CHAPITRE V

Ferceptirità d« la seaution

7t. Organe de l'ouîe. — L'orf^ede l'ouïe n'est pas dtué, comme d'autres, de façon à pouvoir être examiné facilement. On peol voir seulement, ù l'extérieur, la partie qui a le moins d'importance, c'està-dire celle que nous appelons vulgairement oreille, qui est le pavt^ ton. Les parties internes sont situées dans la boite du crâne et méritent une attention parliculière.

Au moyen de ces deux fenêtres, on pénètre dans le labyrinthe qui est une cavité osseuse à parois formées par des membranes et des organes très importants, et qui en outre est remplie de liquide.

Dans le labyrinthe on distingue deux parties, d'un côté le limaçon, de l'autre les canaux semi-circulaires. Le labyrinthe mérite une mention spéciale parce que c'est là que se trouvent les organes de la perception des sons. C'est une cavité pleine d'eau, entièrement limitée et fermée par des parois osseuses, excepté à l'endroit des fenêtres. Il se divise en deux parties principales, le vestibule avec les conduits, et le limaçon. Le vestibule est une cavité ronde, séparée de la cavité du tympan par la membrane de la fenêtre ovale. Du vestibule sortent les conduits ou canaux situés dans trois plans qui se coupent à angle droit ; à l'extrémité de chacun d eux se trouve un renflement rond en forme de bouteille, Vampoule, Entre les parois du vestibule et celles de ces canaux sont des membranes qui forment le labyrinthe membraneux reproduisant la forme du labyiînthe osseux. Le labyrinthe membraneux est rempli et entouré d'eau; à l'intérieur se trouvent les ololilhes, cristaux de carbonate de chaux. Les fibres nerveuses, dérivant de la division du nerf acoustique qui s'étend par le canal interne de l'oreille, entrent des parois du labyrinthe osseux dans l'intérieur du vestibule et des ampoules, et viennent s'y terminer en se condensant, tandis qu'elles pénètrent entre les cellules de l'épithelium qui recouvre cette membrane.

Le limaçon a un plus grand développement. 11 est formé d'un canal spiroïde divisé en deux parties par une membrane qui présente seulement une étroite ouverture au sommet. Par cette ouverture une partie du limaçon, V échelle du vestibule, communique avec le vestibule ; l'autre ou échelle du tympan vi(;nt se terminer, avec la membrane de la fenêtre ronde, dans la cavité du tympan. Entre ces deux échelles, se trouve un espace séparé par une paroi membraneuse, appelé(ï léchelle moyenne ; celle dernière est foimée par deux membranes: l'une, la membrane vestibulaire , très mince, tournée vers l'échelle du vestibule ; l'autre, la membrane basilaire, située sous Iw'helle du tympan.

Sur cette dernière viennent aboutir les appareils terminaux du nerf acoustique ; ils sont situés entre ell(» et une autre, la membrane tègumentaire ou membrane de (>)rti. Entre la membrane tégumentaire et la membrane vestibulaire se trouve un espace libre rempli de l'eau du labyrinthe. Du bord de la crête spirale les nerfs entrent dans l'espace compris entre la membrane basilaire et la membrane tègumentaire. Dans cet espace on distingue une série de corps appelés bâtonnets ou corps de Corti. Ils sont internes et externes et sont formés d'une substance de nature osseuse; ils se replient en forme de voûte. Leur nombre est d'environ 3,000 (1).

(l) WunUt. Lehrùuch der Physiologie, pp. 659-00.

La crête spirale ou acoitatique est une proéminence placée près des parois membraneuses des ampoules, et qui atteint un très {pivnd développement cliez les poissons. A sa surface on voit des cils longs

Fie, i. — Crttetpin

riHoocouslique;Nllli

qui vont à la rn>lc.

et durs qu'on doit regarder comme les organes terminaux des nerfs, parce que de nombreuses fibres nerveuses se distribuent dans cette créie. Os cils sont probablement mis en vibration par les ondes du lii|ui<ii- ilii ]nli>riiilli<'. l't pr nviHjUi'iil li'^ M'iis.iiinn-, ,h'sur> (I3i'['i)s)<'iti).

(lu nerf, jusqu'aux centres psychiques. Dans le cas de non-interruption et à rétat normal du nerf et des centres , on a une sensation de son.

