Notes - 1.3.1 - L'appareil Phonatoire Humain

lLe système de production des sons de l'être humain est complexe et astucieux. Il est utilisé pour la production de la parole, mais aussi du chant ou des bruits onomatopiques que nous sommes en mesure de produire.

 

 

 

 

 

 

1.3.1.1   -  Bases fréquentielles de l'appareil phonatoire humain

 

La fréquence fondamentale de la voix est propre à chaque individu. Elle est fonction de différents paramètres physiologiques telque le volume et la masse de la glotte, la section de la trachée,  sa longueure etc...

 

Pour les hommes, cette fréquence fondamentale Fo se situe aux environs des 100 Hz,

Pour les femmes, cette fréquence Fo se situe plustôt aux environs des 200Hz.

Pour les enfants, cette fréquence Fo se situe plustôt aux environs des 300 à 400 Hz

 

Contrairement aux instruments de musique, la fréquence Fondamentale Fo n'est pas prépondérente par rapport à ses harmoniques. L'énergie est répartie sur différentes fréquences suppérieures de façon légèrement différente, d'un individu à l'autre pour des sons ou phonèmes équivalents.

 

  Principe de la production d'un son voisé:

 

         La production d'un son par l'appareil phonatoire humain repose sur le principe suivant :

 

Une soufflerie (appareil respiratoire) créé une pression d'air engendrant au niveau d'un vibreur (cordes vocales)    la  création d'un son, qui est ensuite modulé par la partie résonateur du système (les cavitées buco-nasales).

principe-production-son.gif

                                                    Principe de la génération d'un son de l'appareil phonatoire humain

 

 

1.3.1.2   -  Anatomie de l'appareil phonatoire humain

 

Voici tout d'abord en coupe, l'appareil phonatoire humain.

 

 

 

Principe : l'air expulsé des poumons par la trachée met en vibration les cordes vocales (pour les sons voisés).

 

 

 

app-phonatoire.jpg

 

 

 

 

 

 

 

Fonctionnement de l'apareil phonatoire :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.1.3   -  Anatomie simplifiée : mise en évidence des cavités de l'appareil phonatoire humain

 

 

Articulateurs.gif

 

 

 

 

 

 

 

1.3.1.4   -  Fonction de chaque partie anatomique de l'appareil phonatoire humain

 

-  Le pharynx (ou « épiglotte ») :

C’est une cavité de résonnance. En français on n’a pas de « pharyngales » (sons produits par le pharynx).

  L’épiglotte s’abaisse pour fermer la trachée artère.(La luette ferme le conduit nasal).

 

 

-  Le vélum (ou voile du palais) (ou palais mou) (ou luette) :

Il détermine deux configurations distinctes du flux d’air (passage par le nez ou la bouche) :
-  Passage par la bouche uniquement
-  Passage par la bouche et le nez En tant qu’articulateur, le vélum entre en contact avec la racine langue.

 

-  La langue : (constituée de trois paries)

La langue peut avoir une action sur la configuration du conduit vocal. Elle intervient pour les voyelles et les consonnes.

 

-  Les lèvres : Leur mouvement est conditionné par de grands muscles attachés beaucoup plus loin ainsi que par des muscles intrinsèques. La protusion (avancée des lèvres) et l’arrondi des lèvres se font toujours simultanément (s’il y a protusion, il y a arrondi).

 

-  Le palais dur : En fonction des contacts qu’il aura avec la langue, il aura un rôle d’articulateur.

 

-  Les dents : Elles ne sont pas mobiles mais permettent le contact de la langue sur les alvéoles (derrière les dents, entre gencive et palais mou).

Palais dur et dents-alvéoles ne bougent pas : ils ne sont pas articulateurs. Mais le contact avec la langue les rend articulateurs.

 

-   Les Cordes Vocales : Ce sont des ligaments longés par des muscles sur lesquels on peut agir. L’ensemble est enrobé d’une muqueuse qui constitue la partie vibrante.

