RAPPEL DE QUELQUES PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DU SON

Réflexion du son. — A la suite d'un déplacement très-brusque d'un corps, il se produit dans l'air ambiant une condensation, un rapproeheuient des molécules, qui se propage dans toutes les directions, sous forme d'onde sphérique dont le centre est le point primitivement ébranlé. Celte condensation des molécules est suivie en chaque endroit d'une dilatation ; puis l'équilibre se rétablit, si de nouvelles secousses ne renouvellent pas le même phénomène. Si l'onde en question frappe notre oreille, elle y provoque dans certaines circonstances une sensation acoustique, un son. — Gomme pour l'œil, nous reportons à l'agent extérieur la qualité de notre sensation acoustique ; nous désignons la vibration de l'air par le nom d'onde sonore, de so7i. — Les vibrations sonores se propagent dans l'air suivant les mêmes lois qui régissent la propagation des vibrations de l'éther (lumière), avec une vitesse de 333 mètres à la seconde. Nous pouvons distinguer un « rayon » sonore, qui est la ligne suivant laquelle le son arrive à notre oreille. Le son subit partiellement la réflexion à la surface des corps (l'angle d'incidence étant égal à l'angle de réflexion), et en partie il est transmis au corps solide, en subissant une véritable réfraction.

La réflexioii des ondes sonores a trouvé quelques applications à signaler. Supposons un rayon sonore — on dit ordinairement une onde sonore — pénétrant dans un cylindre creux, ou dans un cône creux, et suivant son axe. L'onde tend à s'épanouir de la manière indiquée plus haut ; mais chaque rayon qui touche la paroi le fait sous une incidence oblique ; il est renvoyé vers l'intérieur une première, une seconde etc. fois ; la force vive arrive à l'autre extrémité du tube, non pas diminuée en raison du carré du chemin parcouru (comme dans la propagation à l'air libre), mais suivant une proportion beaucoup plus faible (une

petite partie s'est communiquée à la paroi, qui l'a cédée à l'air ambiant). Tel est le cas des porte- voix, des cornets et tubes acoustiques, de l'otoscope et des tubes parlants, tous instminenls qui ne renforcent donc pas la voix, mais l'empêchent plus ou moins de se perdre. — Le stéthoscope, bien que souvent construit d'après le principe du cornet acoustique, doit son utilité à une autre circonstance, à la transmission des vibrations sonores à travers la substance soUde dont l'instrument est confectionné. — Le microphone renforce réellement les sons ; l'origine de la force vive renforçante est dans un élément de pile.

Transmission du son à travers les solides. — Les vibrations dont sont animées les molécules de l'air se communiquent aux molécules des corps solides, qui sont ébranlées également et transmettent leur force vive aux molécules voisines. Une onde de condensation des molécules, suivie d'une onde de dilatation, parcourt également le solide, avec une vitesse plus grande que dans l'air. Le corps solide reste immobile, bien que ses molécules se déplacent (vibration moléculaire). — La vibration sonore peut aussi déplacer le solide dans son ensemble, donner naissance à un mouvement de masses (vibration molaire). Ce cas se présente si le corps a un volume trop petit pour pouvoir admettre dans son étendue une longueur d'onde entière ; une corde de violon p. ex. ou une membrane. La longueur d'onde dépassant de beaucoup l'épaisseur de la membrane, les molécules de cette dernière se déplacent toutes (à un moment donné) dans le môme sens : toute la membrane se meut. Lorsqu'une onde sonore frappe une membrane, la surface frappée est relativement grande par rapport à la masse, celle-ci est ébranlée par une quantité relativement grande de force vive : circonstance favorable à la communication du mouvement de l'air à un solide. — Tel est le cas de la membrane du tympan.

Représentation graphique des ondes sonores. — La méthode graphique peut servir à rendre visible le chemin parcouru par les molécules d'un corps vibrant, ainsi que les déplacements des corps vibrants dans leur ensemble, et cela de la manière suivante. Nous venons de dire que l'onde de condensation de l'air peut provoquer, notamment dans une membrane, un mouvement de masse, un déplacement réel. La vitesse dont est animée la membrane reflétera la condensation ou le degré de rapprochement des molécules de l'air qui ébranle la membrane. Si donc la membrane est munie d'un style ou d'une plume écrivante, celle-ci pourra inscrire sur un kymographe p. ex. une courbe qui sera une image fidèle de la manière dont se succèdent dans le temps les condensations et les écartements des molécules de l'air; la courbe représente les vitesses dont sont animées ces molécules. Un tel instrument (fig. 267) nous est donné dans le phonautographe (de Scott). Le cône A est en quelque sorte ua cornet acoustique ; il retient les ondes sonores qui y pénètrent, et les conduit presque intégralement sur une membrane qui en ferme l'extrémité. La membrane porte un style inscripteur qui écrit une trace sur le cylindre horizontal G, mû à la main (ou par un mouvement d'horlogerie), et recouvert d'un papier enduit de noir de fumée.

Si nous tenons dans l'ouverture du phonautographe un diapason vibrant, nous obtenons une courbe très-régulière, analogue à celle représentée dans la fig. 268, et qui est connue sous le nom de sinusoïde. Le diapason produit donc des

vibrations très -régulières, tout comme un pendule; ce dernier inscrirait directement sur un cylindre enregistreur une sinusoïde.

