En effet des résultats d’études apparurent dès la fin du XVIII^è siècle et au début du XIX^è, pour tenter de calibrer la sensibilité des différents sens de l’être humain.

           La « loi de Bouguer-Weber », connue aussi sous le nom de « loi de Weber », stipule que la variation relative ΔN_s/N_s d’une excitation donnée N_s (ou stimulus) correspond à une variation de sensation ΔS selon une loi de la forme :

(3-3-1)

           Cette relation est, somme toute, logique dans la mesure où l’on détecte une sensation de variation de stimulus (de luminosité, de son…) en se basant sur la sensation que l’on éprouve lors du stimulus précédant cette variation.

           Cette loi a amené la « loi de Fechner » qui dit que l’intensité de la sensation S croit avec le logarithme du stimulus (sur le plan mathématique, cette loi résulte de l’intégration de la relation (3-3-1)).

           Ces lois sont évidemment approximatives, car subjectives, mais leur simplicité les rend d’une grande utilité, en particulier en acoustique car la loi de Fechner permet de faire le lien entre le niveau de pression sonore exprimé en décibel et l’intensité de sensation sonore.

           Si cette coïncidence était parfaite, il suffirait d’écrire :

(3-3-2)

           Cette relation explique l’habitude que l’on a d’exprimer la sensation en décibel alors qu’en fait son expression initiale est logarithmique et on pourrait très bien l’exprimer par des chiffres (0 pour P_r0, 1 pour 10 P_r0 ...).

           En fait cette expression de la sensation auditive exprimée en décibel, est à peu près valable dans la gamme de fréquences 500-2000 Hz, comme le montre la figure 3-3-1. En dehors de cette zone, les chercheurs ont défini, en fonction de la fréquence, des courbes dites « isosoniques », c’est-à-dire de même sensation auditive. On constate que ces courbes se resserrent fortement en basse fréquence.

Figure 3-3-1 : Courbes isosoniques d’après Robinson et Dadson.

(extrait du volume 3, « La Physique », de l’Encyclopédie du Bureau des Longitudes (p193 figure 37), avec l’aimable autorisation du Bureau des Longitudes).

           Ces courbes sont issues de tests effectués sur de nombreux échantillons d’individus aux cours de décennies et ne correspondent qu’à une évaluation de la sensation de niveau sonore mais il n’est pas dans le but de ce document de développer l’aspect « psychophysique » de la perception humaine.

           Pour terminer, il est important de noter que si la sensation sonore varie, surtout dans la zone 200-8000 Hz, avec le logarithme du niveau de pression sonore, par contre les cellules auditives sont directement soumises à ce niveau de pression et peuvent être victimes de surpressions, produites par certains environnements sonores, de manière irréversible.