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# Trilles et vibrati dans le Chant Long Mongol

Claire Pillot-Loiseau, Lise Crevier-Buchman, Annie Rialland, Bulgantamir Sangidkhorloo, Nicolas Audibert, Coralie Vincent

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Claire Pillot-Loiseau, Lise Crevier-Buchman, Annie Rialland, Bulgantamir Sangidkhorloo, Nicolas Audibert, et al. Trilles et vibrati dans le Chant Long Mongol. CFA 2025 - 17e Congrès Français d'Acoustique, Société Française d'Acoustique (SFA), Apr 2025, Paris, France. pp.782-787. hal-05226115

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cfa

Congrès Français
d'Acoustique

17ème édition

Paris 2025

27-30 Avril

Recueil des Résumés
et des Actes
17e Congrès Français d'Acoustique
27-30 avril 2025, Paris

Trilles et vibrati dans le Chant Long Mongol

C. Pillot-Loiseauª, L. Crevier-Buchmanª,ᵇ, A. Riallandª, B. Sangidkhorloo,ᶜ N. Audibertª, et C. Vincentᵈ

ª Laboratoire de Phonétique et Phonologie UMR 7018, CNRS/Sorbonne Nouvelle, F-75005 Paris

ᵇ Hôpital Foch, Service ORL, F-92150 Suresnes, France

ᶜ Université Nationale de Mongolie, M-14200 Ulaanbaatar, Mongolie

ᵈ CNRS, Ircam, Sorbonne Université, Ministère de la Culture, STMS, F-75004 Paris, France

<figure><img src="image_4.png" /></figure>
La Mongolie a développé, au fil des siècles, une riche tradition de musique vocale avec une variété de styles vocaux étonnants. Déclaré par l'Unesco comme l'un des chefs-d'œuvre du Patrimoine culturel immatériel de l'humanité en 2005, le Chant Long est l'un d'entre eux et se caractérise par des tempi lents, de longues lignes mélodiques, de grands intervalles de hauteur, une absence de rythme mesuré, et plusieurs types d'ornementations. Une étude de cas, associant une analyse acoustique à partir d'un enregistrement audio et une investigation physiologique (nasofibroscopie laryngée synchronisée à l'enregistrement audio), a été réalisée chez une chanteuse professionnelle mongole experte dans cette technique. Elle montre une exécution contrôlée et reproductible des vibrati et trilles, mise en évidence par l'étude de 27 vibrati et 30 trilles acoustiquement et physiologiquement identifiables dans une chanson choisie par cette artiste. Les analyses indiquent que les étendues et modulations de fréquence et d'intensité de ces ornementations sont supérieures pour les trilles. En outre, la corrélation entre la fréquence et l'intensité est négative pour les trilles et positive pour les vibrati. Par ailleurs, les différences d'amplitude entre les premiers et deuxièmes harmoniques sont négatives (H2* d'amplitude supérieure à celle de H1*) pour les excursions basses de trilles, pour lesquels on observe un saut de fréquence situé entre 2 et 7 demitons, laissant supposer l'existence d'un passage registral, tel qu'on peut l'observer dans d'autres techniques vocales comme le Tahrir. Dans les trilles, les données nasofibroscopiques laryngées montrent un mouvement latéral asymétrique au niveau des deux aryténoïdes, dont la distance est positivement corrélée à la fréquence. Dans les vibrati, le mouvement aryténoïdien antéro-postérieur est symétrique. On note enfin une participation structures laryngées situés au-dessus des plis vocaux, révélant la fonction du larynx articulateur en plus que d'être vibrateur.

# 1 Introduction

Le Chant Long (Urtyn Duu), probablement apparu il y a 2000 ans, fait partie d'événements rituels mongols dans des cérémonies familiales, publiques, traditionnelles, ou de divertissement [1]. Très difficile à maîtriser, il implique une grande étendue vocale, une grande maîtrise, et nécessite une longue formation, commençant dès l'adolescence. Inscrit en 2008 sur la Liste représentative du patrimoine culturel immatériel de l'humanité par l'Unesco (proclamée en 2005 [2]), il se caractérise par des tempi lents, de longues lignes mélodiques, de larges intervalles, et par l'absence de rythme mesuré. L'échelle utilisée est une gamme pentatonique à cinq notes sans demi-tons. Le Chant Long peut être produit par des femmes ou des hommes, généralement accompagnés par le Morin Khuur (violon à tête de cheval) ou parfois par le Limbe (flûte traversière). Il est structuré en vers ([3]), chacun étant modulé avec un style très contrôlé.

