L'ONDE SONORE PEUT-ELLE NUIRE A L'HOMME?
DE LA SIMPLE NUISANCE SONORE AUX DOMMAGES IRRÉVERSIBLES
Quels seraint les potentiels dommages sur notre corps en cas d’exposition excessive ou trop intense aux ondes sonores ? De nos jours, notre inquiétude est d’autant plus légitime que les progrès scientifiques et technologiques font que l’homme est en permanence exposé aux ondes sonores : il suffit de compter le nombre de jeunes ayant des écouteurs dans les transports en commun... Dans le cadre de notre TPE, au delà des effets sur le corps, nous tenterons aussi de découvrir comment la manipulation de ces ondes peut en faire une arme des plus redoutables.
De la simple nuisance sonore aux dommages irréversibles...
1) L’audition, un sens fragile
En l’absence de toute affection ou lésion du système auditif, l’organisme reçoit, intègre et gère toutes les énergies sonores qui lui parviennent. Parmi les organes des sens, l’ouïe constitue l’un des systèmes les plus élaborés nous permettant d’appréhender notre environnement et d’adapter nos comportements.
La sensibilité de l’oreille varie en fonction de la fréquence du son : l’oreille est moins sensible aux basses fréquences et comme nous pouvons le voir ci-dessous : le point le plus sensible de se trouve entre 3000 et 4000Hz.
Quels seraint les potentiels dommages sur notre corps en cas d’exposition excessive ou trop intense aux ondes sonores ? De nos jours, notre inquiétude est d’autant plus légitime que les progrès scientifiques et technologiques font que l’homme est en permanence exposé aux ondes sonores : il suffit de compter le nombre de jeunes ayant des écouteurs dans les transports en commun... Dans le cadre de notre TPE, au delà des effets sur le corps, nous tenterons aussi de découvrir comment la manipulation de ces ondes peut en faire une arme des plus redoutables.
De la simple nuisance sonore aux dommages irréversibles...
1) L’audition, un sens fragile
En l’absence de toute affection ou lésion du système auditif, l’organisme reçoit, intègre et gère toutes les énergies sonores qui lui parviennent. Parmi les organes des sens, l’ouïe constitue l’un des systèmes les plus élaborés nous permettant d’appréhender notre environnement et d’adapter nos comportements.
La sensibilité de l’oreille varie en fonction de la fréquence du son : l’oreille est moins sensible aux basses fréquences et comme nous pouvons le voir ci-dessous : le point le plus sensible de se trouve entre 3000 et 4000Hz.
L’oreille est l’organe périphérique de l’audition. On y distingue trois parties bien différenciées :
• L’oreille externe est composée du pavillon qui concentre les variations de pression dans le conduit auditif. Elle collecte, amplifie et dirige les ondes sonores vers le tympan, fine membrane qui vibre comme une peau de tambour et transmet les vibrations sonores à la partie intérieur de l’oreille.
• L’oreille moyenne est une cavité remplie d’air, comprise entre le tympan et l’oreille interne dont elle est séparée par la fenêtre ovale. Elle a pour fonction, à l’aide de la chaîne de 3 osselets : le marteau, l’enclume et l’étrier qui est directement attaché à la cochlée, de transformer mécaniquement les vibrations aériennes en vibrations solidiennes.
• L’oreille interne est le cœur du système auditif. Elle est constituée, d’une part, du vestibule, organe qui permet de garder notre équilibre dans l’espace, et d’autre part, d’une cavité remplie de liquide qui contient la cochlée ou limaçon.
Au sein de la cochlée se trouve l’organe de Corti. Il s’agit d’un élément important de l’ouïe, comprenant les cellules sensorielles de l’audition, appelées les cellules ciliées. Ce sont les vibrations des osselets qui en se propageant dans le liquide, excitent ces cellules. Elles captent l’énergie acoustique et la transforment en influx nerveux. Les fibres du nerf auditif se chargent de transmettre l’information au cerveau. Le cortex cérébral interprète le message nerveux qu’il reçoit, et génère la sensation auditive, image perceptive du message sonore capté par l’oreille.
Lorsque les sons s’élèvent en décibels, ils deviennent dangereux pour les oreilles, surtout lorsque ceux-ci durent longtemps. Alors, l’oreille se protège.
Au niveau de l’étrier, il y a un petit muscle. A partir de 85 dB, ce petit muscle se contracte ; c’est un réflexe. De ce fait, l’étrier est retenu et l’intérieur de la cochlée, les cils sont protégés. Or, cette protection n’est pas parfaite et au bout d’un certain temps, le bruit produit d’autres dommages.
On considère qu’il ne faut pas rester plus de huit heures exposé à un bruit de 90 dB, plus d’une heure à 100 dB et plus de 4 minutes à 110 dB.
Aujourd’hui, la principale cause de pollution sonore est due aux transports (TGV, voitures et camions sur autoroutes, avions…), au travail (pour les personnes exerçant leur métier dans des ateliers bruyants par exemple) mais aussi à la musique (concerts, festivals).