Fig. 207. — Phonautograpbe de Scott.

Si deux sources sonores agissent simultanément (devant le phonautographe), une molécule de l'air reçoit deux chocs distincts ; sa trajectoire est modifiée ; elle

Fig. 268.

est la résultante des deux impulsions. Trois, quatre etc. sources modifieront

Fig, 269, — Tracés graphiques de vil>rations sonores ol. tenus à l'aide du phonautographe.

chacune la trajectoire, et la courbe obtenue au phonautographe s'en ressentira elle deviendra plus ou moins iirégulière.

La fig. 239 représente des graphiques obtenus de cette manière. La courbe supérieure (sinusoïde) de chacun des quatre couples de tracés provient des vibrations d'au diapason exécutant 531 vibrations à la seconde, et qui, à l'aide d'uQ style dont est munie une de ses branches, inscrit directement sa vibration sur le cylindre. La courbe inférieure du couple 1:3a été obtenue en tenant devant le phonautographe deux diapasons dont les nombres des vibr.ntions étaient dans le rapport de 1 : 2 (512 et 1024) ; pour la courbe inférieure 3:4 on a employé des vibrations dans le rappo-rt des 3 : 4 ; pour la courbe 5 : 6 : 4, on a employé trois diapasons dont les vibrations étaient dans le rapport de 5 : 6 : 4.

Les ondes sonores produites par l'ébranlement de la plupart des corps sonores sont plus ou moins composées. Une corde ébranlée vibre d'abord dans sa totalité ; puis ses deux moitiés vibrent chacune de son côté, et ces vibrations partielles sont deux fois plus rapides que celles de la corde en totalité. Mais les tiers, les quarts etc. de la corde peuvent vibrer aussi, et 3, 4 etc. fois plus rapidement que la corde dans son ensemble. Chacune de ces vibrations émet une onde à part, de longueur différente, et ces diverses impulsions agissant simultanément sur la molécule d'air, le mouvement de celle-ci ne sera plus un simple mouvement de pendule ; la courbe inscrite sur le phonautographe diffère beaucoup d'une sinusoïde. La grande majorifré des corps sonores, les membrane* vibrantes, même nos instruments musicaux, sont dans le cas de la corde vibrante. Le diapason est un des rares exemples de corps qui vibrent à la manière d'un pendule. Le son émis par une flûte est également assez simple.

Les effets de deux ou de plusieurs vibrations émises simultanément ressortent des figures 270, 271 et 272. Si deux vibrations pendulaires identiques 1 et 2 (fig. 270) sont communiquées à l'air de manière que les deux impulsions coïncident, le son résultant est simplement renforcé, la courbe résultante (3) offrira le même nombre d'ondulations que les deux pre aiàres, mais ses ondulations seront plus grandes ; la force vive des molécules vibrantes est simplement renforcée, le rythme de la vibration n'est pas altéré ; le son sera le même au point de vue de sa hauteur, mais plus intense. Si les deux sinusoïdes représentant les vibrations 1 et 3 (fig. 271) de deux diapasons identiques se superposent avec un déplacement d'une demilongueur d*onde, si les phases de deux vibrations sonores identiques, émises simultanément, diffèrent d'une demi-longueur d'onde, l'une impulsion tond à mouvoir la molécule dans un sens, l'autre dans le sens opposé ; la molécule restera en place, sa trajectoire inscrite sera une ligne droite 3 ; le son est annulé. — Deux ou plusieurs vibrations émises simultanément (fig. 272, lignes pointillées), peuvent différer par leur durée ; la courbe résultante (ligne pleine) s'en ressentira. — Cette courbe résultante deviendra très-irrégulière si un grand nombre de sons, très différents dans leurs phases, sont émis simultanément.

Lorsqu'une succession de vibrations sonores frappe notre appareil auditif assez rapidement pour que l'efl'et de la premièi*e dure encore quand arrive la seconde, nous avons une sensation auditive continue. Ces ondes arrivent- elles périodiquement, à des intervalles égaux, alors le son est désigné sous le nom de ton (son musical). Si les secousses se suivent irrégulièrement, sans aucune périodicité (fig. 273), alors nous éprouvons la sensation du bruit.

Le physicien parle de « consonnance » quand deux ou plusieurs sons musicaux (tons), composés de vibrations sonores rythmiques, émis simultanément,

ORGANE VISEUL.

se renforcent (fîg. 270). Le cas représenté dans la figure 272, où deux vibrations, quoique de rythmes différents, se renforcent, constitue encore un fait de consonnanje. Tous les sons dont le nombre de vibrations dans l'unité de temps

Fig. 270.

Fig. 271.

Fig. 272.