Sa mélodie de base est embellie par des improvisations utilisant des trilles, des vibrati, des glissandi et des effets de yodel. De nos jours, on peut trouver l'influence du chant d'opéra occidental pour certaines ornementations. Si de nombreuses études acoustiques ont été menées sur le vibrato dans le chant classique [4-7], moins ont été consacrées aux ornementations [8-10] ou spécifiquement au Chant Long mongol ou aux techniques vocales associées pour certains de ses ornaments [11-15]. En outre, si une étude physiologique et acoustique du comportement du larynx pendant les ornaments chez une chanteuse mongole a été menée [13], il reste à approfondir cette étude, et établir les liens entre les données acoustiques et les paramètres des mouvements laryngés. Cette contribution a pour but de caractériser acoustiquement et physiologiquement les trilles et vibrati du Chant Long mongol, et d'explorer les liens entre ces deux types d'analyse afin de mieux comprendre les relations entre les propriétés acoustiques et le comportement laryngé.

# 2 Méthode

## 2.1 Chanteuse et corpus

Une chanteuse professionnelle mongole, Narantuya, a été enregistrée dans notre unité. Elle a signé un consentement éclairé. Le corpus était une chanson de paix spontanément proposée en l'honneur du pays hôte, chantée une fois. Il dure environ 4 minutes. Très structuré, il comprend d'abord une introduction, servant d'échauffement, suivie de trois couplets dont chacun est composé de 4 parties, et d'une conclusion. La dernière partie de chaque couplet est plus aiguë. Chaque couplet comprend 10 trilles et 9 vibrati. La notation ci-dessous illustre la structure, les transcriptions orthographique, phonétique<fnref n="1" />, et la tessiture de ce chant, avec en bleu les voyelles porteuses de vibrati (parfois deux par voyelle tenue avec une absence de vibration séparant les deux vibrati), en rouge celles porteuses de trilles, et en vert les voyelles composées de la succession trille-vibrato-trille.

### Introduction: « De la Bannière Erdene »

Жаа х ий нь Эрдэнэ засгаа ээ ий өө нь ээ өө нь
[Ža: h'i:] [Erdene zasga: e: i: ö: n e: ö:'n]
220Hz - 554Hz (La2 - do#4)

### Couplet 1: « c'est la fête de la paix »

Энх ээ ий өө нь мэндийн өө ииээ иээ иийэ өө нь
[enh e: i: ö: n] [mendi:n ö: je: je: ö:]
440Hz - 554Hz (la3 - do#4) 330 - 554Hz (mi3 - do#4)
баяр нь эээ ий өө ий өө нь Ай хө өө нь ай хө
[bajar ne: i: ö: i:] [ai hö: ai hö:]
277 - 440Hz (do#3 - la3) 494 - 740Hz (si3 - fa#4)

### Couplet 2: « À ce jour parfaitement festif »

Төгс өө ай хө өө нь бүрдсэн эээ ий өө ий өө нь
[togs ö: ai h ö: ö: n] [bürdsen e: i: ö: i: ö: n]
440Hz - 554Hz (la3 - do#4) 330 - 554Hz (mi3 - do#4)
энэ өдөр өө хө ээ өө ээ нь Ай хө хө нь Ай хө
[en ödör: ö: hö: e: ö:] [ai hö: hö: ai hö:]
277 - 440Hz (do#3 - la3) 494 - 740Hz (si3 - fa#4)

<footnote n="1">¹ Transcription effectuée par la quatrième auteure, mongole native. [ö] désigne un [o] tendu et long.</footnote>
## Couplet 3: « Soyons joyeux et heureux »