 

 

 

 

 

1.3.1.5   -  Anatomie et fonctionnement détaillé des Cordes Vocales phonatoire humain 

 

 

Les CORDES VOCALES :

 

cordes Vocales

Elles sont élastiques et mobiles : La pression de l’air va les écarter. Elles reprendront leur position initiale dès l’arrêt du flux d’air grâce à leur élasticité).

 

-  « Abduction » = cordes vocales écartées (glotte, figure A ci dessous);
-  « Adduction » = cordes vocales rapprochées (fente glottique, figure B ci dessous).

La position requise pour permettre la phonation  est l’adduction (figure B).

  laringe.jpg

ATTENTION ! ! ! Les cordes vocales ne vibrent pas !!! Seule la muqueuse agit.

A l’intérieur du larynx, les cordes vocales peuvent être utilisées comme articulateurs (mais pas en français) = coups de glotte. C’est la propriété élastique des cordes vocales conjuguée à l’effet Bernouilli* qui permettent le phénomène de vibration.

 

 

 

 

*Le Principe de Bernoulli : Daniel Bernoulli était un mathématicien Suisse. Il est toujours connu pour sa découverte qui dit : « La pression d’air diminue quand sa vitesse augmente » (lorsque la vitesse d’un gaz augmente, la pression à l’intérieur de ce gaz diminue. Dit plus simplement : l’air en mouvement exerce moins de pression que l’air immobile).

 

Vibrations (fréquence fondamentale de la voix) :
-  Hommes = 120 fois / sec.
-  Femmes = 250 fois / sec.
-  Enfant = 300 à 400 fois / sec.

 

  Présentation de la phonation par le Dr Jean ABITBOL - ORL / PHONIATRE (Mars 2009)

  http://www.dailymotion.com/video/xcr5gs_la-voix-je-la-vois_tech

 

 

 

 

 

 

Schéma fonctionnel de l'appareil phonatoire huamin :

 

schema_app_phonatoire.JPG

1.3.1.6.1  -  Anatomie et fonctionnement détaillé des Articulateurs 

Les ARTICULATEURS :

Ce sont toutes les parties mobiles du conduit vocal sur laquelle on peut agir volontairement et qui est fonctionnelle dans la production de sons de la parole (palais et dents n’entrent pas dans cette catégorie).

LES LIEUX D’ARTICULATION


Endroit précis de la bouche où l’air rencontre un obstacle total ou partiel (dans le cas des consonnes). (Production de consonnes : il y a toujours obstruction). C’est par rapport aux lieux d’articulation que sont nommées les différentes productions. (Lieu d’articulation = lieu où la langue se masse).

 

1) Réalisations obstruantes :

-  Une occlusion (fermeture totale) :

• Derrière le point d’occlusion, il y aura une pression d’air. • Relâchement brusque : bruit d’explosion (ou « pulsionnel ») > occlusive :

-  /p/ = lèvres = occlusive sourde (non-voisée) labiale
-  /t/ = apex/alvéoles = « occlusive non-voisée apicoalvéolaire »
-  /k/ = palais dur = « vélaire non-voisée »

-  /b/ = lèvres = occlusive sonore (voisée) labiale
-  /d/ = apex/alvéoles = « occlusive voisée apicoalvéolaire »
-  /g/ = palais dur = « vélaire voisée »

-  /m/
-  /n/
-  (gn)
-  (ng)

 

-  Une constriction :

Occlusion partielle avec section de rétrécissement : l’air passe par ce rétrecissement en produisant un bruit de friction. Rétrécissement = fricatives (ou constrictives) voisées ou non-voisées :

*/f/, /s/, /« ch »/ (non voisées) */v/, /z/, /« j »/ (voisées)

Les réalisations occlusives et fricatives (ou constrictives = même chose) sont des réalisations « obstruantes ».

 

-  Une occlusion insuffisante : (semi-constriction). La force musculaire ne tient pas suffisamment l’occlusion durant toute la production (ex. : /R/ roulé).

