La Phonation

Pr Anne CharlouxInstitut de Physiologie

ULP, Strasbourg

Principe = instrument à vent

Trois systèmes interviennent :• L’appareil respiratoire qui fournit le

flux aérien• le larynx qui produit le son• le conduit vocal qui permet

« d’articuler » le son, de lui donner sa forme acoustique

L’appareil respiratoire

Le larynx

Le conduit vocal

1- Le flux aérien

• Les sons sont produits grâce à un courant d’air, lors de l’expiration

• Ceci demande une parfaite coordination des muscles de la cage thoracique, du dos, de l ’abdomen, du cou et de la glotte

• Ce système de « soufflerie » doit s ’adapter en permanence au degré d ’ouverture de la glotte pour obtenir la stabilité du son

1- Le flux aérien

La glotte est un rétrécissement, d’où une pression sous-glottique :

• La pression sous-glottique – va régler l’intensité du son émis – participe à définition de la hauteur du

son

2- le larynx

Anatomie• cartilages : thyroïde, cricoïde,

arythénoïdes• muscles : thyro-arythénodien

(corde vocale), crico-arythénoïdien (hauteur du son) …

• cordes vocales (cinq couches de tissus)

2- le larynx

• La production du son  Les sons non-articulés (cris, rire…)

– sont produits alors que les cordes vocales sont en abduction

– écoulement turbulent de l’air au travers d’une fente formée à un endroit ou à un autre du conduit vocal

2- le larynx

• La production du son  Les sons articulés (1) : • les cordes vocales sont en adduction• le courant d’air les fait vibrer• produit un son complexe, composé

d’une fréquence fondamentale, égale à la fréquence auxquelles les cordes vocales vibrent, et d’harmoniques

2- le larynx

• La production du son  Les sons articulés (2) : La fréquence fondamentale est

déterminée principalement – par la tension des cordes vocales – par la masse de celles-ci

2- le larynx

• La production du son  Les sons articulés (3) :

Les muscles du larynx

- induisent des variations de longueur et de tension des cordes vocales (cricothyroïdiens) - modifient la hauteur du larynx

2- le larynx• La production du son  Les sons articulés (4) : • Les cordes vocales ont un mouvement

complexe ( plan horizontal et frontal): – la glotte s’ouvre et se ferme

alternativement (le courant d’air est alors sous forme pulsée)

plus la fréquence d ’ouverture de la glotte est grande, plus le son est aigu

– les cordes vocales vibrent dans le sens du flux aérien

2- le larynx• La production du son  Les sons articulés (5) : • Le registre de la voix humaine s’étend de

40 à plus de 2000 Hz– une voix de basse s’étend de 80 Hz à 330Hz– un ténor, de 123 à 520 Hz, – un alto, de 175 à 700 Hz,– une soprano, de 260 à 1300 Hz

Rôle de la pression sous-glottique : une variation de 1cm d’H2O va faire varier la hauteur du son de quelques Hz

3- Le conduit vocal

• Le son est ensuite modifié, filtré

lorsqu’il passe dans le conduit

vocal (pharynx et cavité buccale

essentiellement), qui agit comme un

résonateur

3- Le conduit vocal

• Ce conduit vocal impose sa courbe de fréquence, caractérisée par les phénomènes de résonances

• La forme du résonateur peut être modifiée

3- Le conduit vocal

• Le son généré par les cordes vocales se réfléchit partiellement sur les lèvres, puis retourne vers les cordes vocales

• L’onde sonore réfléchie peut alors, si elle est en phase avec l’onde afférente, provoquer une résonance

3- Le conduit vocal

• La courbe de fréquence est alors caractérisée – par des pics, appelés formants et

correspondant aux résonances induites par le conduit vocal

– et des vallées

• Le son que nous percevons dépend de la fréquence de ces formants

3- Le conduit vocal

• la fréquence de ces formants dépend de la forme que l’on impose au conduit vocal (et plus précisément des rétrécissements que l’on impose)

• vont intervenir les lèvres, l’écartement des mâchoires, la forme du larynx et du pharynx, la langue et le voile du palais...

3- Le conduit vocal

• Les voyelles• ont des fréquences fondamentales

quasiment identiques (100-130 Hz)• mais se distinguent par leurs

formants (bandes de fréquence plus élevées).

3- Le conduit vocal• Les consonnes se différencient par le lieu

d’articulation dans la cavité.– Les labiales : P, B, M– Les labiodentales (lèvre inf et incisives sup): F,

V– Les alvéolodentales (dents, alvéoles et partie

antérieure de la langue): T,D,N– Les alvéolaires (alvéole et partie ant de la

langue) S,Z, L– Les post-alvéolaires (partie postérieure des

alvéoles et partie antérieure de la langue : Z, th– Les palatales (palais dur et dos de la langue) : J,– Les vélaires (palais mou et dos de la langue) K,

G, W, R

Contrôle de la phonation

• Les signaux efférents– proviennent du cortex– parviennent au noyau du vague (X, tronc

cérébral)• Le nerf vague assure l’innervation motrice du

larynx

• Interviennent aussi les paires crâniennes IX (glosso-pharyngien), XI (accessoire) XII (hypoglosse)

• L’activité des muscles respiratoires doit être coordonnée à celle du larynx

Contrôle de la phonation

• L’innervation sensitive, assurée par le nerf vague, est indispensable à la production de la voix

• Les récepteurs situés dans la muqueuse du larynx et les récepteurs des fuseaux neuro-musculaires renseignent en permanence les centres sur la position et le degré de tension des cordes vocales

Contrôle de la phonation

• le rapport étroit des centres auditifs et des centres du langage est indispensable au réglage précis de la voix

• Très schématiquement, on distingue • Aire motrice et aire sensitive• Aire de Broca : prononciation des mots, près du

cortex moteur qui commande la bouche et le larynx

• Aire de Wernicke : stockage et identification des mots, proche de :

• Aire de l’audition• Aire pré-frontale …