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L'Oreille
L’oreille — Principal organe de la communication
VOUS pouvez baisser les paupières pour ne plus rien voir, retenir votre respiration pour ne plus rien sentir, mais vous ne pouvez fermer vos oreilles au point de ne plus rien entendre. L’expression “faire la sourde oreille” n’est vraie que dans son sens métaphorique. À l’image du cœur, l’ouïe ne s’arrête jamais de fonctionner, même pendant le sommeil.
Nos oreilles fonctionnent donc constamment, nous permettant de rester en contact avec le monde extérieur. Elles sélectionnent, analysent et interprètent les informations qui leur parviennent, avant de les communiquer au cerveau. Dans un espace minuscule d’environ 16 centimètres cubes, elles font appel aux principes de l’acoustique, de la mécanique, de l’hydraulique, de l’électronique, ainsi qu’aux mathématiques supérieures. Voyez quelques-unes des performances dont elles sont capables lorsqu’elles sont en bon état:
· Entre le plus faible murmure audible par l’oreille et l’assourdissant rugissement d’un avion à réaction qui décolle, il y a un facteur d’intensité de 10 000 milliards, soit, en termes techniques, une plage d’environ 130 décibels.
· L’oreille peut rejeter le brouhaha d’une réunion pour ne sélectionner qu’une seule conversation, ou repérer une fausse note émise par un seul instrument dans tout un orchestre symphonique.
· Qu’une source sonore se déplace de seulement deux degrés, et les oreilles de l’être humain sont capables de le déceler parce qu’elles sont sensibles à l’infime décalage de temps et d’intensité avec lequel le son les atteint l’une après l’autre. Ce décalage de temps peut être de l’ordre du dix-millionième de seconde, cela n’empêche pas les oreilles de le détecter et d’en informer le cerveau.
· L’oreille peut reconnaître et distinguer quelque 400 000 signaux sonores. L’onde sonore est analysée automatiquement et comparée avec celles que le cerveau a en mémoire. C’est ce mécanisme qui vous permet de différencier une note jouée par un violon de la même note émise par une flûte, ou de reconnaître un interlocuteur au téléphone.
Les “oreilles” qui encadrent notre visage ne sont en fait que les éléments les plus visibles de notre système auditif. La plupart d’entre nous se souviennent probablement d’avoir appris à l’école que l’oreille est constituée de trois parties: l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne.
L’oreille externe est composée du pavillon, fait de peau et de cartilage, et du conduit auditif, qui débouche sur le tympan.
L’oreille moyenne abrite les trois plus petits os du corps humain — le malleus, l’incus et le stapéal (appelés communément le marteau, l’enclume et l’étrier) —, qui forment un pont entre le tympan et la fenêtre ovale, porte d’accès à l’oreille interne.
L'oreille interne comporte, quant à elle, deux structures d’aspect insolite: les canaux semi-circulaires et la cochlée, ou limaçon.
L’oreille externe: le récepteur
De toute évidence, l’oreille externe sert à recueillir les ondes sonores qui se propagent dans l’air et à les canaliser vers les parties profondes de l’oreille. Toutefois, son rôle ne se limite pas à cela, tant s’en faut.
Vous êtes-vous jamais demandé si la forme convolutée du pavillon de l’oreille servait à quelque chose? Les scientifiques ont découvert que la cavité au centre du pavillon et le conduit auditif sont modelés de telle façon qu’ils amplifient les sons, et les font retentir à l’intérieur d’une certaine gamme de fréquences. En quoi cette propriété est-elle utile? Il apparaît que la plupart des sons caractéristiques de la voix humaine tombent dans cette gamme (20 Hertz à 20 KHertz). Ainsi, lorsque ces sons entrent dans le pavillon de l’oreille et empruntent le conduit auditif, leur intensité est multipliée par deux environ. Une véritable prouesse acoustique!
