E3C première, implant cochléaire.

L’implant cochléaire est un dispositif auditif destiné aux personnes atteintes d’une surdité sévère ou profonde. Il transforme les sons en signaux électriques envoyésdirectement au nerf auditif grâce à des électrodes posées chirurgicalement.

Le microphone 1 capte les sons en provenance de l’extérieur. L’audio-processeur 2 numérise les sons. L’antenne 3 transmet les signaux numériques à l’implant situé sous la peau. L’implant 4 envoie des signaux électriques dans les électrodes situées dans la cochlée (comprenant les cellules sensorielles ciliées) 8. Les fibres du nerf auditif captent les signaux électriques et les transmettent au cerveau.
1- Indiquer les légendes des structures numérotées 6, 9, 10, 11 et 12.

2- Certaines personnes subissent une surdité consécutive à un dommage des cellules ciliées de l’oreille interne. Elles peuvent alors être appareillées avec un implant cochléaire. Expliquer le rôle des cellules ciliées de l’oreille interne dans le cas d’une audition normale et comment l’implant cochléaire permet de corriger la surdité.
Les cellules ciliées se contractent lors de l'arrivée d'une vibration. Les cellules ciliées activées par les aigus ( vibrations rapides) sont en bas. Les cellules ciliées activées par les graves sont en haut et mieux protégées.Ces vibrations sont ensuite transmises sous forme de signaux électriques au cerveau. Ces cellules ciliées sont non renouvelables. Leur disparition entraîne une perte auditive et la surdité.
L'implant cochléaire transforme les sons en signaux électriques envoyés directement au nerf auditif.
3- Le microphone d’un implant cochléaire capte un son périodique en provenance de l’extérieur. Un motif élémentaire de période T de ce son est représenté ci-dessous. Déterminer la valeur de la fréquence f du son capté par le microphone.

f = 1 / T = 1000 / 1,5 ~667 Hz.
4- Déterminer graphiquement la valeur de la période d’échantillonnage T_e utilisée pour cette numérisation puis justifier que la valeur de la fréquence d’échantillonnage fe est égale à 10 000 Hz.
T_e = 0,1 s. Fréquence d'échantillonnage : 1 / T_e = 1 / (0,1 10^-3) = 10 000 Hz.
5-a- Sachant qu’une quantification sur n bits permet 2ⁿ paliers numériques, indiquer, en le justifiant, pourquoi ici n=3 .
Sur le graphique, on relève 2³=8 paliers numériques de valeurs différentes.
5-b- La taille L en octet d’un fichier audio est donnée par la formule :
L = f_e × n / 8 × Δt
avec : f_e = fréquence d’échantillonnage (en Hertz) ; n= quantification (en bit) ; Δt= durée (en seconde).
Pendant une journée, l’audio-processeur numérise en moyenne 10 heures de sons différents. Calculer la taille L d’un fichier audio équivalent à une journée de fonctionnement de l’implant cochléaire.
L = 10 000 x 3 / 8 x10 x3600 =1,35 10⁸ octets.