 

 

2) Réalisations non-obstruantes :

-  Toutes les voyelles ;
-  Les semi-voyelles (ou consonnes « sonorantes ») (ou « approximantes ») (ou « sonnantes ») (ou « semi-consonnes ») : /j/, /w/, /« ui »/.

 

 

 

 

1.3.1.6.2 -  Production des Voyelles 

 

Les différentes voyelles sont produite essentiellement en faisant varier la position de la langue.


(JPEG)
Voyelles

-  /i/ est consonnanfié en /j/
-  /y/ est consonnanfié en /« ui »/
-  /u/ est consonnanfié en /w/

Langue vers l’avant > voyelles antérieures ; Langue vers l’arrière > voyelles postérieures ;

 

 

 

(GIF)
Trapèze vocalique

Glotte = espace entre les cordes vocales. Espace sous la glotte : sub glottique ; Espace au-dessus de la glotte : supra glottique.

Air expulsé par les poumons > cordes vocales en adduction = consonnes voisées :
-  Configuration sans obstacle : voyelles ;
-  Occlusion : /b/, /d/, /g/ ;
-  Constriction : /v/, /z/, /« j »/ ;
-  Semi-construction : /j/, /w/, /« ui »/.

Air expulsé par les poumons > cordes vocales en abduction (écartées) = consonnes non-voisées :
-  Occlusion : /p/, /t/, /k/ ;
-  Constriction : /f/, /s/, /« ch »/ ;

 


  Triangle-Vocalique.JPG


Voyelles :

• Mode de fonctionnement articulatoire : Aperture = ouverture + ou - grande de la bouche pour produire la voyelle. On parle de "degrés d’aperture". Il y en a 4 :
-  Fermé
-  Mi-fermé
-  Mi-ouvert
-  Ouvert

• Mode de fonctionnement vélaire :
-  Nasal
-  Oral

• Lieu d’articulation :
-  Position de la langue dans la cavité buccale.

• Labialisation :
-  Lèvres étirées : (JPEG)
-  Lèvres arrondies : (JPEG)

 

 

 

Vue en coupe de l'appareil phonatoire dans la production de voyelles :

Voyelle_voisee_bucale_i.JPG

 

Voyelle_voisee_bucale_a.JPG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Voyelle_voisee_bucale_u.JPG

 

 

 

 

 

Démonstration de l'appareil phonatoire sous IRM à l'université libre de Belgique / laboratoire Phonoloab

 

http://www.ulb.ac.be/philo/phonolab/mri.html

 

1.3.1.6.3   -  Production des consonnes 


 

Oclusives

Les consonnes occlusives sont produites par une fermeture complète du chenal respiratoire, et non un simple rétrécissement, ce qui les différencie des continues.

L'occlusion se fait en deux temps:

  • arrêt de la colonne d'air par la fermeture soudaine du chenal expiratoire;
  • libération de l'air interne par le relâchement brusque de l'occlusion.

Fricatives

Les consonnes fricatives sont produites par un resserrement du chenal expiratoire qui ne va pas, contrairement à ce qui se passe pour les occlusives, jusqu'à la fermeture complète. Ce sont essentiellement les lèvres et la langue qui, selon leur position et leur tension musculaire particulière, conditionnent le type de friction réalisée.

On distinguera ci-dessous des articulations fricatives proprement dites d'articulations spirantes qui leur sont apparentées.

Lors de la réalisation d'une fricative, le passage de l'air peut se faire de deux manières :

  • la langue assure le passage de l'air expiré par un canal médian, ce sont les fricatives dorsales décrites dans la section des fricatives proprement dites, ci-dessous (cf. côté gauche de la figure 3.13 ci-dessous) ;

  • la langue forme un canal latéral pour le passage de l'air; ces articulations sont décrites dans la section Latérales fricatives ci-dessous (cf. côté droit de la figure 3.13 ci-dessous) ;

  • finalement, il existe des articulations fricatives pour lesquelles la forme de la langue n'a pas d'importance : il s'agit des fricatives labiales et dentales (ce qui est logique puisque le point d'articulation de ces productions ne se situe pas à proprement parler dans la cavité buccale) ; ces articulations sont rangées dans les catégories fricatives proprement dites et spirantes, ci-dessous ; leur caractère particulier est chaque fois signalé.

