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uU

La sensibilité de l'organe de l'ouïe pour les tonalités élevées est très variable suivant les individus, et les maladies amènent à ce point de vue de grandes diff'érences.

Certaines personnes sont plus aptes à entendre les sons graves; d'autres ont une plus grande étendue de l'audition pour les tons élevés; cela fait penser aux flammes de Tyndall qui sont sensibles à un sifflet et obéissent au son émis et à lui seul. Les observateurs ont constaté des sensibilités tonales d étendues très diverses chez les individus qui possédaient cependant une audition en apparence égale. Les différences individuelles sont parfois curieuses par la netteté brusque de la limite d'audition, chez l'un, tandis que l'autre entend tout également mal, etc. Tyndall écrit que certains sujets n'entendent pas le cri de la chauve-souris, le chant du grillon, ni le piaillement aigu du moineau, et sont très impressionnés par les voix graves et les sons bas (WoUaslon, J. Herschel). L'Age et la maladie causent ces variétés.

Nous verrons plus loin (appareil de conduction) qu'un

Gellé. 6

excès de tension de la membrane du tympan, qui peut résulter d'un vide relatif de la caisse ou d'une réplétion exagérée, au contraire, de cette cavité auriculaire, amène l'affaiblissement de l'audition des sons graves. Le phénoinène peut se produire instantanément au grand ctonnement du patient dans certaines conditions pathologiques ou expérimentales. (Valsalva, action de se moucher, d'avaler.)

Fusion des vibrations. Rapidité du mouvement vibratoire. — La sensation aiguë ou grave donnée par un son est exclusivement en rapport avec la durée de la vibration, c'està-dire avec le nombre de vibrations exécutées en une seconde. Quand les excitations se répètent avec rapidité, le nerf acoustique transmet une impression unique, née d'excitations nombreuses, d'origines multiples, caractérisée par la hauteur du son. Un train lancé à toute vapeur paraît d'une seule pièce; au départ les wagons sont distincts ; la vitesse fond les sensations élémentaires. L'oreille réagit mieux aux excitations multipliées, ainsi qu'on le voit par l'étendue du clavier des sons aigus perceptibles, qui est énorme. Au point de vue de cette capacité de fusionner, de fondre les sons partiels, le sens de l'ouïe estd'une rare puissance.

Ces sons ainsi produits forment une suite continue, du plus grave au plus aigu. Dans cette gradation insensible, nous avons noté les tons, ces échelons conventionnels, et les gammes. Par cette étendue de la perception, l'organe de l'ouïe l'emporte, dit Tyndall, de beaucoup sur l'œil ; car, tandis que la sensibilité de l'oreille s'étend à plus de onze octaves, cdle de Tœil dépasse à peine une octave.

Les vibrations lumineuses, les plus rapides que l'œil est susceptible de percevoir (violet) en tant que lumière, ont à peine une vitesse double des vibrations lumineuses les plus lentes (rouge) ; au contraire, les vibrations les plus rapides perceptibles à l'oreille ont plus de 2.000 fois la vitesse des plus lentes (graves) (Helmholtz).

On est étonné de la perception de vibrations aussi rapides. Je ne puis ici exposer le chapitre de l'acoustique sur la genèse et la propagation des vibrations sonores. Cependant, je crois utile de montrer par la citation suivante avec quelle rapidité et quelle énergie la transmission du son a lieu ; il suffira de penser que les fibrilles nerveuses de l'acoustique rem-

l'excitant de l'ouïe, vibkatioxs sonores 83

placent les flammes dont Tyndall va nous parler, pour comprendre l'action si prompte et si délicate des ondes vibratoires dans la production des excitations nerveuses et de la sensation sonore.

Sensibilité des flammes chantantes. — Les flammes brûlant à l'air libre sont douées, dans de certaines conditions, d'une sensibilité extrême aux sons et aux notes prédominantes dans les sons composés, de sorte qu'elles jouent le rôle des résonnateurs d'Helmholtz et celui des flammes manométriques de Kœnig.

« La plus merveilleuse des flammes observées jusqu'ici est actuellement sous vos yeux. Elle sort de Torifice unique d'un bec de stéatite, et s'élève à la hauteur de 60 centimètres (grâce à la haute pression du gaz).

« Le coup le plus léger frappé sur une enclume, placée à une grande distance, le réduit à 17 centimètres. Les chocs d'un trousseau de clefs l'agitent violemment et vous entendez SCS ronflements énergiques.

« A la dislance de 20 mètres, faisons lomber une pièce de cinquante centimes sur quelques gros sous tenus dans la main; ce choc si léger abat la flamme. Je ne puis pas marcher sur le plancher sans l'agiter. Les craquements de mes bottes la mettent en commotion violente. Le chifl'onnement ou la déchirure d'un morceau de papier, le frôlement d'une étofl'e de soie produisent le môme elTet... ; on a placé près d'elle une montre dont; aucun de vous ne perçoit le tic-tac ; voyez cependant quel efl'et il exerce sur la flamme, chaque battement l'écrase.

« Le chant d'un moineau perché très loin suffît à l'abattre ; à 3o mètres, j'ai cnuchoté et aussitôt la flamme s'est raccourcie en ronflant. » (Tyndall, loc. cil.)

Plus loin, le savant professeur montre la sensibilité d'une flamme, qu'il nomme, vu ses propriétés, « la flamme aux voyelles ». Les voyelles en efl'et excitent cette sensibilité curieuse de difl'érentes façons. Ce n'est pas au son fondamental, mais à l'harmonique prédominant qui en constitue le timbre, que la flamme en ([uestion est sensible. « J'articule, dit Tyndall, d'une voix forte et sonore la diphtongue OU, la flamme ne bouge pas; je prononce O, elle tremble; j'articule K, elle est très afleclée. Je prononce successivement

les mots 600/ (6oar), 60a/ (pr. bôf), beat (pr. bit'), le premier reste sans réponse; au deuxième, la flamme s'ébranle ; le troisième produit sur elle une commotion violente ; le son ah ! est encore plus puissant.

« Les sifflements agissent encore plus énergiquement. Je pose sur cette table une botte à musique qui joue un air ; la flamme se comporte comme un être sensible, faisant un léger salut à certains sons et accueillant les autres avec une courtoisie profonde. »

N'est-ce pas un tableau fidèle de l'activité des vibrations, de leur transport par Tair et de leur mode d'action sur la sensibilité si vive et si délicate de l'appareil nerveux chargé de la perception : le son, ce complexe, agit ici comme une unité.

Formation de la période (tonalité). — Nous savons ce qu'est une vibration, condensation suivie de raréfaction delà molécule d'air. L'acoustique nous a expliqué la genèse de l'onde sonore, sa longueur, sa propagation. On sait que le temps exigé par une molécule d'air, sur laquelle l'onde sonore passe, pour exécuter une vibration complète (allée et venue) est le temps que l'onde emploie pour parcourir un espace égal à sa propre longueur. De plus, on obtient la longueur de l'onde sonore en divisant le chemin parcouru parle son en une seconde (34o mètres) par le nombre de vibrations exécutées dans le môme temps (chiff're fourni par la sirène) ; c'est énoncer ce fait que l'onde ou période est d'autant plus courte que le son est plus élevé, et les vibrations élémentaires plus nombreuses par seconde. L'étude des graphiques du phonographe est très instructive à cet égard.

C'est ainsi qu'un diapason qui vibre 256 fois par seconde produit dans l'air à i5 degrés, où la vitesse du son est de 341 mètres par seconde, des ondes dont la longueur est de i'",320, et un autre diapason qui vibre 384 fois par seconde engendre des ondes dont la longueur est seulement de 0^,889.

