Phonétogramme

Heylen (1996)[4] rapporte la définition du phonétogramme que donne Schutte (1980)[279].
L’étendue fréquentielle sur l’axe horizontal d’un phonétogramme comprend la fréquence la plus haute et la plus basse auxquelles les cordes vocales sont capables de vibrer. L'étendue en intensité reportée sur l'axe vertical comprend l'intensité la plus faible et la plus forte. La hauteur de l’échelle comporte 5 octaves et l’étendue de la pression sonore s'étend de 40 à 120 dB.

Lors de l'examen, le sujet produit la voyelle [a] à 30 cm du micro. Le niveau de bruit de la pièce doit être inférieur à 40dB, et la voix doit être physiologiquement acceptable. Le phonétogramme sert à mesurer les possibilités de la voix chantée, pour le diagnostic des troubles vocaux et l’évaluation des résultats de la thérapie.
L’enregistrement du phonétogramme peut être classique ou manuel, semiautomatique ou automatique. Les instruments de mesure employés dans la méthode classique ou automatique sont un générateur de son et un décibelmètre. Le thérapeute joue ou, chante un ton à une certaine hauteur et demande au patient de produire le même son aussi doucement et aussi fort que possible. Les fréquences sont mesurées dans un ordre ascendant et subséquemment dans un ordre descendant. Elles sont notées par ½ tons . La mesure de pression sonore et de la fréquence de base sont mesurées et imprimées sous forme d’étendue vocale.

L'examen est réalisé en 10 à 20 minutes. Le sujet doit donc être capable d’imiter correctement le son produit, le thérapeute de juger de la justesse de la fréquence. Ces exigences constituent un désavantage de la méthode.  

Obtenues par ordinateur, les mesures sont enregistrées automatiquement. Suite à la production d’un [a] à hauteur et intensité demandées, un contour rigide est enregistré. L'affichage à l'écran constitue un feedback visuel qui facilite considérablement l’examen pour le patient non entraîné musicalement et le thérapeute sans habileté musicale. Le contrôle de la fréquence qui prévoit des écarts d’½ tons, est primordial.
Le développement du phonétogramme par ordinateur a encouragé son utilisation pour des sujets atteints de troubles vocaux variés. Le phonétogramme serait une aide à la description tant des capacités que des difficultés vocales. Heylen (1996)[4] rapporte que les auteurs ont souvent fait une distinction entre la production physiologique et la production musicale que le phonétogramme décrit. Les formes sont plus représentatives des limites physiques de la production vocale. Dés lors l'examinateur ne prend en compte que le son vocal "acoustiquement" acceptable.

Tout comme celles de la capacité vitale, le quotient phonatoire et le temps maximum phonatoire, les valeurs obtenues au phonétogramme seraient plus influencées par le manque de standardisation de la technique que par la variabilité des capacités vocales des différents sujets [5]. Coleman (1993)[5] décrit une série de variables qui influencent les résultats obtenus au phonétogramme, soit la qualité vocale du sujet, les instruments et l’environnement. Schutte et al (1984)[6] recommandent les sons [a], [u] et [i] tandis que Gramming et al (1988)[7] se limitent au son [a]. Gaufin et al (1988)[8] n'adoptent les fréquences élevées que sur une phonation forte. Ils notent l'intensité la plus forte sur la fréquence la plus élevée.
Durant les productions sonores graves et médium, l’effet des différentes voyelles peut être minimisé parce que le fondamental contient le plus d’énergie spectrale. La production du niveau de pression sonore dépend principalement de l’amplitude de la Fo pour sa limite la plus basse, et sur les tons les plus hauts du modèle vocal pour sa limite supérieure. Coleman[5] exige que la production vocale soit maintenue au minimum deux secondes, la durée du son influençant clairement le niveau de pression sonore. La variation du niveau sonore de pression à court terme est de +/- 5 dB durant une phonation légère. Celle du niveau de pression sonore à long terme est de +/- 2.4 dB pour une phonation légère et de 3.4 dB pour une phonation forte. La variation de fréquences est de 2 tons ½ à court terme. Les auteurs s’accordent sur le fait que des variations de 2 à 3 dB sont normales pour des essais successifs et qu’un ton produit est acceptable si la déviation maximale est de +/-3% de la fréquence recherchée. Lors du test, les fréquences hautes ne sont pas répétées pour éviter toute fatigue vocale.
Afin d’obtenir le meilleur résultat, Coleman conseille l’échauffement vocal avant de faire passer le phonétogramme. Il rappelle que le moment de la journée peut influencer la production vocale. Un autre facteur est le degré de contrôle du souffle des non-chanteurs. D’autre part, un certain degré d’ouverture de la bouche est nécessaire pour obtenir des résultats optimum ; or les chanteurs entraînés modifient leur aperture vocale et par la même la fréquence de phonation et augmentent l’intensité. D'autres facteurs peuvent agir : le flux d’air à travers la glotte peut entraîner une perte d’intensité de 15 dB ; un vibrato donne généralement des modulations de fréquence et d'amplitude qui peuvent faire varier la hauteur de 0.5 à 2 tons ½ et 'intensité de 2 à 10 dB. Pabon (1988)[9] observe qu’il est nécessaire pour obtenir de bons résultats d’encourager le patient à sonoriser de façon maximale.
Les changements soudains dans le profil du phonétogramme reflètent les passages de registres ou les zones des formants de la voyelle. Les auteurs s’accordent pour reconnaître que cette méthode diffère des examens conventionnels et explique une différence majeure d’interprétation entre les examinateurs qui emploient le phonétogramme dans leur pratique clinique, et les autres.

