biomécanique de l'oreille externe, moyenne et de la cochlée

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1 Unité d Ergonomie Faculté de Médecine Pitié-Salpêtrière 91, bd de l Hôpital Paris cedex 13 DIPLÔME D ERGONOMIE ET DE PHYSIOLOGIE DU TRAVAIL option 2 Ergonomie de l ambiance physique et psychosociale Directeur du diplôme Docteur Bronislaw KAPITANIAK ambiance acoustique ambiance acoustique 1 physiologie i de l'audition biomécanique de l'oreille externe, moyenne et de la cochlée innervation des récepteurs physiologie du nerf auditif et des centres auditifs 1

2 pression crête temps son fondamental harmonique harmonique 3 son complexe harmonique 2-6 2

3 Ton événement sonore composé d une seule fréquence audible Son superposition des tons émis par une source Bruit tout son désagréable ou gênant SPL (sound pressure level) niveau de pression acoustique Intensité acoustique I densité de performance du son Phone unité de puissance sonore correspondant à 1000 Hz Isophones les tons ressentis comme ayant l intensité égale Sone unité psychophysiologique de sensation sonore vitesses de son Air Eau Acier 340 m/s 1224 km/h 1 Mach 1440 m/s 5184 km/h 4,2 Mach 5050 m/s km/h 15 Mach 3

4 sensations auditives Tonie hauteur tonale ( Hz) sons purs seuil de discrimination 3 Hz Sonie force sonore Différence 1 db perceptible par des musiciens 3 db perceptible par tout le monde 5 db clairement audible 10 db double Timbre composition spectrale relation entre la sonie en sones et le niveau d isosonie en phones Phones Sones 20 0, , , , ,

5 membrane ampli ampli > 100 X 15 à 20 X détecteur préampli 5

6 Oreille externe tympan 1 fosse triangulaire 2 tubercule de l auricule 3 branches de l anthélix 4 hélix 5 gouttière scaphoïde 6 tubercule supratragique 7 CONQUE 8 tragus 9 méat acoustique externe 10 antitragus 11 lobule 36 veine jugulaire interne 37 processus styloïde 38 nerf facial 6

7 Oreille moyenne 14 ligament sup. de l incus 15 ligament sup. de maléus 16 maléus 17 proéminance du canal semicirc. 18 vestibule 19 stapès 20 proc. cochléariforme 21 cochlée 22 fenêtre cochléaire 23 promontoire 24 muscle tenseur du tympan 25 ostium tympanique de la trompe 26 partie osseuse de la trompe 36 veine jugulaire interne 27 isthme de la trompe 35 artère carotide 33 muscle élévateur du voile du palais Maléus (marteau) Incus (enclume) Stapès (étrier) 7

8 1 2 8 canaux semi-circulaires ampoules 11 vestibule 12 cochlée 13 conduit cochléaire 14 rampe tympanique 15 rampe vestibulaire 16 lame spirale 5 fenêtre vestibulaire 6 fenêtre cochléaire 7 hamulus de la lame spirale (crochet) 17 hélicotrème 4 strie vasculaire 5 membrana tectoria 6 silon spiral 7 ligament spiral 9 lame basilaire 10 organe spiral 12 limbe de la lame spirale 13 lame spirale osseuse ganglion spiral 8

9 1 8 épithéliocytes ciliés sensoriels 2 10 épithéliocytes phalangiens 3 7 épithéliocytes limitants 5 13 épithéliocytes du pilier 6 tunnel interne 9 tunnel externe 14 tunnel moyen 4 neurofibres du nerf cochléaire 15 neurofibres radiales 16 neurofibres spirales 11 membrane basilaire 12 partie vasculaire perception auditive Détection (capacité de l oreille = bits/s) Identification des éléments complexes seuil en sonie 3 Hz, en tonie 3 db seuil maximal 1,5 Hz et 1 db Compréhension intelligibilité de parole 9

10 Transmission aérienne Transmission liquidienne CAE tympan osselets rampe vestibulaire rampe tympanique Transmission chimique cellules de Corti Transmission électrique nerf cochléaire réflexe stapédien Contraction du muscle stapédien provoquant la rigidification de la chaîne des osselets Protection efficace contre les sons intenses non efficace contre un bruit impulsionnel 10

11 oreille interne Cellules ciliées externes - motrices, amplification Cellules ciliées internes - sensorielles, détection (20 000) 1 ère rangée : seuil de 50 à 60 db plus élevé (3500) Stéréocils - détecteurs de mouvement oreille interne Tonotopie positionnement des détecteurs de fréquence en fonction de leur distance de la fenêtre ovale FC - fréquence caractéristique 11

12 conduction osseuse transmission par la chaîne des osselets compression des liquides dans l oreille interne 12

13 La tête humaine amortit des fréquences aiguës qui proviennent du côté opposé à l'oreille. Le spectre et la mémoire auditive permettent au cerveau de situer l'origine i d'un son même en écoute monaurale. Écoute binaurale augmente de la compréhension de la parole permet la localisation améliorée assure la meilleure qualité de son (amortit la réverbération) Écoute binaurale reconnaissance spatiale de 3 par la distorsion du signal capacité de discrimination du temps 0,003 ms 13