<table><tr><td>Сайхнаа ай аа өө нь ээ</td><td>цэнгэж ээ өөө эй өй өө нь</td></tr><tr><td>[saihna: ai a: ö: n e:]</td><td>[cengej e: o: ei öi ö: n]</td></tr><tr><td>440Hz - 554Hz (la3-do#4)</td><td>330 - 554Hz (mi3 - do#4)</td></tr><tr><td>жаргаяа ахөө ээ өө ээ нь</td><td>Ай хөө нь ээ ай хө</td></tr><tr><td>[jargaja a: hö: e: ö: e: n]</td><td>[ai hö: ö: n e: ai hö:]</td></tr><tr><td>277 - 440Hz (do#3 - la3)</td><td>494 - 740Hz (si3 - fa#4)</td></tr></table>

## Conclusion

Ай хө нь ай еөө : [ai hö:n ai jö:] 392 - 588Hz (sol3 - ré4)

## 2.2 Enregistrements et analyses

L'examen du larynx de la chanteuse a été réalisé avec un endoscope à fibre optique standard, sans anesthésie locale. L'appareil comprenait un fibroscope nasal flexible (Kay-Pentax® FNL10RP3, Lincoln Park, NJ, États-Unis), une source de lumière au xénon 300 et un système d'enregistrement vidéo (DigitalStrobe®, RLS91000, Kay Elemetrics, Lincoln Park, NJ, États-Unis). Notre chanteuse a très bien toléré le fibroscope nasal et a pu chanter le corpus précédemment décrit.

Les enregistrements vidéo ont été analysés avec le logiciel ImageJ (v.1.44) [16] : l'analyse des trains d'images obtenus pour chaque ornementation (en moyenne 25 par ornementation, dû à l'enregistrement vidéo) a permis, sous Matlab® [17], d'annoter le sommet des cartilages corniculés gauche et droit des aryténoïdes puis de mesurer la distance en pixel entre ces deux points pour chaque image.

Concernant l'enregistrement acoustique, un enregistreur numérique Marantz a été utilisé avec un microphone Audio Technica AT8033a placé à 30 cm des lèvres. Les signaux vidéo et audio ont ensuite été synchronisés manuellement.

Puis, dix-neuf ornements par couplet ont été sélectionnés perceptivement et analysés avec les outils de détection de fo, d'intensité, et du spectrogramme à bandes étroites sous Praat [18]. Ces 57 ornements ont été numérotés de 1 à 57. L'examen qualitatif a permis de différencier des vibrati analogues à ceux que l'on peut rencontrer dans le chant lyrique, et des oscillations régulières plus importantes évoquant le trille dans d'autres techniques vocales [12]. Afin d'étudier la reproductibilité des ornementations d'un couplet à l'autre, les ornementations de l'introduction et de la conclusion n'ont pas été étudiées.

Les paramètres acoustiques retenus étaient les modulations de fréquence fondamentale (fo) et d'intensité (I) dans chaque ornementation [6] déterminant le nombre d'oscillations par seconde (Hz) des courbes de fo et I respectivement. Les étendues des modulations de fréquence (demi-ton) et d'amplitude (dB) décrivent leur écart par rapport à la fréquence ou à l'amplitude moyenne pendant le cycle du vibrato [6]. La corrélation de Spearman entre fo et I a également été calculée pour chaque point de ces courbes. Pour chaque partie basse et haute de chaque modulation de chaque ornementation, la différence d'amplitude entre le premier et le deuxième harmonique (H1*-H2*, dB) a été calculée selon la formule corrigée ([19], sur /æ ε Λ/ dans cet article) pour éviter l'effet du premier formant sur la fonction de transfert du conduit vocal. Elle donne une indication du quotient d'ouverture, réduit quand cette différence est négative [19]. Enfin a été quantifié en demi-tons le saut de fo observé sur les trilles, à partir de l'observation des courbes [20].

# 3 Résultats

## 3.1 Fréquences et étendues des modulations

La figure 1 représente la distribution des valeurs de modulation et étendue de fréquence et d'intensité pour les trilles et vibrati de chaque couplet. Si on n'observe aucune différence significative d'un couplet à l'autre, ces deux ornementations sont différemment caractérisées : les modulations et étendues de fréquence et d'intensité sont significativement plus importantes pour les trilles, et il existe des corrélations négatives entre la fréquence et l'intensité pour les trilles, alors qu'elles sont positives pour les vibrati.

