Introduction à l’acoustique

Présentation au sujet: "Introduction à l’acoustique"— Transcription de la présentation:

1 Introduction à l’acoustique
par Denise Bovet, physicienne

2 Qu’est-ce qui est écrit?
oeaoie e uiue Qu’est-ce qui est écrit? Cela montre que les voyelles portent l’énergie mais ne permettent pas de comprendre le texte. Qu’est-ce qui est écrit? Cela montre que les voyelles portent l’énergie mais ne permettent pas de comprendre le texte

3 cnsrvtr d msq Les consonnes ne portent pas d’énergie mais permettent de comprendre le texte (« Conservatoire de musique ») Les consonnes ne portent pas d’énergie mais permettent de comprendre le texte («Conservatoire de musique»)

4 Anatomie générale, voir IRCAM
Appareil vocal Anatomie générale, voir IRCAM IRCAM Anatomie générale, voir IRCAM

5 Production vocale Coupe montrant la position des cordes vocales et les résonateurs, Belin , « Pour la Science -- Sons et Musique » Coupe montrant la position des cordes vocales et les résonateurs, Belin , «Pour la Science – Sons et Musique»

6 Source: biologycorner.com
Larynx Source: biologycorner.com Source: biologycorner.com

7 Schéma tiré de Belin , «Pour la Science – Sons et Musique»
Cordes vocales Schéma Schéma tiré de Belin , « Pour la Science -- Sons et Musique » Schéma tiré de Belin , «Pour la Science – Sons et Musique»

8 Cordes vocales Voir animations sur youtube ! La première montre comment et où est enfilé l’endoscope. La deuxième montre les vibrations des cordes pendant la production de sons. Voir animations sur youtube ! La première montre comment et où est enfilé l’endoscope. La deuxième montre les vibrations des cordes pendant la production de sons.

9 Mécanisme lourd Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Montre comment les cordes vibrent. Vue en coupe. Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Montre comment les cordes vibrent. Vue en coupe.

10 Double-cliquer sur l’image: Animation prise de Wikipédia, la voix.
Double-cliquer sur l’image: Animation prise de Wikipedia, la voix. Double-cliquer sur l’image: Animation prise de Wikipédia, la voix.

11 Mécanisme léger Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Montre la vibration des cordes en voix de tête: c’est plus « tranquille » qu’en voix de poitrine où les cordes se touchent et se ferment complètement. Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Montre la vibration des cordes en voix de tête: c’est plus “tranquille” qu’en voix de poitrine où les cordes se touchent et se ferment complètement.

12 Voix source Montre la voix source produite par les cordes vocales. Les cavités résonantes (bouche, pharynx) n’interviennent pas encore. Selon le type de vibration (voix de poitrine ou de tête), le flux d’air est complètement interrompu ou non et les fréquences associées sont différentes: il y en a davantage si le flux est complètement interrompu. Cf. transformée de Fourier. Source illustration: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover, 1976 Montre la voix source produite par les cordes vocales. Les cavités résonantes (bouche, pharynx) n’interviennent pas encore. Selon le type de vibration (voix de poitrine ou de tête), le flux d’air est complètement interrompu ou non et les fréquences associées sont différentes: il y en a davantage si le flux est complètement interrompu. Cf. transformée de Fourier. Source illustration: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover, 1976

13 Fréquences voix source
Intensité Mécanisme lourd La voix source est produite par les cordes vocales. On a ici les fréquences associées selon qu’on chante une voix de tête ou de poitrine. Fréquence Intensité Mécanisme léger La voix source est produite par les cordes vocales. On a ici les fréquences associées selon qu’on chante une voix de tête ou de poitrine

14 Modulation de la voix source
Les cavités ou résonateurs qui vont sélectionner préférentiellement certaines fréquences et vont ainsi déterminer les FORMANTS. Cavités pharyngale, buccale, nasale. Photo coupe anatomique prise sur Internet (elangage.e-monsite.com). Les cercles rouges ont été ajoutés. Les cavités ou résonateurs qui vont sélectionner préférentiellement certaines fréquences et vont ainsi déterminer les FORMANTS. Cavités pharyngale, buccale, nasale. Photo coupe anatomique prise sur Internet (elangage.e-monsite.com). Les cercles rouges ont été ajoutés.

