La sélectivité auditive — Bulletin S.F.E.C.M.A.S. (octobre 1954)
Article du Docteur Alfred Tomatis publié dans le Bulletin du Centre d'Études et de Recherches Médicales de la S.F.E.C.M.A.S. d'octobre 1954 (pages 128-132). Tomatis y définit la sélectivité auditive — faculté qu'a l'oreille de percevoir une variation de fréquence à l'intérieur du spectre sonore et d'en situer le sens — et en explore systématiquement les corrélats : spectre sonore audible (16 c/s à 16 000 c/s), distinction entre sons simples et sons complexes, jeu des harmoniques, parallèle avec la sélectivité visuelle (œil normal vs daltonisme), variantes individuelles selon l'oreille ténorale ou barytonale, et applications pour le chanteur, le phoniatre et le diagnostic audio-phonatoire.
La sélectivité auditive
Service Oto-Rhino-Laryngologie
Docteur TOMATIS
Attaché des Hôpitaux
Directeur-Adjoint du Centre de Consultation et de Recherches
Médicales de la S.F.E.C.M.A.S.
Définition
Nous appellerons « Sélectivité Auditive » la faculté que possède une oreille de percevoir une variation de fréquence à l'intérieur du spectre sonore et de situer le sens et la situation de la variation.
Le spectre sonore
Parmi les ébranlements périodiques que l'air en général ou tout autre milieu peuvent apporter au système auditif, il en est qui sont susceptibles de provoquer une sensation sonore. Pour cela, ils doivent satisfaire à certaines conditions en ce qui concerne leur intensité et leur fréquence.
Nous passerons rapidement sur les conditions relatives à l'intensité, qui ne présentent pas un grand intérêt dans l'étude qui nous occupe aujourd'hui. Rappelons que, pour chaque fréquence sonore, l'oreille possède un seuil inférieur ou seuil d'acuité auditive et un seuil supérieur ou seuil de sensation douloureuse. Les différences d'intensité de ces deux seuils sont fonctions de la sensibilité de l'oreille à la fréquence considérée.
En ce qui concerne la fréquence, les ébranlements acoustiques, c'est-à-dire qui se propagent par l'intermédiaire d'un support matériel, s'étalent sur une bande très étendue.
Au-dessous de 16 c/s, dans le domaine des infra-sons, si l'intensité est suffisante, le tympan transmet au cerveau une sensation de surpression rythmée. Le tympan agit dans ce cas comme membrane et on ne peut pas parler là de sensation sonore.
Entre 16 c/s et 40 c/s, la sensation sonore existe mais, le son capté prend la forme d'un roulement. L'oreille est capable dans cette bande de suivre les variations de pression. Les connaissances actuelles sur les réactions du système auditif à ces fréquences sont très limitées.
Il nous semble que l'effet de surpression est un phénomène bi-auriculaire. En effet, la fréquence N = 20 c/s par exemple correspond à une longueur d'onde λ = V / N où V est la vitesse du son dans le milieu qui transmet l'ébranlement, soit l'air dans le cas qui nous intéresse :
λ = 340 / 20 = 17 m
Cette longueur d'onde est énorme par rapport aux dimensions du circuit récepteur de l'oreille.
Il doit exister à l'intérieur du cerveau un phénomène de composition des variations de pressions reçues par chaque oreille.
On peut d'ailleurs s'en rendre compte empiriquement lorsqu'en tournant la tête, on modifie l'orientation des oreilles relativement à une source génératrice d'une telle fréquence.
Il y a là toute une étude à entreprendre que nous comptons effectuer prochainement.
À partir de la fréquence 40 c/s, le son apparaît continu. On peut dès lors parler de son musical.
En continuant à augmenter la fréquence, nous parcourons tout le spectre sonore.
Nous passons sur les fréquences correspondant au maximum de sensibilité de l'oreille (de 750 c/s à 5 000 c/s) et, en continuant vers les sons aigus, nous atteignons la limite supérieure du spectre sonore.
Cette limite varie avec les individus. Elle se situe vers environ 20 000 c/s pour les enfants et diminue progressivement avec l'âge. Dans le cas normal, elle atteint la fréquence 12 000 c/s chez un vieillard (1).
Si la fréquence monte encore, nous entrons dans le domaine des ultra-sons. Il n'y a plus à ce moment de sensation sonore pour l'oreille humaine.
Ainsi pouvons-nous situer le spectre sonore à l'intérieur de l'intervalle 40 c/s — 16 000 c/s.
(1) Il s'agit de limite supérieure de fréquence perceptible c'est-à-dire que l'intensité n'est pas définie et qu'elle peut dépasser le seuil d'acuité normal.
Son complexe, son simple
Pour faire une recherche de sélectivité auditive qui soit valable, il faut utiliser, à l'intérieur du spectre sonore, des sons simples correspondant à des fréquences pures.
En effet, un instrument de musique fournit un son qui ne correspond pas à une seule fréquence. Le son fondamental est associé à toute une série d'harmoniques et les rapports d'intensité entre son fondamental et harmoniques déterminent le timbre de l'instrument.
Si le son fondamental a une fréquence f, le son fourni par l'instrument sera formé par la superposition de plusieurs fréquences pures, à des valeurs d'intensité variables suivant l'instrument, ces fréquences auront pour valeur f, 2f, 3f, … nf. Les multiples de f sont appelés harmoniques.
Les sons que nous utiliserons seront produits par un ébranlement sinusoïdal rigoureusement et correspondent à une fréquence unique.