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Figure 1 – Acoustique des trilles (rouge) et vibrati (bleu) des trois couplets du chant long mongol produit par Narantuya : modulations de fréquence (A) et d'amplitude (B), étendues de fréquence (C) et d'amplitude (D), E : corrélation entre chaque point des courbes de fréquence et d'intensité. F : corrélation entre la Distance inter-aryténoïdienne (DIA) et la fréquence fo d'une part, l'intensité I d'autre part. Traits verts : valeurs de la littérature. Couleur foncée : couplet 1 ; couleur moyenne : couplet 2 ; couleur claire : couplet 3.

## 3.2 Acoustiques et physiologie : liens

Les figures 2 (pour un trille) et 3 (pour un vibrato) montrent, de haut en bas, deux images laryngées présentant une Distance inter-aryténoïdienne (DIA) minimale (gauche) et maximale (droite), le signal, le spectrogramme, et les courbes de fo et I (bleu) sur lesquelles est superposée l'évolution de la DIA (en rouge, en pixels). Spécifiquement durant les trilles (figure 2), un mouvement asymétrique des aryténoïdes se produit dans le sens transversal : seul l'aryténoïde gauche s'avance vers l'avant et se centralise vers le centre de la glotte, réduisant sa distance avec l'autre aryténoïde ; les courbes de fo et DIA sont en phase, contrairement à celles de I et DIA : quand fo est élevé et I est basse, l'aryténoïde gauche est moins avancé et moins proche de l'autre aryténoïde.
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 2 – De haut en bas : exemple d’un trille : images laryngées montrant une distance inter-aryténoïdienne (DIA) minimale et maximale, signal, spectrogramme, courbes de *fo* et I (bleu) et courbe montrant l’évolution de la DIA (rouge, en pixels)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 3 – De haut en bas : exemple d’un vibrato : images laryngées montrant la distance inter-aryténoïdienne (DIA), signal, spectrogramme, courbes de *fo* et I (bleu) et courbe montrant l’évolution de la DIA (rouge, en pixels)</figcaption></figure>
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 4 – De haut en bas : signal, spectrogramme précisant les occurrences basses et hautes de chaque modulation de fréquence, distribution des valeurs de H1*-H2* (dB) et exemples de spectres FFT pour une occurrence basse et haute, pour un trille (rouge, à gauche) et un vibrato (bleu, à droite)</figcaption></figure>

Le signal montre une amplitude plus importante dans les parties basses des modulations de fréquence que dans leurs parties hautes (figure 2). Il n’en est pas de même pour le vibrato (figure 3) pour lequel on observe moins d’oscillations visibles (en particulier de DIA) et moins de différences d’amplitude du signal en fonction des parties basse et haute des modulations, car, contrairement aux trilles, les mouvements des aryténoïdes sont symétriques, principalement dans le sens antéro-postérieur, ne faisant pas varier la DIA. La figure 1E quantifie ces corrélations existant entre la DIA et *fo* et I, montrant des patterns inverses pour l’ensemble des trilles et vibrati des couplets du chant.

## 3.3 Calcul de H1*-H2*

La figure 4 présente, de haut en bas, le signal, le spectrogramme à bandes étroites précisant les occurrences basses et hautes de chaque modulation de fréquence, la distribution des valeurs de H1*-H2* (dB) et deux exemples de spectres FFT pour une occurrence basse et haute, pour un trille (rouge, gauche) et un vibrato (bleu, droite). Ces valeurs sont différentes pour les trilles et vibrati : H1*-H2* est positive pour toutes les occurrences des vibrati et les occurrences hautes des trilles. Elle n’est négative que pour les occurrences de basse fréquence des oscillations des

trilles. Les valeurs positives sont plus variables (entre 2 et 15 dB) pour les occurrences hautes des trilles, tandis qu’elles avoisinent 5 dB en moyenne pour les vibrati, pour lesquelles on observe que la plupart des valeurs sont comprises entre 2,5 et 8 dB. Les valeurs négatives avoisinent une moyenne de -3 dB pour les occurrences basses des trilles. Même s’il n’existe aucune différence significative entre les valeurs de H1*-H2* d’un couplet à l’autre, les occurrences hautes des trilles du deuxième couplet atteignent des valeurs positives moins importantes que celles des couplets 1 et 3. La tendance inverse s’observe pour toutes les occurrences des vibrati. Cette différence, brute ou corrigée, est consistante quelle que soit l’aperture des voyelles de ce chant.