73. Ces mouvements de Tair sont dits vibrations et ne sont pas d'une autre nature que les oscillations du pendule ; ainsi les lois générales de ces oscillations s«nt valables encore pour les vibrations acoustiques et les mouvements vibratoires de Tair. Celles-ci peuvent ^tre régulièrement ou irrégulièrement périodiques. Les premières produisent ce que nous avons coutume d'appeler son^ les autres ce que nous avons coutiune d'appeler bruit.

La figure 9 montre les vibi*ations régulières dans une période de temps ; la figure 10, les vibrations irrégulières. Les sons comme les bruits ne sont pas ordinairement constitués par une seule onde vibra-

KlG. î).

FiG. 10.

loii*e , mais par plusieurs ondes se succédant dans une unité de temps. Dans le bruit, les ondes sont irréguliores, non seulement prises en particulier, mais encore dans leurs relations. Dans le son, au contraire, les vibrations ajoutées doivent (^ire dans le rapport de ^ -î -* et ainsi de suite, comme le montre la figure 1 1 , dans laquelle

KiG. H.

deux ondes qui sont comme ^ se ramènent à la résultante qui in\ dérive.

74. Le son a différents modes : Vintensité, la hauteur y la qualité ou le timbre.

L'intensité dépend de l'amplitude des vibrations. Plus est grande l'amplitude des ondes sonores, plus le son est intense. Cette intensité

pSVCBOLOOIE PHTSIOI^CIQl'E

iR-ore dépendre des rcnforceinenls du son au moyeu des réso-

"^r hûuieur dôrive du nombre des vibrations. La meilleure manière

A' iiîiwr la hauteur du son est de considérer la série des sons que

^^ donne l'échelle musicale. Comme chacun sait, elle se compose

do, re, mi, fa, .sol, la, si.

„ notes ont entre elU^s des rapports exprimés en nombres, en il Je do par I

ml la ai ao»

. g[,j,(]irc qu'on a les relaiions suivantes:

pour l'octave 1 : 2. pour la sixte 3 : 5

pour la quinte 3 : 3 pour la tierce 4 : 5

pour la quarte 3 : 'i pour la seconde 8 : 9

pour la septième 8: 15.

Si do est représenté par ii, on aura la série suivante des vibratioDs:

2i, 27, 30, a, 36, iO, -i5, 48.

Cette relation est constante, et peut s'exprimer par la proposition «luvante : des différences égales absolues de hauteur de loii correspondent à des différences égales relatives des nombres des ^braHons (Wundt). Ce qui revient à dire que ces relations restent

En d'autres termes, on peut, pour plus de clarté, poser le schème suivant :

C'est-à-dire que les sensations sont les logarithmes des nombres correspondants des excitations , la base du système logarithmique étant 2. C'est ce que Ton peut voir encore dans l'expression des octaves, comme l'a exposé Forilage (1) dans le tableau suivant :

Nombre } a des vibrations ) ^»

Nombre i < df^ sensations \ ^

liiN CMtri

Cêiln

Cni4t

PcUU

i"* SiUUiU

!* imuito

Nombre des vibrations

af'

en une seconde

Nombre des vibrations en ife de seconde

Nombre des vibrations en ^ de seconde

Longueur d'onde en pieds

Logarithme du nombre

des vibrations

en 4i ^^ seconde

Logarithme de la Ion- 5 A ^ 9 A 0

gneur d'onde en pieds

De ce tableau résulte encore la relation entre le nombre et la longueur des ondes vibratoires. Le nombre des vibrations est |en raison inverse de la longueur des ondes , en sorte que toujours des ondes moitié moins longues comportent un nombre double de vibrations en une seconde, des ondes trois fois moins longues, un nombre triple, et ainsi de suite, ou encore la longueur des ondes et le nombre des vibrations sont entre eux comme :

Ce que j'ai dit me semble suffisant pour démontrer comment, dans la hauteur du son, il y a correspondance avec la loi déjà annoncée sur l'intensité des sensations.

75. Passons au timbre ou qualité du son. Au moyen du timbre nous reconnaissons qu'un son est émis par un instrument donné. La même note do, par exemple, donnée par un violon ou par un piano, a une qualité ou un timbre différent, et nous pouvons ainsi en recon-

(1) Beitragezur Psychologie, Leipsig, 1875, pp. 181-194. (3) Fortlage, op. cit, pag. 497.

44 PSYCHOLOGIE PHYStOLOGtQt'K

naître racilemenl la provenancp. C'est ce que les Allemands appellent d'un mol iK-s expressif Klangfarbe, couleur du son ; Tyndall a proposé en anglais le mot corresi>ondant clang-tinl.