Si l’on reste trop longtemps à l'exposition du bruit, les vibrations des cils sont transformées en signaux électriques, et de petits déchets se forment sur les cils. A la longue, ces déchets encrassent la base des cils et l’information envoyée au cerveau devient erronée. Parallèlement à cela, les cils peuvent ne plus se contrôler et vibrer en permanence, même lorsqu’il n’y a pas de bruit (ce qui correspond au bourdonnement que l’on peut avoir dans les oreilles aussi appelés « acouphènes»). Si ces cils en questions viennent à se casser, l’information ne parvient plus du tout au cerveau : c'est la surdité.
2) La dangerosité du son inaudible
Si les dangers du son n’étaient « qu’» auditifs, leur portée serait relativement limitée, mais il s’avère que les sons imperceptibles par l’oreille sont les plus dangereux pour l’homme.
Il s’agit des infrasons avec une fréquence inférieure à 20Hz et des ultrasons dont la fréquence est supérieure à 20kHz.
- Les Infrasons
Expérience sur les infrasons :
Il est très facile de se rendre compte que l’oreille n’est pas l’unique organe qui perçoit les sons et que c’est bien tout notre corps qui y réagit. Placez votre de corps et plus particulièrement votre ventre en fasse d’une enceinte, mettez une musique composée de basses à une intensité d’au moins 85 dB et vous pourrez sentir vos intestins tressaillir.
D’après une étude anglaise « Low Frequency Noise Report », de mai 2003 :
Nous avons traduit et synthétisé dans le tableau ci-dessous les effets et conséquences d’une exposition du corps à sa fréquence de résonance. Ces expériences ont été menées sur le rat et le porc, pour leurs propriétés proches de celles de l’Homme.
• L’oreille externe est composée du pavillon qui concentre les variations de pression dans le conduit auditif. Elle collecte, amplifie et dirige les ondes sonores vers le tympan, fine membrane qui vibre comme une peau de tambour et transmet les vibrations sonores à la partie intérieur de l’oreille.
• L’oreille moyenne est une cavité remplie d’air, comprise entre le tympan et l’oreille interne dont elle est séparée par la fenêtre ovale. Elle a pour fonction, à l’aide de la chaîne de 3 osselets : le marteau, l’enclume et l’étrier qui est directement attaché à la cochlée, de transformer mécaniquement les vibrations aériennes en vibrations solidiennes.
• L’oreille interne est le cœur du système auditif. Elle est constituée, d’une part, du vestibule, organe qui permet de garder notre équilibre dans l’espace, et d’autre part, d’une cavité remplie de liquide qui contient la cochlée ou limaçon.
Au sein de la cochlée se trouve l’organe de Corti. Il s’agit d’un élément important de l’ouïe, comprenant les cellules sensorielles de l’audition, appelées les cellules ciliées. Ce sont les vibrations des osselets qui en se propageant dans le liquide, excitent ces cellules. Elles captent l’énergie acoustique et la transforment en influx nerveux. Les fibres du nerf auditif se chargent de transmettre l’information au cerveau. Le cortex cérébral interprète le message nerveux qu’il reçoit, et génère la sensation auditive, image perceptive du message sonore capté par l’oreille.
Lorsque les sons s’élèvent en décibels, ils deviennent dangereux pour les oreilles, surtout lorsque ceux-ci durent longtemps. Alors, l’oreille se protège.
Au niveau de l’étrier, il y a un petit muscle. A partir de 85 dB, ce petit muscle se contracte ; c’est un réflexe. De ce fait, l’étrier est retenu et l’intérieur de la cochlée, les cils sont protégés. Or, cette protection n’est pas parfaite et au bout d’un certain temps, le bruit produit d’autres dommages.
On considère qu’il ne faut pas rester plus de huit heures exposé à un bruit de 90 dB, plus d’une heure à 100 dB et plus de 4 minutes à 110 dB.
Aujourd’hui, la principale cause de pollution sonore est due aux transports (TGV, voitures et camions sur autoroutes, avions…), au travail (pour les personnes exerçant leur métier dans des ateliers bruyants par exemple) mais aussi à la musique (concerts, festivals).
Si l’on reste trop longtemps à l'exposition du bruit, les vibrations des cils sont transformées en signaux électriques, et de petits déchets se forment sur les cils. A la longue, ces déchets encrassent la base des cils et l’information envoyée au cerveau devient erronée. Parallèlement à cela, les cils peuvent ne plus se contrôler et vibrer en permanence, même lorsqu’il n’y a pas de bruit (ce qui correspond au bourdonnement que l’on peut avoir dans les oreilles aussi appelés « acouphènes»). Si ces cils en questions viennent à se casser, l’information ne parvient plus du tout au cerveau : c'est la surdité.
2) La dangerosité du son inaudible
Si les dangers du son n’étaient « qu’» auditifs, leur portée serait relativement limitée, mais il s’avère que les sons imperceptibles par l’oreille sont les plus dangereux pour l’homme.