Le diapason normal (Zag) donne 435 vibrations complètes (allemandes) ou 870 (françaises) par seconde; tandis que ut^ présente 522 vibrations par seconde (i.o44fi*ançaises). Au moyen des deux quantités déterminées, la vitesse de propagation et le chifl*re de vibrations, on calcule aisément la période de chacun de ces sons, ainsi des autres.

La période sur le phonographe. — J'ai dit combien la

période est intéressante à étudier sur les graphiques du phonographe.

Grâce à la vitesse de rotation du rouleau de cire qu'on

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profil E d'après &ellé

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profil E (eu d'après Gellè

peut varier à volonté, on obtient des 1res visibles des vibrations périodiques ; 7^3, par exemple, donne naissance à 435 dessins de périodes caractérisées (Bœke, chelle, Gelléj.

Envisagée au point de vue de la hauteur est très nettement modifiée suivant [que le grave ; on saisit bien la différence entre le

tracés en creux

c'est ainsi que le

ondes et à 435

Kendrick, Mari

du ton, la période

son est aigu ou

la^ et le /oa^etc.;

non seulement à cause de la plus grande fréquence et de la diminution de longueur des périodes à mesure ([ue le son s'élève, mais par la manière même dont s'inscrivent les vibrations partielles composantes dans les deux phases du phénomène sonore périodique.

En étudiant sous ce rapport les périodes des sons-voyelles, les oppositions ressortent des plus manifestes. Autant les sons graves offrent des périodes allongées, étalées, autant les sons aigus donnent un dessin étroit et raccourci. (Les figures i, s*., 3, 4 de la planche I de Marichelle sont très démonstratives à cet égard.) — (V. fig. 17, 18.)

L'u/2 montre inscrites 7 périodes Ga ; tandis que ru/4 en a plus de 15,24 ; et le /«s, 12,7, dans le môme espace (un centimètre) avec une vitesse de rotation constante (o'",342 par seconde) du cylindre, c'est-à-dire dans le môme temps.

Les figures de Kendrick, moins claires, parlent le même langage, bien qu'obtenues par d'autres procédés (pi. I et II).

Sur les empreintes de sons graves, on trouve les deux phases de la période très marquées ; la première a ses vibrations partielles bien dessinées ; la deuxième est plate, ondulée, ses éléments sont peu distincts.

J'ai montré déjà les phases de la lettre A à propos de Tétude de l'intensité du son (fîg. 6).

Cette seconde phase devient rapidement peu visible ; et elle n'existe plus d'une façon appréciable dans les notes élevées.

Les graphiques de la gamme des sons sur lesquels on a prononcé la lettre A se succèdent graduellement plus courts, mais aux dépens plutôt de la deuxième phase de la période (fig. 5, 8, 12).

L'unité, que représente la période, change donc suivant la hauteur des sons ; si la sensation est très différente, il ne faut donc point s'étonner absolument, car le phénomène vibratoire ne se présente plus le même. Non seulement il est plus fréquent dans le même temps (vitesse de vibrations, cause reconnue de sons aigus), mais l'excitant lui-même s'est modifié ; sa forme a changé ; il doit donc produire un autre effet sur le système nerveux, car il représente un groupement nouveau, plus nombreux bien que plus tassé, et dont les phases sont altérées.

Dans l'idée de vitesse (source des tonalités), il entre l'idée de

l'excitant dp l'quie, vibrations sonores 87

temps ; la vitesse est le rapport entre l'espace parcouru et le temps employé à le parcourir ; le temps sert à mesurer le mouvement et, réciproquement, le mouvement, le temps.

Mais le temps peut-il être distingué de la chose, du son qui dure? Dire qu'un son élevé est un complexe de vibrations vite exécutées, vite disparues, c'est peu clair.

Le temps n'est qu'une forme de notre sensibilité ; si l'audition a lieu par la succession rapide d'une série de phénomènes, les vibrations, en réalité ce sont les niolécules vibrantes qui causent le son ; car le temps n'est qu'up rapport de succession.

Les éléments extrêmement réduits dans leur masse, agités de vibrations, se succèdent avec une grandp vitesse (MV), ce qui leur donne l'existence sonore ; sans cela, ils passeraient inaperçus. C'est dire que, grâce à la vitesse de leur mouvement oscillatoire et de leur succession môme, l'excilçition devient assez intense et dure suffisamment pour arriver à la conscience et faire une impression. t.a répétition rapide amène la continuité et la durée nécessaires à la pénétration , à la sommation.

Le mouvement fait donc ici d'un infime phénomène physique moléculaire une somme tangible, comme la pointe de feu qui devient un trait de feu par le mouvement vif qu'on lui imprime dans l'air.

Ainsi la vitesse multiplie l'effort, et la sensation du groupe delà période a lieu, grâce au synchronisme.

La sensation est d'autant plus aiguë que l'excitation est plus courte et plus répétée, que les éléments plus petits sont assemblés et dynamisés par une vitesse plus grande du mouvement périodique.

La vitesse remplace la masse (MV). Les expériences au moyen de la sirène montrent que le son s'élève suivant la rapidité avec laquelle tourne le disque et se succèdent les vibrations primaires.

« On peut observer à chaque station de chemin de fer, dit Tyndall (p. 83), un effet de ce genre extrêmement instructif au moment du passage d'un train de grande vitesse.

« Pendant qu'il approche, les ondes sonores émises par le sifflet sont virtuellement et équivalemment raccourcies, parce qu'il en arrive un plus grand nombre à l'oreille dans un temps

donné. Quand il s'éloigne, au contraire, les ondes sonores sont virtuellement ou équivalemment rendues plus longues. La conséquence de ce raccourcissement et de cet allongement est que, lorsque le train approche, le sifflet rend un son plus aigu, et lorsqu'il s'éloigqe, le sifflet rend jun son plus grave que quand le train est au repos. » (Expériences de Buys-Ballot et de Scott-Russel.)

Tracés des sons aigus. Chant. — La vitesse des vibrations, dans les voix de femmes chantées, altère facilement le timbre des sons ; on remarque que les vocalises sortent pures, mais les sons perdent vite leur valeur phonique, la diction est oubliée, les voyelles et consonnes disparaissent et les paroles de la romance deviennent peu compréhensibles (V. fig. 8 et 12).

L'examen des empreintes du rouleau fait constater un aspect tout particulier des tracés ; la plus grande partie de ceux-ci est absolument comparable aux graphiques des sons musicaux, des instruments de musique (violon, flûte, piston) (fig. 25, 26).

On voit que les types des périodes de la parole se destinent plus rarement et seulement dans les notes graves et dans les passages de faible intensité sonore.

Les périodes, réduites et régulièrement pendulaires, sont courtes, multiples, simples ; à première vue, on ne distingue pas les types, il faut les chercher, tl et I se reconnaissent volontiers mieux que A et 0, OU, etc. ; cependant celles-ci ne disparaissent pas partout ni totalement ; mais c'est la forme pendulaire du diapason qui prédomine.

La voix de femme étant d'une octave plus élevée que la voix d'homme, les périodes offrent, par le fait seul de la tonalité, une forme très tassée et courte, habituelle, mais que le chant accroît encore fortement (fig. 3, 4, 8, 25, 26).

Cette unification des types périodiques, ce retour à la forme du diapason, du piano, de la flûte, est extrêmement remarquable.

Le chant a précédé le langage articulé ; celui-ci est une différenciation plus nouvelle, ajoutée, un grand perfectionnement, certes; mais un travail cependant, que le chant tend à simplifier et à supprimer même, en cessant les mouvements articulatoires qui causent une diminution de la sonorité et se prêtent mal aux modulations et aux sons continus, filés, ainsi que je l'ai dit.

l'excitant de l'ouïe, vibrations sonores 89

M. Marage a observé au moyen de flammes que, dans les voix de soprano, les voyelles n'ont plus de flammes caractéristiques et qu'il n'y a aucune différence entre les vibrations

A^ la^}

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Modifications de la période (face ) par la hauteur èi ton

et profils daprés G«Ile

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A{UtjJ

FiG. 18.

du diapason et celles de la voix ; toutes sont égales et d'égales distances. L'auteur l'explique ainsi : ce sont les cordes vocales qui chantent, et l'appareil de résonance reste inerte. (Marage, Soc. franc, phy., 17 décembre 1897.)