Figure 3.13 : consonnes fricatives dorsales et latérales

Figure 3.13 : consonnes fricatives dorsales et latérales
Figure 3.13 : consonnes fricatives dorsales et latérales
 

 

 

Spirantes

Les spirantes présentent le même rétrécissement du chenal expiratoire que les fricatives, mais la tension des organes phonateurs lors de la réalisation d'une spirante est beaucoup plus faible, ce qui a pour conséquence, non plus de produire une friction, mais d'engendrer un effet de résonance au point d'articulation.

En gros, il y a friction lorsque l'articulation est tendue, ce qui engendre des fricatives; il y a résonance quand l'articulation est lâche, ce qui produit une spirantetous les autres facteurs étant égaux par ailleurs.

Notons encore qu'on peut faire correspondre de nombreuses spirantes à des articulations occlusives relâchées. Ces correspondances seront signalées dans les descriptions des articulations.

 

 

Latérales

On considère généralement les articulations latérale comme des articulations particulières, bien que, physiquement parlant, on puisse les classer parmi les fricatives et les spirantes.

On appelle ces articulations latérales car, lors de leur réalisation, le dos de la langue prend contact avec le palais, alors que l'avant de celle-ci s'affaisse pour laisser s'écouler l'air interne par un canal latéral ou parfois bilatéral (cf. figure 3.25 ci-dessous). À l'inverse, pour les articulations dorsales, la langue prend appui sur les molaires, et l'air s'écoule par un canal médian, sur le dos de la langue.)

Figure 3.25 : position de la langue pour les fricatives et les spirantes latérales
Figure 3.25 : position de la langue pour les fricatives et les spirantes latérales

 

On distingue donc deux types de latérales:

  • les latérales fricatives, dont l'articulation, requérant une forte tension musculaire, ressemble fortement, à l'exception du point d'appui de la langue, à celle des fricatives ;

  • les latérales non-fricatives, parfois appelées liquides, dont l'articulation est très proche de celle des spirantes.

L'emplacement du canal latéral par lequel s'écoule l'air n'a pas d'importance : qu'il soit à gauche, à droite ou même bilatéral, la qualité du son n'est pas altérée.

 

Top

Vibrantes

Les consonnes vibrantes sont le produit d'un ou de plusieurs battements, c'est-à-dire de vibrations, sous la pression de l'air interne, d'un des organes de la parole: pointe de la langue, voile du palais ou luette. L'organe concerné prend contact avec un point fixe, opposé, du chenal expiratoire. Il en résulte une ou plusieurs occlusions successives, très rapides, accompagnées de résonances brèves. Les vibrantes sont généralement sonores (nous ne présenterons aucune sourde ci-dessous).

On peut répartir les vibrantes en deux classes :

  • les vibrantes à un seul battement, dites vibrantes battues ;
  • les vibrantes à plusieurs battements, dites vibrantes roulées.

 

Consonnes :

 

 

• Mode de fonctionnement articulatoire :
-  Occlusif
-  Constrictif
-  Semi-constrictif

• Mode de fonctionnement vélaire :
-  Nasal
-  Oral

• Mode de fonctionnement laryngien :
-  Voisé
-  Non voisé

• Lieux d’articulation :
-  Bilabial
-  Labio-dental
-  Dental (ou alvéolaire)
-  Prépalatal
-  Palatal
-  Vélaire
-  Uvulaire

 

 

 

 

 1.3.1.6.4   -  résumé  

 

-  Son = voix
-  Bruit = air qui rencontre un obstacle
-  Pour une consonne sonore, l’air arrive par petites bouffées, les CV sont en adduction.
-  Pour une consonne sourde, l’air arrive sans obstacle, les CV sont en abduction.
-  Sans voisement, les obstacles à l’air sont une occlusion ou une constriction.
-  Avec voisement : 1er obstacle = CV ; 2e obstacle = constriction, occlusion, ou semi-constriction.
-  Pour les voyelles, parcours libre de l’air avec configurations.