## 3.4 Passage registral ?

La littérature ayant décrit l’existence de certaines ornementations, en particulier des trilles, faisant l’objet d’un passage registral (voir entre autres [11]), il nous a paru pertinent d’approfondir notre analyse des trilles afin de savoir si un tel passage du mécanisme 1 (M1) au mécanisme 2 (M2) pouvait se produire entre les occurrences de basses et hautes fréquences des trilles chez la chanteuse mongole. Si c’est le signal EGG (modification de son amplitude), sa dérivée (changement de forme) et les valeurs du quotient
ouvert qui caractérisent de manière sûre le mécanisme laryngé utilisé [21, 22]), d'autres études ont mis l'accent sur l'existence de cassures harmoniques [11, 12, 21, 22], mais aussi de rapports harmoniques différents pour les voyelles ouvertes [23] et de sauts de fréquence [11, 12, 21, 22] ascendants de M1 à M2 et descendants de M2 à M1.

La figure 5 (gauche) illustre de tels sauts de fréquence sur la courbe de fréquence fondamentale d'un trille. Il a en effet été observé, que ce soit dans la phase montante ou descendante du trille, des sauts de fréquence de 1,5 à 2 demi-tons en moyenne, sauts moins importants pour les trilles avec /a/ (figure 5 à droite).

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

Figure 5 – Gauche : signal (haut) et courbes de *fo* (bleu, en demi-tons) et I (vert) montrant le saut de fréquence de deux demi-tons se produisant dans le passage d'une occurrence basse à haute d'une modulation de fréquence d'un trille. Droite : valeurs en demi-ton des sauts de fréquence observés dans les 30 trilles en fonction de la voyelle produite.

## 4 Discussion

Cette étude de cas descriptive a tenté d'apporter des compléments à l'analyse acoustique et à l'étude du comportement laryngé de 30 trilles et 27 vibrati d'un chant produit par une chanteuse mongole professionnelle. Ces deux types d'ornementation se distinguent significativement par des taux de modulation de fréquence et d'intensité supérieurs pour les trilles par rapport au vibrato : des modulations de fréquence de 6,5 Hz [8] et comprises entre 7 et 9 Hz ([8], [11] pour le Tahrir) pour les trilles avaient déjà été constatées, tandis qu'elles étaient comprises entre 4 et 7 Hz pour les vibrati (entre autres : [4, 6]) ou entre 5,2 et 6,4 Hz [8]. A notre connaissance, les taux de modulation d'amplitude des trilles ne sont pas renseignés dans la littérature, alors que de tels taux varient entre 4 et 6 Hz pour les vibrati [24]. En outre, si les étendues des modulations de fréquence avoisinent 4 demi-tons [8] ou sont comprises entre 2 et 7 Hz [12] dans les trilles, elles se situent entre un et 2 demi-tons [8, 24] ou entre 0,8 et 1,1 demi-tons, dans la production de vibrati de chanteuses, selon une littérature plus abondante sur ce sujet (entre autres : [25]). De plus, si, à notre connaissance, les étendues de modulation d'intensité des trilles ne sont pas souvent renseignées dans la littérature, elles vont de 2-3 dB à 8-10 dB selon plusieurs auteurs (entre autres : [4]). Enfin, les corrélations entre la fréquence et l'intensité ne sont pas renseignées pour les trilles, tandis

qu'elles sont positives pour les vibrati [4]. Ces oscillations de fréquence et d'intensité sont positivement corrélées à *fo* et négativement corrélées à l'intensité pour les trilles, tandis qu'on observe le pattern contraire pour les vibrati. La variation de la DIA, seulement observable pour les trilles, est liée à l'existence de mouvements aryténoïdiens créant une constriction sphinctérienne du tube laryngé au niveau aryépigtottique. Dans ces configurations d'articulation, le larynx est soulevé pour permettre le rapprochement entre les cartilages aryténoïdes et l'épiglotte laryngée. Cette position haute du larynx correspond à la voix dite de larynx soulevé qui a été décrite dans certains styles de chant [13], mettant ici en évidence le rôle supplémentaire d'articulateur du larynx, en plus de sa fonction vibratoire au niveau glottique [26].