Certains praticiens l'emploient dans le cadre des voix normales et chantées (Schutte et al (1983)[6], Awan (1991)[10], Morris et al (1995)[11]) ou uniquement  chantées (Waar (1968)[12]). D'autres le recommandent pour déterminer la capacité de fonctionnement tant pour les voix normales que pathologiques (Klingholtz et al (1989)[13], Hacki (1993)[14]). Coleman (1993)[5] ajoute qu'il aide à vérifier la maturité des possibilités vocales et à faire la distinction entre les voix entraînées et non entraînées. Il précise que la méthode peut aussi donner des informations valables en cas de dysphonies dysfonctionnelles. Schultz (1975)[15] examine les troubles fonctionnels et organiques, compare les résultats intra-individuels, assure le suivi vocal et les capacités vocales. Il réalise des comparaisons inter-individuelles entre la voix du sujet et les valeurs de référence. Pour les voix normales, il étudie l'impact de l'entraînement sur le phonétogramme chez les enfants et les adultes. Pedersen (1993)[16] réalise des profils vocaux dans un chœur de filles et de garçons en période de mue. Heylen (1996)[4] vérifie les capacités vocales des enseignants masculins à l’école primaire. Il conclut que l'influence du stress, les modifications postthérapeutiques, la détermination des registres, l'étude des paramètres en pré et postchirurgie sont autant de facteurs cliniquement utiles à analyser à l'aide du phonétogramme. Le phonétogramme est complémentaire au diagnostic vocal. Il est plus une réflexion sur la capacité vocale qu’une mesure de la fonction laryngée, mais en combinaison avec les données laryngoscopiques, il peut nous renseigner sur cette aptitude vocale des sujets.

Les caractéristiques du phonétogramme peuvent être schématiquement groupées autour des paramètres suivants : fréquence, intensité, forme et surface, qualité.
L’étendue fréquentielle est exprimée en Hz en ½ ton ou en % par rapport à l’étendue totale. L'examinateur peut évaluer le volume vocal complet, la tessiture vocale ou le volume physiologique du registre de tête. Le phonétogramme est aussi une méthode pour déterminer les registres et les transitions de registre, les classer par tessiture vocale, mesurer l'intensité minimale ou maximale, confortable et habituelle.
L'inclinaison est une des formes de paramètre étudié par Hereto[in 4]. Cependant aucune définition claire, aucune méthode de calcul n'apparaît pour la mesurer. En conséquence, il est difficile de comparer les données d’études variées. Plus encore, l’inclinaison est mesurée en différentes unités : Gramming et al (1988)[17] l’expriment en ½ tons par dB, mais dans d’autres études, l’inclinaison est mesurée en dB par ½ tons. Il en est de même pour le calcul de surface.
Pabon (1991)[6] essaie de mesurer les aspects qualitatifs par les moyennes de la phonétographie. Plus spécifiquement, il examine le jitter, le shimmer, et le facteur crête. Kotby et al (1995)[18] font une analyse quantitative et qualitative de leurs résultats. Ces analyses qualitatives consistent principalement en des annotations sur la fréquence, l’intensité, et les caractéristiques du phonétogramme.

Heylen (1997)[4] décompose le phonétogramme en fréquence, intensité et caractéristiques morphologiques. Les 6 caractéristiques fréquentielles sont le pic le plus haut et le plus bas en Hz, l’étendue fréquentielle en Hz, le nombre de ½ tons des registres de tête et de poitrine et l’étendue totale des pics exprimés en ½ tons. Le phonétogramme est ensuite décomposé en trois types d'intensité : l’intensité (dB) douce et forte, l'étendue totale d’intensité exprimée par la différence entre l’intensité forte et l’intensité faible, et l’interaction entre la fréquence et l’intensité reflétée par la morphologie du phonétogramme. Cette morphologie est décrite par les pentes des courbes des frontières supérieures et inférieures illustrée à la figure 19. Hereto[in 4] propose que l’examinateur dessine manuellement une tangente des frontières du registre de tête. Avec les paires X (Hz) et Y (dB) comme indiqué comme à la figure ci-contre, on calcule la pente en dB/1/2 tons.

