Le RDV du dimanche : Qu'est-ce que la psychoacoustique ?(1/2)

 

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Claude Pichette est un passionné de l’acoustique et de la psychoacoustique. Détenteur d’un diplôme dans le domaine des sciences physiques, après ses études il eut l’opportunité de se consacrer à l'analyse du bruit environnemental à caractère légal dans un ministère pendant une dizaine d’années. Il a réalisé également diverses recherches sur la caractérisation de l’utilisation de concentrateurs acoustiques en sonorisation, les phénomènes sonores engendrés lors de prises à deux microphones et plus (AB, XY et MS) et la fabrication et l’étude de nombreux systèmes multicanaux. Il est aussi arrangeur-compositeur et musicien. Il travaille en étroite collaboration avec des studios d’enregistrement professionnel.

Enfin il est membre professionnel de "Audio Engineering Society" (2006) et de "International Institute of Acoustics and Vibration" (2007). C'est avec grand plaisir que nous l'accueillons sur Humanvibes.

 

LA PSYCHOACOUSTIQUE, SCIENCE DU PROCHAIN MILLÉNAIRE . . .

La physiologie de l’organe de l’audition (cochlée) explique la structure et le fonctionnement du système auditif périphérique. Au niveau de la perception de l’intensité sonore, on y retrouve les échelles de la mesure physique et la subjectivité de l’intensité.

La plupart des travaux scientifiques sur lesquels s’appuient les exposés à ce sujet relèvent de la psychologie expérimentale et plus spécialement, de la psychoacoustique qui est l’étude des rapports entre les paramètres de la stimulation acoustique, d’une part, et la qualité de la sensation auditive, d’autre part.

La psychoacoustique est une branche de la psychophysique et traite des relations entre les stimulations physiques et les sensations comme étant psychiques correspondantes, en négligeant tous les intermédiaires physiologiques.

En psychoacoustique, pour exprimer l’intensité physique des sons, on mesure généralement l’amplitude des variations de pression associées au passage d’une onde acoustique. En effet, depuis le tympan jusqu’à la membrane basilaire, les différentes structures de l’oreille effectuent des déplacements sous l’effet des vibrations acoustiques. L’amplitude de ces mouvements dépend de l’amplitude des variations de la pression acoustique.  Parfois, la pression crête est utilisée pour caractériser certains sons comme les bruits à caractère impulsionnel.

La connaissance de la psychoacoustique est basée sur des tests d’écoutes afin de trouver comment les humains perçoivent les sons.

Réception sonore dans le plan horizontal 

Pour construire notre espace sonore subjectif, il nous faut d’abord repérer la position des sources acoustiques qui nous entourent. Cette opération est désignée sous le nom de localisation. Localiser une source, c’est d’abord identifier son azimut et sa hauteur, donc sa direction, puis déterminer la distance à laquelle elle se trouve dans cette direction. Ceci nous amène à la localisation dans le plan horizontal, la localisation dans le plan vertical puis l’estimation de la distance.

La localisation de sources sonores par le système auditif se fait toujours à partir des caractéristiques du champ acoustique sur les oreilles. En première approximation, ce sont les différences interaurales de pression et de temps d’arrivée qui constituent les indices essentiels. Il existe aussi de nombreux autres indices dans le rôle de la localisation.

La psychoacoustique inclus les intéractions physiques qui surviennent entre les champs sonores  et la tête humaine, les pavillons et les canaux des oreilles et les mécanismes internes des deux oreilles transférant l’énergie sonore mécanique en impulsion nerveuse électrique et le cerveau interprétant les signaux provenant des parties internes des oreilles.

Les principales structures anatomiques du système d’audition lequel forme une série de voies d’où viennent les signaux musicaux voyagent au-delà du point où le signal est transporté par les fibres nerveuses provenant des oreilles au cerveau. Ceci introduit le concept des «bandes critiques», lequel est le plus important principe psychoacoustique pour la compréhension de la perception de la musique et des autres sons en termes de hauteur, pression et timbre.

Dans une salle d’opération, certaines études ont montré que les médecins sont plus concentrés, efficaces et performants avec une musique classique. Les patients présentent moins d’anxiété, une réduction des besoins en sédation, un ralentissement du rythme cardiaque et une baisse de la tension artérielle alors que de son côté, le chirurgien est plus performant dans l’exécution de ses tâches.

La musique douce (classique) favorisera la paix intérieure alors que les musiques à rythmes rapides éveillent et stimulent les centres inférieurs comme l’abdomen et les jambes qui sont prêtes à danser. Mozart apaise alors que la techno et le heavy métal ont l’effet inverse.

Le heavy métal perturbe à leur insu beaucoup de jeunes qui croient pourtant en son pouvoir stimulant positif. En revanche, la musique classique accroît le pouvoir de concentration et diminue la dépression chez les jeunes et peut nuire au travail de mémorisation.

