La localisation des sources en azimuth repose sur le traitement des différences de temps d'arrivée des sons à chacune des oreilles: les différences interaurales de temps (``Interaural Time Differences'' (ITD)). Pour certaines espèces, il a été montré que cet indice dépendait du spectre du signal émis par la source. Pourtant, cette variation est souvent ignorée, les humains et les animaux étant supposés ne pas y être sensibles. Le but de cette thèse est d'étudier cette dépendance en utilisant des méthodes acoustiques, puis d'en explorer les conséquences tant au niveau électrophysiologique qu'au niveau de la psychophysique humaine. A la proximité de sphères rigides, le champ sonore est diffracté, ce qui donne lieu à des régimes de propagation de l'onde sonore différents selon la fréquence. En conséquence, quand la tête d'un animal est modélisée par une sphère rigide, l'ITD pour une position donnée dépend de la fréquence. Je montre que cet effet est reflété dans les indices humains en analysant des enregistrements acoustiques pour de nombreux sujets. De plus, j'explique cet effet à deux échelles: localement en fréquence, la variation de l'ITD donne lieu à différents délais interauraux dans l'enveloppe et la structure fine des signaux qui atteignent les oreilles. Deuxièmement, l'ITD de sons basses-fréquences est généralement plus grand que celui pour des sons hautes-fréquences venant de la même position. Dans une seconde partie, je discute l'état de l'art sur le système binaural sensible à l'ITD chez les mammifères. J'expose que l'hétérogénéité des réponses de ces neurones est prédite lorsque l'on fait l'hypothèse que les cellules encodent des ITDs variables avec la fréquence. De plus, je discute comment ces cellules peuvent être sensibles à une position dans l'espace, quel que soit le spectre du signal émis par la source. De manière générale, j'argumente que les données disponibles chez les mammifères sont en adéquation avec l'hypothèse de cellules sélectives à une position dans l'espace. Enfin, j'explore l'impact de la dépendance en fréquence de l'ITD sur le comportement humain, en utilisant des techniques psychoacoustiques. Les sujets doivent faire correspondre la position latérale de deux sons qui n'ont pas le même spectre. Les résultats suggèrent que les humains perçoivent des sons avec différents spectres à la même position lorsqu'ils ont des ITDs différents, comme prédit part des enregistrements acoustiques. De plus, cet effet est prédit par un modèle sphérique de la tête du sujet. En combinant des approches de différents domaines, je montre que le système binaural est remarquablement adapté aux indices disponibles dans son environnement. Cette stratégie de localisation des sources utilisée par les animaux peut être d'une grande inspiration dans le développement de systèmes robotiques. / Azimuth sound localization in many animals relies on the processing of differences in time-of-arrival of the low-frequency sounds at both ears: the interaural time differences (ITD). It was observed in some species that this cue depends on the spectrum of the signal emitted by the source. Yet, this variation is often discarded, as humans and animals are assumed to be insensitive to it. The purpose of this thesis is to assess this dependency using acoustical techniques, and explore the consequences of this additional complexity on the neurophysiology and psychophysics of sound localization. In the vicinity of rigid spheres, a sound field is diffracted, leading to frequency-dependent wave propagation regimes. Therefore, when the head is modeled as a rigid sphere, the ITD for a given position is a frequency-dependent quantity. I show that this is indeed reflected on human ITDs by studying acoustical recordings for a large number of human and animal subjects. Furthermore, I explain the effect of this variation at two scales. Locally in frequency the ITD introduces different envelope and fine structure delays in the signals reaching the ears. Second the ITD for low-frequency sounds is generally bigger than for high frequency sounds coming from the same position. In a second part, I introduce and discuss the current views on the binaural ITD-sensitive system in mammals. I expose that the heterogenous responses of such cells are well predicted when it is assumed that they are tuned to frequency-dependent ITDs. Furthermore, I discuss how those cells can be made to be tuned to a particular position in space irregardless of the frequency content of the stimulus. Overall, I argue that current data in mammals is consistent with the hypothesis that cells are tuned to a single position in space. Finally, I explore the impact of the frequency-dependence of ITD on human behavior, using psychoacoustical techniques. Subjects are asked to match the lateral position of sounds presented with different frequency content. Those results suggest that humans perceive sounds with different frequency contents at the same position provided that they have different ITDs, as predicted from acoustical data. The extent to which this occurs is well predicted by a spherical model of the head. Combining approaches from different fields, I show that the binaural system is remarkably adapted to the cues available in its environment. This processing strategy used by animals can be of great inspiration to the design of robotic systems.