Flg. 270, 271, 272. — Interférences de deux ondes sonores : 270, de même période et à phases concordantes; 271, de même période, mais les phases différant d'une demi-longueur d'onde; 272, dont l'une est l'octave de l'autre.

estdaasles rapports des nombres entiers 1, 2, 3, 4, 5 etc., sont dits consonnants. Le nom d' « interférence », employé par les physiciens pour désigner la combinaison de deux ou de plusieurs tons quelconques, émis simultanément, s'applique dans un sens plus restreint aux cas dans lesquels deux ou plusieurs vibrations s'annulent (fig. 271). ou s'affaiblissent, se contrarient seulement. Un exemple de ce dernier genre nous est donné dans le battement de deux ou de plusieurs tons. Considérons en deux très-réguliers, dont les courbes sont des

iiinusoïdes, différant d'une seule vibration à la seconde. Alors, pendant une demi-seconde, le son résultant ira eu se renforçant, puis pendant une demiseconde en diminuant, pour devenir nul pendant un instant ; il reprend ensuite et augmente, etc. Il y aura un battement par seconde. Au phonautographe, le phénomène se traduira par un renforcement et une diminution périodiques du «Graphique, la diminution allant jusqu'à l'annulation de toute sinuosité (fig. 274),

Fig. 273. — Graphique d'un bruit, obtenu en prononçant dans le phonautographe le mot choc, la membrane de l'instrument étant relâchée. La sinusoïde provient d'un tuyau d'orge de 200 vibrations à la seconde (Hensen).

Si les deux sons diffèrent de deux vibrations à la seconde, la résultante offre deux battements à la seconde, et ainsi de suite.

Si la différence entre les nombres de vibrations augmente trop, les battements se succèdent très-rapidement, et notre oreille ne les distingue plus guère ; mais il naît une sensation désagréable que nous nommons t dissonnance » fquand il y a 30 battements à la seconde et plus). — La « consonnance » et la < dissonnance » sont donc en réalité des qualités de nos sensations, et à ce titre nous y reviendrons plus loin. Mais de même que les désignations de c son », de bruit », nous appliquons ces noms, surtout celui de « consonnance », aux processus physiques

Fig. 274.

qui leur donnent naissance lorsqu'ils agissent sur notre appareil nerveux acoustique ; et pour ce motif nous avons dû les employer ici, par anticipation.

Les flammes m,anom,é triques sont un second moyen de rendre visibles des différences entre les diverses vibrations sonores (voyez page 453).

Résonnance. — Lorsqu'une onde sonore frappe un corps solide (lorsque le rayon sonore passe d'un milieu dans un autre), elle est partiellement réfléchie, et partiellement elle se communique au corps solide. Si ce dernier est assez peu volumineux, il vibre dans son ensemble, et à son tour communique ses vibrations à l'air ambiant. — En règle générale cependant, l'équilibre moléculaire du corps solide est tel que ses molécules vibrent plus facilement d'après un rythme que d'après un autre. Une cloche suspendue et trop lourde pour être ébranlée sensiblement par l'effort d'un seul homme constitue un pendule qui peut osciller d'après un rythme bien déterminé. Si un homme lui imprime une première impulsion, elle exécutera un certain nombre de très petites oscillations ; et si à chaque élongation, le même homme donne une nouvelle impulsion, l'effet de la seconde, de la troisième etc. impulsion s'ajoute à celui de la précédente, et les oscillations de la cloche finiront par devenir très excursives. — Les molécules des corps solides sont comparables à des pendules très-lourds, différents de longueur selon les divers corps (selon les dimensions du corps, selon qu'on tend plus ou

moins fortement une corde) ; elles sont plus facilement misés en mouvement par des impulsions sonores du même rythme que celui qu'elles exécutent de préférence. Telle corde ou telle membrane vibrera plus aisément si elle est frappée par un son déterminé, pour lequel elle est accordée ; on dit aussi (Qu'elle vibre à l'unisson de ce son. — Si le corps qui est à l'unisson avec un son déterminé présente une large surface, il pourra communiquer à l'air la force vive des vibrations pins facilement que le corps qui produit le son. Surtout si on met les deux corps en communication, les vibrations de la source sonore se communiquent plus facilement au second corps solide qu'à l'air ambiant (pour cela il suffît de les relier directement, le son se propageant plus facilement à travers un solide qu'à travers l'air). Dans ces circonstances, le son arrive avec une plus grande intensité à notre oreille, par transmission à travers le second corps ; la sensation est plus intense. On donne le nom de résonnateurs aux corps qui renforcent ainsi (en réalité la force Fig. 275. - Résonnateur de hei.mhoi.tz.

vive n'est pas renforcée) un son musical émis. On donne aux résonnateurs les formes les plus diverses : de caisses en bois, de globes en verre ou en cuivre creux (fig. 275) etc.; l'air confiné qui y est renfermé se comporte alors comme un corps solide ; il fait corps avec son enveloppe solide. Si dans le voisinage d'un résonnateur on produit une série de sons, celui-là seul sera renforcé pour lequel le résonnateur est accordé. En faisant varier les dimensions des résonnateurs, on peut en construire qui sont à l'unisson des sons les plus divers , mais chacun sera à l'unisson d'un son déterminé.

On peut aussi faire en sorte d'éliminer plus ou moins la résonnance, par exemple en relâchant une membrane de telle façon qu'elle ne soit accordée pour aucun son, ou au moins pour aucun des sons habituellement émis. Et comme la grande surface de la membrane l'exposera au choc d'un grand nombre de molécules de l'air, elle sera ébranlée assez facilement, et cela à peu près avec une égale facilité pour les différents sons. La membrane du phonauto graphe at celle du phonographe (d'EDisoN) sont dans ce cas.