L’environnement musical nous façonne positivement ou négativement et se répercute sur notre santé. Les effets de la musique sont multiples et surprenants chez l’humain. La musique de relaxation est en quelque sorte un remède antistress universel.

Plus spécifiquement, la musique favorise les connexions des différentes zones cérébrales et agit comme un véritable neuro-stimulateur. Les capacités cognitives sollicitées par la musique sont nombreuses. Elle développe le cortex, les facultés d’apprentissage et la concentration.

Elle renforcerait la plasticité cérébrale, la mémoire, la capacité d’apprentissage, l’intelligence émotionnelle et l’empathie. Elle diminuerait le stress et son hormone le cortisol, et elle ralentirait même le vieillissement cognitif. La musique est donc plus un art qu’un loisir. Elle orchestre l’activité de nos nombreux circuits cérébraux et renforce le dialogue entre les aires cérébrales. Certaines études avancent même qu’elle aide au traitement des troubles de la motricité, du langage et de la mémoire.

Les œuvres musicales ont une structure expressive suffisamment puissante pour imposer des états émotionnels communs à un grand nombre d’auditeurs. Chez les autistes, on observe que la musique leur permet de dépasser leurs peurs et les rend plus détendus. Ils parviennent à contourner leur incapacité à exprimer des émotions et deviennent plus réceptifs. La même réaction a été observée chez les patients âgés souffrant de la maladie d’Alzheimer, il est à même de constater avec stupéfaction à quel point la musique permet à ces gens de sortir de leur prison mentale.

Réception sonore dans le plan vertical 

Celui-ci est défini comme étant un plan vertical imaginaire passant à travers la tête et le nez à angle droit du plan horizontal. La localisation du son perçu par l’humain est différente dans le plan vertical ainsi que dans le plan horizontal. Les sources sonores situées sur le plan vertical résultent essentiellement des signaux identiques arrivant aux deux oreilles. Aucun temps, aucun signaux d’intensité ou de différence interaurale peut aider à la perception.

L’expérience démontre qu’en utilisant une bande d’octave de bruit centrée sur 8 KHz va simuler un son au tympan. Une entaille profonde et serrée introduite dans un bruit lorsqu’un auditeur porte des écouteurs, cette bande de bruit va apparaître venant de haut vers son front. En changeant cette entaille à 7,2 KHz, cela va changer la direction apparente de la source d’une direction horizontale venant d’avant. Si on change cette entaille à 6,3 KHz, le son va apparaître provenant du bas vers la bouche. Le cerveau semble utiliser la position de l’entaille comme un signal directionnel confirmant une relation entre les réflexions des pavillons d’oreilles et d’une perception d’une direction. 

La localisation du son dans le plan médian ou vertical provient généralement des directions d’en avant, au-dessus de la tête et de l’arrière. Voici les portées fréquentielles approximatives pour les bandes directionnelles en Hertz :

avant : 300 à 600 ; 3 000 à 6 000 ;  au-dessus de la tête : 8 000 à 9 000 ; arrière : 800 à 1 800 ; 9 000 à 15 000

 

                

En résumé 

Les éléments tangibles augmentant la création de l’illusion stéréophonique et tous sont solidement prouvés par des principes de la physique, de l’acoustique et de la biophysique.

Avant de réaliser un projet d’enregistrement, certaines décisions fondamentales doivent être abordées, des décisions qui indiqueront le format, le style et les procédures à suivre durant un processus d’enregistrement. Quelques-unes de ces décisions seront dictées par le contenu ou le style du sujet à être traité : la musique, la parole, les effets sonores, etc …. et certains facteurs pragmatiques y sont présents.

Ces décisions vont déterminer comment il sera réalisé et plusieurs décisions seront basées sur des facteurs plus intangibles comme l’humeur, le «feeling», et l’intuition que les faits scientifiques. Par conséquent, la science et la philosophie doivent  avancer ensemble dans la création de l’illusion stéréo.

Les caractéristiques psychoacoustiques sont un champ en développement dans la recherche présente et à venir.

A suivre…

 

Lien vers la 2è partie de l'article

http://www.humanvibes.com/content/le-rdv-du-dimanche-questce-que-la-psychoacoustique22?ck=musique

 

Auteur : Claude Pichette pour Humanvibes

Fait le 18 novembre 2017

Qc-Canada

 

Le concept de Projet 3D / Surround

Il offre plusieurs possibilités de sonorisation dépendant du contexte recherché. Les buts recherchés sont la production sonore ayant une dimension spacieuse plaisante, un sens tridimensionnel de l’espace, un étalement stéréo large ainsi que la production d’un son surround dont les images sonores entourent les auditeurs.

Projet 3D / Surround est en mesure de réaliser des études acoustiques dans le domaine musical (salle de concert, studio d’enregistrement), environnemental et industriel (intérieur et extérieur).

Pour toutes communications, écrivez à :

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