Audition et Cerveau : Prévention et Perception Sonore

Prévention des Traumatismes Acoustiques

(Exercice 1 - 10 points)

Q1. Perception du son et surdité acquise

Le document 1 représente l’anatomie de l’oreille humaine, qui se divise en trois parties principales : l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne. Ces parties coopèrent pour assurer la perception des sons.

Tout d’abord, l’oreille externe capte les ondes sonores à l’aide du pavillon, puis les dirige dans le conduit auditif jusqu’au tympan. Ce dernier vibre en réponse aux ondes, amorçant la transmission du son.

Ensuite, l’oreille moyenne, qui contient les osselets (le marteau, l’enclume et l’étrier), amplifie les vibrations du tympan et les transmet à l’oreille interne.

Enfin, l’oreille interne, et plus précisément la cochlée, joue un rôle crucial dans la conversion des vibrations en influx nerveux grâce aux cellules ciliées. Ces cellules, situées sur la membrane basilaire, détectent les mouvements induits par les vibrations et transforment le signal mécanique en un signal électrique, transmis au cerveau via le nerf auditif.

Le document 2 nous montre l’état de la cochlée d’un rat après exposition à différents niveaux de traumatismes acoustiques. On y observe qu’au niveau 0, les cellules ciliées sont intactes. À partir du niveau 1, des anomalies apparaissent : certaines cellules ciliées sont désorganisées ou endommagées. Au niveau 2, de nombreuses cellules ciliées sont détruites, et au niveau 3, la cochlée est quasiment vide de ces cellules essentielles.

Or, ces cellules ne se régénèrent pas. Leur destruction entraîne donc une perte d’audition irréversible, appelée surdité acquise. Elle est provoquée par une surstimulation sonore, c’est-à-dire une exposition prolongée à des sons trop forts, dépassant le seuil de danger (généralement 80 dB pour une exposition prolongée, mais des traumatismes aigus peuvent survenir dès 120 dB).

En résumé, lorsqu’on est exposé à un son trop intense, les cellules ciliées de la cochlée peuvent être endommagées ou détruites, empêchant la transmission correcte des informations sonores vers le cerveau, ce qui peut entraîner une surdité partielle ou totale.

Q2. Diagnostic de surdité professionnelle

L’ouvrier évoqué travaille comme forgeron depuis 1984, soit plus de trente ans dans un environnement très bruyant, avec une exposition fréquente à des sons pouvant atteindre 135 dB, ce qui est largement au-dessus du seuil de danger de 80 dB. Même s’il a parfois porté des bouchons auditifs, une telle intensité sonore répétée est suffisante pour altérer l’audition de manière significative.

Le document 3 présente le tableau des stades de la surdité professionnelle. On y apprend que l’ouvrier souffre d’une perte auditive de 30 dB à 1 000 Hz et de 50 dB à 2 000 Hz. Ces valeurs correspondent à une surdité de stade II à III, car elles dépassent les seuils de la surdité débutante (stade II) et se rapprochent de ceux de la surdité confirmée (stade III).

Les symptômes décrits — difficultés à suivre une conversation, sifflements dans les oreilles (acouphènes), besoin de faire répéter — correspondent aussi à ceux mentionnés dans le tableau pour le stade III. Cela confirme que l’ouvrier souffre d’une surdité professionnelle de stade avancé, causée par une exposition chronique à des niveaux sonores dangereux.

Ce cas illustre l’importance de la prévention dans le milieu professionnel, notamment par l’utilisation systématique de protections auditives adaptées et le respect des normes de sécurité acoustique.

Q3a. Choix de protection auditive pour musiciens

Un musicien doit utiliser une protection auditive qui réduit le niveau sonore sans l’étouffer, afin qu’il puisse continuer à entendre les sons, notamment les fréquences musicales essentielles. Il est donc préférable que l’atténuation reste inférieure ou égale à 25 dB.

D’après le document 4 :

• Les bouchons moulés ont une atténuation régulière et modérée, qui reste autour de 20 dB sur toutes les fréquences. Cela leur permet de protéger efficacement tout en préservant une bonne qualité d’écoute.

  ➡️ Condition respectée.

• Les bouchons en mousse, eux, atteignent déjà 25 dB à 100 Hz et dépassent 30 dB à partir de 1 000 Hz, allant jusqu’à 40 dB à 4 000 Hz. Cette atténuation est trop forte pour un usage musical, car elle étouffe les sons, en particulier les sons aigus essentiels dans la musique.

  ➡️ Condition non respectée.

Ainsi, un musicien devrait privilégier les bouchons moulés, qui offrent une protection efficace sans altérer la perception des sons.

Q3b. Atténuation des sons par les bouchons en mousse

Le document 4 présente des courbes d’atténuation pour différents types de bouchons selon la fréquence du son.

Les sons médiums se situent entre 201 Hz et 2 000 Hz, tandis que les sons aigus sont au-delà de 2 000 Hz.

• À 1 000 Hz (son médium), les bouchons en mousse atténuent d’environ 28 dB.
• À 2 000 Hz, l’atténuation grimpe à 33 dB, et elle atteint près de 40 dB pour les fréquences plus aiguës (4 000 à 8 000 Hz).

Cela montre que les bouchons en mousse atténuent de plus en plus avec la fréquence : ils atténuent donc davantage les sons aigus que les sons médiums.

Cela peut poser problème dans un cadre musical, car les sons aigus sont importants pour percevoir les détails et la clarté d’une œuvre. Un musicien perdrait donc une partie des nuances sonores s’il utilisait ce type de bouchons.

Interprétation Cérébrale des Sons

(Exercice 2)

Q1. Activation cérébrale à l'écoute d'un mot

Lorsque l’on entend un mot, c’est une partie précise du cerveau qui s’active : le cortex auditif primaire, situé dans le lobe temporal gauche. Ce cortex est chargé de décoder les sons simples, notamment en fonction de leur fréquence.

Sur les images d’IRMf, cette activité est repérée grâce à des zones colorées qui signalent une augmentation du flux sanguin, provoquée par une forte activité des neurones. En effet, un neurone actif consomme plus d’oxygène, ce qui attire davantage de sang vers cette région.

Q2. Activation cérébrale à l'écoute de musique

Quand une personne écoute de la musique, l’activation cérébrale est plus étendue. Elle concerne toujours le lobe temporal, mais cette fois de façon bilatérale (à droite et à gauche), avec une dominance à droite.

Cette asymétrie s’explique par le fait que le cerveau droit traite davantage les aspects musicaux complexes : rythme, tonalité, harmonie… Contrairement à l’écoute d’un mot, la musique mobilise donc plusieurs régions à la fois, ce qui montre sa richesse.

Q3. Structures clés de l'audition et du cerveau

a. Affirmations sur le traitement auditif

• Le cortex auditif primaire, qui identifie les sons selon leur fréquence.
• Le cortex auditif secondaire ainsi que les aires associées, qui participent à l’analyse et à la compréhension des sons complexes comme les mots ou la musique.
• Le cortex auditif primaire et les aires associées, essentiels pour l’apprentissage et l’interprétation du langage et des sons musicaux.

b. La cochlée : conversion des sons en signaux

• La cochlée, située dans l’oreille interne. Elle contient des cellules sensorielles qui captent les vibrations et les convertissent en influx nerveux transmis au cerveau.