E44SLL1 E44SLL1 E44SLL1 E44SLL1 ---- Phonétique expérimentalePhonétique expérimentalePhonétique expérimentalePhonétique expérimentale

Christelle DodanePermanence : mercredi, de 11h15 à 12h15 - H211 - Tel. 04-67-14-26-37

Courriel : christelle.dodane@univ-montp3.fr

• 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) Les 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) Ondes périodiques complexes

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

3) Les ondes périodiques complexes

• Fréquence fondamentale et harmoniques

– Fondamental (Fo) : le plus grave des sons

d’une série d’un son complexe (1er

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)

3) Ondes périodiques complexes

amplitude

Fréquence (Hz)

FoHo H1 H2

• Spectre de raie (coupe, section spectrale)

De la forme du spectre, dépend le timbre du son

3) Ondes périodiques complexes

amplitude

Fréquence (Hz)

Fo H1H2

H3 H4

H5H6

• 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

3) Ondes périodiques complexes

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

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)

4) Ondes apériodiques : les bruits

Coupe spectrale - Bruit coloré Coupe spectrale – Bruit blanc

4) Ondes apériodiques : les bruitsBruit coloré

4) Ondes apériodiques : les bruitsBruit blanc

• Bruits impulsionnels :

– Vibrations très brèves, produites par une

explosion ou par un choc (< 50 ms).

4) Ondes apériodiques : les bruits

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]

Onde Onde Onde Onde sonoresonoresonoresonore

Son périodiqueSon périodiqueSon périodiqueSon périodique Son apériodiqueSon apériodiqueSon apériodiqueSon apériodique

Son Son Son Son périodique périodique périodique périodique

simplesimplesimplesimple(sinusoïde)(sinusoïde)(sinusoïde)(sinusoïde)

Son Son Son Son périodique périodique périodique périodique complexecomplexecomplexecomplexe

Son Son Son Son impulsionnelimpulsionnelimpulsionnelimpulsionnel

Son continuSon continuSon continuSon continu

Bruit coloréBruit coloréBruit coloréBruit coloré Bruit blancBruit blancBruit blancBruit blanc

Synthèse : typologie des sons

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°

+=

• 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

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.

• 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.

5) La résonance acoustique