas obligé d'écouter au casque !
Parce que des sinus au casque, ça fait mal !!

Ben, je ne vis pas seul Et j'ai pas envie d'un 2ème divorce

Sinon,
je ne suis pas d'accord sur ton explication.
Le son arrive au tympan (membrane), le tympan transmet la vibration au trio d'os marteau-enclume-étrier, qui transmet la vibration au liquide de l'oreille interne en faisant 2 choses :
1 - à la manière d'un engrenage de rapport 3/1 , cela augmente l'intensité du signal (en tout, le signal est augmenté d'un rapport 60, car la membrane de l'oreille interne est 20 fois plus petite que le tympan : c'est comme avec un tuyau d'arrosage, si on pince le bout, on diminue la surface de sortie de l'eau, qui du coup est plus puissante)
2 - cela disymétrise le signal : les oscillations négatives (les dépressions) sont atténuées. Certes cela crée des harmoniques, mais qui sont normales, naturelles, puisqu'elle proviennent des conséquences de la transformée de Fourier. En gros, une sinusoîde pure arrivant à l'oreille est transformée en une pseudo-sinusoïde dont les oscillations négatives sont atténuées. Une telle fonction, passée par le crible de Fourier, donne une somme de sinusoïdes.
Les muscles fixés sur le trio marteau-enclume-étrier jouent le rôle d'amortisseur, en raidissant plus ou moins la chaîne, et donc en modifiant ce rapport 3/1.
Exemple : quand vous VOYEZ une porte qui va se fermer violemment suite à un courant d'air, inconsciemment vous raidissez tous vos muscles (essayez de visualiser la chose). Pareil quand vous vous attendez à une explosion, de pétard par exemple. Vous protégez alors l'oreille en amortissant le signal.
Par contre, si vous ne VOYEZ PAS la porte se fermer, le son vous parait très fort, et le pétard vous fait sursauter. C'est parce que vous n'avez PAS raidi la chaîne d'osselets en crispant tous vos muscles (dont ceux fixés sur les osselets).

Oui, je suis tout à fait d'accord, là. C'est pareil pour un chanteur (d'opéra).

Mais je ne crois pas que ça ait à voir avec ces fréquences fantômes.
Les harmoniques rajoutées ne sont pas de fréquences inférieures, mais supérieures, de la sinusoïde de base (Fourrier, encore).

Non, non, si tu fais passer tes 2 sinusoïdes dans un système non linéaire, même Fourier te dira que tu peux obtenir (entre autres) un signal dont la fréquence est la "différence" des 2 premières. C'est le principe de la radio en modulation d'amplitude où il y a une porteuse HF et 2 bandes latérales. On détecte avec une diode qui supprime les alternances négatives; puis filtre passe-bas et on récupère la basse fréquence. Attention j'ai fait Sup Elec il y a presque 50 ans. J'ai encore quelques restes

[abdul6]

Non, non, si tu fais passer tes 2 sinusoïdes dans un système non linéaire, même Fourier te dira que tu peux obtenir (entre autres) un signal dont la fréquence est la "différence" des 2 premières...Attention j'ai fait Sup Elec

ahhhh enfin !!!

parce que moi là je me terrais presque, en petite disgrace !!

(reviendra-t-il a la raison le docteur Peyrony ?)


------

prof abdul
(istanbul electrik academya)

[fypy]

Bon alors, ok,

ce que je vais faire, c'est donc définitivement la fermer sur ce sujet (et peut-être même, tiens, sur tous les sujets)...

1 / je n'ai jamais prétendu être docteur, contrairement à certains qui se baptisent prof.

2 / toute connaissance n'est valable que dans ses propres limites. Lors de mes cours en fac (et quand je relis ces cours), aucune explication rationnelle ne m'a été présentée sur ces sons subjectifs, notamment par Gilles Léothaud, dont vous pouvez, comme je l'ai dit, lire les cours.

3 / je ne pense pas que cet éminent professeur parlerait de son SUBJECTIF, s'il y avait une raison OBJECTIVE d'expliquer leur apparition. Par contre, on peut évidemment objectivement constater qu'ils existent, et comprendre la logique qui les sous-tend.

4 / je pense néanmoins que Messensib fait une confusion entre de l'électricité et des mathématiques. Le principe de la radio AM est un principe tout simple d'addition et de soustraction de signaux électriques, comme le matriçage dans les systèmes MS par exemple. Je ne vois pas ce que Fourier a à voir là-dedans.

5 / L'utilisation de la loi de Fourier dans le domaine de la psycho-acoustique est satisfaisante, car elle rend apparemment bien compte des phénomènes acoustiques. Mais, en fait, on ne fait que supposer que l'oreille interne fonctionne comme ça.

6 / et dernier :

Si il y a bien une chose que j'aime dans la vie, c'est apprendre. Attention, je dis bien "apprendre", pas enseigner. J'aime être un apprenant si vous préférez ; un apprenti.
Le savoir, la connaissance, ce sont des cadeaux : j'ai beaucoup reçu de cadeaux, alors parfois j'essaye d'en donner.
Comme ça. Échanges de bons procédés.
Et je choisis de communiquer ce que je crois savoir, pas plus, mais pas moins.

J'ai peut-être, je m'en rend compte maintenant, une manière péremptoire de présenter les choses : c'est avant tout par souci de clarté. Que certains y voient de la pédanterie m'attriste profondément.

J'ai un immense respect pour les gens qui savent transmettre leur savoir.
Souvent les meilleurs le font avec humilité.

Socrate disait : je ne sais qu'une chose, c'est que je ne sais rien.
Et un savant complétait : et encore, de ce savoir, je dois douter.