Evaluation de la sonie de sons naturels – LoudNat

Des expériences d'évaluation de sonie seront menées dans plusieurs cas : signaux stationnaires présentant des différences interaurales comme c'est le cas pour des sources spatialisées, signaux de niveaux variables dans le temps, et, enfin, signaux combinant ces deux caractéristiques. Des modèles seront également testés afin de reproduire les résultats expérimentaux à partir de la connaissance des sons.

Pour les sons stationnaires dichotiques, les expériences ont confirmé la pertinence du modèle proposé par Sivonen et Ellermeier (2006), en réduisant égèrement la valeur du gain binaural proposé par ces auteurs (4.5 au lieu de 6 dB). Dans le cas de sources distribuées spatialement, nous n'avons pas observé d'effet de la position.
Pour des signaux variables temporellement, l’asymétrie de perception de sonie a été également confirmée. Elle ne dépend pas du contexte, du niveau ou de la méthode de mesure. La perception de sonie globale est fondée sur une intégration temporelle autour du niveau maximum des sons.

- modèle de sonie pour des signaux de niveau variables;
- évaluation du modèle pour sons spatialisés stationnaires dans le cas de signaux réalistes (les sources étant des objets courants);
- expériences permettant de tester des signaux de localisation variable dans le temps.

Un article dans revue à comité de lecture (J. Acoust. Soc. Am. 134, EL321, 2013);
5 conférences dans des congrès internationaux (Acoustics 2012, ASA Meeting 2012, 2013)

La sonie (sensation de force sonore) est un caractère fondamental de perception d'un son. Des modèles existent pour décrire cette sensation à partir de mesures effectuées sur le signal sonore, mais ils sont limités à des cas particuliers. Les signaux doivent être monauraux, ou bien identiques sur chaque oreille (par casque, en champ libre en incidence frontale ou en champ diffus). De plus, pour des sons variables au cours du temps, si ces modèles permettent d'évaluer la force sonore instantanée du son, ils sont insuffisants pour prédire la sensation globale attachée à l'ensemble du son.
Ces restrictions limitent fortement l'utilisation de ces modèles pour des sons de l’environnement, puisque les sources de l’environnement produisent souvent des signaux dont les caractéristiques acoustiques varient au cours du temps (par exemple, bruit de passage d'un véhicule). L’impression globale de sonie d’un auditeur dépend alors du type de variation des caractéristiques du son dont il faut tenir compte dans un modèle prédictif. D’autre part, la localisation de la source ainsi que l'obstacle constitué par le corps de l'auditeur dans un contexte environnemental quotidien induisent des modifications du son et des différences interaurales dont dépend la sonie jugée par un auditeur. Ces modifications sont aussi à prendre en compte dans un modèle prédictif adapté aux sons de l’environnement.

L'objet de ce projet est donc d'étendre la validité de modèles de sonie à des sons de l’environnement ; l'étude consistera en des expériences psychoacoustiques visant à tester plusieurs hypothèses concernant des mécanismes perceptifs et cognitifs à prendre en compte pour modifier et adapter les modèles de sonie existants.

Différents cas seront examinés : tout d'abord, on s'intéressera à la sonie de sons stationnaires en écoute binaurale dans des situations conduisant à des différences interaurales. Des études déjà publiées ont montré, dans ce cas, de très fortes variations inter-individuelles mais étaient limitées à un très petit nombre d'auditeur (moins de 10). Les expériences réalisées ici feront intervenir beaucoup plus d'auditeurs, afin de mieux comprendre cette variabilité. A partir des résultats expérimentaux, on construira un modèle de sonie binaural valable pour les sons stationnaires. On vérifiera que ce modèle peut être utilisé à partir de mesures par mannequin acoustique, ce qui permettra son utilisation par des utilisateurs industriels.
En parallèle, la sonie de signaux non stationnaires, présentés par casque, sera étudiée. Une étude préliminaire consistera à caractériser les profils temporels typiques des sons de l'environnement en se concentrant sur deux catégories correspondant respectivement à des crescendos et decrescendos dont les caractéristiques seront définies. Des signaux reprenant ces profils typiques seront utilisés lors d'expériences psychoacoustiques afin d’étudier les mécanismes mis en jeu dans le processus d’évaluation de la sonie globale. D'éventuels effets de récence seront particulièrement examinés, de sorte à pouvoir proposer un modèle représentant cette évaluation de sonie.
Enfin, en combinant les résultats des deux phases précédentes, la troisième phase du projet consistera à étudier la sonie de signaux non stationnaires présentés dans un contexte conduisant à des différences binaurales. Les expériences menées placeront les auditeurs dans des situations réelles d'écoute, ou dans des situations enregistrées à partir de mannequins acoustiques. Il s’agira de comparer les résultats des expériences avec les prédictions produites par un modèle basé sur les résultats des phases précédentes, et éventuellement d'ajuster le modèle final afin qu’il puisse être utilisé dans des applications pratiques.