Nous rencontrerons les applications de ces principes dans l'oreille : la membrane du tympan n'est accordée pour aucun des sons habituels, elle les transmet donc tous avec leurs intensités relatives. Dans l'oreille interne au contraire il y a des corps accordés chacun pour un-son déterminé.

Analyse des sons. — Si nous regardons comme simples les vibrations sonores pendulaires, dont les courbes inscrites au phonautograplie sont des sinusoïdes, tous les autres sons seront composés, et les courbes qui les représentent également. La physique expérimentale (de môme que les mathématiques) est parvenue à analyser des mouvements sonores très-compliqués, à l'aide des résonnateurs, à réduire une vibration complexe en ses composantes sinusoïdes.

Disposons en présence d'une source sonore complexe une série de résonnateurs de Helmholtz, accordés pour les sons les plus divers. Chaque résonnateur renforcera la vibration élémentaire avec laquelle il est à l'unisson, ce qu'on pourra constater en y mettant l'oreille. Les résonnateurs qui ne trouvent pas dans le mélange sonore de vibration pour laquelle ils sont accordés resteront silencieux, ou plutôt transmettront trèe-faiblement tout le mélange sonore.

On peut aussi, par la méthode des flamtnes manomé trique s, rendre visible la réalité de cette analyse physique opérée par les résonnateurs. Quand un résonnateur vibre, l'air qu'il renferme subit des condensations et des raréfactions alternatives, de sorte qu'il est alternativement chassé et aspiré par le résonnateur. Si donc on amène le son par une ouverture d'un^ résonnateur, dont l'autre ouverture est bouchée par une membrane vibrante faisant partie de la paroi du tube qui amène le gaz, la flamme oscillera chaque fois que le résonnateur est ébranlé, elle brûlera tranquillement si le résonnateur est sourd. Koenig a disposé (fig. 179, p. 453) au devant d'un miroir tournant M une série de résonnateurs accordés chacun pour un son différent, et dont chacun est en rapport avec une autre flamme (d, d', d"). On fait tourner rapidement le miroir, dans lequel on voit alors une traînée lumineuse uniforme correspondant à chaque flamme au repos, et une traînée dentée correspondant à chaque flamme qui oscille (fig. 180, p. 454).

MARCHE DES ONDES SONORES DANS L'APPAREIL ACOUSTIQUE. TRANSMISSION DU SON A LA TERMINAISON DU NERF ACOUSTIQUE.

Les organes de transmission des ondes sonores dans Toreille sont : l'oreille externe, le conduit auditif externe, la membrane du tympan, la chaîne des osselets dans l'oreille moyenne, et enfin la périlymphe et l'endolymphe dans le labyrinthe.

Le pavillon de l'oreille paraît jouer le rôle de cornet acoustique, et réfléchir vers le conduit auditif externe les ondes sonores qui le frappent. Ce rôle, certainement important chez certains animaux, n'est pas bien évident chez l'homme. En l'absence du pavillon, ou bien quand ses creux sont comblés, ou encore quand on en supprime l'influence par un tube enfoncé dans le conduit auditif, mais faisant saillie à l'extérieur, dans toutes ces circonstances l'ouïe n'est pas altérée d'une manière bien sensible.

Lecdnduit auditif externe agit comme un tube acoustique. De plus, sa présence permet aux parties essentielles d'être situées profondément, à l'abri de toutes sortes d'influences nuisibles ou perturbantes.

La membrane du tympan joue un rôle important dans la transmission des ondes sonores de Tair. C'est elle qui par sa faible masse et sa grande surface read possible la communication des ondes de condensation de l'air à desparties solides, la transformation du mouvement ondulatoire de l'air en

un mouvement de masses (transformation d'un mouvement moléculaire en un mouvement molaire). Contrairement à ce qui existe pour les membranes tendues, elle n'est accordée pour aucun son, elle n'a aucun son propre. Aussi transmet-elle toutes les secousses proportionnellement à leur intensité, sans en renforcer une plus particulièrement. L'absence de résonnance particulière dans le tympan ressart déjà du fait que nous entendons également bien tous les sons; on en a au surplus fourni la preuve expérimentale: l'oreille étant intercalée dans le circuit gazeux de l'appareil à flammes manométriques donne l'image caractéristique des flammes quand on parle contre le tympan.

Une membrane tendue a toujours un son propre ; la dépression centrale de la membrane du tympan vers l'oreille moyenne n'est donc pas due à une traction exercée sur elle par le manche du marteau, contrairement à ce qu'on serait tenté d'admettre. Du reste, elle conserve cette forme même après qu'on eu a détaché le marteau. — La résonnance de la membrane est encore diminuée par le contact des osselets de l'ouïe, qui jouent à son égard le rôle d'étouffoir.

Helmholtz a fait observer que la dépression centrale de la membrane du tympan a la signification pliysioloi^ique suivante. Les mouvements qu'une force donnée communique à une membrane déprimée comme l'est la membrane du tympan sont moins excursifs que si elle était plane ; par contre, la force du mouvement est augmentée. Et c'est là précisément ce qu'il faut : faible amplitude des mouvements, mais énergie sutfisante pour mettre en mouvement la masse du liquide endolymphatique.