 

 

 

Modèle de production de la parole.

 

Une représentation fonctionnelle du modèle de production, séparant sources, conduit et rayonnement aux lèvres, est donnée par le schéma ci dessous :

Figure 1. Modèle fonctionnel de production de la parole.


Une phrase est une suite de sons voisés, de sons non voisés et de silences. Pour la générer, il faut connaître pour chaque intervalle de temps dT, intervalle durant lequel le modèle est considéré comme invariant (5 à 25 ms):

bullet La fréquence fondamentale F0;
bullet Les amplitudes Av et Ab;
bullet Les coefficients des filtres modélisant le conduit vocal, l’impulsion glottale et le rayonnement aux lèvres.

 


 

 

 

1.3.1.7   -  Tableaux récapitulatifs de localisation et positionnements des phonèmes

 

-  Consonnes :

PHONEME LIEU ORAL/NASAL VOISEMENT MODE
p bilabiale orale sourde occlusive
b bilabiale orale sonore occlusive
t apicodentale orale sourde occlusive
d apicodentale orale sonore occlusive
k vélaire orale sourde occlusive
g vélaire orale sonore occlusive
m bilabiale nasale sonore occlusive
n apicodentale nasale sonore occlusive
"gn" palatale nasale sonore occlusive
"ng" vélaire nasale sonore occlusive
f labiodentale orale sourde fricative
v labiodentale orale sonore fricative
s dentale orale sourde fricative
z dentale orale sonore fricative
"ch" prépalatale orale sourde fricative
"j" prépalatale orale sonore fricative
l apicoalvéolaire orale sonore liquide latérale
r uvulaire orale sonore liquide roulée

-  Voyelles :

PHONEME APERTURE ORAL/NASAL LABIALIS. POS. LANGUE
i fermée orale étirée antérieure
e mi-fermée orale étirée antérieure
"è" mi-ouverte orale étirée antérieure
a ouverte orale arrondie antérieure
y fermée orale arrondie antérieure
"eu" mi-fermée orale arrondie antérieure
œ mi-ouverte orale arrondie antérieure
"in" mi-ouverte nasale arrondie antérieure
"un" mi-ouverte nasale arrondie antérieure
"e" moyenne orale neutre médiane
u fermée orale arrondie postérieure
o mi-fermée orale arrondie postérieure
(o) mi-ouverte orale arrondie postérieure
(a) ouverte orale arrondie postérieure
(on) mi-ouverte nasale arrondie postérieure
(an) ouverte nasale arrondie postérieure

 


Différents critères de classement des sons en français :

(JPEG)
Représentation des 17 phonèmes consonantiques

Caractéristique des consonnes :

  • Lieu d’obstacle
    • Bilabiales > p, b, m.
    • Dentales (ou apicodentales) > t, d, s, z, n.
    • Palatales > "gn", j.
    • Bilabiopalatales > "ui" (huile)
    • Labiodentales > f, v.
    • alvéolaires (ou apicoalvéolaires) > "ch", "j", l.
    • Vélaires > k, g.
    • Bilabiovélaires > w
    • uvulaires > r, R.
  • Nature de l’obstacle :
    • Occlusion (espace de l’air bouché) > occlusivves : p, t, k, m, n, "gn".
    • Constriction (espace resserré) > constrictives ou fricatives : f, s, "ch", v, z, "j", j, l, r, w, "ui".
  • Voisement :
    • Consonne sourde non voisée > p, t, k, f, s, "ch"
    • Consonne sonore
  • Oralité/Nasalité :
    • Nasales > m, n, "gn, "ng".
    • Orales : toutes les autres.