Il s’agit des infrasons avec une fréquence inférieure à 20Hz et des ultrasons dont la fréquence est supérieure à 20kHz.
- Les Infrasons
Expérience sur les infrasons :
Il est très facile de se rendre compte que l’oreille n’est pas l’unique organe qui perçoit les sons et que c’est bien tout notre corps qui y réagit. Placez votre de corps et plus particulièrement votre ventre en fasse d’une enceinte, mettez une musique composée de basses à une intensité d’au moins 85 dB et vous pourrez sentir vos intestins tressaillir.
D’après une étude anglaise « Low Frequency Noise Report », de mai 2003 :
Nous avons traduit et synthétisé dans le tableau ci-dessous les effets et conséquences d’une exposition du corps à sa fréquence de résonance. Ces expériences ont été menées sur le rat et le porc, pour leurs propriétés proches de celles de l’Homme.
Ces expériences mettent en lumière la sensibilité de l’organisme aux infrasons, en effet, la majorité des organes ont une fréquence propre se trouvant dans le domaine infra-sonique et cela vaut aussi pour l’Homme.
- Les Ultrasons
Concernant les ultrasons, l’arme sonique LRAD a également de nombreux effets sur le corps.
Cette arme est capable d’émettre de très hautes fréquences, à l’aide d’une multitude de petits haut-parleurs, avec un volume sonore allant jusqu’à 152dB (l’équivalant d’un avion au décollage) et a une portée de 3km. Dans les hautes fréquences, l’intensité joue un rôle majeur.
- Ainsi à 140dB, des perturbations de l’équilibre et des étourdissements sont observables et cela même avec une protection.
- De 150 à 160dB, une sensation intense de chaleur apparaît. Les changements de pression, la vélocité et l'accélération étant très importants pour les ultrasons, l’onde peut provoquer des effets mécaniques convertis en chaleur dans un milieu absorbant comme les tissus du corps humain.
Si la température locale (c’est-à-dire en un point) devient supérieure à 45 °C, les enzymes sont dénaturées, si bien que leur activité est d'abord diminuée puis stoppée, ce qui a un impact significatif sur la structure cellulaire ainsi que leur métabolisme.
Les lésions tissulaires d'origine thermique dépendent du temps d'exposition ainsi que de l'élévation de température.
- Des effets préjudiciables sont observés dès 39-43 °C sur des périodes suffisamment longues (plusieurs minutes).
- A 44-46 °C on peut observer la coagulation des protéines chez certains animaux comme la souris ou des larves de mouches.
Ainsi dans les 300 premiers mètres, le LRAD rend impossible toute action de résistance, et la seule option pour échapper à ses effets est de sortir de son champ d’émission.
Aux vues de tous ses effets nuisibles voire mortels sur le vivant, il est facile d’envisager l’utilisation de l’onde sonore comme arme de destruction massive. Nous allons ainsi voir que la réalité a vite rattrapé la fiction, et que l’onde sonore est aujourd’hui exploitée à des fins civiles et militaires.
- Les Ultrasons
Concernant les ultrasons, l’arme sonique LRAD a également de nombreux effets sur le corps.
Cette arme est capable d’émettre de très hautes fréquences, à l’aide d’une multitude de petits haut-parleurs, avec un volume sonore allant jusqu’à 152dB (l’équivalant d’un avion au décollage) et a une portée de 3km. Dans les hautes fréquences, l’intensité joue un rôle majeur.
- Ainsi à 140dB, des perturbations de l’équilibre et des étourdissements sont observables et cela même avec une protection.
- De 150 à 160dB, une sensation intense de chaleur apparaît. Les changements de pression, la vélocité et l'accélération étant très importants pour les ultrasons, l’onde peut provoquer des effets mécaniques convertis en chaleur dans un milieu absorbant comme les tissus du corps humain.
Si la température locale (c’est-à-dire en un point) devient supérieure à 45 °C, les enzymes sont dénaturées, si bien que leur activité est d'abord diminuée puis stoppée, ce qui a un impact significatif sur la structure cellulaire ainsi que leur métabolisme.
Les lésions tissulaires d'origine thermique dépendent du temps d'exposition ainsi que de l'élévation de température.
- Des effets préjudiciables sont observés dès 39-43 °C sur des périodes suffisamment longues (plusieurs minutes).
- A 44-46 °C on peut observer la coagulation des protéines chez certains animaux comme la souris ou des larves de mouches.
Ainsi dans les 300 premiers mètres, le LRAD rend impossible toute action de résistance, et la seule option pour échapper à ses effets est de sortir de son champ d’émission.
Aux vues de tous ses effets nuisibles voire mortels sur le vivant, il est facile d’envisager l’utilisation de l’onde sonore comme arme de destruction massive. Nous allons ainsi voir que la réalité a vite rattrapé la fiction, et que l’onde sonore est aujourd’hui exploitée à des fins civiles et militaires.