Il paraîtrait que la membrane du tympan n'est pas tout à fait exempte de son propre. Seulement, grâce à l'absence de tension, ce son serait plus bas que ceux pour lesquels l'oreille interne est sensible.

Transmission des ondes sonores à travers les osselets de l'ouïe. —

Le manche du marteau ilescend en bas et en avant : il adhère dans toute sa longueur à la membrane du tympan (fig. 376), dont l'ombilic correspond à l'extrémité du manche. La tête du marteau est reçue dans une espèce de cavité articulaire de l'enclume ; celle-ci adhère au périoste (de la caisse du tympan) par le ligament de sa petite aiiophyse, taudis que sa longue apophyse va s'articuler avec l'étrier (par l'intennédiaire de l'os lenticulaire). Enfin, la base de l'étrier est reçue dans la fenêtre ovale du ro«her, qu'elle ne remplit pas t(mt à fait ; mais elle est reliée à la boîte osseuse (au rocher) par un ligament circulaire, une espèce de membrane, qui permet un certain jeu à l'étrier. Au delà de l'étrier, nous avons la périlymphe du labyrinthe.

Les diverses articulations sont assurées par des ligaments, et de plus, les divers osselets ont de petites saillies qui rendent impossible tout chevauchement d'un os sur l'autre quand ils sont comprimés de dehors en dedans. Il en résulte que si on déprime la membrane du tympan, la chaîne des osselets se meut dans son ensemble, comme une seule tige, et le mouvement

est transmis directement à la périlymphe. Mais quand le marteau est attiré en dehors, par la membrane du tympan, il peut quitter le contact avec l'enclume, dans la mesure permise par la longueur des ligaments articulaires.

On a prouvé, par un levier inscripteur placé sur les osselets, que les vibrations sonores ne se transmettent pas moléculairement à travers la chaîne des osselets, mais que chaque fois qu'un son frappe la membrane du tympan, les osselets se meuvent dans leur ensemble (Politzer, 1861 ; BuGK, 1870), et]que l'étrier est enfoncé un peu dans la fenêtre ovale. —

Fig. 276. — Schéma de l'oreille droite, dans un plan. — C. an. e. conduit auditif externe; jMT. membrane du tympan; CT, caisse du tympan; Tr. E, trompe d'Eustachc; T. tête du marteau, appuyant dans une concavité de l'enclurae, qui à son tour est en rapport avec l'étrier; u, utricule dans lequel débouchent les canaux semi -circulaires membraneux, et communiquant avec le saccule s par l'intermédiaire du canal endolymphatique ce. Le saccule se prolongée dans le canal limacien c. l., contourné en spirale; r V., rampe vestibulaire, communiquant avec les espaces périlymphatiques du vestibule (et des canaux semi-circulaires) qui aboutissent dans la fenêtre ovale â la plaque de l'étrier; r. /..rampe tympanique, aboutissant à la fenêtre ronde /". r., et qui se prolonge dans le canal périlymphatique c. p.; [2, flèche indiquant la direction suivant laquelle agit le muscle tenseur du tympan; .s. s., direction suivant laquelle ce muscle et les vibrations de la membrane du tympan déplacent le manclie du marteau, la longue apophyse de l'enclume et l'étrier ; n, flèche indiquant la direction suivant laquelle se déplacent les parties supérieures du marteau et de l'enclume, quand on déprime le tympan; ax', axe perpendiculaire au plan du papier, passant par l'enclume dans le voisinage du ligament qui fixe cet osselet au périoste (de la cavité du tympan), et autour duquel se déplace l'ensemble des osselets de l'ouïe.

Les dimensions de toute la chaîne sont trop petites pour admettre même une demi-longueur de vibration sonore ; les diverses molécules osseuses sont, à un moment donné, animées du naême mouvement, d'où un déplacement de toute leur masse.

De nombreux ligaments, reliant les osselets au périoste de la caisse du tympan, ne permettent à la chaîne qu'un mouvement de rotation autour d'un axe passant

ORGA-NB VISUEL. 705

par la courte apophyse de l'enclume. Dans la fig. 276, cet axe ax' , perpendiculaire au plan du papier, passe par la courte apophyse de l'enclume. Lors donc qu'on déprime le manche du marteau, les parties supérieures de l'enclume et du marteau se déplacent en dehors (dans le sens de la flèche a), et les autres parties (manche du marteau, longue apophyse de l'enclume et étrier) en dedans, dans le sens de la flèche ss. C'est donc en réalité un jeu de levier du 2"^ genre, dont le point d'appui est dans la courte apophyse de l'enclume. Et comme le bras de levier de la résistance, composé de la longue apophyse de l'enclume et de l'élrier, est plus court que le bras de levier de la puissance, constitué par le manche du marteau, le mouvement se transmettra à la périlymphe diminué dans son excursion, mais augmenté dans sa force, un effet qui est déjà préparé par la concavité delà membrane du tympan. Le contenu liquide du labyrinthe, enfermé dans une capsule rigide, ne saurait en effet ^q déplacer beaucoup ; de plus, il faut une certaine force pour l'ébranler.