Physiquement ce fait vient de ce que non seulement un instrument vibre dans son entier, mais qu'il se divise en plusieurs parties dont chacune vibre comme si elle était sépai'ée, ei donne un son propre qui s'ajoute au son de l'instrument entier. Supposons une corde longue d'un mélre, comme dans le monocorde on sonomètre ; si on la louche, elle donne un son appelé fondamental; si on la divise par te milieu, chaque partie donne un son qui est au premier dans le rapport de 1 à 2, ou qui est à l'octave du son fondamental ; elle peut élre divisée en trois, quatre ou cinq parties. Or si la corde, h une certaine tension, sans <>tre dlvlsrâ artlficiellomont, vieni à être touchée, elle émet un son qui est composé du son fondamental, do par exemple, si la tension correspond à celte note, plus des sons ajoutés par les divisions naturelles qui se forment. Ceux-ci oni reçu le nom de sons complémenlaires ou hyperlons ; on les appelle encore sons hannoniques. Ce qui arrive dans la corde sonore, arrive dans tout instrument de musique.

L'oreille exercée distingue le son fondamental des sons complémentaires, et, comme dans les dilférences de sons, l'oreille l'emporic sur la vue pour l'analyse des sensations variées de son. Pourtant où on peut le mieux obscncr et percevoir la qualité du son, c'est quand la haub^ur ou l'énergie du son est moyenne. Dans les sons plus graves, le son fondamental est trop faible eu égard aux sons complémentaires ; dans les plus aigus au contraire, les liypertons dépassent la limllc de la pera-piibililé.

7ti. Limite» d'excitabilité du son. Il y a une limite minima. Selon

Contre

Grande

Octave

Première

Seconde

Troisième

Quatrième

Octave

Simple

Octave

'ér.

do ù si

do à si

do à sï

do" à si'

do" îisi"

do" il si""

Té

sol

Le professeur Blaserna i*econnaît comme limites du piano forte moderne les sons qui vont de 27 vibrations à 2500, en donnant 3,480 vibrations au la le plus aigu qui, suivant la table d'Hehnoltz, en compte 3,520.

Le son le plus bas du violon est de 193 vibrations environ ; le plus élevé peut être fixé à 3,500. < Ce chiffre, dit-il ensuite, n*est pas le plus élevé ; certains pianos forte vont jusqu'au septième do qui correspond à environ 4,200 vibrations ; et avec la petite fliite, on arrive jusqu'à 4,700 vibrations et plus. Mais il est fort douteux que la musique ait un profit véritable à s'étendre jusque-là. Les sons trop aigus sont stridents, et perdent entièrement ce son plein et net qui constitue le caractère principal des sons musicaux. On peut conclure sans exagération que les sons musicaux sont compris entre 27 et 4,000 vibrations. >

€ Une question intéressanle entre toutes, c'est celle de la voix humaine et des limites entre lesquelles elle est compiîse. Nous devons distinguer entre les voix d'hommes et celles de femmes ; ces dernières sont représentées à peu près par un nombre de vibrations double de celles des hommes. Dans chacune de ces voix on fait ensuite, pour les besoins de la musique, trois sous-divisions, et on a ainsi pour l'homme les voix de basse profonde, de baryton el de ténor ; pour les femmes, les voix de contralto, de mezzo-sopi*ano el de soprano. >

Ce que montre clairement le tableau suivant. Les chifl'res entre parenthèses représentent des cas exceptionnels de voix que l'on a entendues sur les théâtres.

Etendue et limites de la voix humaine

si mi rè fa

Basse (61) 82 293 (3i8)

rv fa l'a cliè/e sol

Baryton (73) 87 370 (392)

tuil m la <loi1i<^ze

Ténor (98) 109 435 (544}

<l<i m) ta la

Coniralto (110) 164 696 (870)

Mezzo-sopraoo (164) 174 870 (976)

Soprano (l^l 318 1044 {1305)

1 Les limites extrêmes, de la voi\ humaine (hommes et femmes réunis), conclut le même professeur, peuvent être comprises dans 4 octaves du do = 65 au do = 1,044 vibrations, en ne comprenant pas certains cas extrêmes (1). •

77. Les limites de la perception des sons, avons-nous dit, varient dans les divers individus. < Le docteur Wollaston ù qui nous devons la première démonstration de ce fait, écrit Tyndall, remarqua, un jour qu'il tentait de déterminer la tiauteur de sons très aigus, que l'oreille d'un de SCS amis, présent à l'expérience, était entièrement insensible au son d'un tuyau d'orgue très petit, dont l'acuité n'arrivait pasencore auilimitesordinaii'esdeperceptionderoreillehumaine. Pourcetamile sens de J'ouïe était fermé pour une note de 4 octaves plus élevée que le mi moyen du piano. > Après ce fuit, le même auteur rapporte ses observations personnelles qui confirment parfaitement l'existence de ces limites mdividuelles de la perceptivilé des sons. Il ajoute ensuite que quelquefois l'absence de perception de certains sons est purement temporaire.

