" Illusions Acoustiques ", ou autres phénomènes sonores ... Options

[Thviaud]

Je recherche des "illusions acoustiques" ou autres phénomènes sonores ...

Bien-sûr, on pense à l'écho, au larsen ... Mais j'ai découvert grâce à François Peyrony (bravo ! pour cet article) un autre phénomène effectivement absolument "décoiffant" (perso, ça me fout un mal de crâne !).

En connaissez-vous d'autres ? Si possible, comme ci-dessous, avec une explication argumentée ...

pourtant l'écoute des deux simultanées est par moment inaudible : un effet qui ressemble à de la saturation ; cet ami me parle de création de formant..

Oui, c'est sûrement ça.
C'est un phénomène connu en psycho-acoustique. Il se trouve que le son de la flûte à bec est quasi sinusoïdal. L'oreille interne a tendance à transformer les sons complexes en sons sinusoïdaux (transformées de Fourier), et la perception de hauteur de note par le cerveau se fait par l'estimation de l'écart de fréquence entre 2 formants.
Ex : La 440 Hz, joué au piano. La transformée de Fourier donne une série de fréquences sinusoïdales :440 / 880 (440+440) / 1320 (880+440), etc... Le cerveau analyse la hauteur de cette note grâce au son fondamental (440) et aussi grâce à la distance entre les formants (440 aussi)
C'est comme ça, d'ailleurs, qu'on fabrique les cloches. Si on veut une cloche qui sonne "juste", mettons à 100 Hz, on fabrique un résonateur en métal qui a en gros cette fréquence, et on l'accorde, en ajoutant ou retirant à certains endroits du métal pour privilégier des fréquences secondaires multiples de 100 Hz. Ainsi, on "trompe" le cerveau. (et oui, il existe des ccordeurs de cloches)

Donc, pour la flûte, une expérience simple à faire. Prendre 2 flûtes à bec, retirer les tuyaux, et ne garder que l'embouchure. (la note produite en soufflant est assez aigüe). Si, avec la paume de la main, on bouche progressivement le bout de l'embouchure, le son va descendre. En soufflant dans les deux embouchures, et n'en bouchant qu'une seule, on aura simultanément : un son aigü, un son qui descend, et UN SON QUI MONTE. Ce son, est un artefact créé par le cerveau qui, croyant entendre des harmoniques d'un son complexe, reconstitue ce son fondamental fantôme.

Ca à l'air débile comme ça, mais faites l'expérience, c'est décoiffant.

À tel point que les grands compositeurs spécialistes de la flûte à bec, comme Jean Bodin de Boismortier, connaissant parfaitement le processus, évitaient soigneusement, dans leurs polyphonies, certains intervalles. Par expérience, ils avaient entendus ces notes fantômes assez désagréables à entendre.

Bref, la solution : changer les notes !

[Messensib]

Je viens de faire l'expérience de François, non pas avec des embouchures de flûte à bec, mais avec des signaux sinusoïdaux. Le logiciel "Audio Toolbox" permet d'obtenir une sinusoïde à fréquence glissante entre 2 valeurs au choix. J'ai donc mis sur une piste de Protools du 2 kHz, et sur une 2ème une sinusoïde variant de 2 à 1 kHz ( en 10 secondes) - chacun à -9dB - et j'ai écouté la somme au casque:
Au début on entend distinctement un battement dont la fréquence augmente et qui se transforme en un son (fantôme, OK François) dès qu'il entre dans la gamme audible, et dont la fréquence augmente. Mais il s'atténue quand le signal variable approche de 1 kHz.
Pour bien entendre ce son fantôme, il faut que les sinusoïdes soient à un niveau élevé. C'est bien désagréable. Peut-être les embouchures de flûtes à bec (qui doivent donner des harmoniques, même faibles) peuvent fabriquer ce phénomène à un niveau plus faible (?).

Cela ressemble tout à fait à de "l'intermodulation" d'une électronique analogique non linéaire, où, si on met F1 + F2 à l'entrée, on retrouve nF1 + ou - mF2 à la sortie, n et m pouvant prendre les valeurs discrètes 1,2,3,.... Là, en l'occurrence on n'entend qu'un signal de fréquence F1 - F2, différence des fréquences.

En faisant l'essai en statique, par exemple avec 2kHz et 1,8 kHz, on entend du 200 Hz qui visiblement a des harmoniques si on le compare rapidement à une sinusoïde à cette même fréquence, c'est pourquoi on entend mieux ce son "fantôme" qui a un niveau faible.

Dans le § 2.3 de mon article, je ne m'intéressais qu'à l'écart de fréquence qui permettait d'entendre deux sinusoïdes distinctes et je n'ai pas remarqué ce signal fantôme parce que j'écoutais à niveau faible.

Une explication plausible de cette non-linéarité est donnée par G. Léothaud. Dans l'oreille moyenne nous avons 2 petits muscles, l'un au col du marteau (qui raidit le tympan), l'autre à la tête de l'étrier (c'est la mécanique qui adapte l'impédance entre le tympan et la fenêtre ovale, entrée de la cochlée).
Ces deux muscles agissent comme des compresseurs qui atténuent le signal lorsqu'il est trop élevé. Mais comme le muscle n'agit que d'un seul côté, et que de l'autre il y a un ligament, la tension (mécanique) n'est pas symétrique, et le signal peut être plus atténué par exemple sur les alternances positives que sur les négatives. Il y a donc apparition par "détection" de l'enveloppe, de la fréquence F1 - F2 (et de ses harmoniques).

Mais DEFINITIVEMENT, mon système auditif (et le votre -?-) n'est pas fait pour écouter des signaux sinusoïdaux à fort niveau. Cela me provoque un acouphène, un "hisssssssss" suraigu pendant plusieurs jours. Donc, terminé pour moi ces expériences. Je tiens à mes vieilles oreilles.

PS 1 Il y a quasiment autant de fibres nerveuses qui vont de l'oreille interne au SNC (système nerveux central, le cerveau, quoi) que de fibres qui font le parcours inverse. Ce qui prouve qu'écouter, ça s'apprend. Il y a rétroaction (ou interaction), ce qui ne simplifie pas le problème !!!
J'ai un différend avec Léothaud: Pour moi "efférent" signifie centrifuge, c'est à dire des fibres qui vont de l'oreille interne au SNC, et "afférent", centripète, donc faisant le chemin inverse.

PS 2 Je ne suis pas mécontent d'avoir parlé du "vibrato", moins bien que lui. En passant, l'illusion du son fantôme doit être plus perceptible avec des flûtes à bec qui ne "vibrent" pas, ou difficilement, qu'avec des flûtes traversières qui "vibrent" (même dans le baroque).

PS 3 Ecouter Do Mi La en sinusoïdes, François, c'est vraiment too much.