La revue de la littérature présente plusieurs références de phonétogrammes normalisés. Böhme et al (1995)[19] rapportent des valeurs de référence pour 112 enfants âgés de 7 à 10 ans. Aucune différence significative en fonction de l'âge n’apparaît dans ce groupe. Les intensités maximales et minimales augmentent avec la fréquence. Les résultats montrent cependant que les garçons chantent plus fort que les filles. L'étendue vocale est de 29 ½ tons pour les deux groupes. A l'origine, la population de Böhme était beaucoup plus large (n=277), du fait que la tranche d'âge était de 5 à 14 ans. Il n'a pu établir de valeurs de référence en dessous de 7 ans, la concentration et la perception nécessaires à la reproduction des fréquences perçues étant impossibles. Les variations inter-sujets chez les plus âgés ne lui ont pas permis de les intégrer au standard.

Coleman et al (1977)[20] rapportent des valeurs de référence pour les adultes. Pour les sujets sans pathologie vocale, l'étendue couvre au moins 2 octaves. L'intensité minimale est de 55 dB pour les femmes et 58 dB pour les hommes.

L'intensité maximale est de 113 dB pour les femmes et 117 dB pour les hommes. La dynamique d'amplitude varie en fonction de la fréquence. Elle se situe en moyenne autour de 30 dB. Le passage d'un registre à l'autre se marque par un pincement du champ dynamique particulièrement présent dans les voix non chantées. Dejonckere [in 21] relève les anomalies vocales principales pour les dysphonies organiques. Il observe une réduction globale de l'aire, une perte des fréquences aiguës et parfois des fréquences basses. Il rapporte une augmentation des intensités minimales et une diminution des intensités maximales dans les fréquences aiguës. Le phonétogramme peut également être scindé en deux parties. Pour les dysphonies dysfonctionnelles, l'auteur parle de réduction de la dynamique et d'une réduction des deux extrémités dela courbe.

Sulter et al (1995)[22] réalisent le phonétogramme sur 224 sujets répartis en 4 groupes. 92 femmes et 47 hommes (17-41 ans) constituent le groupe de sujets non entraînés, 43 hommes et 42 femmes (18-75 ans) le groupe de choristes. Ils s’intéressent à la fréquence et à l’intensité. Les résultats sont différents selon le sexe dans les deux populations. Les hommes sont capables de sonoriser à des intensités minimales plus faibles que les femmes. Les choristes masculins montrent une habileté à produire des hauteurs tonales plus basses. Il en résulte un phonétogramme avec des capacités dynamiques plus larges particulièrement sur les intensités minimales.
Cela suggère un meilleur contrôle du souffle durant la phonation et de l'habileté à faire vibrer les cordes vocales à une pression sous-glottique basse. A la fin de leur étendue fréquentielle, les sujets non entraînés produisent des intensités plus fortes, tandis qu’une des caractéristiques des choristes est la relative absence de transitions de registre. Les différences entre les deux groupes s'expliquent par des capacités naturelles plus grandes chez les choristes à contrôler leur mécanisme vocal. L'expérience du chanteur est associée à un contrôle neuro-myogénique sur la source vocale.

Neuschaefer et al (1997)[23] évaluent la production vocale de 40 orateurs professionnels et non-professionnels à l'aide d'un phonétogramme tridimensionnel. Les sujets sont répartis en quatre groupes appariés en âge et en sexe. Sur le phonétogramme en 3 dimensions, l'axe X indique les valeurs de hauteurs tonales, l'axe Y les valeurs d'intensité et l'axe Z, la durée de la phonation. Le concept du phonétogramme en 3 dimensions a été développé par Frank et al (1983)[24], Gross et al (1983)[25], et Lillge (1984)[26]. Les résultats montrent que les phonétogrammes des professionnels sont plus "volumineux" que ceux des non-professionnels [figure ci-contre].

Les orateurs non-professionnels montrent une étendue de 29 ½ tons pour les femmes et 32 ½ tons pour les hommes, les professionnels une étendue de 35 ½ tons pour les femmes et 37 ½ tons pour les hommes. Chez femmes les valeurs d'intensité faible diffèrent sur toute la tessiture, celles d'intensité fortes sur les fréquences moyennes et hautes. Les femmes professionnelles obtiennent une durée de phonation plus élevée en intensité faible que les non-professionnelles (11-14 sec. versus 13-19 sec.). Pour les intensités fortes, aucune différence significative n'est rapportée. Chez les hommes, l'effet de l'entraînement vocal est démontré. Les orateurs professionnels obtiennent des valeurs d'intensité minimale plus faibles et des valeurs d'intensité maximale plus fortes que les non-professionnels et ce sur toute la tessiture ; la durée de la phonation est également supérieure (10-17 sec. versus 13-19 sec.).

L'analyse combinée des 3 paramètres (fréquence, intensité, durée) a montré que les valeurs de production des orateurs professionnels dépassaient celles des non-professionnels. Les auteurs concluent que cette nouvelle forme de phonétogramme peut être considérée comme un outil utile et pratique dans l'estimation de la capacité vocale.

Dominique Morsomme

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27. Dominique Morsomme Contribution à la détermination de paramètres subjectifs et objectifs pour l'étude de la voix 2001