CHAPITRE I

MÉTHODE GRAPHIQUE APPLIQUÉE A LA PHONÉTIQUE

§ i". — Appareils.

La parole est un mouvement, c'est l'air qui sort de la bouche ou du nez en vibrant sous l'impulsion des organes phonateurs. Il y a donc deux moyens de la saisir : directement, en prenant le tracé des ondes sonores; indirectement , en prenant celui des mouvements ou des vibrations des organes qui la produisent. Ces deux moyens se complètent l'un l'autre, et nous sont fournis par la méthode graphique. Cette méthode autorise plusieurs procédés. Dans certains cas, on demande à l'organe lui-même de laisser la trace de son mouvement sur un instrument placé a sa portée. Dans d'autres, un intermédiaire est nécessaire, l'organe transmettant son mouvement à un appareil qui est à la fois récepteur et inscripteur. Le plus souvent, on est obligé d'employer deux intermédiaires : l'un qui reçoit le mouvement et le transmet, l'autre qui l'écrit'.

Appareil enregistreur. — Toutes les fois que mes inscriptions n'ont pas été faites par l'organe lui-même, je me suis servi, pour les recueillir, d'un cylindre enregistreur mu par un mouvement d'horlogerie avec régulateur Foucault. J'en emprunte la figure, ainsi que je le ferai pour les appareils anciens que j'ai utilisés, au catalogue de M. Ch. Verdin.

On colle sur le cylindre une feuille de papier glacé, puis on la noircit à la fumée d'un rat-de-cave. Les instruments inscripteurs sont disposés sur le pied qui est engrené dans l'axe du chariot. On peut, à volonté, faire entraîner le chariot par le mouvement du régulateur ou le laisser immobile. En général , l'appareil permet à l'explorateur de choisir, suivant la nature de ses expériences, un mouvement lent, un moyen et un rapide.

1 II existe plusieurs essais d'inscriptions de la parole. Je signalerai à l'occasion ceux qui m'ont été de quelque utilité.

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Lorsque les tracés ont été pris, on détache la feuille de papier avec un canif, en la coupant a l'endroit même où elle a été collée, et on la trempe dans un vernis

Lorsque l'inscription n'est pas faite par le récepteur lui-même, l'appareil écrivant est, ou bien le tambour à levier, ou bien un signal électrique, suivant que la transmission se fait par l'air ou par l'électricité.

Tambour a levier. — Le tambour à levier, dû au docteur Marey, se compose essentiellement d'une capsule de métal munie d'un tube permettant de la relier au tambour récepteur et fermée par une membrane de caoutchouc qui porte au centre un levier inscripteur. Divers organes permettent de fixer le tambour, d'allonger ou de raccourcir le levier, d'aug-

FiR. 2.

1 Pour obtenir ce vernis, on fait dissoudre à saturation de la gommelaque incolore dans de l'alcool à 36% on ajoute un peu de térébenthine de Venise, et l'on filtre.

IO

menter ou de diminuer son amplitude. Toutes les impulsions que reçoit la membrane du tambour récepteur sont reproduites par la membrane du tambour inscripteur et communiquées au levier qui les amplifie et les inscrit sur le noir de fumée du cylindre.

Signal électrique. — Lorsque la transmission se fait par l'électricité, l'organe essentiel de l'appareil inscripteur est toujours un électro-aimant communiquant à un levier le mouvement dont il est animé. Je me suis servi du signal électrique de M. Marcel Deprcz, construit par M. Vcrdin.

Le levier en fer doux, sollicité par l'électro-aimant, est ramené à sa place après le passage du courant par un ressort antagoniste, et, comme il est limité dans son cours, il peut indiquer un grand nombre d'interruptions. Une crémaillère permet de rapprocher ou d'écarter l'instrument du cylindre enregistreur.

Je n'ai pas essayé de recueillir tous les mouvements qui concourent à la formation de la parole : j'ai dû me limiter à ceux qui étaient nécessaires pour la solution des questions que j'avais à traiter. Je me suis occupé uniquement des mouvements des lèvres , de la langue et du thorax , des vibrations du larynx, de la langue, des dents et des fosses nasales.