Contexte : Le démasquage binaural est un processus indispensable pour la compréhension en environnement bruyant. Ce mécanisme ferait intervenir la comparaison d’indices temporels et fréquentiels tout au long des voies nerveuses auditives. Cependant, il n’existe pas de réel consensus évoquant un traitement du démasquage à un niveau sous-cortical et/ou cortical. L’objet de cette étude est d’étudier ces indices temporels et fréquentiels du démasquage par le biais d’une étude perceptive, puis d’une étude électroencéphalographique (EEG). Matériels et méthodes : Une population normoentendante a été évaluée lors d’une étude perceptive visant à estimer l’importance du démasquage en fonction de 1) la largeur fréquentielle du bruit controlatéral (de 1 octave, 3 octaves ou à large bande), 2) la cohérence temporelle des bruits bilatéraux (corrélation égale à 0 ou 1) et 3) la fréquence des stimuli cibles (0,5, 1, 2 et 4 kHz). Puis, le démasquage a été évalué en EEG par l’étude 1) des latences précoces (<10 ms, PEA-P), 2) des latences tardives (<50 ms, PEA-T) et 3) de l’onde de discordance (PEA-MMN). Pour ces trois études EEG, l’influence de la cohérence temporelle des bruits bilatéraux a été explorée.Résultats : L’étude perceptive traduit un démasquage croissant lorsque la largeur fréquentielle du bruit controlatéral augmente. L’ajout du bruit controlatéral non corrélé (corrélation=0) se traduit par une amélioration de détection de 1,28 dB, quelle que soit la fréquence des stimuli cibles (antimasquage), alors que l’ajout d’un bruit controlatéral corrélé (corrélation=1) évoque une amélioration de détection lorsque la fréquence des stimuli cibles diminue (démasquage) : 0,97 dB à 4 kHz et 9,25 dB à 0,5 kHz. En PEA-P, les latences des ondes III et V se raccourcissent lorsqu’un bruit controlatéral corrélé ou non corrélé est ajouté (≈0,1 ms). En PEA-T, les amplitudes des ondes P1, N1 et des complexes P1N1 et N1P2 augmentent lorsqu’un bruit controlatéral corrélé ou non corrélé est ajouté. Enfin, l’amplitude de la MMN est plus conséquente lorsque le bruit controlatéral ajouté est corrélé (versus non corrélé). Conclusion : L’étude perceptive explicite l’importance des indices spectraux (antimasquage) et temporels (démasquage), pour améliorer la perception d’un signal initialement masqué. L’étude EEG suggère, quant à elle, un traitement sous-cortical influencé uniquement par les indices spectraux (antimasquage) et un traitement plus cortical influencé par les indices temporels (démasquage). / Background: Binaural unmasking is an essential process for understanding in noisy environments. This mechanism would involve the comparison of time and frequency cues throughout the hearing nerve pathways. However, there is no real consensus evoking a treatment of a binaural masking release at a subcortical and/or a cortical level. The purpose of this study is to investigate the time and frequency cues of the binaural unmasking through a perceptual study, and then through an electroencephalographic study (EEG).Materials and Methods: Normal hearing people were evaluated with a perceptive study to estimate the importance of the binaural unmasking according to 1) the frequency width of the contralateral noise (1 octave, 3 octaves or broadband), 2) the temporal coherence of bilateral noises (correlation equal to 0 or 1) and 3) the frequency of the target stimuli (0.5, 1, 2 and 4 kHz). Binaural unmasking was then evaluated with EEG by studying 1) early latencies (<10 ms, PEA-P), 2) late latencies (<50 ms, PEA-T) and 3), the mismatch wave (PEA- MMN). For these three EEG studies, the influence of the temporal coherence of bilateral noise was investigated.Results: The study shows a growing perceptive binaural unmasking when the frequency width of the contralateral noise increases. The addition of an uncorrelated contralateral noise (correlation = 0) results in a 1.28 dB detection enhancement, regardless of the frequency of the target stimuli (antimasking), while adding a contralateral correlated noise (correlation = 1) refers to a detection enhancement when the frequency of the target stimuli decreases (unmasking): 0.97 dB at 4 kHz and 9.25 dB at 0.5 kHz. The latencies of waves III and V are shortened when a contralateral correlated or uncorrelated noise is added (≈0,1 ms) in the PEA-P. The amplitudes of P1, N1 waves and P1N1 and N1P2 complex increase when contralateral correlated or uncorrelated noise is added in PEA-T. Finally, the amplitude of the MMN is higher when a contralateral correlated noise is added (versus an uncorrelated one).Conclusion: The perceptual study shows the significance of spectral cues (antimasking) and temporal cues (unmasking), to improve the perception of an initially masked signal. The EEG study suggests a subcortical treatment which is only influenced by spectral cues (antimasking) and a cortical processing, influenced by temporal cues (unmasking).