Laérodynamique de la parole et la nasalité
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L aérodynamique de la parole et la nasalité Amelot Angélique 15 avril 2015 L aérodynamique de la parole ✤ ✤ ✤ ✤ Aérodynamique = étape intermédiaire entre articulatoire et acoustique Aérodynamique = flux et pression d air L aérodynamique est l étude des relations entre l air et les corps solides qui s y déplace Le domaine de l aérodynamique dans la production de la parole est fondamental => il est à l origine de toutes les manifestations sonores L aérodynamique dans un ensemble Aérodynamique de la parole : définition ✤ ✤ ✤ Le mouvement de l air à travers le conduit respiratoire est réparti par des forces physique et contrôlé par des évènements neuronaux et chimiques. Les changements dans la forme et la taille du passage d air affectent significativement le flux d air spécialement dans le cas de la parole. La respiration et la parole sont très corrélées et une description des facteurs mécaniques dans la respiration aide à comprendre les phénomènes de régulation et de contrôle pour l aérodynamique de la parole. Mécanismes aérodynamiques de la respiration et de la parole ✤ ✤ ✤ le flux d air part d une région de haute pression vers une de basse pression. Pour la phonation, la pression dans les poumons doit être plus importante que la pression atmosphérique les mouvements d air dans et à l extérieur des poumons sont contrôlés par les muscles respiratoires ce qui change le volume de la cage thoracique L appareil respiratoire ✤ ✤ Il est constitué de la cage thoracique, des poumons et de différents muscles. La phonation n est qu une fonction secondaire de cet ensemble et emprunte donc des organes de fonctions préexistantes telles que la respiration ou la mastication. Quelques rappels anatomiques ✤ ✤ ✤ Le thorax est une charpente osseuse et cartilagineuse située entre le cou et l abdomen. L orifice inférieur est fermé par un muscle, le diaphragme, et l orifice supérieur, anneau indéformable communique avec la région cervicale La charpente osseuse est formée : ✤ 12 vertèbres dorsales ✤ 12 côtes en forme de demi-cercle ✤ Sternum qui est la partie antérieure du thorax Quelques rappels anatomiques ✤ Les poumons ont pour première fonction d oxygéner le sang, la deuxième étant de servir de réservoir d air pour la phonation. ✤ Ils sont alimentés par l arbre respiratoire ✤ Les poumons sont reliés à la glotte par la trachée ✤ Chaque poumon est enveloppé de la plèvre Quelques rappels anatomiques ✤ L arbre respiratoire comprend : ✤ Les aériennes supérieures ✤ Nez ✤ Bouche ✤ Oro-pharynx ✤ larynx ✤ La trachée (constituée d une vingtaine d anneaux) ✤ Les bronches ✤ Les bronchioles ✤ Les alvéoles pulmonaires ✤ Les capillaires pulmonaires Quelques rappels anatomiques ✤ Les muscles respiratoires : ✤ ✤ Le diaphragme se situe en dessous de la cage thoracique et sépare cette dernière de l abdomen, c est le muscle le plus important dans la respiration D autres muscles interviennent : ✤ Les muscles intercostaux ✤ Les muscles abdominaux, les muscles du cou, ... Physiologie de la respiration ✤ Le cycle respiratoire comprend : ✤ la phase inspiratoire (entrée de l air) ✤ la phase expiratoire (sortie de l air) Physiologie de la respiration ✤ Respiration sans phonation ✤ La respiration calme est une fonction automatique qui nécessite peu d efforts musculaires et qui met donc en jeu peu d énergie ✤ L air entre dans le corps soit par la bouche, soit par le nez avant de rejoindre le pharynx, le larynx puis la trachée ✤ La trachée se divise en 2 bronches souches, conduisant chacune l air à un poumon ✤ Chaque bronche souche se ramifie en de nombreuses bronches de diamètre de plus en plus petit, permettant à l air d atteindre les alvéoles pulmonaires ✤ L air chargé en CO2 est rejeté au cours de l expiration en suivant le trajet inverse ✤ TOUT AU LONG de ce cycle, les cordes vocales restent en position d abduction Physiologie de la respiration ✤ Respiration dans la voix parlée : ✤ La voix est une sonorisation de l air expiré ✤ Principales modifications de la respiration observées en phonation ✤ ✤ temps inspiratoire plus bref, plus intense et silencieux Les différences sont plus massives pour le temps expiratoire ✤ ✤ pression sous-glottique plus importante (vaincre la résistance en adduction) Les muscles de l expiration active sont sollicités et leur action permet