Palais artificiel. — Pour déterminer les mouvements de la langue, j'ai employé un palais artificiel exécuté à la galvanoplastie sur un moulage de mon propre palais. Je m'étais d'abord servi , a l'exemple de M. J. Oacley-Coles', d'un mélange de farine et d'eau gommée dont je barbouillais le plan supérieur de ma bouche ; mais les expériences de M. Rudolf Lenz {Zûr physiologie und geschichte der palatalen) m'ont donné l'idée d'employer un palais artificiel.

M. le docteur Rosapelly, bien antérieurement, avait eu la même pensée (Essai d'inscription des mouvements photutiques — dans les Travaux du Laboratoire de M. Marey, 1876), et M. Hagelin l'a réalisée avant moi. Le palais artificiel, noirci au vernis du Japon et recouvert d'une couche

1 Cité par M. J. Gavarret (Plxiiomènes physiques de la pfxination et de r audition, p. 402).

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de pastel blanc, garde la trace des mouvements de la langue. Apres l'expérience, il n'y a qu'à le retirer et à le photographier, comme fait M. Hagelin, ou, comme je préfère, a reporter les points de contact sur un dessin du palais préparé d'avance. Les photographies ont plus de précision , mais manquent de netteté. Il ne faudrait pas croire, du reste, à une rigueur absolue dans les mouvements : ceux-ci varient d'une façon assez sensible, suivant qu'une même articulation est produite avec plus ou moins de force.

Explorateur interne de la langue. — On peut transformer le palais artificiel en tambour récepteur au moyen d'une membrane de caoutchouc, et s'en servir pour mesurer la pression de la langue sur le palais.

Exploratkur externe de la langue. — Une heureuse découverte de M. le docteur R. m'a permis de construire un bon appareil pour l'étude

des mouvements de la langue. La langue n'est pas , comme on pourrait le croire, un muscle plat qui s'élève et s'abaisse. C'est un muscle qui se

dilate dans tous les sens : en même temps qu'il s'élève sous le palais, il s'abaisse sous le menton. Dès lors, un tambour placé sous le menton nous donnera l'élévation ou l'abaissement de la langue. Ce tambour repose sur une charpente métallique qui est fixée à la mâchoire inférieure et qui en suit tous les mouvements. De cette façon, la membrane du tambour n'obéit qu'à l'impulsion de l'organe à observer. Des articulations permettent d'adapter l'appareil à toutes les tailles, et une disposition spéciale rend facile l'exploration de tous les points de la langue.

Explorateur des lèvres. — Les mouvements des lèvres sont recueillis à l'aide de l'explorateur des lèvres du docteur Rosap^lly, qui est décrit dans Y Essai cf insc. des uuntv. pljonétiqiies .

elles portent deux palettes destinées à recevoir les lèvres. Les articulations dont est pourvu l'appareil neutralisent les mouvements de la tête. On obtient ainsi la résultante du mouvement des lèvres, c'est-à-dire leur ouverture et leur fermeture.

La nécessité de faciliter l'expérimentation en vue de mes recherches sur toute sorte de sujets, m'a conduit à construire un nouvel appareil qui a en outre l'avantage de donner à volonté les mouvements de chacune des lèvres et la résultante de ces mouvements.

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Il se compose de deux tambours dont les cuvettes sont soudées l'une sur l'autre , et dont les membranes sont reliées, par des tiges rigides et articulées, à deux leviers en forme de tenailles. Les branches des leviers sont maintenues écartées par la tension des membranes et suivent tous les mouvements des lèvres. Relié a deux tambours inscripteurs, l'appareil

donne les mouvements de chaque lèvre ; relié à un seul tambour par un tube en Y, il ne donne, comme celui de M. le docteur R., que la résultante de ces mouvements. L'instrument est fixé par une vis à un pied fixe. Si on craignait que les mouvements de la tète ne vinssent troubler l'expérimentation, on pourrait le suspendre a un fil.

Explorateur de la respiration. — J'ai inscrit les mouvements respiratoires à l'aide de l'explorateur de la respiration , du docteur Marey. L'appareil est fixé au moyen de cordons sur la partie à explorer figurée par la ligne pointée. Un levier articulé transmet les mouvements au centre

de la membrane. Je viens d'en construire un pour le travail de la révision, avec grande cuvette et double levier amplificateur.