( Derrière la membrane du tympan se trouve une cavité pleine en partie d'osselets qui la traversent, en partie d'air: celte cavité communique avec la bouche par un conduit qui est la trompe d'Etislacke. Ce conduit est régulièrement fermé, et par suite l'air de la

PERGEPTH'ITÊ DE LA SENSATION 47

les couches aériennes condensées dans les phases vibratoires, coïncidant avec la raréfaction de Pair produite par les autres ondes placées en dessous, et réciproquement, il résulte que la même couche d'air demeure en repos, les deux ondes étant de phases opposées, comme deux forces incidentes qui ne produisent aucun effet |)ositif. Alors il se produit un phénomène négatif, un silence au lieu d un son, ce qui constitue rinterférencc. Si les phases ne coïncident pas parfaitement, ce qui arrive quand le nombre des vibrations superposées difière un peu du nombre des vibrations en une seconde, comme par exemple de 125 à 100, de 250 ù 200, on sent alors une interruption et des renforcements à des intervalles donnés et pour les cas cidessus de 25 entre 125 et 100, de 50 entre 250 ou 200. Ces renforcements s'appellent battements et peuvent devenir très désagréables, et produire une dissonance.

Maintenant, en considérant plus attentivement ces compositions de sons, on observe que, par la superposition des sons, on a un ton ou son résultant ou combiné.

Cela arrive quand les sons qui se produisent sont sufGsamment forts, pour que les perturbations^soient sensibles; mais la loi trouvée par Helmholtz n'est plus vraie dans la pratique pour les perturbations extrêmement petites, ni quand elles dépassent une certaine limite. De la somme et de la différence des deux sons naissent de nouvelles ondes vibratoires qui donnent un son qui leur est propre, lequel s'ajoute aux deux sons fondamentaux composants, en sorte qu'on entend ordinairement trois sons; supposons qu'un son soit de 200 vibrations, un autre de 250, le son combiné est de 50 vibrations, et c'est un son de différence. Le son provenant de la somme est ordinairement très faible. Ce son résultant peut rtre produit encore par la combinaison des hyperlons entre eux et av(»c les sons fondamentaux. Bien que la sensibilité humaine soit capable de percevoir tous ces sons et leur somme ou leur différence et les sons résultants, c riniaginatlon, écrit Tyndall, est entièrement impuissante, non seulement à concevoir mais même à se représenter confusément l'état de latmosphère, quand il donne passage à cette multitude de sons (1) ».

79. Ces battements, dont nous avons parlé [)Ius haut, sont des perturbations du son, ou des sons composés combinés. Ce fait a une grande importance dans la théorie de la nmsique, et dans la sensation des sons musicaux combinés. Les accords musicaux ne sont autre chose que d(;s combinaisons des sons de l'échelle diatonique, lesquelles combinaisons se lont dans les rapports simples de; nombres de vibralions des sons. C'est ce que Tyndall exprime de la façon suivante : /« combinaison de deux notes est d'autant plus aijrmble à l oreille

[{•Lé' Son, page 305*— Voy. Wundl, PsjfchoUnjù' P/iif-nio/opiquc, chup. iX) 3.

48 PSTCBOLOGIE PHYSIOLOGIQUE

que le rapport de ta vitesse de leurs vibrations est exprimé par des nombres plua simples (t).

Le professeur Blasema, en l'appliquant à trois sons ou plus, a Tormulé ainsi le fait : pour qu'un accord formé de trois sons ou plus soil consonant, il faut que les différents sons composants soient, quant au nombre de levrs vibrations, dans un rapport simple, non seulement avec te son fondamental, mais aussi entre eux [i).

Lu consonance la plus parfaite est l'unisson 1:1; viennent ensuite l'oelave 1 : 2 ; lu quinte 3 : 3 ; la quarte 3 : 4 ; la tierce imgeure 4 : 5 ; la tierce mineure 5 : 6.