Caractéristique des voyelles :

  1. Lieu d’articulation : Antérieur (avant) >>> Postérieur (arrière)
  2. Aperture : Ouvert >>> Mi-ouvert >>> Mi-fermé >>> Fermé
  3. Oralité/Nasalité : Il n’y a pas de voyelles nasales en anglais mais des phénomènes de nasalisation. En espagnol, on trouve cinq voyelles (a, e, i, o, u).

 

 

 


1.3.1.8   - Autre façon de voir les choses

((Observation de la position de la langue dans la cavité buccale

En français, il y a quatre positions de la langue (de la + basse [a], à la + haute [i].

Pour chaque voyelle, on associe le degré d’aperture à la hauteur de la langue correspondante :

 

 

Aperture Haut. langue Voyelles
Fermé haut i, y, u
Mi-fermé mi-haut e, o
Mi-ouvert mi-bas "è", "o"
Ouvert bas "a", a

 

 

Cette description ne prend pas en compte l’aspect "antérieur" ou "postérieur". Elle n’est donc pas suffisante.

Pour les consonnes :

-  p, b > avant (antérieur)
-  t, d > central
-  k, g > arrière (postérieur)

La description est là encore assez limitée (3 positions pour les consonnes)... Donne des informations sur le degré de constriction :

  1. Constrictives : consonne réalisée avec la plus forte constriction possible.
  2. Approximantes : écart entre les articulateurs est plus grand, le son ne produit aucune friction. (semi-voyelles, par exemple).
  3. Constr. très relâchées : constrictives liquide (leur émission évoque une idée d’écoulement) [l], [r].

 

 

 

 

1.3.1.8  - Remarque : En cas de Perturbation Physique de l'Appareil Phonatoire

 

Le cerveau humain est capable de compensation automatique en cas de perturbation physique de l'appareil phonatoire !

 

BaciuM.,AbryC.&SegebarthC.(2000).
Equivalence motrice et dominance  hémisphérique, le cas de lavoyelle  [u]  . EtudeIRMf.
(ActesdesJournéed'EtudesurlaParole,213-216,Aussois,France)

 

Production-Parole-Compensee.JPG

                                                                                 Tube Ø 2cm                                                         .Abaissement du larynx,

                                                                                                                                                                  recul de la langue   :

                                                                                                                                                         production du son [u] compensé


 

1.3.1.9   - CONCLUSION


Les tentatives de classement des unités phonétiques :

Au commencement...

Depuis l’Antiquité, on a tenté de faire ce classement. "Consonnes" > "sonnent avec quelque chose" (n. f. 1529 ; lat. gramm. consona " dont le son se joint à "), avec la voix > conservation de ces deux termes "consonne" et "voyelle".

Deux types de critères :

  1. Articulatoires (réalisation de l’articulation) > Production ;
  2. Auditifs (aspect perceptif du son) > Perception.

Les critères "auditifs" parlent de voyelles
-  aigues (i) ;
-  graves (u) ;
-  compactes (a) ;
-  bémolisées (y).

 

et de consonnes
-  momentanées (p, t, k)
-  continuées (f, s, "ch", v, z, "j", r) ;
-  stridentes (toutes les fricatives sauf [l] et [r]) ;
-  graves (p, b, m)
-  aigues (t, s, l, d, z)
-  compactes (k, g, "gn").

 

 

Une autre classification :

Les traits distinctifs où l’on ne considère que les traits pertinents (de ce fait, certains traits ne sont pas utilisés).

 

Les cordes vocales sont :

-  molles pour voisées ;
-  rigides pour non voisées.

 

Sonant :
-  (+) >>> quand le bruit réalisé provient des CV (voyelles, semi-voyelles, l, r, m, n, "gn", "ng" ;
-  (-) >>> quand la force du bruit vient d’ailleurs (on ferme le conduit vocal ou bien l’air passe dans un couloir restreint : occlusives/fricatives).

 

 

1.3.2   - Stature Optimum pour la production de sons (parlés et chantés)

 

Postures.JPG

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