J'aurais pu faire usage de l'explorateur de Paul Bert, qui a l'avantage d'être plus simple, moins cher et tout aussi sensible, m'a-t-on dit. On peut facilement le construire soi-même : deux membranes, portant a leur centre chacune un crochet pour maintenir le cordon qui doit entourer le corps, et attachées aux bouts d'un tube. La dilatation du corps fait tirer

le cordon, et par conséquent diminuer dans le tube la pression de l'air, qui revient à son état normal quand le mouvement a cessé.

Fig. 8.

Tous ces mouvements sont d'une inscription relativement aisée. Il n'en est pas de même des vibrations. Celles-ci , en raison de leur fréquence et de leur peu d'amplitude, opposent à l'explorateur une grande difficulté.

Explorateur du larynx avec transmission électrique. — L'appareil qui nous a rendu le plus de services, c'est l'explorateur du larynx, du

docteur Rosapelly. La description complète en a été donnée par l'auteur dans son Essai d'insc. pb. Il se compose d'une petite masse inerte suspendue entre les deux bornes d'un circuit électrique. Le moindre choc, si la masse est tenue en équilibre, suffit pour la rejeter sur l'une des deux bornes, et, par conséquent, pour ouvrir ou fermer le courant. Un bouton sert au réglage de l'instrument. Une lame d'acier et un manche en facilitent l'usage. On pose sur les cartilages du larynx soit le carré d'ébonite, soit le bouton. Cet appareil peut encore servir à enregistrer les vibrations qui se produisent sur des surfaces rigides comme le nez, les dents, etc. Malheureusement, il est d'un maniement délicat qui exige une certaine expérience et qui rend nécessaires des tâtonnements ennuyeux et de fréquentes reprises.

Explorateur du HEZ. — Un explorateur excellent pour les vibrations du nez est celui que le hasard a fait trouver à M. le docteur Rosapelly. Cet habile observateur cherchait le tracé de la pression de l'air dans les

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fosses nasales, et il essayait un simple tube de verre. Faute d'un bon tambour inscripteur, il en avait pris un vieux qui était au rebut. Il s'est trouvé que ce vieux tambour était dans les conditions voulues pour saisir non

Fig. 10.

seulement la pression , mais encore les vibrations de l'air. Je m'en suis rendu compte quand j'ai dû en construire un semblable pour mon usage. Une membrane trop flexible est entraînée rapidement par les mouvements d'une grande amplitude causés par la pression de l'air, et les mouvements vibratoires sont effacés. Une membrane un peu rigide, résistant aux premiers, est sensible aux seconds. Nous avons remplacé le tuyau de verre par une petite poire en verre, en bois ou en ivoire, qui entre a frottement dans le nez.

Explorateur du larynx avec transmission aérienne. — J'ai cherché dans ce sens un nouvel explorateur du larynx avec transmission par air. Après avoir expérimenté sans succès diverses sortes de membranes, j'ai essayé d'une simple capsule appuyée sur la peau tendue, et le résultat a

Fig. 1 1 .

été satisfaisant. Je ne lui ai guère donné que i c. et 1/2 de diamètre afin de pouvoir l'introduire dans la courbure latérale du cartilage thyroïde, qui est le point le plus favorable pour l'exploration.

Inscripteur de la parole. — Tous les appareils que je viens de mentionner sont des instruments d'analyse; ils appellent un instrument de synthèse qui saisisse la parole elle-même dans les vibrations de la colonne d'air parlante. C'est vers cet objet que j'ai dirigé mes premières recherches, portant, comme c'est assez l'ordinaire, dès le premier coup, mon ambition sur les points, les plus difficiles a atteindre, que je juge prudent de réserver aujourd'hui. Cependant, mes essais n'ont point été vains, et j'en présente les résultats dans un nouvel inscripteur de la parole. Je n'ai pas encore eu le temps d'en tirer tout ce qu'il promet; mais j'aurai plus d'une fois l'occasion d'invoquer son témoignage pour contrôler mes expériences antérieures et les compléter.

C'est l'appareil dont M. Pierrot-Deseilligny m'a fourni la première idée.