Il est d'ailleurs assez curieux de constater que les harmoniques n'entraînent pas de modification dans la hauteur apparente d'un son, bien que leur intensité dépasse parfois celle du son fondamental.
Si nous coupons, à l'aide d'un filtre, le son fondamental f et les deux premiers harmoniques d'une note riche en harmoniques, l'oreille parvient à reconstituer les fréquences qui ont été éliminées.
Le son fondamental de fréquence f est reconstitué comme différentiel des harmoniques (5f et 4f) ou (6f et 5f) car 5f − 4f = f.
Les harmoniques 2f et 3f sont également reconstitués comme différentiels de (6f et 4f) ou (7f et 5f).
La coupure modifie par conséquent le timbre par les différentiels ont une intensité plus faible que les fréquences correspondantes avant coupure mais la hauteur apparente reste inchangée.
Intensité et fréquence
Un écueil à éviter, dans la recherche de la sélectivité auditive d'un individu, réside dans le fait que bien des gens, connaissant parfaitement la différence entre un son grave et un son aigu, ont une sensation de déplacement de fréquence vers les aigus lorsqu'on augmente l'intensité d'un son aigu.
Ce phénomène est analogue à celui qui nous fait voir une plage colorée d'une façon d'autant plus vive qu'elle est plus violemment éclairée en lumière blanche.
Pour éviter ce risque d'erreur, il est bon de tracer un audiogramme avant la recherche de sélectivité. Ensuite, en tenant compte des résultats portés sur l'audiogramme, on effectuera la recherche en émettant chaque son avec une intensité de 25 dB par exemple supérieure au seuil d'acuité pour chaque fréquence. De cette façon, l'individu aura une sensation d'intensité constante.
Parallèle avec la vision : daltonisme et achromatopsie
Lors de précédents articles, nous avons déjà établi une série de comparaisons entre la vision et l'audition. Nous pouvons en établir une nouvelle en ce qui concerne la sélectivité.
L'œil normal est sélectif, c'est-à-dire qu'il fournit une sensation de couleur différente suivant la fréquence qu'il impressionne. S'il n'en est pas ainsi, nous avons affaire à un défaut de sélectivité.
C'est ainsi que le sujet n'est capable de percevoir que certaines couleurs (Daltonisme : Dalton ne voyait pas la couleur rouge), défaut partiel de sélectivité ou l'achromatopsie, absence totale de sélectivité (les personnes atteintes d'achromatopsie ne perçoivent que des variétés plus ou moins sombres du gris).
Ces formes d'affection sont plus fréquentes chez les hommes que chez les femmes.
Sélectivité auditive et auditions individuelles
Dans le domaine de l'audition, les cas de sélectivité dans tout le spectre sonore sont assez rares. En général, la sélectivité existe dans les fréquences graves, le médium et les aigus jusqu'à la fréquence 3 000 c/s.
Ensuite et suivant les individus, elle disparaît. Nous avons pu ainsi établir que l'oreille ténorale n'était pas sélective au-dessus de la fréquence 3 000 c/s, alors que l'oreille barytonale est sélective jusqu'à 6 0 0 0 c/s (voire 8 000 c/s et 12 000 c/s).
Il faut noter d'ailleurs que les défauts de sélectivité s'intéressent souvent aux sons fondamentaux mais leurs harmoniques (la note la plus élevée d'un piano a un fondamental de fréquence 3 480 cita: 1 a g).
Le manque partiel de sélectivité auditive très forte, dans la bande sélective (petits intervalles) pour l'oreille ténorale que pour l'oreille barytonale.
Les musiciens ont une sélectivité très grande dans la bande des fréquences fondamentales. C'est ainsi qu'un violoniste exercé (oreille ténorale en général alors qu'un violoncelliste aura l'oreille barytonale) qui exécute son écho fait, dans la quinte, une oreille, une sensation d'accord juste. Dans le cas d'un accord soutenu, l'accord se jouant note à note d'abord et l'autre ensuite, l'erreur pour la quinte atteint 1 comma (2).
L'oreille est donc plus sélective lorsque deux sons lui sont transmis en harmonie que lorsqu'ils lui parviennent en mélodie. Dans le premier cas, l'oreille seule est en jeu ; le second fait intervenir la mémoire.
Il existe d'ailleurs diverses catégories parmi les oreilles très musicales. Certains individus sont capables de définir instantanément n'importe quel intervalle. C'est l'oreille musicale relative. D'autres sont capables, non seulement de définir un intervalle ou un accord mais encore de situer chacune des notes qui le composent dans le spectre sonore. C'est l'oreille musicale absolue. Ce dernier cas est excessivement rare et la sélectivité des individus qui en sont dotés est très au-dessus de la moyenne.
(2) Le comma correspond à 5 savarts. C'est le rapport qui existe entre le ton majeur et le ton mineur.
Applications
Ainsi, nous avons pu voir que la sélectivité auditive présentait un grand intérêt au point de vue musical. Pour le phoniatre ou le professeur de chant, la connaissance de l'état de sélectivité de l'audition de la personne dont il a à s'occuper peut le guider dans le choix d'une méthode, tant pour l'éducation que pour la rééducation.
Plus tard, on pourra établir des lois statistiques sur la sélectivité comme on l'a fait pour l'audiométrie et la sélectivité trouvera alors son utilisation dans la technique du diagnostic audio-phonatoire.
Source : Tomatis A., « La sélectivité auditive », Bulletin du Centre d'Études et de Recherches Médicales de la S.F.E.C.M.A.S., octobre 1954, p. 128-132. Document numérisé provenant des archives personnelles d'Alfred Tomatis.
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