La cause de la consonance ou de la dissonance se trouve dans les battements ou les intermittences de son, qui ne peuvent jamais manquer de se trouver dans toute combinaison de sons, excepté à l'unisson. Helmliollz a trouvé que la dureté et le caractère désagréable des battements commencent à disparaître quand leur vitesse dépasse 'S'S vibrations à la seconde ; ces inconvénients cessent complètement et les battements commencent à produire des sensations agréables à partir de 132 vibrations ot au-dessus. La consonance est donc produite par les battements quand ils se succèdent assez rapidement pour faire disparaître l'intermittence sensible. De fait, en analysant une octave au moyen des sons du diapason qui donnent l'un 251) vibrations, l'autre 512, on trouve 512 — 256, ou une différence de 256 battements, par suite accord et consonance. Ainsi la quinte donnera une difTérencc de 384 — 23C ^ 128; la quarte 384 — 312 = 72, la tierce majeure 320 — 356 = 64, et ainsi de suite. Dans ces demiei-s sons on commence à sentir les intermittences et la consonance n'est pas aussi parfaite que dans la quinte et dans l'octave.

i arriv' i?iilre li'ssons fnii(hiiicnian\ se iiroHtiit rtifcirc

appelons la dissonance, et quïl |)Ose l'idée d'hannonie comme un simple fait néj^tif, la considérant comme l'absence de dissonance. Cir sont deux choses différentes. La dissonante peut, dans certaines circonstances, renforcer l'impression perturbatrice de la disharmonie, mais il peut y avoir désaccord sans dissonance et, jusqu'à un certain point, dissonances s;ms (1csac(*ord (l).

80. L'harmonie, pour Wundt, se trouve dans VaffinUè des sons (Klangvcrwandtschaft) et non dans l'absence de dissonance comme le veut Helmholtz. Ce princi[)e est analogue à ce qu'avaient admis Hameau et d'Alembert qui affirment que nous appelons d'oixlinaire harmoniques les sons qui ont entre eux des tons partiels communs, ou qui apparaissent comme éléments d'un seul et mémc^ son fondamental (2).

L'affinité des sons consiste en ce que l'ordre des sons, que présuppose la série des sons, ou l'échelle diatonique, unit en soi des sons pour lesquels certaines parties de la série sont identiques. . L'affinité des sons est de deux sortes. Elle consiste d'abord en ce que certains sons partiels [Partialloné) nwiennent toujours vers une classe déterminée de sons, encore que la hauteur du son fondamen- Uil et des hypertons correspondants puisse changer : en ce cas certains sons partiels apparaissent comme accompagnant constamment les sons comparés Tun à l'autre. Ou bien les sons partiels qui coïncident changent ave(; la relation des vibrations dc\s sons fondamentaux, auquel cas la hauteur de ceux-ci détermine l'affinité. La première de ces affinités est dite constante, la seconde variable. On distingue encore dans la seconde l'aflinilé directe de raflinité indirecte. 11 ne me semble pas nécessaire d'exposer ici cett<î th('»orie : je dépasserais les limites qui me sont imposées. C'est pourquoi je note seul(»ment qu(;lques-unes de ces affinités dans les sons partiels, prises çà (ît là dans Wundt, ot cela pour qu'on ait (|uel(|ues notions de la théorie.

Intervalle (son fondamental C) octave c.

Relation des nombres de vibrations 1:2

Nombre d'ordre des tons partiels coïncidants.

— du plus bas 2, 4, 6 8, etc.

— (lu plus haut 1, 2, 3 4

double octave c'

Relation 1

Tons partiels ! ? ' ^

Quinte (i.

Relation 2:3

Tons partiels... * *^' ^' ^'' ^^

.1) P/tifMioi, Ptychotof)., pp. 270-71 el seq. 2) Wiindt, op, cit., pp. 520-20.

Sergi.

PSVUIOLOGIE PHVSI(>LOGlUL'E

Quarte F.

Relation 3:4

TonsparUcls... j |J; 'j; |S »,„.

D'une auii-c î-n:aa, lu série des tons partiels de deux sons, C son fondamental, G quinte, est ainsi c\priniée :

I (C) 2, 4 6 8 10 12 U 16 Il {G) 3 6 9 12 15, etc.. .

L'huimoniu résulte, d'après ces considérations très brèves, d'éléments positifs, c'est-à-dire que dans des sons divers il y a des éléments communs, ou résultats communs, comme des multiples de nombres qui sont ici les nombres des vibrations (1).