Après avoir étudié les principales tentatives faites dans le même but : le phonaulograplx de Scott (Gaverret , Phénomènes physiques de la phonation , P- 353)» Ie tyographe de Barlow 1 (The scient, proceed. of the Royal Dublin soc. avril 1874, et Journal de plrysiqtte, 1879, p. 79), l'appareil de M. Schcneebeli* (Archives des sciences physiques et naturelles, Genève, 1878, p. 79, — et n° du 15 février 1879), les flammes manométriques de M. Kœnig3 (Quelques expériences d'acoustique, p. 50), le téléphone inscripteur du docteur Boudet de Pâris*, et enfin le graphophone et le nouveau phonographe d'Edison * ; après avoir essayé de l'inscription directe de la transmission par air, je me suis arrêté à la combinaison d'un microphone et d'un signal électrique.

Le microphone est celui de M. Verdin, composé de trois charbons

horizontaux. Seulement, ;\ l'embouchure qui portait directement la voix

1 Le phon. et le logog. sont insuffisants pour enregistrer le timbre des voyelles. |] a Les résultats obtenus paraissent excellents. Les expériences sont a reprendre. || J Insuffisantes, tant qu'on ne les photographiera pas. Il * Le levier inscripteur, mu directement par l'électro-aimant, a des mouvements propres. Je n'ai pas pu enregistrer le timbre des voyelles. || * J'ai essayé d'analyser les courbes du graphoph. au microscope; impossible, car elles sont incomplètes.

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sur la plaque vibrante, et qu'il était indispensable de toucher avec les lèvres, j'ai substitué la disposition suivante, imitée du graphophone : un cône de cuivre est placé devant la plaque, et l'embouchure est fixée au bout d'un tuyau de caoutchouc. Cette modification rend l'appareil d'une grande sensibilité et d'un usage facile. Il suffit, pour qu'il entre en mouvement, de parler devant l'embouchure sans que les lèvres y touchent. De la sorte, on est sûr que les seules vibrations de l'air sonore agissent sur la plaque microphonique.

Kg. 13.

Le signal diffère essentiellement de ceux que je connais; il est construit pour donner non les interruptions, mais toutes les phases du courant, et de manière a atténuer autant que possible l'inertie du levier. Les électroaimants sont forts ; aussi faut-il une pile très énergique pour en vaincre la résistance. Dans le champ de leur influence est tendue une membrane de vessie portant, a son centre, d'un côté un fer doux, et de l'autre un levier articulé et amplificateur. Une couche de vernis la défend contre les variations hygrométriques de l'air. Des vis permettent de la rapprocher plus ou moins des électros-aimants, de régler la marche et le pouvoir amplificateur du levier. Les vibrations de la membrane, traduction fidèle

RovituoT. 1

l8 LES MODIFICATIONS PHONETIQUES DU LANGAGE.

des différentes phases d'aimantation de l'électro-aimant, qui elles-mêmes correspondent exactement aux vibrations de la plaque réceptrice du microphone, sont rêproduites par le levier, et inscrites par lui agrandies sur le cylindre enregistreur. Pour avoir la preuve qu'il en est bien ainsi, on n'a qu'à faire toucher légèrement la pointe du levier à la membrane d'un stéthoscope, et l'on entend nettement les paroles prononcées devant le microphone.

On pourrait craindre que la voix ne fût altérée comme dans le téléphone. Une remarque me donne à penser que cela n'a pas lieu. La membrane peut servir de téléphone; mais, au point où l'on entend le mieux, le levier, comme affolé, ne fait que des soubresauts. Son tracé, dans ce cas, ressemble assez à ceux du graphophone étudiés au microscope. La membrane touche alors à l'électro-aimant; c'est là la cause de sa marche irrégulière, et aussi, je suppose, de l'altération de la voix dans les téléphones. Un peu plus écartée des électros-aimants, la membrane a des vibrations plus régulières, moins fortes, et les tracés sont excellents.

Je signalerai, en terminant, trois appareils qui n'entrent pas dans la série de ceux que je viens d'énumérer, mais qui m'ont été utiles, soit pour contrôler, soit pour compléter mes tracés.

Spiromètre. — C'est un compteur à air sec. M. Verdin l'a employé pour mesurer la capacité pulmonaire. Le cadran peut être gradué de façon à laisser lire des centimètres cubes.

Fig. 14.

