CHAPITRE PREMIER L'ÉBRANLEMENT

La physiologie comparée et la physiogénie de l'oreille nous montrent que toutes les adaptations organiques que l'on peut considérer comme ayant la signiûcation d'oreilles, de bas en haut de la série animale, sont faites pour réagir aux ébranlements, c'est-à-dire aux variations rapides et plus ou moins périodiques de pression, du milieu fluide extérieur. Nous parlerons donc de l'ébranlement considéré comme variation de pression, et nous ne toucherons aux définitions habituelles du son, du bruit, que pour montrer les confusions au milieu desquelles on aborde en général l'étude de l'audition.

Le soriy tous les auteurs le reconnaissent, n'est pas un phénomène extérieur à nous, c'est une sensation provoquée en nous par la pénétration de l'ébranlement venu du dehors et amené jusqu'à nos papilles du fond de Toreille, sensibles à un certain mode d'irritation. Il est donc tout à fait inutile et troublant de parler, comme le font les auteurs après ces réserves

BOKKIER. I

1 L^UDITION

préalables, de la circulation, de la propagation du son dans Pair et de sa transmission par les milieux auriculaires.

Il ne servira pas davantage à la lucidité d'un exposé dogmatique de distinguer le son du bruits en tant que phénomènes extérieure, de phénomènes physiques, puisqu'ils ne sont extérieurs ni l'un ni l'autre et qu'ils sont d'ordre physiologique et psychique. Ce sont deux sensations diverses correspondant à des formes différentes d'un seul phénomène physique, V ébranlement.

On distingue en général le son du bruit par la simplicité et la régularité de l'ébranlement dans le premier, par la complexité et l'irrégularité de l'ébranlement dans le second. Cette distinction a sa raison d'être, mais elle est mal présentée de cette façon. Le phénomène extérieur, l'ébranlement, i:)énétrant à travers les milieux suspendus et inertes de l'oreille jusqu'à la périphérie de notre appareil nerveux, y laisse des empreintes sensorielles extrêmement variées, les unes simples, les autres plus ou moins complexes. Nous nous bornerons à admettre pour le moment que pour laisser des empreintes diverses sur un même organe, ce phénomène d'ébranlement doit se manifester sous des formes diverses, elles aussi simples ou complexes. Plus l'empreinte est simple, plus nous sommes habitués à donner le nom de son à la sensation qu'elle éveille en nous; plus l'empreinte affecte de complexité, plus la sensation répond à ce que nous appelons bruitrCe&l donc la simplicité ou la complexité de la forme du phénomène qui éveille en nous la sensation de son ou celle de bruit.

l'ébranlement

Quand on dit dans les traités classiques que le son, pour employer la manière habituelle de parler, a trois qualités, son intensité ^ sa hauteur ^ et son timbre , on devrait également dire que le bruit possède lui aussi ces trois qualités, car il y a des bruits forts ou faibles, graves ou aigus, et à hauteur et à intensité égales, les bruits se distinguent par une physionomie sonore propre à chacun, et qu'on ne peut pas ne pas appeler timbre aussi bien que pour les sons.

C'est la profondeur de l'empreinte sensorielle produite par l'ébranlement qui correspond en notre esprit à la sensation, à la notion à'' intensité .

Nous savons aussi qu'à la rapidité de répétition de l'empreinte correspond la notion d'acuité, de hauteur,

La forme même de l'empreinte nous fournit la notion de timbre ^ car à force et à rapidité égales, deux ébranlements différeront, s'ils difierent, par leur timbre, c'est-à-dire par la forme de leur empreinte sensorielle. Un timbre à caractère simple s'appelle son, im timbre à caractère complexe s'appelle bruit, et il y a tous les intermédiaires, car un son peut se compliquer tout en gardant une physionomie relativement simple dans ses grandes lignes, et un bruit peut dans sa complexité laisser apparaître une sonorité dominante.

Nous ne parlerons donc plus des trois qualités du son, comme les traités classiques, non plus que de celles du bruit ; nous nous bornerons à dire que l'empreinte que laisse en nous l'ébranlement nous suggère trois notions, qui sont :

i" La notion d'intensité, liée à la force de l'ébranlement, et qui se mesure du fort au faible ;

2® La notion de hauteur, liée à la périodicité de l'ébranlement, et qui se. mesure du grave à l'aigu ;

3® La notion de timbre, liée à la forme de l'ébranlement et qui se mesure du son au bruit, du simple au complexe.

