Sur la Théorie de l'Audition - article ; n°1 ; vol.31, pg 63-96

V. Békésy

Description

L'année psychologique - Année 1930 - Volume 31 - Numéro 1 - Pages 63-96
34 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

Informations

• Publié par: L-annee-psychologique
• Publié le: 01 janvier 1930
• Nombre de lectures: 22
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

Georg V. Békésy
III. Sur la Théorie de l'Audition
In: L'année psychologique. 1930 vol. 31. pp. 63-96.
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Békésy Georg V. III. Sur la Théorie de l'Audition. In: L'année psychologique. 1930 vol. 31. pp. 63-96.
doi : 10.3406/psy.1930.30002
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1930_num_31_1_30002Ill
SUR LA. THÉORIE DE LAUDITION
Par Georg v. Békésy
I. — Introduction
Dans l'élaboration de toute une série de problèmes relatifs
à la téléphonie on est gêné par l'absence d'une théorie de l'au
dition * qui permette tout au moins d'organiser d'un seul point
de vue les nombreux faits observés. Parmi les théories de l'au
dition connues jusqu'à ce jour, la théorie de la résonance de
Helmholtz est sans contredit la plus élégante. Elle admet que
les fibres transversales situées dans la membrane basilaire
forment de petits résonateurs répondant chacun à une fréquence
différente. L'accord des fibres isolées se modifiant de façon
continue le long de la membrane, lors de l'excitation par un
son unique quelques résonateurs très proches les uns des autres
seulement se mettent à vibrer, de sorte que la membrane ne
s'incurve qu'en ce point, et que là seulement les nerfs se trouvent
excités par la déformation. Comme, pour chaque fréquence, ce
sont d'autres résonateurs qui répondent, la partie de la memb
rane qui vibre change constamment, si bien que pour chaque
fréquence c'est un nerf différent qui réagit : l'analyse sonore se
trouve ainsi expliquée d'une façon simple. La difficulté princi
pale de cette théorie réside dans la grandeur de l'amortissement
1. Résumés sur la question : ~E.WMT:ztiiA.JiTX,HörtheorieninBethesHandb.d.
Physiol, XI, Berlin, 1926 ; E. Meyer, Das Gehör, in Handb. d. Phys. de
H. Geiger et K. Scheel, VIII, chap, n, Berlin, 1927. La théorie la plus ré
cente de l'audition est celle de Harvey Fletcher, The Jour, of Acoustical Soc.
of America, I, 1930, p. 311. 64 MÉMOIRES ORIGINAUX
des différents résonateurs auriculaires dont le décrément loga
rithmique a été fixé par Helmholtz aux environs de S = 0,1.
D'une part cet amortissement paraît trop grand pour rendre
compte de certaines perturbations auditives dans le limaçon :
il arrive en effet fréquemment que la sensibilité de l'oreille,
pour un changement de fréquence de 10 %, varie de plus du
centuple, d'où il résulte évidemment que la pureté de la réso
nance doit être beaucoup plus grande. D'autre part, les fibres
transversales reposent dans la partie membraneuse avoisinante
et dans le liquide de l'oreille de telle façon que, sur des bases
purement anatomiques, on s'attendrait à un plus grand amor
tissement. D'après les adversaires de la théorie de la résonance,
on ne doit pas en vérité considérer les fibres isolées comme des
résonateurs, mais la membrane comme un corps capable de
vibrer dans son ensemble. Ceci semblerait doutant plus jus
tifié que chez certains animaux (chats, oiseaux et lapins) la
membrane basilaire n'est pas formée par une seule couche de
fibres comme chez l'homme, mais par deux couches x dont
l'une se compose de fibres un peu plus fines,
Parmi les théories ne faisant pas appel à la résonance il faut
mentionner principalement la théorie de l'image sonore
4'Ewald. D'après celle-ci un mouvement sinusoïdal de l'étrier
détermine la formation, le long de la membrane basilaire, d'une
série d'ondes stationnaires dont la longueur d'onde dépend de
la fréquence du mouvement. C'est la tâche du système nerveux
d'intégrer en une impression tonale les excitations réparties le
long de la membrane tout entière. Suivant la forme de l'oscilla
tion de la membrane, de l'image sonore, on percevra tel ou tel
sor*. L'analyse du son étant ainsi attribuée entièrement au