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Stéthoscope biauriculaire. — Cet instrument permet d'entendre des bruits très légers. Les médecins s'en servent pour les auscultations déli-

DlAPASON ACCORDÉ POUR LA VOYELLE fl AVEC POIDS GLISSANTS. — Cet

instrument a été construit par M. Kœnig en vue de mes études comparatives sur le son propre de Va dans différents dialectes. On sait que , la bouche étant disposée pour la prononciation d'une voyelle, de Va par exemple, si l'on remplace le son du larynx par celui d'un diapason rendant le son fondamental de cette voyelle, celle-ci se fait entendre clairement. L'opération est délicate, mais elle permet de fixer le premier degré de l'échelle phonétique. Je ne pouvais la négliger.

Grâce aux poids glissants, ce diapason peut donner de 1720 à 1856 vibrations simples à la seconde.

§ 2. — Lecture des Tracés.

Les tracés simples sont en général d'une lecture facile.

Les tracés des lèvres que j'ai utilisés indiquent seulement les différents degrés d'ouverture et de fermeture de la bouche. Les parties les plus hautes de la ligne correspondent à la fermeture, les plus basses à l'ouverture complète , et les points intermédiaires aux positions moyennes entre ces deux extrêmes.

La ligne du nez marque par ses ondulations la pression de l'air : elle s'élève ou s'abaisse à proportion que celle-ci augmente ou diminue. Les vibrations sont ordinairement très nettes, mais souvent elles ne sont visibles qu'à la loupe.

La ligne du larynx, tracée par l'explorateur électrique, est presque toujours bien imparfaite, mais elle marque nettement d'ordinaire le commencement et la fin de chaque groupe de vibrations,

Lorsque l'expérience comporte plusieurs tracés simultanés, il y a diverses précautions à prendre au moment de l'expérimentation, afin que la lecture puisse s'en faire sûrement. Ce qu'il importe de déterminer dans ce cas, avant tout, c'est le synchronisme des mouvements; autrement, la comparaison des tracés serait impossible.

Pour cela, on dispose sur le chariot les appareils inscripteurs de façon que la pointe des styles vienne toucher le cylindre noirci suivant une ligne droite horizontale. La facilité que l'on a d'allonger ou de raccourcir les appareils et les styles, permet cet arrangement. Pour s'assurer que l'on a bien réussi, on fait glisser le chariot à droite ou à gauche; la disposition est bonne quand tous les tracés se confondent en une seule ligne. Une concordance rigoureuse est difficile à obtenir, mais elle n'est pas nécessaire : une légère erreur se corrige aisément à la lecture. Or, à supposer que les styles soient bien réglés , tous les points placés sur des perpendiculaires élevées sur les lignes tracées À vide seront synchroniques. En effet, soit une rangée de styles a, b, c, d, si nous déplaçons le chariot, le cylindre enregistreur demeurant immobile, ces styles traceront la ligne horizontale AB; puis, si nous les ramenons à leur première place et que nous menions le cylindre en mouvement, eux restant fixes, ils traceront des lignes verticales perpendiculaires à AB. Comme les points pris sur la ligne AB sont synchroniques, les points placés sur une parallèle le sont également. Or, une parallèle à AB est perpendiculaire à toutes les lignes engendrées par le mouvement du cylindre tournant devant les points fixes

a, b, c, d. A la lecture, on place horizontalement les lignes tracées par les styles; d'où il suit que les points de ces lignes, qui se correspondent verticalement, sont synchroniques. On peut les considérer comme tels tant que les tracés ne s'écartent pas trop des lignes suivant lesquelles ils ont été réglés. Mais, dès qu'ils prennent une certaine amplitude, des corrections deviennent nécessaires. En effet, les styles, décrivant des arcs de cercle autour de leur point d'appui, cessent de marcher d'accord dès qu'ils s'écartent inégalement des lignes de réglage. H faut donc reporter sur ces lignes tous les points que l'on veut comparer. Voici comment on procède : quand tout est prêt pour l'expérimentation, et avant d'avoir mis le cylindre en mouvement, on fait agir tous les styles de façon à ce qu'ils décrivent

Digiti

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des arcs de repère d'une certaine étendue. Cela fait, on procède à l'expérience. Au moment de la lecture on prend, sur les arcs de repère, trois points à l'aide desquels on trouve les centres correspondant aux axes des leviers, et, par ces points, on mène des parallèles aux lignes de réglage; on obtient ainsi les lignes des axes. Alors, avec des ouvertures de compas égales a la longueur des leviers, ou, ce qui revient au même, aux rayons des arcs de repère, et, en prenant les centres sur les lignes des axes, on reporte sur les lignes de réglage les points qui s'en écartent. Enfin, des perpendiculaires élevées en ces points sur les lignes de réglage établissent le synchronisme cherché.

