Investigation glottographique et laryngoscopique de la transition entre les deux principaux mécanismes laryngés (Glottographic and laryngoscopic investigation of the transition between the two main laryngeal mechanisms) (2016)

Abstract: Cet article étudie par une approche descriptive la transition entre le premier et le second mécanisme laryngé. Des mesures électroglottographiques ont été réalisées simultanément à des captures d’images par laryngoscopie sur deux sujets : une femme et un homme. Des différences de comportement entre les deux sujets ont été observées. Un mouvement vertical de grande amplitude du larynx est systématiquement observé au moment de la transition chez le sujet masculin, tandis que des modifications de petite amplitude de la distance entre paroi pharyngale et épiglotte, ou de la compression des plis aryépiglottiques sont remarquées chez le sujet féminin. Ces changements de configurations s’effectuent de façon continue chez cette dernière alors qu’un changement soudain de l’activité des plis vocaux a lieu à un instant précisément localisé pour les productions des deux sujets. Ces différences d’ajustements laryngés sont liées à des modifications des paramètres mécaniques dont dépendent la fréquence fondamentale et qui restent à estimer.

## introduction les différentes configurations du vibrateur laryngé pour produire des sons voisés ont conduit à distinguer quatre mécanismes de production au niveau de la source. les critères de différenciation reposent sur la masse et la longueur vibrante des plis vocaux impliquées dans la vibration, l'action des muscles vocaux commandant les paramètres de tension et de masse vibrante, ainsi que des phénomènes de discontinuité liés aux transitions @xcite . ces "mécanismes laryngés"usuellement notés m0, m1, m2 et m3-sont listés par ordre croissant des fréquences fondamentales productibles dans chacun d'eux. les deux mécanismes principalement utilisés par l'être humain en voix parlée sont le m1 et le m2. les termes "chest" ou "modal voice" sont régulièrement utilisés dans la littérature pour désigner le m1 lorsqu'elles qualifient le comportement de la source glottique. il en va de même avec le terme "falsetto" qui désigne le m2 @xcite . l'électroglottographie (egg) est aujourd'hui la méthode non-invasive la plus fiable pour différencier les mécanismes laryngés : au niveau macroscopique, l'amplitude du signal egg montre de plus grandes variations de surface d'accolement des plis vocaux en mécanisme m1 qu'en m2. au niveau d'une période, les signaux egg enregistrés simultanément à des images obtenues par cinématographie ultra-rapide ou photographie strobostropique ont permis d'associer l'évolution d'une onde de l'egg aux différentes phases d'ouverture et de fermeture des plis vocaux. l'analyse de ces enregistrements coordonnés a montré que des évolutions plus ou moins rapides surviennent à l'échelle d'une période, la dérivée du signal egg (degg) devient alors un outil pertinent pour caractériser les vibrations : les instants d'ouverture initiale et de fermeture complète de la glotte sont considérés proches des instants où des pics sont visibles sur le signal degg. des procédures de détection automatique du quotient de contact ont été mises en place et ont permis d'étudier les tendances du comportement vibratoire des plis vocaux de façon quantitative avec des mesures noninvasives. le quotient de contact est en moyenne 0.27 plus grand en m1 qu'en m2, il varie de 0.2 à 0.7 en m1 et de 0.05 à 0.5 en m2 @xcite . la forme d'onde est plus symétrique en m2 car si la vitesse d'ouverture est inférieure à la vitesse de fermeture en m1, ces deux grandeurs sont proches de l'égalité en m2 @xcite . si le succès des mesures egg s'explique en grande partie par son caractère non-invasif, sa principale limite repose sur l'impossibilité de décomposer l'évolution du contact des plis dans le plan horizontal (axe antéro-postérieur) et vertical (axe inférieur-supérieur). ces informations pourraient potentiellement expliquer les différences entre les pics du signal degg et les instants d'ouverture initiale et de fermeture complète des plis, mises en évidence grâce à l'augmentation de la fréquence des images de la cinématographie @xcite . d'autre part, ces informations permettraient d'améliorer la compréhension des phénomènes de "double pics" du signal degg qui surviennent dans certains