d obtenir des mouvements expiratoires plus rapides, plus amples et prolongés ✤ L expiration fournit le souffle nécessaire à la mise en vibration des cordes vocales ✤ Rythme respiratoire différent Comparaison du volume des poumons ✤ Volume des poumons durant la respiration, la parole et la voix projetée La soufflerie : les moyens d investigation ✤ Mesurer la capacité pulmonaire ✤ Le spiromètre ✤ mesure les volumes et les débits mobilisables à la bouche La soufflerie : les moyens d investigation ✤ Mesurer la capacité pulmonaire ✤ Le plethysmographe ✤ mesure tout volume gazeux intra-thoracique, c est-à-dire le volume de gaz communicant ou non avec les voies aériennes ✤ Estimation de la pression sous-glottique Le flux d air durant la phonation ✤ ✤ L une des différences principales entre les schémas de flux d air entre la respiration et la parole vient de la différence de constriction dans le conduit vocal durant la parole Le flux d air durant la parole est modulé par la glotte et les constricteurs supra-glottique (langue, palais, nez, lèvres et dents) Activité Laryngée ✤ ✤ La glotte est le premier constricteur utilisé dans la parole L air passe à travers la glotte et produit des sons quand les plis vocaux sont ajustés ✤ ✤ ✤ pour le voisement, les plis vocaux sont ouverts and fermés produisant un flux d air quasi périodique les mouvements des plis vocaux sont le résultat d une combinaison complexe entre forces aérodynamique, musculaire et élasticité des tissus le larynx est un transducteur d énergie : il transforme de l énergie aérodynamique en énergie acoustique Les trois fonctions du larynx ✤ Protection des voix aériennes lors de la déglutition ✤ Organe de la voix ✤ Rôle actif durant la respiration Langue Face p. de l’épiglotte Bande ventriculaire Plis vocaux Glotte Trachée Papille Caliciforme Épiglotte Bande ventriculaire Pli vocal Séminaire de Phonétique Glotte Clinique Aryténoïde Moyens d’investigation ✤ Laryngoscopie indirecte = miroir laryngé ✤ Fibroscopie par voie nasale ✤ Laryngoscopie directe [laryngoscopie en suspension] ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide avec examen stroboscopique du larynx ✤ Fibroscopie du larynx et de la trachée ✤ Laryngo-trachéo-bronchoscopie au tube rigide ✤ Electroglottographe ✤ Transillumination 1. Miroir laryngé ✤ L’examen se fait en respiration buccale et en phonation sur le /e/ ✤ ✤ Avantage ✤ ✤ Attention l’image laryngée est inversée Permet d’apprécier la morphologie des cordes vocales dans leur taille, leur forme, leur aspect, leur couleur et leur régularité Inconvénient ✤ Pas adapté pour la parole continue Séminaire de Phonétique Clinique Moyens d’investigation ✤ Laryngoscopie indirecte = miroir laryngé ✤ Fibroscopie par voie nasale ✤ Laryngoscopie directe [laryngoscopie en suspension] ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide avec examen stroboscopique du larynx ✤ Fibroscopie du larynx et de la trachée ✤ Laryngo-trachéo-bronchoscopie au tube rigide ✤ Electroglottographe ✤ Transillumination 2. Laryngoscope rigide ✤ ✤ Laryngoscopie directe = laryngoscope rigide ✤ Il existe différents types d’endoscope selon leur longueur, leur diamètre, avec des optiques à 90° ou 70° ✤ l’appareil est inséré dans la bouche ✤ L’examen se fait en phonation sur le /i/ ou le /e/ Avantage ✤ ✤ Permet d’apprécier la morphologie des cordes vocales dans leur taille, leur forme, leur aspect, leur couleur et leur régularité Inconvénient ✤ Pas adapté à la parole continue Moyens d’investigation ✤ Laryngoscopie indirecte = miroir laryngé ✤ Fibroscopie par voie nasale ✤ Laryngoscopie directe [laryngoscopie en suspension] ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide avec examen stroboscopique du larynx ✤ Fibroscopie du larynx et de la trachée ✤ Laryngo-trachéo-bronchoscopie au tube rigide ✤ Electroglottographe ✤ Transillumination Fibroscopie ✤ Laryngoscopie directe = fibroscopie ✤ Le tube flexible relié à une optique et une caméra est inséré par une narine (avec une petite anesthésie locale) 2.Laryngoscopie Moyens d’investigation indirecte = miroir laryngé ✤ ✤ Fibroscopie par voie nasale ✤ Laryngoscopie directe [laryngoscopie en suspension] ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide avec examen stroboscopique du larynx ✤ Fibroscopie du larynx et de la trachée ✤ Laryngo-trachéo-bronchoscopie au tube rigide ✤ Electroglottographe ✤ Transillumination Séminaire de Phonétique Clinique 2. L’électroglottographie Frequence (Hz) Technique expérimentale de mesure de la surface d'accolement des plis vocaux au cours de la phonation. C'est une mesure non invasive, et d'une parfaite innocuité. 