(Microsoft PowerPoint - E44SL-CM3 [Mode de compatibilit\351])

E44SLL1 E44SLL1 - Phonétique expérimentale
Christelle Dodane
Permanence : mercredi, de 11h15 à 12h15 - H211 - Tel. 04-67-14-26-37
Courriel : christelle.dodane@univ-montp3.fr

3) Les ondes périodiques complexes
• Variations de pression plus complexes,
mais actualisation d’une cyclicité (T)

3) Les ondes périodiques complexes
• Les ondes complexes sont composées
d’au moins deux ondes sinusoïdales.
• Il est possible d’analyser une onde
complexe comme la combinaison de
plusieurs ondes simples.
• En effet, à chaque instant, l’amplitude
d’une onde complexe correspond à la
somme des amplitudes des ondes simples
qui la composent.

3) Les ondes périodiques complexes
Onde complexe =
sommation d’ondes
simples (synthèse)

3) Ondes périodiques complexes

3) Ondes périodiques complexes
• Il est possible d’analyser une onde
complexe pour identifier les différentes
ondes simples qui la composent.
• L’analyse d’une onde complexe est
connue sous le nom de « transformée de
Fourier ».
• Cet algorithme permet de retrouver la
fréquence et l’amplitude de chaque onde
simple.

3) Ondes périodiques complexes
Décomposition d’une onde
complexe en une série
d’ondes simples
(transformée de Fourier)

3) Ondes périodiques complexes

3) Les ondes périodiques complexes
• La fréquence d’une onde complexe
correspond à la plus basse des
fréquences de ses ondes simples
composantes.

3) Ondes périodiques complexes
• Fréquence fondamentale et harmoniques
– Fondamental (Fo) : le plus grave des sons
d’une série d’un son complexe (1 er
harmonique : harmonique 0 ou H0,
responsable de la hauteur).
– Harmoniques (rapport simple avec le
fondamental : multiples entiers).
• Fo=100 Hz / H1=200 Hz, H2=300 Hz…
• Chaque harmonique est caractérisé par sa propre
fréquence et sa propre amplitude.

3) Ondes périodiques complexes
Décomposition d’une onde
complexe en une série
d’ondes simples
(transformée de Fourier)
amplitude
Fo
Ho H1 H2
Fréquence (Hz)

3) Ondes périodiques complexes
• Spectre de raie (coupe, section spectrale)
amplitude
Fo H1 H2
H3 H4
Fréquence (Hz)
H5
H6
De la forme du spectre, dépend le timbre du son

3) Ondes périodiques complexes
• On peut distinguer différentes ondes
complexes en fonction d’une troisième
caractéristique : le motif de cette onde qui
va donner la sensation auditive de timbre
(qualité).

3) Ondes périodiques complexes
• Deux ondes complexes ayant un motif
différent (= timbre différent).

4) Ondes apériodiques : les bruits

4) Ondes apériodiques : les bruits
• Pas de cyclicité, aucun périodicité
(vibrations aléatoires) :
– Pas de période, pas de Fo (sensation auditive
: bruit)
• Cf. dans la parole : [ptkfsʃ]
– Décomposition en une série d’ondes
sinusoïdales possible par le théorème de
Fourier, mais aucun rapport entre ces ondes.

4) Ondes apériodiques : les bruits
• Bruit défini par un spectre continu qui contient
toutes les fréquences (spectre d’enveloppe).
• Energie moyenne du spectre continu (timbre) :
– régions basses fréquences : ronflement,
– moyennes fréquences : bruit métallique,
– hautes fréquences : sifflement.

4) Ondes apériodiques : les bruits
• Bruits continus :
– Bruit coloré : le spectre continu présente un
maximum accusé (torrent, [fsʃ]]
– Bruit blanc : énergie répartie sur l’ensemble
des fréquences audibles (mobylettes, moteurs)
Coupe spectrale - Bruit coloré Coupe spectrale – Bruit blanc

4) Ondes apériodiques : les bruits
Bruit coloré

4) Ondes apériodiques : les bruits
Bruit blanc

4) Ondes apériodiques : les bruits
• Bruits impulsionnels :
– Vibrations très brèves, produites par une
explosion ou par un choc (< 50 ms).
Représentation temporelle :
forme du déplacement entre
l’instant du choc et le retour
du corps à la position de
repos.
Chute d’un objet, détonation,
claquement de langue
Dans la parole : [ptk]