schémas de vibrations glottiques liés à des différences de phases d'ouverture ou de fermeture des plis vocaux le long de l'axe antéropostérieur. enfin, elles rendraient possible l'estimation de l'ouverture de la glotte et l'établissement d'un lien avec les modèles d'onde de débit glottique. la photoglottographie (pgg) est une technique qui permet également d'estimer l'ouverture de la glotte @xcite . des analyses de signaux pgg sur des voyelles produites dans les deux principaux mécanismes laryngés mécanismes ont pu mettre en évidence des différences significatives au niveau de l'amplitude et de la forme de l'ouverture @xcite . les opportunités offertes par cet outil n'ont pas été plus développées en raison de son caractère invasif. un photoglottographe externe (epgg) développé au laboratoire de phonétique et phonologie de paris 3 donne la possibilité d'acquérir des mesures pgg sans introduire de source de lumière ou de capteur photovoltaïque par voie orale ou nasale @xcite . ce nouvel outil n'a pour l'instant été utilisé que pour détecter des mouvements d'abduction et d'adduction totale de la glotte @xcite . la robustesse du protocole ne permet pas à ce jour de mesurer les vibrations des plis vocaux avec cet appareil. l'essentiel des études qui traitent le problème du contrôle neuro-musculaire de la fréquence fondamentale sont historiques et s'appuient sur des mesures électromyographiques @xcite . celles-ci ont montré que l'élévation de la f0 est corrélée avec l'activité du muscle cricothyroïdien (ct) sur toute la tessiture et indépendamment du mécanisme employé. la différence entre m1 et m2 repose principalement sur la contribution du muscle thyroaryténoïdien (ta), dont l'activité est liée à la masse vibrante @xcite . une limite physiologique de raideur peut être atteinte dans les hautes fréquences pour le m1 @xcite . une discontinuité de la f0 peut alors survenir en raison de l'arrêt soudain de l'activité du ta, alors que sa tension musculaire augmente graduellement @xcite . un mouvement d'éloignement des bandes ventriculaires a lieu lors de la transition du m1 vers le m2, tandis qu'un rapprochement est relevé lors de la transition inverse @xcite . la corrélation de l'activité du ct avec la f0 est due aux mouvements de rotation et de translation du muscle cricothyroïdien qui provoquent une augmentation de la tension, dont l'effet est plus significatif que l'augmentation de la longueur. la montée du larynx contribue une augmentation supplémentaire de l'activité du muscle cricothyroïdien @xcite . des images obtenues par laryngoscopie @xcite , imagerie par résonance magnétique @xcite , ou des résultats tirés de signaux egg @xcite montrent que la hauteur du larynx est en moyenne plus élevée chez les hommes en m2 qu'en m1. il est rapporté dans ces études l'existence d'une grande variabilité inter-individuelle des positions du larynx en fonction des mécanismes. ceci confirme que les stratégies neuromusculaires mises en oeuvre pour le contrôle des paramètres acoustiques de la parole varient d'un mécanisme à l'autre. le quotient ouvert dont la valeur dépend de ces stratégies est d'ailleurs corrélé différemment avec la hauteur et l'intensité suivant le mécanisme employé @xcite . le contrôle de la f0 en fonction des mécanismes résulte donc de la coordination complexe de l'activité musculaire laryngée qui est propre à chaque individu. l'expertise vocale et le sexe sont des facteurs qui augmentent cette variabilité. les fréquences fondamentales de transition sont en moyenne inférieures chez les hommes par rapport aux femmes et les intervalles de ruptures sont plus élevés @xcite . ces grandeurs dépendent des dimensions des organes du larynx, notamment de la longueur et de l'épaisseur des plis vocaux. les rapports d'amplitude de l'egg entre m1 et m2 sont également plus élevés pour les hommes que pour les femmes. cette étude propose de mettre en évidence cette variabilité des stratégies de contrôle de f0 entre individus en fonction des mécanismes. la description d'images laryngoscopiques associée à l'analyse de signaux egg ont été réalisées sur un homme et une femme dans cette optique. ## protocole expérimental par son caractère invasif, le laryngoscope nécessite de réaliser les mesures dans un environnement hospitalier. les expériences se sont déroulées dans un cabinet d'oto-rhino-laryngologie de l'hôpital européen georges pompidou.