Les graphiques du phonographe nous ont déjà montré ces

9o j/aupition et ses organes

modifications par rinlensité. La grande rapidité du débit des paroles nuit aussi à leur audition. La formation des tons exige la vitesse vibratoire, et leur hauteur augmente avec celle-ci ; de sorte que la propriété fusionnante de Touïe, si curieuse, est la condition même de Timmense clavier des soris aigus. Mais l'homme a créé le langage articulé, c'est-à-dire des signes vocaux conventionnels, produits par certaines adaptations du canal de résonance pharyngo-buccal, dont l'effet est la segmentation du courant sonore surtout, sa division en fragments sonores divers de tonalité, de timbre et d'intensité, ce qu'on appelle la syllabation ou l'articulation.

Or, avec la tendance à fusionner les vibrations rapides pour en faire des unités durables, massives, que l'oreille discerne dans la production des tonalités, il arrive forcément que, si le débit du langage articulé est trop rapide — et il l'est toujours trop pour un organe mal entendant, affaibli, lent à percevoir bien — la confusion régnera ; les syllabes ne seront plus distinctes, se mêleront ; et le soijrd n'entendra qu'un bruit confus, inintelligible.

Le graphique du phonographe i^ontre encore ici supérieurement qu'il est exagéré de conclure à la suppression totale du rôle du canal de résonance que le cburant sonore traverse.

Comme l'intensité des sons, la vitpsse produit les mômes modifications transitoires de la période, (N. Intensité^ fig.5, 7,11.)

Transformation des voyelles Tune en l'autre. — Quelques expériences phonographiques rendent évidentes cette actiyité du mouvement, cette diversité d'excitation et cette puissance de la vitesse pour organiser. En effet, il est possible, en accentuant celle-ci, de changer un son-voyelle en un aiulre. Le phénomène est des plus saillants et des plus démonstratifs, si l'on use d'un tracé bien net de rU,par exemple, qui se transforme peu à peu dans le son I par l'accroissement de la vitesse de rotation du rouleau (fig. 10, 22, 28).

U et I sont des voyelles fermées, c'est-à-dire peu sonores, formées au moyen d'un rétrécissement accusé du canal buccal ou bucco-labial, et dont les dessins phonographiques trahissent au surplus un air de famille ; à cet effet, les profils sont encore plus parlants.

On y voit que du fond du sillon s'élèvent de fines saillies linéaires plvis espacées pour U, plus ^rapprophées pour I ; ainsi

L EXCITANT DE L QUIE, VIBHATIONS SONORES gi

s'explique la possibilité de transmuer Tun en Tautrc, en augmentant la vitesse qui rapproche certainement les petites sail lies de U au point de les placer en position de celles qu'elles occupent naturellement dans la lettre I dans un temps donné,

Lahr {Mecl. am., 28, 94, 1886, et Refered to in the telephane, Ihe microphone and the phonoijrciph, by the count du Moncel (London, 1 884), et ''^^ Speaking téléphone and Talking phonographe by G.-B. Prescott; New-York, 1898) a pu faire entendre ce changement de timbre si curieux, en augmentant graduellement la vitesse rotative, au moyen du graphique de OU; il obtint d'abord un U, puis I.

On sait que les voyelles I, OU, U ont de grands liens de parenté, et nos dessins de profils rendent la chose manifeste. A cp propos encore,je trouve dans Marichelle qu'il a observé que O inscrit sur le phonographe peut, par l'accélération de la vitesse, donner E et môme l'E (p. 49). Je produis le môme efifet à chaque instanl au cours de mes exercices acoustiques pour E, I, U-

Ajoutons d'ores et déjà que, par la gradation des procédés d'ouverture et de fermeture du canal de résonance buccopharyngien, par des nuances insensibles, on peut créer successivement la série des sons-voyelles et consonnes, qui ne dift*èrent essentiellement que par l'étendue et le siège des points d'arrêt du courant sonore. Les phonogrammes montrent la suite A, É, I, dans A-I.

Ainsi, si l'oreille distingue bien un la^ d'un /«g, un w/3 d'un u/o, l'analyse des éléments primordiaux de la sensation acoustique fait voir des dissemblances très tranchées entre les groupes périodiques qui évoluent et frappent l'appareil de l'ouïe dans ces circonstances ; ainsi la vitesse de la succession des vibrations n'est pas le seul facteur de la différenciation.

Il est bon de rappeler que les sons se propagent de l'air à l'organe sensitif auriculaire au moyen de membranes absolument comparables, à tous égards, à la membrane du phonographe inscripteur ; la rotation du cylindre allonge assez la figure de l'élément périodique pour la rendre visible ; et c'est ainsi qu'elle facilite cette étude.

L'analyse des flammes manométriques, si intéressante cependant, ne donne pas de résultats aussi complets et ne peut pénétrer aussi loin dans cette recherche de la constitution des éléments phénoménaux d'où la sensation auditive tire son

origine. Le phonogramme, au reste, garde cette supériorité déjà signalée de permettre la reproduction du son à l'étude ; celui-ci est fixé ; on l'a sous les yeux ; il se prête à des recherches sérieuses et continues,; on a à sa disposition à la fois le phénomène sonore et le procédé qui le produit ; et l'on peut contrôler à chaque moment la netteté du son et la qualité du graphique.

Cette association de l'oreille et de l'œil, cette sensation sonore, fugace, qui a pris corps, la possibilité du contrôle enfin, expliquent l'importance que nous attachons au phonographe comme moyen d'étude de la sensation sonore (ij.

Nous ignorons encore, et sans doute on ignorera longtemps, la constitution de la période qui donne des sons aigus, et en quoi leur combinaison diffère de celle de la période des sons graves autrement que par le nombre des vibrations par seconde, ainsi que les instruments classiques ont permis de le démontrer; mais on est cependant frappé de cette concentration des éléments périodiques, qui coïncide avec une plus grande quantité d'éléments partiels dans les sons aigus. Aussi M. Marichelle (p. 48) est-il, à mon sens, autorisé à dire que la notion de timbre ne doit pas se séparer de la notion de hauteur; j'ai déjà dit mon avis à ce sujet, basé sur l'étude et l'interprétation des graphiques du phonographe ; il suffit de voir sur le rouleau de cire la même voyelle,' chantée sur une note de plus en plus élevée, donner un tracé de périodes de plus en plus étroites, pour être porté à conclure dans le même sens (fig. 5, 8, 17, 18). Le timbre des sons suraigus s'unifie ; les sons partiels sont éteints par la rapidité des vibrations.

On est ainsi conduit, par la lecture de ces dessins, à dire qu'il faut tenir compte, non seulement du nombre des condensations élémentaires composant la période, mais encore de la valeur relative de ces condensations au double point de vue de V intensité et de la durée.

En résumé, il faut savoir que les sons aigus n'offrent pas la

(1) M. Delbœuf n'a-t-il pas dit : « L'âme est un cahier de feuilles phonographiques. » C'est au phonographe qu'il faut penser pour, comme dit Guyau, trouver l'instrument délicat, réceptacle et moteur tout ensemble, qui peut être comparé au cerveau (Guyau, Genèse de Vidée de temps ^ p. 5i); et plus loin : «Le cerveau est un phonographe conscient » (p. 57).

même période que les graves, et que la différence est tout aus^'i nette à la vue du tracé qu'à Taudition du phonogramme.