Muscle du marteau et muscle de l'étrier. — Les rôles de ces deux muscles (dont le premier est innervé par le trijumeau, le second par le facial) est à peu près totalement inconnu. A en juger d'après leur disposition anatomique, celui du marteau, dont l'action s'exerce dans la direction de la flèche /3 (fig. 276), pourrait tendre la membrane du tympan, le second pourrait empêcher la base de l'étrier d'être enfoncée trop dans la fenêtre ovale. De là le nom de tenseur du tympan qu'on a donné au muscle du marteau.

On croit quelquefois que le muscle du marteau serait une espèce de muscle accommodateur pour l'oreille. En tendant plus ou moins fortement la membrane du tympan, il modifierait le son propre de celle-ci, la rendrait plus apte à être ébranlée par tel ou tel son. — A cela on objecte que la membrane du tympan n'est jamais à l'unisson d'aucun des sons que nous entendons, notre expérience de tous les jours en fait foi. Ensuite, une telle accommodation ne pourrait être que très désavantageuse dans l'audition. Notre appareil acoustique, en effet, sert surtout à la perception de vibrations très complexes, c'est-à-dire de bruits : la voix humaine, surtout les consonnes, ainsi que la plupart des sons de la nature, sont des bruits bien plus que des sons musicaux. Et en fait nous apprécions les moindres modifications des bruits : il faut donc que la membrane du tympan les transmette intégralement, ce qui ne serait pas possible si elle était mise toujours à l'unisson de l'une ou l'autre vibration simple. Enfin, une membrane qui a un son propre, une fois ébranlée dans son rythme, garde longtemps ce mouvement : ce qui est en opposition avec le fait que nous entendons des variations très rapides, même des bruits. Au contraire, une membrane non tendue, analogue au tympan, n'a pas de son propre, et arrive très rapidement au repos.

Les contractions de ce petit muscle sont d'ailleurs de nature réflexe. Après avoir ouvert la cavité du tympan d'an animal, on provoque des secousses dans le muscle en produisant de sons dans le voisinage. D'après des expériences faites par Hexsen sur des chiens et des chats, chaque son, chaque syllabe prononcée provoque une secousse du muscle tenseur du tympan. Un son prolongé ne donne pas lieu à un tétanos.

Certaines personnes peuvent contracter volontairement le muscle tenseur du tympan.

Transmission des ondes sonores à travers les os de la tête. —

On admet souvent que les ondes sonores sont en grande partie transmises à l'oreille interne par les os de la tête. — Lorsqu'on tient une montre contre les incisives supérieures, ou bien si on place un diapason vibrant sur la tête, on les entend plus clairement qu'en les tenant au devant de l'oreille externe. Il paraît toutefois que même dans ce cas le son est transmis à l'oreille interne non directement par l'os temporal, mais à travers le tympan et les osselets. En effet, si on répète la même expérience sur le cadavre, en auscultant à l'ouverture intra-crânienne du canal auditif interne, on entend le son bien plus distinctement si les osselets sont intacts que si on a enlevé par exemple l'étrier (Politzer). — Lugae a du reste démontré à l'aide de la méthode graphique que dans cette expérience, la membrane du tympan et les osselets de Touïe vibrent réellement.

Les sons pénétrés dans l'oreille interne en ressortent aussi à travers les osselets et la membrane du tympan : en écoutant contre l'oreille d'un individu qui porte sur la tète un diapason vibrant, on entend le son du diapason sortir comme renforcé de l'oreille. — Lorsqu'on bouche un conduit auditif externe à l'aide du doigt, et qu'on place sur la tête un diapason vibrant, on l'entendra très fortement dans l'oreille bouchée, parce que l'obstacle renvoie plusieurs fois vers l'iatérieur de l'oreille les mêmes ondes, qui tendent à en sortir.

La conduction du son à travers l'air de la caisse du tympan jusqu'à l'oreille interne, à côté des osselets, ne saurait être bien importante, à cause de la difBculté avec laquelle le son est transmis de l'air aux corps solides et vice versa. — On entend cependant, mais imparfaitement, sans osselets et sans membrane du tympan.

Trompe d'Eustache. — La trompe d'EusTACHE sert à maintenir un équilibre de pression aux deux faces de la membrane du tympan, entre l'air qui remplit la caisse du tympan et l'air extérieur qui pèse sur la membrane avec la pression d'une atmosphère : la membrane du tympan ne vibre facilement que si la pression est égale sur ses deux surfaces. De plus, la trompe livre passage vers le pharynx à la sécrétion — peu copieuse, si tant est qu'elle existe, de la cavité du tympan.

La trompe d'EusxACHE est ordinairement fermée du côté du pharynx, mais elle s'ouvre au moment de la déglutition et lors du bâillement. Il faut même une pression assez forte pour pousser de l'air dans la cavité du tympan, à travers la trompe fermée, par exemple quand on fait un expiration forcée pendant qu'on ferme la bouche et les narines (expérience de Valsalva). Quand nous faisons un mouvement de déglutiLion, ou quand nous baillons, l'air se raréfie dans le pharynx et est aspiré de la cavité du tympan : nous entendons

un craquement sec, produit par la dépression de la membrane du tympan à la suite de la diminution de pression dans la cavité du tympan. Si nous fermons le nez pendant l'acte de la déglutition, la raréfication de l'air est encore plus forte dans la cavité du tympan, la membrane est déprimée davantage ; nous sentons une pression dans l'oreille, et l'ouïe reste dure aussi longtemps que le rétablissement de la pression aérienne n'a pas relevé la membrane du tympan (expérience de Mueller).