Cette question du timbre a été l'origine d'une confusion singulière entre la notion de forme et celle de composition. Les ébranlements, ou, si l'on veut, les vibrations périodiques, sont presque toujours complexes, car la simplicité absolue est aussi rare dans le monde des ébranlements que partout ailleurs. Mais simples ou complexes, les vibrations ont toujours une forme, et leur simplicité ou leur complexité est précisément une qualité de leur forme. C'est parce que chaque pierre d'un mur a une forme que le mur a une forme lui aussi, mais ce n'est pas seulement parce que le mur est composé de pierres. Sa forme ne dépend pas de la superposition des pierres, c'està-dire de sa composition ; elle dépend de la combinaison des formes de toutes ces pierres.

Il est donc surprenant que tant de ph j siciens aient défini le timbre non par la fornie, mais par la composition. Quand Helmholtz a fait, au moyen de ses résonateurs, l'analyse du timbre, il a trouvé, comme l'avaient indiqué Monge, Biot et Fourier*, un son fondamental auquel se superposaient des sons harmoniques, c'est-à-dire des vibrations affectant avec la vibration fondamentale des rapports simples de périodicité^ c'est-à-dire de hauteur. La notion de périodicité des vibrations extraites du complexe sonore

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par Tanalyse décomposante des résonateurs a masqué la notion Aq forme de ces mêmes vibrations et Fa fait oublier. On n'a plus vu que ce fait intéressant de la décomposition d'une vibration complexe en vibrations élémentaires plus simples, décomposition du timbre d'un son en harmoniques superposés à un son fondamental.

Que la forme d'une chose composée soit liée à la composition de formes simples, cela se conçoit ; mais que la forme d'une chose simple et par conséquent non composée soit elle aussi liée à une composition quelconque, cela ne s'entend plus. Et ce n'est pas sans étonnement que lors d'une discussion que nous eûmes à la Société de Biologie, le 17 mars 1900, à ce sujet, j'entendis mon ami le D^ Weiss, formuler la proposition suivante : « On sait depuis Fonrier que la forme d'une vibration périodifjue quelconque dépend de la superposition à une vibration simple fondamentale d'un certain nombre d'autres vibrations qui sont des harmoniques de la première. Par conséquent, le timbre d'un son résulte des harmoniques qui se superposent au son fondamental, »

Je le répète, on conçoit immédiatement qu'une vibration de forme complexe puisse être décomposée par l'analyse en vibrations pendulaires simples ou que des résonateurs appropriés puissent en tirer de quoi entrer eux-mêmes en vibration ; mais on ne saisit pas qu'une vibration simple, pendulaire, puisse être décomposée en vibrations encore plus pendulaires, encore plus simples. Quand il est question d'une vibration périodique quelconque, il faut une

déQnition qui concerne aussi bien la vibration périodique simple que n'importe quelle vibration périodique composée ; aussi bien la vibration pendulaire, indécomposable et irréductible, que la vibration irrégulière et complexe dans sa forme. Or la définition rapportée plus haut ne peut concerner la vibration pendulaire, qui existe dans la nature, puisque c'est précisément à elle que se réduisent toutes les décompositions analytiques que l'on fait subir aux vibrations complexes. La vibration pendulaire n'est pas décomposable, — elle n'est pas composée, — et l'on ne peut faire dépendre sa forme de sa composition.

Est-ce à dire qu'elle n'a pas de forme, puisqu'elle n'est pas composée? Non, évidemment. Il faudrait donc admettre qu'elle a une forme, mais pas de timbre, puisque le timbre réside dans la composition de plusieurs vibrations pendulaires?

Il est en effet dit dans tous les traités classiques que le son a trois qualités : l'intensité, la hauteur et le timbre. Si le timbre n'existe que par le concours de plusieurs sons simples, le son aura trois qualités, celle d'être faible ou fort, d'être aigu ou grave et celle d'être... plusieurs. Il n'est pourtant pas admissible que l'on fasse de la pluralité une des qualités de l'unité qu'on définit. Une chose ne peut avoir pour qualité d'être plusieurs.

Quand on parle de l'intensité, de la hauteur du son, on envisage ordinairement le cas du son simple, celui qui laisse dans l'appareil enregistreur l'empreinte d'une vibration pendulaire; mais, quand on parle du timbre d'un son, voilà qu'aussitôt on en fait intervenir plusieurs, un fondamental et d'autres

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qui lui sont harmoniques ; et le son considéré est, non plus le son simple, la vibration pendulaire, mais un complexe sonore quelconque, un ensemble de sons. Il faut choisir : ou bien le timbre est une qualité du son, et alors le son simple a droit à avoir un timbre comme les autres ; ou bien le timbre n'existe que par le groupement de plusieurs sons, et ce n'est plus une qualité du son, c'est une qualité d'un groupement de sons.