C'est grâce à ces nuances que nous savons reconnaître les voix aiguës des enfants et des femmes, au prononcé de la même phrase ou du même nom ; cependant il est vrai de dire que beaucoup de ces nuances phoniques échappent encore à nos moyens d'investigation ; le tracé n'est pas toujours facile à lire, s'il est facile à entendre.

Depuis les expériences de Kœnig, on sait, du reste, que les mêmes sons partiels, s'ils présentent des différences de phases, ne procurent pas la même sensation auditive exactement.

Or, chaque voyelle, pour préciser, offre une forme typique, dont les variations sont nombreuses évidemment, mais qui reparaît dans le courant sonore dès que les causes de ces variations perdent de leur influence. Après une consonne explosive, un Ane se reconnaît souvent qu'après un certain nombre de tours du rouleau (fîg. 5, 20); et alors quelques tracés bien typiques apparaissent, qu'il faut savoir découvrir patiemment au milieu de tous les changements passagers imposés à la période par la formation de la syllabe, par les modifications d'intensité, de timbre, de hauteur, etc. C'est de là que le son sort avec son timbre particulier, A, É, I, O, U.

Analyse des tonalités par les flammes manométriques. — La hauteur des sons a été analysée au moyen des flammes manométriques de Kœnig, tout récemment par M. Marage.

Il a confirmé tous les faits avancés par Kœnig, le père de la méthode (fig. i5, 16).

Nous pouvons placer sous les yeux les planches de son travail qui ont rapport avec le sujet que nous traitons ( 1 ) ; elles montrent la complexité des phénomènes sonores et les variations bien évidentes des formes de vibrations des flammes suivant que le son est grave ou aigu. Mais, après avoir fait les compliments mérités à l'auteur de la méthode et à celui qui a publié les planches ci-jointes, nous ne pouvons que répéter ce qui a été dit plus haut : le tracé phonographique donne une épreuve plus fouillée, plus complète et plus rapprochée de la vérité.

(1) Nous remercions de nouveau M. Marage de la communication si gracieuse de ses belles planches.

94 L'AUnitlOX ET SES ORGANES

Dans la planche X on voit un fait précieux à enregistrer : c'est, dans la figure 5, la flamme modifiée par le changement de ton.

Le son OU donne des flammes d'un cachet spécial ; or, au moment où a lieu le passage du grave à l'aigu, on voit que la flamme s'atténue et disparaît presque ; puis le nombre des groupes de flammes augmente (ton aigu), mais la voyelle conserve toujours sa flamme caractéristique.

Le nombre des groupes augmente avec la hauteur du son ; ceci esta noter: I, U, OU sont caractérisés par une seule flamme; Éet O, par deux; A, par trois flammes (fig. i4).

Les premières sont plus nettes dans les sons aigus ; É se divise dans les graves; O et A varient peu. Pour Marage, cohimepour la plupart des auteurs, I, U, OU appartiennent au niéme groupe (p. 16) et ont pour vocable fa^ ; E et auraiehl le môme vocable si 63 ; et A, s/ 65 ; I, d'après Ilclmholtz, aurait ré^ pour vocable; OU, fa^ (Donders); O, si 63 pour Kœnig et Ilclmholtz. Cotnme tous les auteurs, M. Marage est embarrassé pour trouver le vocable de E ; E est aussi varié

qu'il est multiple de tonalités et de timbres (E, E, E, E, AI, etc.) (fig. i3, i4, i5, 16).

Sur la planche des flammes manomélriques de Kœnig, où il met en parallèle les images des flammes des voyelles et leurs fol-mes variées suivant la note qui leur a servi de vocable, on voit clairement que le nombre et la forme des découpures de ces flatnmes sensibles sont très remarquablement modifiées par la note que l'auteur met en marge du dessin de chacune d'elles.

Les figures des flammes manométriques de Kœnig, qui correspondent aux voyelles A, 0, OU (fig. 169, le Son^ Tyndall, p. 391)^ montrent combien elles sont modifiées suivant les tonalités.

A, 0, OU chantées sur les tons de w/^, sol^ et «/g» offrent des changements évidents dans le nombre et dans la forme des flammes correspondantes, suivant le vocable, sans qu'il existe aucun rapport entre eux. — On peut s'apercevoir également qu'elles n'ont aucun rapport entre elles, ni avec les tonalités, sinon la multiplicité des languettes évidemment croissante avec la hauteur des sons. Les voyelles A, O et OU ainsi dessinées, caractérisées, ont été chantées aussi par Marage sur trois notes UT, SOL et UT2;les figures diffèrent.

L^EXClTANt DE l'oIIIE, VIBRATtONS SONORES 95

Kœnig donne encore les images des timbres de ces voyelles, telles qu'elles résultent de la superposition de tous les sons harmoniques qui les composent ; je rappelle que Kœnig se servait d'une embouchure particulière dont Tinfluence va être démontrée tout à l'heure (fig. 16).

La hauteur de la vocable influe fortement sur la Constitution de la flamme; car cet expérimentateur a constaté qu'audessous de sols toutes les voyelles ont des groupes à une flamme ; entre si 63 et si 64 exclusivement, des groupés de deux ; et de s/64 à si ôe, des groupes de trois (I fait exception); il a Utie flamme avec re'g (p. 19).

Aussi Marage conclut à la multiplicité des vocables des sons-voyelles ; Kœnig, grâce à une embouchure en forme de cornet acoustique, a obtenu des groupes de flammes bien plus nombreux; OU a trois flammes ; É, quatre ;0, trois aussi; A en a quatre ; U, une seule; I et A, une principale flanquée de deux plus petites.

Marage, avec la baudruche, sans embouchure, n'a plus obtenu ces mêmes flammes ; son tracé est plus simple et obéit davantage à la tonalité du vocable, qui n'est pas absolument fixe d'ailleurs (fig. i5, 16).

Avec les flammes manométriques, Marage comme Helmholtz classe les voyelles ainsi :

Or, ce groupement doit être rapproché du classement physiologique, basé sur la localisation des rétrécissements des voies vocales qui est génératrice des sons, et classique (Withney, de Maycr, Beaunis, etc.).

Avec la méthode graphique pure, au moyen d'un dispositif qui permet de tracer les vibrations de la placfuc du graphophone, Marey a obtenu des graphiques intéressants à mettre en face des précédents : I, U et OU donnent une courbe sinusoïdale, qu'on peut mettre, dit-il, en parallèle avec une seule flamme ; E et donnent des tracés à deux périodes, et la courbe de A est manifestement formée de trois parties.

Il y a donc, ajoute Marage, auquel j'emprunte ces notions, complète concordance entre la méthode graphique et la méthode de Kœnig ; les tons différents offrent des traits distincts.

L'abbé Rousselol, d'autre part, a étudié expérimentalement, au moyen d'appareils enregistreurs et inscripteurs, les sons de la parole et les mouvements complexes de la langue, du voile, du larynx, du thorax, etc., qui les forment; comme Rosapelly l'a déjà fait du reste. Cet observateur constate les variations innombrables, individuelles et journalières dans les sons des mots prononcés, suivant l'accent, l'émotion^ la place du mot dans la phrase, suivant qu'il est dit isolément; les nuances observées sont infinies pour une même lettre ou une même syllabe, etc., ainsi que le montrent si bien les expériences phonographiques. Au reste, ces recherches continuent et sont pleines d'intérêt au point de vue des études de linguistique, de la formation des patois, de la formation des mots, des langues et de leurs modifications phoniques.

En définitive, un fait général se dégage de ces études faites dans des directions et par des moyens différents ; c'est la diversité des sons qui correspondent à chacune de nos lettres, des syllabes, etc., et leur instabilité chez le même individu, même dans la suite du discours, sous les influences les plus variées et surtout par celle des tonalités.

