La psychoacoustique au service du design sonore (1ère partie)

Posted on août 22, 2010

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« La psychoacoustique est l’étude des sensations auditives de l’homme. Elle se situe donc à la frontière entre l’acoustique, la physiologie et la psychologie. » (Wikipedia) ».  La psychoacoustique prend le relais de l’acoustique au moment de la transduction opérée par le tympan : elle étudie comment les ondes sonores sont captées par le système auditif et la manière dont elles sont interprétées par le cerveau, des signaux les plus simples aux plus complexes (langage, écoute musicale). Les expériences menées en psycho-acoustique ont permis de déterminer les capacités et les limites, les forces et les faiblesses de l’audition humaine en fonction de la nature des signaux auxquels elle est confrontée. Elle a permis de mesurer l’acuité de notre système auditif concernant la perception :

  • des hauteurs
  • des rythmes
  • des durées
  • des timbres
  • de la localisation d’une source dans l’espace

Elle explique aussi les différents phénomènes qui apparaissent lorsque plusieurs sons sont perçus simultanément : effet de fusion ou de masquage, bandes critiques (nous y reviendrons).

Pourquoi le design sonore ne peut-il pas se passer de la psycho-acoustique ?

  • nous informant sur les limites de notre perception, elle permet de déterminer en connaissance de cause les caractéristiques des signaux sonores à produire selon l’effet escompté, et donc de dresser un premier cahier des charges pour la création d’objets sonores.
  • analysant la façon dont le cerveau repère des structures, reconnait des motifs, individualise des timbres, appréhende l’évolution d’un son, en un mot décèle l’organisation sous-jacente d’un phénomène sonore, elle fournit une aide précieuse permettant d’anticiper ce que l’utilisateur sera capable de déduire d’un message sonore complexe (ex : sonification de données multidimensionnelles dans la finance)
  • elle nous explique comment nous percevons et discriminons plusieurs sons émis simultanément. Ainsi, elle permet d’adapter le signal à un environnement sonore bruyant (lieux publics, habitable automobile, etc…)
  • elle permet de savoir quels constituants du son conserver dans des contextes de diffusion contraignants (ex : algorithmes de compression audio avec réduction du débit de données type mp3)

Pour commencer ce parcours autour de la psycho-acoustique, je vous recommande :

« L’audition révèle un paradoxe similaire à celui rencontré dans tous les domaines de la perception : rien ne semble plus simple que de percevoir les sons de notre environnement et pourtant il s’agit là d’un phénomène particulièrement récalcitrant à l’analyse scientifique. Quelle difficulté par exemple à reconnaitre son nom dans une conversation, à différencier le bruit d’une voiture de celui d’un avion à hélice, à percevoir le rythme entrainant d’un rock de Bill Haley, à reconnaitre la voix de son enfant ou les bruits de pas d’une personne familière ? Il semble suffisant d’ouvrir grand ses oreilles pour cela.

Imaginez cependant un seul instant, la quantité d’information et le nombre de procédures qu’il serait nécessaire de donner à un ordinateur pour le rendre capable de distinguer un violon d’une flûte dans une polyphonie, de detecter un signal d’alarme dans le bruit de fond environnant, de saisir une relation entre un thème et ses variations, de repérer une anomalie de moteur à la seule écoute du bruit d’une voiture, de detecter un bruit inhabituel dans les battements de coeur d’un patient etc.. Malgré le très haut degré de sophistication technologique actuel, il est fort probable que ce type de question ne pourra être résolu qu’après de nombreuses années d’études en intelligence artificielle et en traitement du signal, tant la quantité d’informations nécessaire est grande et la façon dont elle doit être combinée complexe.

Cette difficulté à analyser les processus d’écoute souligne la grande richesse de l’information présente dans le monde sonore qui nous entoure. […] »

Nous verrons au cours des prochains articles de la série les propriétés essentielles de notre système auditif et en quoi elles peuvent orienter l’acte de design sonore. Le prochain billet traitera en particulier de la relation entre la fréquence d’un son et l’intensité perçue. A bientôt !

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Posted in: psychoacoustique