L’oreille externe joue également un rôle important dans la faculté de localiser une source sonore. Comme nous l’avons dit, les sons venant de la droite ou de la gauche de la tête sont identifiés grâce à la différence d’intensité et au décalage de temps avec lesquels ils parviennent aux deux oreilles. Mais qu’en est-il lorsque les sons viennent de l’arrière? Là encore, la forme de l’oreille intervient. Le bord du pavillon est conçu de telle sorte qu’il interagit avec les sons qui arrivent de l’arrière, provoquant une diminution d’intensité dans les fréquences comprises entre 3 000 et 6 000 hertz. Le son s’en trouve altéré, et le cerveau en tire la conclusion qu’il vient de l’arrière. Les sons dont la source se trouve au-dessus de la tête sont également altérés, mais dans une autre gamme de fréquences.
L’oreille moyenne: une mécanique de rêve
Le rôle de l’oreille moyenne est de transformer les vibrations acoustiques des ondes sonores en vibrations mécaniques, et de les transmettre à l’oreille interne. Ce qui se passe dans cette cavité de la taille d’un pois relève véritablement d’une mécanique de rêve.
Les ondes sonores font bien bouger le tympan, mais, contrairement à ce que l’on croit parfois, ces mouvements restent microscopiques, même lorsqu’ils sont provoqués par des sons puissants. De ce fait, la pression est trop faible pour avoir un effet sur les liquides de l’oreille interne. La manière dont cette difficulté est résolue tient du génie.
La liaison des trois osselets de l’oreille moyenne est non seulement sensible, mais aussi efficace. Fonctionnant comme un système de leviers, elle amplifie d’environ 30 % toute force qui lui est transmise. De plus, comme la surface du tympan est à peu près 20 fois plus importante que celle de la plate-forme de l’étrier, la force exercée au départ sur le tympan se trouve concentrée sur une surface beaucoup plus réduite au niveau de la fenêtre ovale. Grâce à la conjugaison de ces deux phénomènes, la pression de vibration du tympan est multipliée par 25 ou 30 lorsqu’elle arrive à la fenêtre ovale, ce qui est suffisant pour mettre en mouvement le liquide de la cochlée.
Avez-vous déjà constaté qu’un rhume de cerveau affecte parfois l’audition? S’il en est ainsi, c’est parce qu’une pression égale doit s’exercer de chaque côté du tympan et que cet équilibre est normalement maintenu grâce à un petit conduit, appelé trompe d’Eustache, qui relie l’oreille moyenne à la trachée. Ce passage s’ouvre chaque fois que nous déglutissons, libérant la pression accumulée dans l’oreille moyenne.
La fonction première de l’oreille moyenne est de communiquer le mouvement du tympan au fluide qui se trouve dans l’oreille interne. Ce fluide est bien plus lourd que l’air. De même qu’un cycliste change de braquet lorsqu’il attaque une côte, de même le système d’audition utilise le ‘ braquet ’ qui lui permet de véhiculer l’énergie avec la plus grande efficacité possible. Dans l’oreille moyenne, l’énergie est transmise par trois osselets communément appelés marteau, enclume et étrier en raison de leur forme. Cette transmission mécanique miniature utilise un ‘ braquet ’ parfaitement adapté à l’oreille interne. On a calculé que sans cela 97 % de l’énergie sonore serait perdue !
À la chaîne que constituent les osselets sont fixés deux petits muscles. Lorsque l’oreille est exposée pendant un centième de seconde à une forte intensité sonore située dans les basses fréquences, ces muscles se contractent automatiquement et restreignent fortement les mouvements de la chaîne, prévenant ainsi toute lésion. Ce réflexe est suffisamment rapide pour vous protéger de presque tous les bruits intenses qui surviennent dans la nature, mais pas, en revanche, de tous ceux que peuvent produire des équipements mécaniques ou électroniques. En outre, les muscles ne se maintiennent en position protectrice que dix minutes au maximum. Toutefois, cela vous donne le temps de fuir la nuisance sonore. Chose intéressante également : lorsque vous parlez, votre cerveau envoie à ces muscles des signaux qui provoquent une baisse de votre sensibilité auditive, si bien que le son de votre voix n’est pas trop élevé pour vous.
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