Son
Son
périodique
périodique
simple
simple
(sinusoïde)
(sinusoïde)
Synthèse : typologie des sons
Onde Onde
Onde
sonore
sonore
Son Son périodique périodique
Son Son apériodique
apériodique
Son
Son
périodique périodique
périodique
complexe
complexe
Son
Son
impulsionnel
impulsionnel
Son Son continu
continu
Bruit Bruit coloré coloré Bruit Bruit blanc
blanc

5) La résonance acoustique
• Notion de phase
– Avance ou retard relatif d’un son périodique
par rapport à un autre son périodique
(différence de synchronisation temporelle)

5) La résonance acoustique
• Notion de phase
– Ondes en phase (360°de déphasage) : pics
de pression coïncident (l’amplitude de l’onde
résultante est doublée).
+
=

Ondes en phase / ondes déphasées

5) La résonance acoustique
• Notion de phase
– Ondes en opposition de phase (180°de
déphasage) : onde résultante = onde de
pression nulle .
+
=

5) La résonance acoustique
• Notion de phase
– Entre ces 2 extrémités, ensemble de
variations (l’amplitude de l’onde résultante
variant en fonction du degré de déphasage)
+
=
Addition de 2 ondes déphasées de 90°

5) La résonance acoustique
• Onde stationnaire
– Rôle fondamental dans la résonance.
– Réflexion d’une onde sur un obstacle
(addition onde aller + onde retour = onde
stationnaire).
• 2 ondes progressives, en sens inverse

5) La résonance acoustique
• Onde stationnaire
– Ventres de vibration immobiles (maximum)
– Nœuds de vibrations immobiles (minimum)
• Même F, même longueur d’onde : points fixes
• Ne transporte pas d’énergie, l’énergie étant
répartie sur toute l’étendue de l’onde

5) La résonance acoustique
• Onde stationnaire
– Une onde stationnaire apparaît si la distance
entre la source et le réflecteur est multiple de
la distance entre 2 noeuds (demi-longueur
d’onde)
• FILM : Echelle de Perroquet
• FILM : Vibration d’une plaque (lignes nodales)

5) La résonance acoustique
• Fréquence de résonance
– Phénomène d’onde stationnaire amplifié dans
un espace clos (cavité)
– L’air contenu dans la cavité va résonner à une
fréquence spécifique
– C’est la fréquence de résonance (propre,
naturelle) : Fr
• Fréquences non multiple de la demi-longueur
d’onde ne seront pas amplifiées.

5) La résonance acoustique
• Fréquence de résonance
– Si F ≠ Fr, vibration libre amortie (cf. diapason)
– Si F = Fr, l’amplitude augmente pour devenir
maximale.
– Système en résonance, vibre à sa fréquence
naturelle (vibration libre entretenue).

5) La résonance acoustique
• Fréquence de résonance

5) La résonance acoustique
• Fréquence de résonance
– DEF : « Fréquence à laquelle vibre un corps
en oscillation libre. A cette fréquence, un
minimum d’énergie suffit à maintenir
l’amplitude du mouvement »
• Cf. balançoire, pont, voiture, radio

5) La résonance acoustique
• Fréquence de résonance
– Résonance sélective :
• 150 Hz = Fréquences amplifiées proches (148,
149, 151, 152…) et multiples (300, 450, 600…)
– FILM : Mise en résonance d’un verre

5) La résonance acoustique
• Les résonateurs
– DEF : « Cavité qui peut amplifier une ou
plusieurs fréquences audibles ».
– Murs droits, résonateur sélectif.
– Murs incurvés, résonateur amorti (=
résonateurs de la parole, muqueuse)

5) La résonance acoustique
• Les résonateurs de Hemholtz
– Cavités sphériques à paroi rigide, entrant en
résonance à des fréquences déterminées.
– Analyseur rudimentaire.
– Fonctionne comme un filtre.

5) La résonance acoustique
• Conduit vocal = suite de
résonateurs de formes et
de tailles variables.
• Un résonateur fonctionne
comme un filtre en
sélectionnant certaines
fréquences aux dépends
des autres fréquences.