Ces résultats expérimentaux sont en effet fort remarquables, et leur similitude et leur unanimité sont faites pour entraîner la conviction (1).

I V. — Le timbre

Origines de cette sensation. — Un choc, deux, plusieurs chocs jusqu'à seize par seconde, se succédant, ne provoqiient qu'une série discontinue de sensations de bruits; au-dessus,

(1) Je n'ai pu me procurer les graphiques exécutés par les résonnateurs et les flammes par William Hallock of Golumbia Collège (V. Plattaul), ni les tracés obtenus par un procédé analogue à celui de Marey par Hermann, et par Bœke.

l'excitant de l'ouïe, vibrations sonores 97

peu à peu les sons s'assemblent et un son continu prend naissance ; s'il est périodique, voilà un son musical.

Mais un son simple (fîg. 3) pendulaire est un produit artificiel, de laboratoire (le diapason donne un son simple) ; tous les sons de la nature sont complexes et formés d'une foule de vibrations associées périodiques. On peut bien, au moyen de la sirène, obtenir un phénomène sonore que l'on fait varier à volonté, uniquement au point de vue de la hauteur, mais en ajoutant des vibrations et en multipliant la vitesse du mouvement vibratoire.

Dans le milieu extérieur, en plus de l'intensité et de la hauteur, les sons se différencient encore nettement par d'autres qualités bien typiques, frappantes, car, grâce à elles, il est possible presque toujours de reconnaître le corps qui est la source du son.

Le son est un groupe complexe de vibrations inégales, périodiques cependant, nées des multiples ébranlements des molécules de la masse des corps, et qui ont des rapports intimes, par suite, avec la cohésion, avec l'élasticité propre du corps sonore, avec sa constitution, sa forme et sa nature même.

C'est ainsi que le son du fer que l'on frappe est différent si la moindre fissure divise le métal ; qu'un verre, un vase, sonnent faux s'ils sont ébréchés ou fêlés. Dans mon pays de potiers, l'ouvrier dit de ce vase qu'il est « étoné », c'est-à-dire qu'il détone au choc qui le sonde avant l'envoi au client.

Cette qualité, c'est ce qu'on nomme le timbre, qui naît de la complexité même du son, en dehors de sa tonalité, de son intensité et de sa durée ; ainsi que je viens de le dire, le timbre est tellement lié à la constitution du corps sonore, à la matière elle-même, qu'il en est devenu la caractéristique. C'est ainsi que l'oreille instruite reconnaît le son d'un violon, d'un alto, d'un piano, d'une flûte, de la voix d'une personne, etc., etc., grâce à cette sensation particulière à l'objet qui a fourai le son perçu.

Dans tout phénomène sonore il y a coexistence d'une foule de vibrations; des notes plus élevées se mêlent en grand nombre aux notes fondamentales ; et c'est cette coordination de sons partiels, harmoniques, avec le son fondamental, qui cause la sensation du timbre.

Gellé. 7

î)8 l'audition et ses organes

Par celle-ci tous les corps et tous les instruments employés à produire des sons musicaux sont reconnaissables pour l'oreille, parce qu'ils émettent, outre leur note fondamentale, des sons plus élevés dus à des ordres de vibrations plus rapides (hypertons des Allemands, harmoniques).

Le mot qui, dans la langue allemande, signifie le timbre veut dire « couleur du son ». Tyndall regrette que la langue anglaise n'ait pas son équivalent. Th. Young, parlant des qualités du son, nomme sa couleur ou timbre ; d'Alcmbert appelle cette qualité de la sensation, qui l'individualise, le coloris du son.

Ainsi plusieurs corps peuvent être animés de vibrations isochrones et aussi intenses et dissemblables cependant; Vut du violon, celui de la flûte ou du hautbois ne sauraient être confondus.

C'est par le timbre qu'ils sont alors reconnaissables et différenciés par un caractère autre que la hauteur et l'intensité. La période qui est le signe du timbre est plus nombreuse et plus compliquée.

L'adjonction au ton fondamental de vibrations élémentaires faibles, qui se fondent avec lui, modifie la période en formant un groupement nouveau, et change ainsi le mode de l'excitation acoustique.

Il en résulte que les sensations qui paraissent, à première vue, des phénomènes simples, sont au contraire très complexes. Taine et A. Spencer, s'appuyant sur les expériences d'Helmholtz, se sont attachés à mettre en lumière ce caractère de la sensation et à en montrer les facteurs multiples (i).

Tout vibre, les vibrations périodiques s'associent les vibrations voisines; de cette coopération naît une sensation composite, celle du timbre.

La sensation auditive se prêtait davantage à cette étude analytique et c'est surtout sur son domaine que la démonstration est possible. On sait depuis longtemps que le timbre d'un son est dû à la coordination synchrone de sons accessoires, plus aigus et plus faibles. Les travaux d'Helmholtz prouvent

(i) Taine, De V intelligence, t. I, titre III, ch. i et lî; Paris, Hachette* Spencer, Principes de psychologie, 1. 1 et II, ch. i; Paris, F. Alcan*

l'excitant de l'ôuie, vibrations sonores 99

qu'un son musical qui paraît simple est aussi un complexe ; il est fait de sensations plus simples agglomérées, coordonnées et fondues en une seule. C'est toute la théorie du timbre.

Nous avons déjà montré, par l'analyse des phonogrammes, cette complexité de la période des sons-voyelles que nous avons choisis à dessein, puisque l'audition de la parole nous importe plus qu'aucune autre. Entrons dans quelques détails.

Comment s'opère cette fusion magique des éléments partiels composant le son unique qui présente cette qualité, « le timbre »?

C'est une association harmonique de mouvements vibratoires divers; et le lien est la loi acoustique qui préside aux rapports des vibrations sonores les plus simples.

On a pu voir par l'étude des vibrations des cordes, dans les splendides expériences de Tyndall, par exemple, au moyen de cordes rendues lumineuses, que non seulement la corde ondule et vibre en son entier donnant le son fondamental, non seulement dans ses moitiés, dans ses divisions sensibles, mais dans toutes ses parties, produisant une armée de mouvements plus petits, dit le professeur anglais.

Sauveur, avec des chevalets de papier posés sur les nœuds et les ventres de la corde en vibration, avait d'autre part rendu constatable l'existence concomitante d'ébranlements périodiques partiels et multiples; on a trouvé qu'ils sont avec le premier dans un rapport simple, de i, 2, 3, 4, etc.

Ces tons naissent des vibrations de segments aliquoles en lesquels se partage la corde sous certaines influences. Ces sons secondaires sont les harmoniques, nés de vibrations partielles, qui s'associent et se fondent dans le ton général, pour le colorer; d'où cette sensation nouvelle, le timbre.

C'est le synchronisme qui groupe ces vibrations multiples en périodes.

On aeu pendant longtemps des idées assez vagues sur les causes de la formation du timbre.

En 1775, dansY Encyclopédie (article « Son ») Rousseau écrivait : « Quant à la différence qui se trouve encore entre les sons par la qualité du timbre, il est évident qu'elle ne tient ni au degré de gravité, ni même à celui de force. Un hautbois aura beau se mettre à l'unisson d'une flûte, il aura beau radoucir le son au même degré, le son de la flûte aura toujours

je ne sais quoi de doux et de moelleux, celui du hautbois je ne sais quoi de sec et d'aigre, qui empêchera qu'on puisse jamais les confondre. Que devons-nous dire des différents timbres des voix de même force et de môme portée ? Chacun est juge de la variété prodigieuse qui s'y trouve.