système nerveux dont l'activité est encore à l'heure actuelle
complètement obscure, il n'est pas possible de déduire des con
clusions à partir de cette théorie.
D'après les théories de C.-H. Hurst, de P. Bonnier, de E. ter
Kuile, et de Max Meyer, les mouvements de va-et-vient de
l'étrier donnent naissance à un train d'ondes qui se propage
le long de la membrane basilaire et qui s'éteint plus ou moins
rapidement suivant les conditions d'amortissement. D'après
Hurst, l'amortissement du train d'ondes est très faible, puisque
ce dernier arrive jusqu'au sommet d'où il revient sur lui-même.
\. H. Held, Die Çpchlea der Sauger un,d der Yögel, ihre Entwicklung und
ihr Bau (H andb. d. Pkysiol. von Bethe, XI, 495, Berlin, 1926). V. nÉKÉSY. SUR LA THEORIE DK L AUDITION 65 GEORG
II en résulte des ondes stationnaires, par quoi cette théorie se
rapproche de celle de Ewald. Le point de vue cependant diffère,
puisque Ewald part de l'état oscillatoire alors que Hurst consi
dère la mise en vibration. Les autres auteurs admettent un
amortissement plus intense du train d'ondes.
Les conditions anatomiques semblent dans la plupart des cas
légitimer ces théories. Il est plus difficile de se représenter
comment les nerfs peuvent être excités par le train d'ondes qui
se propage. L'hypothèse la plus plausible est celle de ter Kuile
d'après qui la hauteur du son serait déterminée par la longueur
de la membrane pour laquelle le train d'ondes se transmet en
core avec une certaine amplitude. Cette longueur est, à cause
des plus courtes longueurs d'ondes, plus petite pour les sons
élevés que pour les sons bas.
La différence essentielle entre les diverses théories réside dans
le fait que l'on admet constamment des valeurs diverses pour
la grandeur des propriétés mécaniques delà membrane basilaire,
de l'élasticité et du frottement ; ce qui implique que la grandeur
de la membrane et son mode d'excitation restant constants,
toutes les formes possibles d'oscillation d'une membrane sont
représentées. On peut donc décider en faveur d'une théorie ou de
l'autre, lorsque la forme de la membrane basilaire
est connue.
L'observation de cette dernière directement dans le limaçon
étant liée à des difficultés anatomiques extraordinaires, on
construira d'abord un modèle d'oreille qui corresponde le plus
exactement possible aux conditions réelles, de façon que les
résultats obtenus soient décisifs.
H. — La forme d'oscillation de la membrane basilaire
La largeur de la membrane basilaire, de 0,1 mm. envi
ron au voisinage de l'étrier, croît jusqu'au sommet du limaçon
où elle atteint 0,5 mm. environ. L'espace rempli de liquide
au-dessus et au-dessous de la membrane ne mesure à peu
près lui aussi que 2 millimètres de hauteur. Comme il est diffi
cile de faire des expériences sur de si petites dimensions, il con
vient tout d'abord d'établir un modèle agrandi, sans que les
phénomènes de mouvement en soient modifiés. Si l'on ramène
toutes les mesures du modèle à leurs proportions par rapport à
une longueur /, la longueur de la membrane basilaire par exemple,
l'année psychologique, xxxi. 5 66 MÉMOIRES ORIGINAUX
deux modèles, dans lesquels les rapports sont égaux, seront
comparables entre eux. Pour que les mouvements soient, eux
aussi, comparables, il faut avoir soin qu'en dépit des change
ments de longueur suivant un certain multiple, l'équation du
mouvement reste la même. Or le mouvement de la membrane,
aussi bien que celui du liquide environnant, est déterminé par
une série de constantes telles que la longueur l caractéristique
de la dimension du modèle, la densité p et le coefficient de frott
ement Tj du liquide, la fréquence f des mouvements de l'étrier
et l'élasticité e de la membrane. Nous caractériserons cette
dernière par le volume par unité de longueur dont la membrane
s'incurve lorsque la pression sur un de ses côtés egt augmentée
d'une unité. Nous négligerons les autres constantes, comme
par exemple la densité de la membrane, qui ne se distingue pas
beaucoup du liquide, puisque d'une manière ou de l'autre nous
ne pourrions que très difficilem