Bilan de la rencontre

Le bilan des premières études associant modélisation sonore et sciences

cognitives a été très positif, même si cette rencontre a renforcé notre conscience

de la complexité liée à l’extraction d’indices perceptifs et cognitifs pour la

synthèse. Dans le cadre de l’étude sur les sons de piano, les différentes

écoutes en fonction du degré d’expertise et en fonction de la dégradation

du signal ont été identifiées. Même si ces résultats sont extrêmement

inté-ressants, la méthode d’expérimentation est très laborieuse et ne nous a pas

permis d’étudier des situations plus complexes et réalistes mettant en jeu

plus qu’une note isolée de piano. Pour répondre à la question initiale

concer-nant la distinction entre un bon et un mauvais piano, il faudrait étendre

l’étude à des situations plus complexes de jeu musical, faisant intervenir

des aspects dynamiques. En effet, les études sur le timbre et

l’interpréta-tion décrites précédemment (secl’interpréta-tion 3.2), montrent que l’apprécial’interpréta-tion d’un

morceau de musique dépend fortement de l’évolution temporelle de la

du-rée, du timbre et de l’intensité des notes ainsi que des genres musicaux.

L’analyse doit donc prendre en compte le contexte musical et se focaliser

sur l’appréciation de la cohérence entre notes au sein de séquences musicales

ainsi que la cohérence des séquences au sein de l’oeuvre musicale, plutôt que

sur des sons isolés extraits de tout contexte.

En ce qui concerne la liaison entre les neurosciences cognitives et la

modélisation sonore, l’association entre transformations sonores et

image-rie cérébrale nous a paru très prometteuse. En effet, pour l’acousticien qui

s’intéresse à la modélisation sonore, les neurosciences cognitives apportent

des éléments de réponse quant à la construction de modèles sonores

perti-nents du point de vue perceptif. Pour le cognitien, la modélisation sonore

représente un grand intérêt par sa capacité de construire des stimuli

par-faitement contrôlés et d’effectuer des transformations sonores en vue de

l’étude des processus cérébraux impliqués dans la perception et la cognition

auditive. Les premières études sur la perception du rythme dans le langage

et la musique ont données un certain nombre de réponses quand aux

dif-férences de traitement cérébrale lors des violations de rythme et de sens

dans ces deux systèmes d’expression. En ce qui concerne le lien entre ces

résultats et les paramètres acoustique, le protocole expérimental a permis

de vérifier que le sens peut être perturbé lorsqu’une dilatation trop

impor-tante est appliquée aux signaux. Néanmoins, ce protocole expérimental n’a

pas permis de tirer des conclusions sur la pertinence perceptive des

para-mètres acoustiques à cause de la complexité des stimuli faisant intervenir

un grand nombre de paramètres. Il nous a alors paru intéressant de définir

des protocoles expérimentaux sur des sons parfaitement calibrés à l’aide de

l’approche analyse-synhèse. Le grand défi consistait à proposer des études

répondant aux problématiques des 2 domaines de recherche. Les réflexions

nous ont amenés à proposer un projet de recherche intitulé “Vers le sens des

sons”, (acronyme senSons) autour de trois thèmes principaux de recherche :

la structure des sons et leur perception, la sémiotique des sons et le contrôle

haut niveau de processus de synthèse. Ce projet a été soutenu par l’Agence

National de la Recherche dans le cadre du programme blanc “jeunes

cher-cheuses et jeunes chercheurs” en 2005. Ce projet m’a permis d’exporter la

synthèse vers des applications nouvelles dépassant largement le strict cadre

musical.