« Cependant, personne, que je sache, n'a encore examiné cette partie qui peut-ôtre, aussi bien que les autres, se trouvera avoir des difficultés ; car la qualité du timbre ne peut dépendre ni du nombre des vibrations qui font le degré du grave à l'aigu, ni de la grandeur ou de la force de ces mêmes vibrations, qui fait le degré du fort au faible. Il faudra donc trouver dans les corps sonores une troisième modification différente de ces deux, pour expliquer cette dernière propriété, ce qui ne me paraît pas une chose trop aisée. »

En 1793, un officier, Suremain-Misscry, dans un opuscule lu à l'Académie des sciences de Dijon, rappela que Monge avait conçu, sinon la théorie du timbre, telle que Helmholtz Ta expérimentalement si bien établie, du moins le principe sur lequel repose sa théorie. Voici le texte (cité par Guillemin, le Son^ p. 226) : « J'ai ouï dire à M. Monge de l'Académie des sciences que ce qui déterminait tel ou tel timbre, ce ne devait être que tel ou tel ordre, et tel ou tel nombre de vibrations des aliquotes de la corde qui produit un son de ce timbre-là ; il ajoutait que, si l'on pouvait parvenir à supprimer les vibrations aliquotes, toutes les cordes sonores, de quelques différentes matières qu'elles fussent, auraient sûrement le même timbre. »

En 1817, Biot, élève de Monge à l'École polytechnique sans doute, disait dans son Précis élémentaire de physique expérimentale: « Tous les corps vibrants font entendre à la fois, outre leurs sons fondamentaux, une série infinie de sons d'une intensité graduellement décroissante. Ce phénomène est pareil à celui des sons harmoniques des cordes, mais la loi de la série des harmoniques est différente pour les différentes formes de corps. Ne serait-ce pas cette différence qui produirait le caractère particulier du son produit par chaque forme de corps, ce qu'on appelle le timbre ; et qui fait, par exemple, que le son d'une corde et celui d'un vase ne produisent pas en nous la même sensation ?

« Ne serait-ce pas la dégradation d'intensité des harmo-

l'excitant de l'ouïe, vibrations sonores lOl

niques de chaque série, qui nous y ferait trouver agréables des accords que nous ne supporterions pas s'ils étaient produits par des sons égaux ; et le timbre particulier de chaque substance, de bois et du métal, par exemple, ne viendrait-il pas de l'excès d'intensité donné à tel ou tel harmonique ? »

Cette idée que la cause du timbre est dans la concomitance de sons faibles accompagnant le son principal a donc été émise et développée par Monge et par Biot, bien avant les travaux d'Helmholtz (1874).

Il est à ce propos très intéressant de trouver, avec Guillemin qui le cite tout au long, dans le Traité de physique de Daguin (première édition, i8i5), le passage suivant bien suggestif : « Le timbre peut être dû encore à la manière dont varie la vitesse des parties du corps vibrant, pendant qu'il parcourt l'amplitude de chaque vibration.

Dans les instruments de musique, le timbre est dû le plus souvent à des sons faibles qui accompagnent celui que l'on cherche à produire seul ; tantôt ces sons concomitants proviennent des parties vibrantes elles-mêmes, qui font ainsi entendre quelques sons à la fois ; d'autres fois le corps vibrant transmet ces vibrations aux autres parties de l'instrument

« Les courbes qui représentent les ondes sonores peuvent être de forme variable, et l'onde dilatante peut être différente de ronde condensante ; il peut même se faire qu'il y ait des interruptions entre les ondes successives. » La lecture des phonogrammes montre réalisée cette opinion que je souligne à dessein .dans cette citation.

La réalité de ces hypothèses a été démontrée par les belles expériences d'Helmholtz : c'est là, dit Guillemin, le mérite de celui-ci.

Magendie (Précis de physique^ i833, t. II, p. 127) dit expressément : « Le timbre dépend delà nature du corps sonore ains que du plus ou moins grand nombre d'harmoniques, qui se produisent en même temps que le ton principal. » Dès 1823, Savart et Seebeck avaient démontré, dans leurs recherches sur les membranes sensibles, leur existence dans les masses d'air mises en vibration.

Helmholtz dit que Rameau, dans ses études sur la voix humaine, aurait énoncé les mêmes idées. (Rameau, Eléments de musique ; Lyon^ 1762. Helmholtz, /oc. cz7. ) En 1864, Ga-

lOÎ? L AUDITION Et SES ORGANES

varret, dans l'article « Acoustique » du Dictionnaire de médecine (1864, p. 625), pouvait encore écrire ceci: « Les véritables causes des variations de timbre ne sont pas encore connues. »

Cependant la sensation elle-même était différenciée depuis bien longtemps ; et les constructeurs d'orgues, entre autres, savaient donner du corps, du velouté, un timbre particulier à un son, en associant au tuyau qui donne le ton fondamental une série particulière de tuyaux émettant des sons plus légers (jeu de fourniture), qui se combinaient et se fondaient dans la sensation générale et lui donnaient la qualité recherchée, le timbre, c'est-à-dire du corps, de l'éclat, sans cependant altérer la hauteur du son.

En 1874, Helmholtz d'Heidelberg, dans sa Théorie physiologique de la musique^ a complètement renouvelé le sujet, et a proposé et démontré sa théorie de la formation du timbre, devenue classique ; et la genèse de ce phénomène est ainsi sortie du domaine de l'hypothèse et scientifiquement expliquée.

Au moyen d'expériences nombreuses sur les cordes, sur les diapasons, on montre en acoustique physique la grande influence que les vibrations d'ordre supérieur, ou les sons harmoniques (ici harmonique ne veut point dire accord, car il y a parfois dissonance), exercent sur la qualité du son.

On peut isoler ces tons harmoniques, ces sons partiels et les produire seuls. On remarque alors que le timbre du son change. En effet, c'est tantôt l'octave du son fondamental, tantôt la quinte, la tierce, etc., etc., qui résonnent suivant la longueur de la corde qui est mise en vibration, quand le son fondamental s'évanouit.

Une des conséquences de la connaissance de la formation du timbre, tel que les tracés phonographiques permettent de l'étudier, c'est que l'origine de leurs différences est dans la complexité même des éléments sonores ; la sensation du timbre est en rapport exact et étroit avec le nombre et la nature des vibrations élémentaires dont l'addition forme la période typique. (Gellé, Bull. Soc. biol., novembre 1898, et Irib. méd., De la constitution de la période.)

Nous avons vu que l'oreille distingue nettement les plus légères modifications de ces éléments moléculaires, additions, changement d'intensité (constatables sur les graphiques) ; ce

l'excitant de l'ouïe, vibrations sonores io3

mécanisme de la formation des timbre», ou sons composés, nous indique logiquement comment doit s'opérer la soustraction, au contraire, des éléments constitutifs de la sensation, qui amène la surdité.

11 est probable que la perte de l'audition doit suivre la progression en sens inverse, c'est-à-dire que le nombre des sons additionnels, qui donnent du corps au fondamental, et constituent la sensation du timbre, ainsi que nous l'avons expliqué, et qui possèdent peu d'intensité, doit diminuer peu à peu par les progrès du mal ; il advient un moment où le son fondamental, lequel est faible et sourd, reste dépouillé de ses tonalités de soutien, seul, nu, peu sonore, et susceptible de disparaître à son tour fatalement de la conscience. C'est ainsi, par portions, élément par élément, que l'audition se perd, et que le silence se fait dans le sens de l'ouïe, que la reconnaissance, la mémoire des mots, des sons- voyelles, etc., s'éteignent avec le temps et par l'absence d'exercice.

Sons inharmoniques ; timbres désagréables. — Remarquons que les tons plus élevés (les harmoniques sont toujours plus élevés de ton que le son fondamental, puisqu'ils sont fournis parles parties ou divisibns du corps sonore [corde, etc.], celuici résultant de l'ébranlement de la totalité du corps sonore), qui deviennent si clairs et si pleins après l'extinction de la note fondamentale, se mêlaient et se fondaient en quelque sorte avec elle pendant qu'elle résonnait : c'est en effet le ton fondamental qui détermine la hauteur et la force des hypertons.

