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Pourquoi entend-on mal sous l’eau ?

Comme beaucoup de plongeurs certainement, un jour j’ai eu à me poser la question « Pourquoi est-ce qu’on entend mal sous l’eau ? ». Comme beaucoup j’avais remis l’explication à plus tard. Mon travail de formateur en techniques industrielles m’a fait revenir en mémoire il y a peu mes anciens questionnements. J’ai finalement trouvé intéressant de faire une proposition d’explication à travers ce nouvel article que je vais essayer de rendre aussi clair que possible.

Le son c’est quoi ?

Un son est une vibration qui se propage de proche en proche dans un milieu « élastique », solide ou non. Les sons peuvent donc se propager aussi bien dans l’air, dans l’eau ou dans un corps plus solide comme l’acier par exemple. Cette onde a besoin d’un support pour se propager, ce qui explique qu’il n’y a aucun son dans l’espace puisque le vide ne peut pas le transmettre par « manque de matière support ».

Comment définit-on un son ?

On caractérise un son à partir de 3 critères techniques qui sont, sa fréquence, son intensité, son timbre.

La Fréquence.


La fréquence de l’onde sonore se définit par le nombre de cycles alternatifs par seconde.

Le son étant une onde, il possède donc une fréquence. Plus cette fréquence est rapide, plus le son est aïgu, vous aurez compris que plus la fréquence est faible, plus le son est grave. Nos oreilles ne sont pas capables d’entendre tous les sons. En général on admet que nous sommes capables d’entendre seulement des sons de fréquences comprises entre 15 et 20000 Hertz (20 kilohertz).

Certains animaux ont une oreille plus fine que la notre, ils peuvent entendre des sons beaucoup plus aïgus jusqu’à environ 40000 Hertz (les chats ou les chiens par exemple).

L’intensité d’un son, notion de bruits.

On peut facilement quantifier un son par son intensité. Cette mesure s’effectue en décibel (dB). Elle nous permet de donner une échelle de tolérance à la douleur. En effet, un son de plus de 80 dB devient un bruit fort, il est dangereux pour l’acuité auditive de nos oreilles, à 130 dB le son devient tellement fort qu’il en est très douloureux voire insupportable. Une exposition prolongée nous rendra probablement sujet à un traumatisme de l’oreille jusqu’à éventuellement devenir sourds.

Le timbre d’un son.

Dans le milieu musical on préfère quand on parle d’un son, évoquer plutôt son timbre.

En fait, les sons qui nous parviennent sont des assemblages de multiples fréquences. Les musiciens parlent d’harmoniques. Le timbre est une association d’harmoniques que le musicien tente de rendre parfaite en combinant différentes notes.

Le son sous l’eau.

Une vitesse de propagation différente que dans l’air.

Dans l’air un son circule avec une vitesse de propagation voisine de 340 m/s. Cette vitesse peut très légèrement varier en fonction de la densité de l’air et de sa température. Dans l’eau la vitesse de propagation est beaucoup plus rapide. Elle est proche de 1500 m/s. Dans d’autres milieux tels que les métaux, le son peut se propager à des vitesses bien supérieures jusqu’à plus de 5000 m/s.

Comment le cerveau localise-t-il un son dans l’air ?

Prenons un son provenant de la droite. Il est comme une vague qui passe devant un bateau. L’onde sonore va venir frapper le tympan de l’oreille droite. puis une fraction de seconde plus tard c’est le tympan de l’oreille gauche qui sera bousculé par l’onde. En fonction du temps entre les deux contacts le cerveau est capable de dire avec une précision de l’ordre de 10° d’où provenait le son. Mais les oreilles ne sont pas les seuls capteurs dont dispose le cerveau, l’ensemble du corps et les os en particulier lui servent à la géolocalisation.

Quelle différence avec le milieu aquatique ?

Dans l’eau, le son se propage donc 4 fois plus vite. Le cerveau se trouve perturbé par cette anomalie. Mais ce n’est pas le problème majeur qu’il rencontre. En effet dans l’eau l’oreille voit son impédance modifiée. Aie aie aie, dire que j’avais dit que j’allais faire simple !!!

L’impédance traduit le rapport entre la pression qui s’exerce et la vitesse de propagation du son dans le milieu donné. Nos tympans et les osselets de notre oreille jouent le rôle d’adaptateur et de transmetteurs avec le moins de pertes possibles jusqu’à la cochlée (le milieu aqueux dans lequel se trouvent les capteurs audios de nos oreilles.


L’oreille est un outils de transmission des ondes assez complexe.

Lorsque notre oreille est sous l’eau le son arrive donc dans un milieu aquatique. Pour atteindre les capteurs de l’audition, après le tympan, le son va devoir traverser une phase gazeuse (en lien avec les sinus) puis à nouveau une phase liquide dans la région de la cochlée. Cela se traduit par un affaiblissement notoire du son.

Cependant, notre corps étant essentiellement composé d’eau et se trouvant immergé il va transmettre très bien les ondes sonores qui vont trouver une raisonnance particulière dans les os du crane. Au final, on ressent assez bien le son plutôt qu’on l’entend. Cependant, on a la désagréable impression qu’il arrive de partout à la fois. On va donc « entendre » les sons et les bruits mais sans réelle possibilité de les localiser, c’est flagrant avec le bruit des bulles, sauf évidemment si la source se trouve à proximité immédiate.

Conclusion.

Cet article est sans doute un peu trop long mais la chose n’était pas si facile que ça a expliquer à moins de faire tellement vague qu’il n’aurait servi à rien. J’espère qu’il vous aura apporté quelques éléments de réflexion. Il y aurait tellement plus à dire: par exemple comment les lobes des oreilles amène le son jusqu’au tympans, ou encore comment on peut écouter de la musique sous l’eau. Mais tout cela serait bien trop compliqué.

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Bonnes bulles estivales à tout le monde.