4 Les sons environnementaux et industriels

L’extension de la synthèse vers de nouvelles applications visant à

utili-ser les sons comme porteurs d’information et/ou à propoutili-ser un contrôle

du ressenti, nécessite une interaction forte entre la modélisation sonore

et les sciences du cerveau. Le projet ANR “Vers le sens des sons” avait

pour but d’aborder cette problématique en associant des partenaires

aca-démiques français (LMA, INCM), étrangers (ARI-Autriche, Université de

McGill-Canada, Université de Aalborg-Danemark) et industriels (Peugeot

Citroën, France Télécom). Les objectifs principaux du projet étaient de

montrer qu’il existe une sémiotique des sons et qu’un lien peut être établi

entre le comportement physique des sources sonores, la perception des sons

engendrés et le sens évoqué par ces sons. Le projet était organisé suivant

deux axes principaux dont les buts étaient de :

– trouver un lien entre la structure des sons et leur perception

– comprendre les mécanismes cérébraux responsables de l’attribution

d’un sens à un son

Le projet reposait sur une approche pluridisciplinaire associant l’acoustique,

le traitement du signal, la psychoacoustique et les neurosciences cognitives

dont les complémentarités permettent aujourd’hui d’aborder cet aspect

cru-cial de la communication sonore. Le projet était structuré suivant quatre

axes principaux, à savoir l’analyse des signaux audio non-stationnaires, la

synthèse, la perception et l’aspect cognitif lié à l’écoute des sons :

– L’analyse des sons fournit les outils et méthodes susceptibles de

repré-senter un signal sonore à partir de concepts mathématiques

(notam-ment de complétude et de conservation de l’information). Elle prend

tout son intérêt dans le domaine des sons en lui associant des concepts

sensoriels (sonie, timbre, sensations, . . . )

– La synthèse des sons permet la génération et la manipulation de sons

calibrés en s’appuyant sur des modèles physiques, de signaux ou

hy-brides. Elle permet d’étudier l’effet perceptif des paramètres et de

s’affranchir des contraintes physiques tout en donnant lieu à des sons

réalistes.

– La perception des sons s’attache aux bases mécaniques et

physiolo-giques propres à notre système auditif ainsi qu’aux attributs subjectifs

sur lesquels s’appuie notre perception des sons. Ce domaine procure

un ensemble classifié de méthodes basées sur le comportement et/ou

le jugement de sujets (psycho-physique).

– Les neurosciences cognitives s’intéressent quant à elles aux

méca-nismes mis en jeu au niveau cérébral lors de l’écoute des sons et

per-mettent d’élargir le champ d’étude par la prise en compte du contexte

et des spécificités des sujets (degré de connaissance, spécificités

cultu-relles, . . . ). Ce domaine procure en outre des méthodes de mesures

objectives basées sur l’imagerie cérébrale.

Dans le cadre du projet senSons, ces domaines interagissaient fortement

au sein d’un système bouclé qui est représenté dans la Figure 3 ci-dessous.

4.1 Partenaires

Initialement, “l’équipe senSons” regroupait sept personnes dont quatre

permanents CNRS. Tous les membres de l’équipe étaient rattachés au

La-boratoire de Mécanique et d’Acoustique (LMA) à l’exception d’un

cher-cheur postdoctoral qui dépendait de l’Institut de Neurosciences Cognitives

de la Méditerranée (INCM). Huit autres chercheurs participaient au projet

comme collaborateurs. Parmi ces collaborateurs, deux d’entre eux étaient

rattachés à l’INCM ; deux autres au LMA et un au Laboratoire d’Analyse,

Topologie et Probabilités de Marseille (LATP). Deux institutions étrangères

collaboraient au projet : l’Acoustics Research Institute (ARI), Vienne,

Au-triche et l’Université d’Aalborg, Esbjerg, Danemark. Par la suite, le projet a

suscité un grand intérêt et plusieurs nouveaux collaborateurs relevant

d’ins-titutions Françaises et étrangères s’y sont associés. Tel est le cas du Centre

de Réalité Virtuelle de Marseille-Luminy, de l’Université McGill, Montréal,

Canada, de l’Université de Newcastle, Australie, ainsi que des entreprises

Peugeot-Citröen (PCA) et Orange France-Télécom. Ces collaborations ont

permis une ouverture vers de nouveaux domaines de recherche qui

s’ins-crivent naturellement dans la problématique senSons, à savoir la synthèse

Figure 3: Synoptique, projet senSons

sonore 3D et la Réalité Virtuelle sonore.