Perception acoustique et qualité sonore

Pendant longtemps, la problématique de l’ingénieur acousticien était de réduire le bruit émis par l’objet en cours de développement, en partant du principe que cette réduction du niveau de bruit entraînerait une réduction de la gêne. Ce principe est bien sûr souvent vérifié ; mais, dans certains cas, il peut être plus efficace de ne travailler que certains aspects du timbre du bruit, ce qui améliore le ratio entre le coût du traitement acoustique et son efficacité perceptive. Par ailleurs, le bruit émis par l’objet peut également être source d’information pour l’utilisateur : ainsi, dans une automobile, le claquement de la portière doit-il être suffisamment sonore pour que le passager sache que cette portière est bien fermée.

On parle ainsi de la notion de qualité acoustique, qui représente l’adéquation entre ce qu’évoque le bruit de l’objet et l’image générale que ses concepteurs veulent lui donner.

Pour améliorer cette qualité acoustique, des démarches d’analyse perceptive peuvent être mises en œuvre ; elles constituent un utile complément aux méthodes classiques de caractérisation et d’optimisation vibratoire et acoustique.

Ces études perceptives ont les objectifs suivants :

• tout d’abord, identifier les aspects du timbre favorable à la qualité acoustique du produit (ou ceux étant la cause de la gêne ressentie par les auditeurs). Cette connaissance aide le concepteur du produit à, par exemple, sélectionner rapidement les meilleures voies d’amélioration du produit ;

• ensuite, mettre au point des indicateurs fiables de la perception du bruit, qui peuvent servir à la définition de cahiers des charges de nouveaux produits.

La difficulté réside dans le fait que la relation entre le son, grandeur physique telle qu’on la mesure (ou calcule) classiquement, et son appréciation par un auditeur est souvent complexe. Le processus peut être schématisé par la représentation de la figure 1.

Tout d’abord, comme il sera expliqué plus loin, le son capté par les tympans de l’auditeur est différent de celui mesuré par un microphone. Ce signal est ensuite interprété par l’auditeur, qui tente de reconnaître la source qui l’a émis ; cette phase de reconnaissance est essentielle, car un son ne peut être considéré indépendamment du phénomène lui ayant donné naissance.

La troisième phase consiste, pour l’auditeur, à déterminer, même de façon implicite, quelques caractéristiques prégnantes du son (qui peut apparaître fort, régulier, aigu, etc.).

Cette connaissance lui permet d’apprécier le bruit, cette phase étant éminemment subjective, puisque les influences du contexte et de l’expérience préalable de l’auditeur sont très importantes. Dans le domaine du bruit d’environnement, on sait, par exemple, que certains ont une plus grande susceptibilité au bruit que d’autres, sans que cela puisse être expliqué par des différences de fonctionnement du système auditif.

Enfin, ce processus se termine par une réaction de l’auditeur, adaptation de son comportement (ce qui peut arriver si un bruit interprété comme un mauvais fonctionnement est détecté par un conducteur) ou expression de son désagrément. Là encore, cette réaction dépendra fortement de la personnalité du sujet. La difficulté de l’approche est que cette réaction est la seule donnée accessible depuis l’extérieur du sujet. Il est donc important que les méthodes utilisées lors de tests perceptifs soient non biaisées, c’est-à-dire que les résultats qu’elles fournissent soient de bons indicateurs de la perception des auditeurs ayant participé au test.

La mise en œuvre d’une démarche d’analyse perceptive demande d’utiliser des connaissances issues de différents domaines scientifiques :

• psychologie expérimentale, qui aide à la définition de tests perceptifs et à l’analyse de leurs résultats ;

• sciences cognitives, en raison des liens entre l’activité perceptive d’un sujet et l’ensemble de ses activités mentales (mémoire, raisonnement, prise de décision par exemple) ;

• acoustique physiologique, car de nombreux phénomènes perceptifs peuvent s’expliquer par le fonctionnement du système auditif périphérique (jusqu’à l’oreille interne) ;

• traitement du signal, permettant les modifications et l’analyse des signaux enregistrés.

Ce document présentera les différents outils utilisés par l’analyse perceptive : dispositif de prise de son et de restitution, méthodes de tests, indicateurs perceptifs.