Il peut sembler étrange, dit Tyndall, que des sons si énergiques, si distincts, quand ils sonnent seuls, soient tellement effacés, absorbés par le son fondamental, que l'oreille exercée d'un musicien soit impuissante à les séparer les uns des autres.

Mais Helmholtz montre d'une façon positive que cette impuissance de notre sensibilité tient au défaut d'éducation, de pratique et d'attention.

Avec l'attention, il est certains effets de ces sons accessoires qui frappent l'oreille et les signalent, quand on sait d'avance quels phénomènes on doit s'attendre à percevoir. C'est ainsi que, sans artifice, on peut entendre, suivant le savant physicien, les bruits de râpe, de grincement, de frottement qui

io4 l'audition et ses organes

accompagnent les sons des violons et autres instruments.

Les cordes vibrantes, les sons des tuyaux sonores, ceux de la voix humaine, sont riches en harmoniques; mais il existe aussi des sons partiels discordants et désagréables.

Entre tous les sons partiels ce sont ceux de la voix humaine qu'il est, en général, plus difficile d'isoler et de distinguer,

Les voyelles, ainsi que Helmholtz et Kœnig l'ont démontré, sont des harmoniques, dont l'intensité est grossie et exagérée par la résonance de la cavité buccale.

Les sons dépourvus d'harmoniques sont plats et sourds, et, si les sons partiels sont inharmoniqùes, les timbres sont divers mais non musicaux. Helmholtz a signalé l'existence de sons légers, de bruits de frôlement, de râpement, qui accompagnent l'attaque des instruments à corde, à vent, à anche ; et Donders avait montré que des bruits semblables se forment lors de l'émission de la voix, suivant la façon de parler et surtout pour ri, ru, l'OU, le J allemand, le W anglais et pour B, D, GU, T, P, K. Ces tons inharmoniques désagréables parfois sont très pénétrants et facilitent l'audition.

J'insisterai sur l'action particulièrement excitante de ces sons partiels, qui sont certainement susceptibles d'une utilisation sérieuse dans l'éducation des sourds.

Les résonnateurs, au moyen desquels Helmholtz a étudié et rendu manifestes les composants du son, n'ont pas à être décrits ici ; on sait que, dès qu'un son semblable à celui de ce résonnateur (sphère creuse, béante en dehors et qu'on adapte à l'oreille par l'ouverture opposée saillante) est produit dans le miheu aérien, il vibre et augmente l'intensité du son ; et tout autre ton, que celui pour lequel le résonnateur est accordé, disparaît. Cette sélection artificielle permet donc d'étudier les sons partiels à volonté et de les noter en hauteur et en intensité.

Le résultat des recherches de Helmholtz est celui-ci :

« La généralité des instruments de musique produisent des tons accompagnés de sons harmoniques ; et ceux-ci sont différents en nombre et en force suivant les divers instruments ; ce qui explique leurs timbres particuliers. »

Pour les mêmes raisons, les timbres vocaux, les sonsvoyelles offrent une variété extrême, soit chez les personnes différentes, soit chez la même personne à des moments divers.

s l'excitant de l'ouïe, vibrations sonores io5

Grâce à ces additions, il se produit donc une forme toute nouvelle de la période, qui doit faire sur notre oreille une impression particulière et totalement différente.

La figure théorique de Tonde sonore modifiée par les tons partiels, que Ton trouve dans tous les livres classiques (Helmholtz, Bemstein), montre combien la forme de Tonde résultante est changée par ces annexions d'éléments vibratoires, d'ébranlements nouveaux moléculaires. On rend ainsi sensible le pourquoi des sensations acoustiques de timbres différents suivant le nombre, la qualité et la force des sons surajoutés et associés au fondamental ; là ou l'excitant change, la sensation ne saurait être la même.

A ce propos, Bonnier [loc, cit,^ Fonction, t. III) émet la critique suivante, que l'étude de nos tracés phonographiques nous autorise à trouver fort juste : « Les différences de phase, d'après Helmholtz (i), font varier la forme de l'ébranlement, mais n'altèrent pas le timbre, c'est-à-dire la sensation complexe qui résulte de la composition de la courbe ondulatoire. Il est difficile d'ad^nettre que la différence de phase n'altère pas plus ou moins l'intensité et la forme de l'ébranlement. Cette opinion est incompatible avec sa théorie (de Helmholtz) et la nôtre. L'intensité et le timbre sont sous la dépendance des différences de phases et des interférences. »

Nos graphiques viennent à Tappui de cette opinion.

Chaque instrument de musique et chaque voix sont d'ailleurs représentés par des courbes spéciales caractéristiques de leur timbre, dont la description et l'analyse sont la matière de l'acoustique physique ; mais cela nous entraînerait au delà des limites de ce travail (fig.25^.

Concluons avec Helmholtz que le timbre est dû à la forme de Tonde sonore ; or, cette forme résulte de la coordination des périodes et de leurs éléments composants.

Le timbre étudié snr les phonogrammes. — Dans la lecture des graphiques du phonographe, j'ai déjà dit qu'on pouvait

(i) Cet auteur dit ceci : « L'oreille ne distingue donc pas les diverses formes des vibrations, elle subdivise plutôt, d'après une loi déterminée, les formes d'ondes en éléments plus simples, qu'elle perçoit isolément, comme son harmonique. L'oreille ne considère comme timbres différents que les différentes combinaisons de ces sensations simples » (page i64).

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voir tout cela ; oi la démonstration est fournie avec évidence de l'importance et de l'activité des éléments de la période. Le phonogramme, c'est le phénomène sonore lui-même,

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dont la période a été fixée, saisie, pour ainsi dire cristallisée, et de plus susceptible de renaître par la puissance du mouvement, à la volonté de l'observateur ; lequel peut alors voir la forme type du timbre et en éprouver la sensation.

Nous pouvons à ce propos rappeler que déjà, dans le précédent chapitre, analysant la nature de la sensation de tonalité.

l'excit.\kt de l'ouïe, vibrations sonores 107

nous étions arrivés, d'après l'analyse des phonogrammes, à conclure que la période du son aigu dilTère de forme et de nature de celle du son grave, au point d'être parfois méconnaissable dans un son identique au point de vue phonique et alphabétique (A, par exemple). L'analyse de la formation du timbre amène à de pareilles conclusions : tout changement de timbre coïncide avec une différence de forme de la période (V. Cg. 9, 10, 12* comparer les tracés de piano, violon, flûte, piston, hautbois); la période se complique du violon au hautbois (anche) et rappelle celles de la voie chantée de femme (fig. 25, 26).

L'oreille perçoit donc toutes ces différences qui ne tiennent qu'à l'adjonction de certaines condensations et raréfactions moléculaires, et à leur coordination suivant les lois de l'acoustique.

L'influence des infiniment petits éléments réunis par l'association, et entraînés par un mouvement synergique, isochrone, qui constitue la périodicité, a donc une puissance de premier ordre, et domine la genèse de nos sensations auditives. La démonstration en a été donnée par Helmholtz, partant d'un son simple pour arriver à former un timbre, par l'addition des harmoniques nécessaires ; et Kœnig, par la même méthode, est arrivé à reconstituer le son-voyelle et à le reproduire.

Influence de la consonne sur le timbre de la voyelle d'après les phonogrammes. — Dans le langage articulé cette adjonction de vibrations nouvelles au son-voyelle est le fait de la consonne. Les tracés phonographiques mettent en évidence ce mode d'influence de la consonne sur la voyelle dans la syllabation.