Les ondes sonores ne sont pas conduites à l'oreille moyenne par la trompe, habituellement fermée. Si on enfonce un corps vibrant dans la bouche, on l'entend de moins en moins, à mesure qu'il se rapproche de l'orifice pharyngien de la trompe. Si néanmoins nous ouvrons la bouche pour entendre très bien (une attitude très caractéristique pour les « durs d'oreille >), c'est en partie pour faciliter la transmission de la pression atmosphérique à la cavité du tympan (ce qui facilite les vibrations de la membrane du tympan), en partie aussi pour obtenir une résonance de l'air contenu dans la bouche, dont les vibrations sont transmises à l'oreille à travers les os de la tête. — En temps ordinaire, notre propre voix arrive à notre oreille interne par la voie de l'oreille externe. Mais si nous parlons en bâillant (alors la trompe est ouverte), notre voix résonne dans l'oreille ; elle y pénètre à travers la trompe d'EusTACHE.

On peut voir, sur le vivant, à l'aide d'un petit miroir introduit dans la gorge, la partie supérieure du pharynx, l'ouverture de la trompe d'EuSTACHE, et l'ouverture postérieure des narines (rhinoscopie, voir page 442).

Pour voir le fond du conduit auditif externe, il faut évidemment placer son œil au devant de l'oreille externe sans intercepter les rayons lumineux, ce qui est impossible à l'inspection directe, puisque la tête de l'examaniteur intercepte l'accès de la lumière. Il faut ici recourir à un artifice employé en ophtalmoscopio : après avoir élargi et redressé le conduit auditif à l'aide d'un petit tube en forme d'entonnoir, on regarde au fond de l'oreille à travers l'ouverture centrale d'un miroir qui sert à réfléchir dans l'oreille les rayons d'une source lumineuse convenablement placée. — On parvient ainsi à voir le tympan, et de plus, on voit par transparence le manche du marteau.

Oreille interne, Anatomie. — L'oreille interne consiste essentiellement en une cavité creusée dans le rocher, remplie d'un liquide clair dans lequel flotte un sac membraneux, renfermant lui aussi un liquide aqueux, et portant à sa face interne un épithélium qui en des endroits particuliers constitue la terminaison nerf acoustique. Cette forme élémentaire de l'oreille interne, qu'on trouve au bas de l'échelle des vertébrés, existe aussi chez l'homme à un stade primitif du développement embryonnaire. Le liquide qui remplit le sac membraneux est € Vendolymphe », et celui qui l'entoure est la < périlymphe ». Chez la plupart des vertébrés, les choses se compliquent ; le sac unique se divise en deux, < ulricule » (w) et e saccule » (fig. 274) ; le premier se ramifie encore davantage, et donne naissance aux « canaitoo semi-circulaires membraneux » ; le second émet un long tube qui se recourbe en spirale, « le canal limacien » {CL).

Toutes ces parties continuent à être entourées de périlymphe, c'est-à-dire que la masse osseuse du rocher se moule sur les parties, tout en laissant entre elles et l'os un espace pour la périlymphe. La canal limacien seul ne reste pas

au centre des espaces périlymphatiques ; il est rejeté sur un côté, contre la paroi osseuse. De plus, <le ce canal limacien part un prolongement osseux qui va jusqu'à la paroi opposée de l'espace périlymphatique ; ce dernier est ainsi subdivisé en deux tubes étendus dans toute la longueur du limaçon : ce sont les deux rampes du limaçon (fig. 277). Il y a donc trois tubes parallèles dans le limaçon, les deux rampes et le canal limacien. — Les deux rampes communiquent ensemble au sommet du limaçon. A la base, l'une rampe s'ouvre dans l'espace périlj/mphatique qui entoure le saccule — rampe vestibulaire R. v^. — ; l'autre va aboutir à la membrane de la fenêtre ronde — rampe tympanique R.t^. (voir aussi fig. 276).

Quant aux terminaisons du nerf acoustique^ il faut considérer a) celle de la branche vestibulaire du nerf accoustique, dans les crêtes accoustique de l'utricule

Fig. 277. — Un fragment de coupe du limaçon, suivant son axe ou columelle (col). N, nerf limacien logé dans l'axe de la columelle, et émettant à droite et à gauche des rameaux qui passent par le ganglion spiral (gn), et se loge dans la lame spirale osseuse (IM) qui est reliée au périoste par la lame spirale membraneuse m. b. Rv-, rampe vestibulaire; R^', rampe tympanique; Cl, canal limacien, séparé de la rampe vestibulaire par la membrane de Reissner (mlX), et de la rampe tympanique par la lame spirale membraneuse.

et du saccule, ainsi que dans les ampoules des canaux semi-circulaires, et ô) celle de la branche limacienne. En ces divers endroits, on a poursuivi les fibres nerveuses jusque entre les cellules épithéliales qui tapissent la face interne des divers canaux constituant le labrynthe de l'oreille interne.