D'après nos données, la différence d'amplitude entre les deux premiers harmoniques sépare également les trilles et vibrati en deux catégories bien distinctes : positive pour les vibrati (entre 2,5 et 8 dB en moyenne) et pour les excursions hautes des trilles (avec plus de variabilité pour ces derniers, entre 2 et 15 dB en moyenne), elle est négative pour les excursions basses des trilles (en moyenne -3 dB), faisant supposer un quotient d'ouverture moindre dans ces moments. Des valeurs de H1*-H2* de 3,1 dB en moyenne ont été obtenues pour des femmes en voix parlée [19], et de 6,6 dB sur des syllabes /pæ/ à intensité confortable [27], mais Hanson (1997 [19]) notait une variation de 10 dB en moyenne selon la voyelle. En chant, ces valeurs sont comprises entre -8 (pour un quotient d'ouverture QO compris entre 0,3 et 0,4 dans une émission de voix pressée) et 5 dB (avec QO≥0,7), pour une voix masculine tenant un /a/. D'autres valeurs de ce paramètre lors d'un crescendo sur /a/ tenu à 261 Hz par un baryton sont comprises entre -25 (QO entre 0,3 et 0,4) et -5 dB (QO≥0,8, [21]).

Chez 4 contreténors amateurs et professionnels chantant un air de Haendel, des valeurs non corrigées de H1-H2 sont situées : entre 11 et 26 dB pour des /i/ produits à des *fo* de 587 Hz et 740 Hz, et entre -2,7 dB et 14,7 dB pour un /ɔ/ (*fo*=494 Hz) [28]. Avant correction, nos valeurs dans les occurrences basses des trilles pouvaient atteindre -27,5 dB comme pour toutes les occurrences des vibrati.

Un contraste de qualité vocale semble donc marqué entre les occurrences basses et hautes des trilles, contrairement aux vibrati, en faveur d'une voix plus pressée en bas des trilles (H1*-H2* négative), avec un larynx élevé. Ce contraste peut révéler la présence d'un passage registral car le *Formant tuning* est la façon la plus appropriée pour gérer la transition registrale [23] : pour les voyelles postérieures ouvertes, H2 domine en mécanisme 1 (mis en résonance par le premier formant F1). Durant le passage du mécanisme 1 (M1) vers le mécanisme 2 (M2), l'amplitude de H2 diminue car il perd la résonance de F1 [23]. Cette probable existence de passages registraux semble ici confirmée par l'existence de sauts de fréquence uniquement observables entre les occurrences basses et hautes des trilles, ressemblant aux phénomènes observés pour le Tahrir, technique vocale utilisant le passage rapide de M1 à M2 dans ses ornementations [12, 20].

Toutefois, il convient de souligner la difficulté d'obtenir des valeurs fiables de H1*-H2*, reflétant les valeurs de quotient d'ouverture QO [27], à cause de la complexité à détecter de façon sûre la fréquence du premier formant dans les productions de cette voix féminine aiguë, fréquence
composant justement la formule de correction. L'analyse directe de QO à partir d'un signal électroglottographique (EGG) pourrait définitivement confirmer ces résultats. Il n'en demeure pas moins que la tendance au contraste de ces valeurs uniquement entre les occurrences basses et hautes des trilles, a été observée, quelle que soit la voyelle sur laquelle ont été produites toutes ces ornementations.

## 5 Conclusion

Les données de cette étude descriptive de cas montrent l'existence de patterns acoustiques et physiologiques différenciés entre les vibrati et trilles d'un air de chant long mongol produit par une chanteuse entraînée à cette technique. Ces patterns semblent reproductibles d'un couplet à l'autre. Ils demanderaient à être analysés avec un nombre plus important d'images par seconde, un signal EGG, chez d'autres sujets et d'autres chants, pour savoir si ces constats sont généralisables à l'ensemble de cette technique vocale.

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