En étudiant ces modifications sur une période d'un type bien distinct, on voit celle-ci à ce moment, et suivant l'élément ajouté, subir une déformation partielle simple, parfois unique, limitée à la dernière vibration partielle de son groupe par exemple, soit à celle du début de cette unité typique.

Les figures semblent plus creuses, plus marquées, mieux dessinées en ces points et cette simple modification de forme, en rapport avec un accroissement d'intensité habituellement, prépare la venue du son syllabique et en est la première et initiale indication sur le phonogramme. Souvent la déformation s'étend à plusieurs périodes, souvent à toutes les vibrations de celles-ci.

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En voici quelques exemples :

La figure 19 est un tracé (schéma) du son-voyelle EU modifié par Tintervention très caractérisée de la consonne vibrante R

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FiG. 20. — Graphique schémalique des mots «le chalet».

le est un son bas et sans éclat, cha est explosif; à quelques périodes courtes bien marquées succèdent des empreintes séparées et resserrées, puis des hachures courtes; enfin l'a complet reparaît, quand l'intensité diminue. — Un silence, vide du sillon, indique la consonne /, qui coupe le courant; puis, peu à peu é se montre, de mieux en mieux écrit et distinct. — Les profils dessinent les oscillations du fond du sillon pour / (profil i), pour A (profil 2, 3,) et pour è (profil 4)-

On remarque tout d'abord les empreintes de EU régulières; puis, plus loin, déjà altérées dans quelques périodes et enfin segmentées par les vibrations de R, et séparées par quelques sons partiels de la vibrante par excellence.

Autre exemple, dans l'È de Chalet (fig. 20) et aussi pour A de Bar (fig. 21). De môme (fig. 11), dans Ca.

Dans la figure 19, on voit la voyelle U du mot « du » très floue, très peu distincte ; et au-dessous dans Duc, la même voyelle affirmée par des empreintes plus creuses, plus nettes, grâce à une intensité de voix plus grande et relevée surtout par la consonne légèrement explosive D du début ; mais de

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FiG. 21. — A, doux, bas.

plus par le C final très énergique. On voit nettement là Tinfluence de la consonne sur la période.

Nous allons bientôt, dans Tétude des sons de la parole, exposer et analyser à fond ces modifications de la voyelle par la consonne, si utiles à connaître pour comprendre l'audition et les différences de sonorité.

Le phonographe fournit tous les éléments de ces analyses du timbre ; et l'étude des voyelles et de leurs timbres par ce procédé graphique est des plus intéressantes et des plus

iio l'audition et ses organes

fécondes pour éclairer ces recherches sur la nature et les qualités des sons qui causent la diversité des sensations.

Le timbre étudié au moyen des flammes manométriques. — Les flammes manométriques servent également pour la démonstration des origines du timbre. Comparez les résultats des opérations de Kœnig à celles toutes récentes de M. le D*^ Marage ; j ai signalé plus haut, à propos des tonalités, la différence entre les groupements typiques des flammes dessinées par les deux observateurs (fig. 17, 18).

Or, une grande partie de ces diflerences ne tient qu'à ceci : M. Kœnig, pour expérimenter l'action des sons-voyelles sur les flammes, se servait d'une embouchure en forme de cornet^ et M. Marage s'en est abstenu. Le timbre en effet est intimement lié à la forme de V ébranlement initial des ondes aériennes ; il est clair que le mode d'ébranlement initial par le procédé du cornet diffère de celui dans lequel l'action du son sur la membrane sensible est directe. *

Le cornet ajoute quelque chose ; car il vibre aussi et complique le dessin ; et les découpures de la flamme sensible rendent la modification manifeste (pi. Vet XI de l'Atlas de Marage).

De plus, on sait que le timbre trahit la nature du corps vibrant; on ne sera pas étonné que les parties métalliques ajoutées par l'un des expérimentateurs aient modifié les conditions de l'expérience et ses résultats par suite.

Si l'on remplace, dans ces expériences de flammes manométriques, l'embouchure de Kœnig par un des résonnateurs de Helmholtz, on constate que ce moteur initial des ébranlements périodiques influence à son tour tout particulièrement la flamme sensible. Pour I, d'après Helmholtz, le résonnateur correspond au ré^ ; pour l'OU, d'après Donders, au fa-^ ; pour E, au si^^ ; pour 0, au si^\^\ pour A, au s/^4 (d'après Kœnig et Helmholtz).

Or, on s'aperçoit vite que la flamme caractéristique de chaque voyelle est ainsi plus marquée, à l'exception de É dont les timbres sont multiples, on le sait.

Le résonnateur a une action décisive, comme on voit, sur la formation des sons, et par suite sur la sensibilité des flammes voyelles (fig. i5, 16, et pi. V, VI, Vil et Vlll, Marage).

Le vocable est la note qui donne au groupe de flammes

l'excitant de l'ouïe, vibrations sonores ni

caractéristiques la plus grande netteté. Celle-ci s'obtient avec le résonnateur accordé, mais pas exclusivement avec lui ; une voyelle peut avoir plusieurs vocables, ce sont les conclusions mômes du travail du D' Marage.

Je ne voudrais pas m'étendre trop sur ce sujet ; cependant, je dois signaler à ce propos les curieuses différences qu'offrent les graphiques du phonographe, suivant qu'on y a inscrit les sons d'un instrument à corde ou d'un instrument à anche, comme le hautbois, par exemple, comparé au violon : autant celui-ci a un tracé simple, autant l'autre est composé. Fait très intéressant, les tracés des périodes complexes du hautbois se rapprochent de ceux de A, O, et par places même sont identiques. L'influence de l'embouchure (la consonne n'est-elle pas aussi une nouvelle embouchure) se trahit par cet air de famille très évident des sons nés d'une anche (fig. 25, 26).

Les tonalités aiguës, d'autre part, ont toujours de grandes ressemblances ; de môme les forte rapprochent les sons des instruments de musique de ceux de la voix humaine dans le chant, des femmes surtout (violon, piano). Les sons élevés de la flûte donnent des tracés absolument comparables à ceux de I et deÉ, et souyent impossibles à diff'érencier, sinon par leur trop grande régularité; les tracés du clairon se rapprochent fréquemment de et de A ; mais ceux du hautbois sont incomparablement plus proches des formes ordinaires des sons- voyelles A, O, OU, et seraient faciles à confondre avec leurs graphiques.

Timbres des sons-voyelles, résonnateur buccal. — Cette influence du résonnateur apparaît au maximum dans la phonation. Car toute la cavité pharyngo-buccale joue le rôle de résonnateur vis-à-vis des sons vocaux, issus du larynx.

Mais ce résonnateur vivant est flexible, mobile, se tend et se détend, s'allonge et se raccourcit, s'ouvre et grandit, se ferme ou se rapetisse, pour l'articulation dont le travail opère les multiples modifications nécessaires à la prononciation de la parole.

J'ajoute (jue c'est voir seulement une partie de l'action du canal pharyngo-buccal dans la syllabation et la phonation articulée, car il y a à la fois changement dans l'organe au point de vue de sa résonance et au point de vue de l'embouchure annexée, nouvelle, formée par la striclure des voies aériennes, que le courant vocal traverse, et qu'elle modifie.

et dynamogénise bientôt dans un sens particulier (action de la consonne sur la voyelle), après l'avoir suspendu momentanément (V. fig. lo, 20, 21, 22, 28 : silence).

Capacité et ouverture du résonnateur buccal, tels sont les éléments dont les variations forment les sons caractéristiques des voyelles et des consonnes entre lesquelles il n'existe que des nuances de degrés dans le mécanisme de la formation, ainsi que cela a été dit. Helmholtz a classé les voyelles d'après les dispositions de la cavité de résonnance qui servent à les faire naître.

Ce sont :