E3C première, l'oreille et l'audition.

L’oreille est l’organe sensoriel de l’audition, dont on étudiera tout d’abord le fonctionnement avant d’envisager la prévention d’un traumatisme acoustique.
Partie 1. L’oreille et son fonctionnement.
1- Compléter la phrase suivante par l’une des propositions parmi les quatre proposées ci-dessous, .
Les vibrations sonores perçues par les cils des cellules ciliées sont :
a- acheminées au cerveau sous la forme d’ondes sonores.
b- transformées en messages nerveux, qui sont acheminés au cerveau. Vrai.
c- acheminées au cerveau sous une forme moléculaire.
d- directement analysées au niveau de l’oreille interne, ce qui permet l’audition.
2- Expliquer par un texte et/ou un schéma, comment les différentes parties de l’oreille permettent une réception et une transmission des vibrations sonores puis du message sensoriel auditif.
L'oreille externe, constituée du pavillon et du conduit externe, collecte, amplifie et envoie le son sous forme de vibrations dans le conduit auditif, au niveau du tympan. L'oreille externe transmet le son.
L'oreille moyenne amplifie et transforme les vibrations de l'air en vibrations solidiennes ( chaine des osselets, marteau, enclume et étrier ). Ces signaux sont transmis à l'oreille interne.
L'oreille interne ( la cochlée contient les cellules ciliées) transforme le son en signal nerveux transmis au cerveau par le nerf auditif.

Partie 2. La prévention d’un traumatisme acoustique.
Pour prévenir le risque lié aux sur-stimulations sonores, il existe des protections auditives de nature différente selon leur type d’utilisation.
On peut distinguer, par exemple, deux catégories de bouchons d'oreilles qui permettent de s’isoler du bruit :
- les bouchons en mousse, généralement jetables ;
- les bouchons moulés en silicone, fabriqués sur mesure et nécessitant la prise d'empreinte du conduit auditif. Ils sont lavables à l'eau et se conservent plusieurs années.
3- Un musicien qui pratique régulièrement un instrument tel que la batterie ou la guitare électrique a besoin d’une atténuation du niveau sonore. Cependant, cette atténuation ne doit pas dépasser 25 dB afin qu’il entende suffisamment.
3-a- Indiquer pour chaque bouchon si cette condition est respectée. Justifier.
A toutes fréquences du domaine audible, le bouchon moulé en silicone introduit une atténuation pratiquement constante et un peu inférieure à 25 dB. La condition est respectée.
Il n'en est pas de même pour le bouchon en mousse. L'atténuation est voisine de 34 dB pour des fréquences inférieures à 3500 Hz et de 42 dB pour les fréquences supérieures à 3500 Hz.
3-b- Indiquer si un bouchon en mousse atténuedavantage les sons aigus ou les sons graves. Justifier.
Atténuation des sons graves par un bouchon en mousse : 33 dB.
Atténuation des sons aigus par un bouchon en mousse : 41 dB.
Afin de comparer la qualité acoustique des deux types de bouchons, on a enregistré le son émis par une guitare, ainsi que les sons obtenus après passage à travers les deux types de bouchons.

4-a- Indiquer, en justifiant, si le son émis par la guitare est un son pur ou un son composé.
Le spectre de ce son présente plusieurs pics. Un tel spectre, composés d'harmoniques, est un son composé.
Le spectre d'un son pur est constitué d'un seul pic.
4-b- Déterminer la fréquence du mi₄ joué par la guitare. Décrire la démarche employée.

Une exposition prolongée à un niveau d’intensité sonore de 85 dB est nocive pour l'oreille humaine.
5- Durant un concert de rock, un guitariste est soumis en moyenne à un niveau d’intensité sonore de 100 dB. Il désire préserver son audition tout en préservant une bonne qualité sonore.
Indiquer quel type de bouchon choisir et argumenter ce choix.
Le bouchon doit créer une atténuation d'au moins 100-85 = 15 dB.
Seul le bouchon moulé en silicone restitue fidèlement toutes les harmoniques du son de la guitare.