La branche limacienne du nerf acoustique est logée dans l'axe de la columelle (fig. 277) ; elle émet dans toute la longueur du limaçon une couche non interrompue de fibres logées dans la lame sjnrale, le prolongement ossueux qui sépare les deux rampes, et relie le canal limacien à l'axe de la columelle. Arrivées contre le canal limacien, les fibres nerveuses perforent la lame spirale et pénètrent (fig. 278, l) au sein d'une formation épithéliale connue sous le nom à'orgaiie de Corti, qui a comme support une membrane très mince, d'origine mésoblastique (de tissu conjonctif ?), composée (chez l'homme) d'environ 60,000 fibres (Nuel)

à propriétés élastiques, capables de vibrer isolément, et dont la longueur augmente progressivement depuis la base du limaçon vers le sommet. Les cellules acoustiques de l'organe de Gohti (surtout les externes) sont insérées sur les fibres de cette membrane basiliaire. — La membrane basiliaire sépare le canal limacien de la rampe tympanique.

Marche des ondes sonores dans l'oreille interne. — Nous avons conduit les ondes sonores à travers les osselets de l'ouïe et la fenêtre ovale jusque dans la périlymphe. Les diverses cavités (sacs et canaux) du

Fig. 278. — Organe de Corti. — La figure représente une coupe transversale à travers le canal liniacien. ti, libres du nerf liinacicn logées dans la lame spirale. En l, elles pénètrent au sein do cette partie de répilliélium du canal liniacien connue sous le nom d'organe de Corti. Ce dernier est supporté par la partie de la lame spirale qui a rei;u le nom de membrane basilaire, et dont un frag'ment est dessiné de cliaiup en \. T, tunnel de Cokti. ci, cellules accoustiques internes, c e, cellules acoustiques e.\.ternes. i, pilier de Gouti interne, i-, pilier de Cohti externe. Les fibres nerveuses (dépouillées de leur moelle) traversent le tunnel tle Cobti et arrivent entre les cellules accoustiques externes.

labyrinthe étant remplies d'eau, l'ensemble représente une petite capsule rigide remplie d'un liquide aqueux, dont le volume est beaucoup trop petit pour admettre une seule onde sonore dans toute sa longueur, même en supposant le limaçon déroulé. Il se présente donc ici le même phénomène que pour les osselets de l'ouïe : à un moment donné, toutes les molécules liquides recevront à peu près simultanément la même impulsion; la masse liquide incompressible (y compris les formations membraneuses qui y plongent) tend à se déplacer dans son ensemble, comme un corps solide ; mais elle ne le pourra guère, enfermée (ju'ello est dans une

capsule rigide. En fait, les déplacements sont très petits, virtuels en quelque sorte ; et ils doivent être tels pour ne pas froisser les organes délicats qui y flottent et qui ne pourraient, sans se déchirer, exécuter des mouvements excursifs.

La masse liquide peut cependant céder en deux ou trois endroits déterminés: à la fenêtre ronde, au canal endolymphatique c e{ûg. 276) ou aqueduc du vestibule, et au canal périlymphatique c p ou aqueduc du limaçon.

Selon toutes les apparences, les ondes sonores ne suivent donc pas un chemin particulier dans le labyrinthe (p. ex. aller par la rampe vestibulaire et revenir par la rampe tympanique) ; elles sont transmises simultanément dans toutes les directions à travers le labyrinthe membraneux, et arrivent ainsi aux terminaisons du nerf acoustique.

La membrane qui ferme la fenêtre ronde ne conduit pas au limaçon des ondes sonores venues à travers l'air de la caisse du tympan. L'expérimentation a prouvé qu'elle bombe vers la cavité du tympan chaque fois qu'un son frappe l'oreille (Magh et Kessel). La pévilymphe, poussée par la base de l'étrier, tend donc à s'échapper par la fenêtre ronde, et se déplace réellement un pej, dans la mesure permise par la membrane de la fenêtre ronde.

L'aqueduc du limaçon c. p. (fig. 276) est un tube étroit, ouvert dans la rampe tympanique près de la fenêtre ronde, et qui débouche dans les espaces sous-arachnoïdiens du cerveau, tout près de la fosse jugulaire. De même que la périlymphe comprimée se déplace un peu dans la fenêtre ronde, de même aussi elle se déversera un peu dans le crâne, à travers l'aqueduc en question. — Le canal de réunion entre le canal limacien et le saccule émet un mince tube, l'aqueduc du vestibule ce, dont l'extrémité fermée arrive aussi jusque dans le crâne. Le tube étant fermé du côté du crâne, il ne permettra qu'un déplacement peu notable de l'endolymphe dans cette direction.

On ne sait toujours pas si le vestibule joue un rôle dans l'audition. Les oiseaux ont dans la lagena un limaçon. Les poissons n'ont que le vestibule, et d'après les recherches de Kreidl, ils ne semblent pas entendre ; ils sentent (tactilement) les ondes sonouores par la peau. Ce qui est certain, c'est que les terminaisons nerveuses dans les ampoules, et peut-être celles dans le saccule et l'utricule constituent un organe périphérique du sens de l'équilibre (voir plus loin).