Si les sons doivent se mettre à plusieurs pour faire un timbre, le timbre n'est plus une qualité de chacun d'eux. Sans doute les choses n'existent guère à l'état de pureté, de simplicité et d'isolement dans la nature, mais quand on définit une chose, c'est de cette chose seule qu'il s'agit et non de la combinaison de plusieurs choses de même ordre.

Il faut donc définir. Ou bien le timbre n'appartient qu'à des groupements sonores et non à des sons simples et considérés isolément et il peut alors dépendre de la composition; — ou bien il dépend de la forme, simple quand il s'agit d'une vibration simple, complexe quand il s'agit d'une vibration complexe. Car si une vibration peut n'être pas complexe, composée et décomposable, elle ne peut pas ne pas avoir de forme. Si le timbre dépend de la composition, la vibration simple n'a pas de timbre ; s'il dépend, comme le reconnaissent tous les auteurs avec M. Weiss, de la forme, elle peut avoir un timbre ; mais ce timbre, dépendant de la forme, ne dépendra pas pour cela de la composition, puisque la vibration simple n'est pas composée.

Et d'ailleurs il faut s'entendre enfin sur ce terme

de composition. Quand plusieurs vibrations périodiques simples se composent pour former un complexe sonore et, suivant les auteurs, pour lui fournir un timbre, elles associent non seulement leurs intensités, leurs hauteurs respectives, mais aussi leurs formes propres ; cela ne fait aucun doute, il me semble.

Si elles n'avaient pas de formes, ces vibrations simples, leurs combinaisons ne pourraient pas réaliser une forme. On doit donc dire que la forme d'une vibration périodique composée dépend de la composition des formes des vibrations simples qui la composent. Ce n'est pas parce qu'on groupe en un même système sonore les hauteurs respectives d'une fondamentale et de plusieurs harmoniques qu'on donne une forme, un timbie à ce système sonore, c'est avant tout parce que ces vibrations simples élémentaires ont déjà chacune une forme définie que leur agencement peut réaliser une forme synthétique. Dans le timbre d'un complexe sonore, l'analyse des résonateurs nous fournit la composition des hauteurs des sons élémentaires composants ; mais l'analyse de l'empreinte que laisse dans un appareil enregistreur ce complexe sonore nous montre que sa forme synthétique peut se résoudre en des formes plus simples, que l'on pourra réduire à une combinaison, selon une distribution variable, de formes pendulaires.

Les résonateurs ont pu pousser très loin l'analyse de la périodicité ; ils sont impuissants sur la question de forme, et les intéressants résultats obtenus par Helmholtz, retrouvés, — ou à peu près — par tous les physiciens, ont en quelque sorte ébloui les chercheurs et pour longtemps encore la notion de timbre

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restera liée à la superposition d'un certain nombre de vibrations dont on ne considère que les périodicités y qui affectent entre elles des rapports simples, et les intensités respectives. Il n'est nulle part question des formes composantes dans la réalisation de la forme composée et nous avons vu que M. Weiss rejetait la définition du timbre par la forme et n'acceptait que la définition du timbre par la composition*, ce qui retire la qualité de timbre aux vibrations pendulaires.

Or, si la notion de timbre réside dans la physionomie qui distingue pour notre oreille un son d'un autre, indépendamment de la hauteur et de l'intensité, il est de toute évidence que nous distinguerons un son simple d'un son complexe, et que par conséquent, par définition, le son simple a un timbre comme le son complexe, puisque le timbre est simplement la qualité spéciale qui distingue un son d'un autre, indépendamment de la hauteur et de l'intensité. Dire qu'on distingue un son simple d'un son complexe parce que le premier n'a pas de timbre, tandis que le second en possède un est absurde, puisque le son simple se distingue du complexe comme le complexe se distingue du simple, et que cela suffit pour attribuer la qualité de timbre à l'un comme à l'autre, d'après la définition même du timbre.

Le timbre est donc lié à la forme de l'empreinte, et dépend par conséquent de la forme de l'ébranlement, et nous dirons :

La forme d'une vibration périodique composée dépend de l'agencement des formes respectives de plu-