15 Voix source Formant Intensité Fréquence
Explication de la production en tenant compte de : la voix source, responsable des fréquences émises la modulation due aux résonateurs (cavités buccale, pharyngale, etc.) Fréquence Intensité Explication de la production en tenant compte de : - la voix source, responsable des fréquences émises - la modulation due aux résonateurs (cavités buccale, pharyngale, etc)

16 Formants voyelles 700 ; 1200 ; 2600 Hz 200 ; 2200 ; 3200 Hz
Les voyelles sont caractérisées par des formants qui diffèrent d’une voyelle à l’autre. Ce schéma devrait bien faire comprendre ce que sont les formants: zones fréquentielles renforcées. On a indiqué à côté des graphiques la position des formants. Source: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover 1976 200 ; 2200 ; 3200 Hz 200 ; 700 ; 2200 Hz Les voyelles sont caractérisées par des formants qui diffèrent d’une voyelle à l’autre. Ce schéma devrait bien faire comprendre ce que sont les formants: zones fréquentielles renforcées. On a indiqué à côté des graphiques la position des formants. Source: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover 1976

17 Formants 100 Hz Pour bien voir la différence entre formants (dont la position est dictée par la forme et le couplage des cavités) et la voix source émise par les cordes vocales (la hauteur de la voix source étant la note écrite sur la partition). Source: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover 1976 220 Hz Pour bien voir la différence entre formants (dont la position est dictée par la forme et le couplage des cavités) et la voix source émise par les cordes vocales (la hauteur de la voix source étant la note écrite sur la partition). Source: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover 1976

18 Modèle formants Explique comment, avec le modèle de deux cavités résonantes couplées, on reproduit par calcul théorique les formants. Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Au milieu: schémas de la géométrie des cavités pharyngale et buccale. (Illustrations prises sur Internet)On voit que lorsqu’on prononce un « a », on ouvre la bouche et on resserre le pharynx. Pour un « i », c’est l’inverse. Et pour un « ou », c’est entre-deux! Explique comment, avec le modèle de deux cavités résonantes couplées, on reproduit par calcul théorique les formants. Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Au milieu: schémas de la géométrie des cavités pharyngale et buccale. (Illustrations prises sur Internet) On voit que lorsqu’on prononce un “a”, on ouvre la bouche et on resserre le pharynx. Pour un “i”, c’est l’inverse. Et pour un “ou”, c’est entre-deux!

19 Radiographie des résonateurs
Prononciation du “i” Prononciation du “e” Radiographies. Comparer avec diapo précédente. Source: IRCAM : Radiographies. A Comparer avec diapo précédente. Source: IRCAM :

20 Idem. Source internet Idem. Source internet

21 Sorties du logiciel « Amadeus »
Sorties du logiciel « Amadeus ». (A refaire car homme et femme ne prononcent pas exactement le même e.) Mais on voit la présence des formants, qui sont la signature de chaque voyelle! Sorties du logiciel «Amadeus». (A refaire car homme et femme ne prononcent pas exactement le même e.) Mais on voit la présence des formants, qui sont la signature de chaque voyelle!

22 Ajustement du premier formant sur la fréquence fondamentale
Si les formants ne coïncident pas avec les fréquences (hauteur de note), il faut déplacer les formants - c’est-à-dire, « changer » les voyelles ! Voix source: Si les formants ne coïncident pas avec les fréquences (hauteur de note), il faut déplacer les formants - c’est-à-dire, “changer” les voyelles !

23 Intensité sonore moyenne
Energie émise en moyenne: maximum vers 500 Hz pour toute oeuvre orchestrale, alors que le chanteur produit son formant vers 2500 Hz. Cela lui permet de ressortir dans un opéra wagnérien! (Il s’agit de moyennes!!) Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990 Energie émise en moyenne: maximum vers 500 Hz pour toute oeuvre orchestrale, alors que le chanteur produit son formant vers 2500 Hz. Cela lui permet de ressortir dans un opéra wagnérien! (Il s’agit de moyennes!!) Source: Thomas D. Rossing, The science of sound, Addison-Wesley 1990

24 Renforcement harmonique
Chanteur basse (Sylvain Muster) qui arrive à faire ressortir n’importe quelle harmonique à volonté! Harmonique 8 (1300 Hz) mi 168 Hz Chanteur basse (Sylvain Muster) qui arrive à faire ressortir n’importe quelle harmonique à volonté!

25 Fin Bibliographie: Arthur H. Benade, Fundamentals of musical acoustics, Dover, 1976 Thomas D. Rossing , The science of sound, Addison-Wesley, 1990 Pour la science, Belin, «Sons et Musique», IRCAM (Institut de Recherche et de Coordination Acoustique / Musique, Paris):