4000 2000 S. acoustique 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Temps (s) 0.5 0.6 0.7 0.8 1 0 -1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 temps en seconde 0.7 0.8 0.9 0.5 EGG ✤ 0 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 temps en seconde 2.5 3 3.5 Séminaire de Phonétique Clinique 2. L’électroglottographie instant de fermeture glottique GLOTTE FERMEE EGG GLOTTE OUVERTE Dérivée instant d'ouverture glottique http://voiceresearch.free.fr/egg/ Séminaire de Phonétique Clinique 2. L’électroglottographie ✤ ✤ Avantage : Grande quantité de données liée à l’acoustique Inconvénients = bien placé le collier ✤ Le sens (phase) du signal électroglottographique enregistré est extrêmement important et dépend du système d’électroglottographie ou de la carte d’acquisition qui peut indiquer soir l’accolement des cordes vocales ou l’inverse Accolement Ouverture Séminaire de Phonétique Clinique 2.Laryngoscopie Moyens d’investigation indirecte = miroir laryngé ✤ ✤ Fibroscopie par voie nasale ✤ Laryngoscopie directe [laryngoscopie en suspension] ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide ✤ Laryngoscopie indirecte au laryngoscope rigide avec examen stroboscopique du larynx ✤ Fibroscopie du larynx et de la trachée ✤ Laryngo-trachéo-bronchoscopie au tube rigide ✤ Electroglottographe ✤ Transillumination Séminaire de Phonétique Clinique 2. Transillumination/Photo- electroglottographie Schéma illustrant la procédure de l enregistrement par transillumination (adapté de Fuchs 2003) la glotte et un La transillumination consiste en une source de lumière qui illumine phototransistor localisé sur le côté opposé de la glotte et qui enregistre le degré de lumière qui passe à travers la glotte pendant son ouverture. Plus la glotte est ouverte, plus l’intensité de cette lumière est importante, et inversement.R. Ridouane Séminaire de Phonétique Clinique 2. Transillumination/Photoelectroglottographie ✤ Avantage : gain de temps par rapport à la fibroscopie ✤ Inconvénient : problème de calibrage Séminaire de Phonétique Clinique 2. Transillumination/ePGG ✤ Un senseur est placé en dessous du larynx ✤ Le conduit vocal est éclairé par une source de lumière Séminaire de Phonétique Clinique 3. Exemple de pathologies ✤ ✤ Une indication de la qualité de la vibration des plis vocaux Dysphonies dysfonctionnelles ou dysfonctionnelles compliquées, laryngectomie… Épaississement localisé de la muqueuse //lapc.free.fr/tutorials/Troubles%20de%20la%20voix.pdf Pseudotumeur du pli vocal = processus inflammatoire Séminaire de Phonétique Clinique Quels instruments pour la glotte & les plis vocaux Effet Bernoulli ✤ Théorie des fluides ✤ Lorsque l on fait circuler un fluide dans un tube dont le diamètre varie, on observe une diminution de la vitesse d écoulement dans les zones où le diamètre du tube et le plus grand & une diminution de la pression dans les zones où le diamètre du tube est plus petit => vitesse plus importante Effet Bernoulli ✤ Glotte = rétrécissement du conduit aérien ✤ Lorsqu un flux d air (suffisamment rapide) circule à travers la glotte entrouverte => baisse de pression de l air à ce niveau ✤ cette dépression = accolement de la muqueuse des plis vocaux ✤ accolement = glotte fermée => disparition de la dépression => pression sous-glottique augmente => ouverture de la glotte => apparition de la dépression... Effet de l activité glottique sur la pression et le flux d air ✤ ✤ Les plis vocaux ont un effet significatif sur la pression et le flux d air durant la phonation La résistance glottique est le ratio entre la pression transglottique de l air à travers la glotte ✤ Plus la résistance glottique est importante plus les plis vocaux sont accolés Les mesures aérodynamiques Les mesures aérodynamiques ✤ Avantages : ✤ ✤ Peu invasives, parole spontanée, capte plusieurs flux à la fois, coupler avec d autres mesures, grande quantité de mesures Inconvénients : ✤ calibrage, temps de réaction de la machine, filtrage Pression intra-orale & débit ✤ /p/ Pression intra-orale & débit ✤ /b/ Pression intra-orale & débit ✤ /s/ Pression intra-orale & débit ✤ /z/ Pression intra-orale & débit ✤ /voyelle/
