Tonie

Discrimination fréquentielle

Il s’agit de la propriété de l’oreille qui permet de percevoir la différence entre deux sons purs de même niveau sonore mais de fréquences différentes présentés l’un après l’autre.

Buser (1987) ou encore Zwicker montrèrent que pour des niveaux d’intensité compris entre 40 et 70 dB la plus petite variation de hauteur tonale à laquelle est sensible une oreille « saine » par rapport à une fréquence référence est de 0,0035. Ce seuil relatif n’est vrai que pour les fréquences comprises entre 200 et 5000 Hz. En effet, aux extrêmes, la sensibilité aux variations de hauteur tonale est moindre.

Du seuil relatif, il est aisé d’obtenir la variation minimale de hauteur tonale que l’oreille humaine peut percevoir, et ce, en le multipliant par la fréquence de référence. Par exemple à 1000 Hz, la variation minimale serait de 0,0035 x 1000, soit 3,5 Hz, et à 5000 Hz 0,0035 x 5000, soit environ 18Hz.

Sélectivité fréquentielle

C’est la faculté de distinguer deux sons émis simultanément. Pour mettre en évidence ce phénomène,  il est possible d’utiliser l’électrophysiologie mais également des protocoles psychoacoustiques.

Sur cette courbe d’accord psychoacoustique, chaque point noir caractérise l’intensité minimale nécessaire pour qu’un son dont la fréquence est en abcisse, masque la fréquence test. Par exemple, il faudra émettre le son de fréquence 750 Hz à 35 dB pour arriver à masquer le son de 1000 Hz à 10 dB.

Plus le pic de la courbe d’accord sera étroit, plus on dira que l’oreille est sélective en fréquence. Pour définir une limite de normalité on utilise le calcul du Q10. Il correspond au rapport entre la fréquence testée et l’écart fréquentiel entre les deux fréquences, émises 10 dB au-dessus de la fréquence test, qui masquent cette dernière.

Sur cette exemple, les fréquences situées 10 dB au-dessus du son test qui masquent le son test sont : 900 et 1050 Hz. Le Q10 est donc égal à : 1000/(1050-900) ≈ 7.

Le Q10 est considéré comme normal lorsqu’il est supérieur à 4,3.

Enfin, on constate que la courbe est évasée mais plus pentue dans les aigus que dans les graves. Autrement dit, les fréquences graves masqueront plus facilement que les aigus

Échelle de tonie

Tout comme pour la sonie, il existe une échelle traduisant la perception relative de deux sons de hauteurs différentes, c’est l’échelle de tonie dont l’unité est le mel.

Au dessous de 500 Hz, la tonie augmente de manière linéaire avec la fréquence, autrement dit l’échelle des hertz est égale à celle des mels.

Au-delà de 500Hz, la tonie varie de façon logarithmique avec la fréquence celle-ci augmentant plus vite que la sensation de hauteur. On estime qu’il y a 620 échelons de tonie, chacun représentant environ 4 mels où, si on les répartissait le long de la membrane basilaire, 52 micromètres (Soit 6 cellules ciliées).

Facteurs influençant la tonie

Le niveau d'intensité

La tonie des fréquences médium reste inchangée. En revanche, les graves tendent à être plus graves, et les aigus plus aigus lorsque le niveau d’intensité augmente.

La durée

Lorsqu’un son est bref, il perd sa pureté spectrale, Ainsi, plus un son est bref plus sa tonie diminue.

La diplacousie

Un son pur donné n’a généralement pas la même hauteur tonale lorsqu’on l’écoute de l’oreille droite ou de l’oreille gauche : c’est la diplacousie binaurale. Ce phénomène plus prononcé chez les patients malentendants existe malgré tout à un certain degré chez tous les individus normo-entendants. On estime la différence de hauteur tonale à 3%.

Le masquage

Lorsque certaines composantes d’un son sont masquées par un bruit, la tonie peut être altérée.

Le timbre

Le timbre est la composante de la sensation auditive qui permet de distinguer deux sons de même sonie et de même tonie. Le timbre d’un son est essentiellement lié à sa composition spectrale, mais également à son évolution dans le temps (forme de l’enveloppe spectrale, l’attaque des sons…).

Ainsi, il permet la reconnaissance de l’origine ou de l’appartenance à un groupe de sons donnés. L’exemple le plus connus est la distinction des instruments de musique. Seul le timbre permet de différencier deux instruments qui jouent la même note (Voir partie musique).