Toutes ces opérations sont faites dans la figure suivante. Je suppose quatre tracés : ceux du nez, i, du larynx, 2, de la langue, 3, et des lèvres, 4.

Rg. 17.

Les lignes pleines sont celles que l'on obtient à l'aide des appareils; les lignes pointées sont des lignes de construction. Les lignes AB et ÂE ont été tracées par le déplacement du chariot lors de la vérification du réglage; la ligne du larynx se trouve en retard d'une quantité dont il faudra tenir compte. Dans toutes les parties où elles ont été tracées par les styles fixes, les lignes 1, 2, 3, 4 sont les lignes de réglage. Les arcs de repère ^, \ permettent d'établir les lignes des axes t', 3 et 4'. J'ai reproduit à dessein les trois positions que peuvent avoir les styles par rapport au cylindre enregistreur : ou bien ils tombent perpendiculairement dessus, et, dans ce cas, la ligne de réglage et celle des axes se confondent (3); ou bien ils inclinent à droite (4) ou à gauche (1).

Le problème posé ici est de savoir dans quel rapport de temps se trouvent les points a, b, c, d. Au moyen d'arcs de cercles ayant leur centre sur les lignes des axes, et pour rayon la longueur des styles, nous abaissons ces points sur les lignes de réglage en a\ c\ (T. Nous corrigeons l'avance de la ligne du larynx en reculant b en b\ puis nous menons une perpendiculaire par l'un de ces points. Or, il se trouve qu'elle les réunit tous; donc ils doivent être synchroniques.

Cette construction nous suggère un moyen de simplifier. La distance, entre a et la perpendiculaire élevée en a', est égale à celle qui sépare l'arc de repère et la verticale passant par le point de rencontre de l'arc et de la ligne de réglage. Môme observation à faire pour la ligne 4. De la il suit que, pour corriger l'erreur occasionnée par la marche du levier, il suffit de mesurer l'écart qu'il y a entre l'arc de repère et la verticale, pris à une hauteur égale à celle du point qu'il s'agit de rectifier, et de porter cette distance soit à droite, soit à gauche de ce point, suivant que l'arc passe soit à gauche , soit à droite de la verticale.

J'ai supposé jusqu'ici que les inscriptions sont instantanées, ce qui n'est pas. Il reste donc une dernière correction à faire si l'on veut s'approcher aussi près que possible de la vérité, celle du retard éprouvé par les appareils inscripteurs. Ce retard a été calculé par M. Marcel Deprez pour son signal électrique, et par M. Marey pour les appareils à transmimission par air. C'est environ ^ de seconde pour l'aimantation, ~ pour la désaimantation , et — pour la transmission par l'air faite au moyen d'un tube de 4 n"n de diamètre et d'un mètre de longueur1, comme ceux que j'emploie. Ces erreurs sont tout à fait négligeables pour l'objet que je me suis proposé, et je n'en ai pas tenu compte. Je me suis servi d'un tube d'un mètre pour l'exploration des lèvres, de 0,50e pour celle du nez.

Enfin, je dois dire que, dans bien des cas, il est possible de suppléer à toutes ces corrections par des inscriptions comparatives. S'il s'agit, par exemple, de savoir ce qui appartient à l'r dans le tracé de pra, il suffit d'inscrire successivement pra et pa. La comparaison des deux tracés nous montre les corrections toutes faites. Ce qu'il y a dans pra de plus que dans pa doit être vraisemblablement attribué à r. De même, pour juger le y de pya, ou le w de pwa, on inscrit à côté pi et pu. Les tracés ainsi obtenus, sont les plus faciles à interpréter, et ce sont ceux que je cite de préférence.

Lorsque c'est nécessaire, j'indique dans les figures les corrections toutes faites au moyen de lignes pointées.

« Marey, Mêth. graph., p. 477 et 479. — Trav., 1875, p. 142.