Qu’est-ce que l’ef­fet Ste­vens et com­ment en in­ter­pré­ter quelques-unes des consé­quences ?

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Le prin­cipe de l’ef­fet Ste­vens Il re­pose au point de dé­part sur le fait que la crois­sance de l’in­ten­si­té en conti­nu d’un son si­nu­soï­dal peut mo­di­fier vir­tuel­le­ment la per­cep­tion de sa hau­teur. Ce phé­no­mène s’ap­plique différemment sui­vant les bandes de fré­quences consi­dé­rées. Le dia­gramme de Ste­vens (sché­ma 1) illustre très clai­re­ment les co­ef­fi­cients de dis­tor­sion en fonc­tion des fré­quences dont la va­leur est phy­si­que­ment constante et dont on fait va­rier l’in­ten­si­té. La sen­sa­tion de hau­teur va­rie. Pour les fré­quences in­fé­rieures à 1000 hertz on au­ra l’im­pres­sion que la hau­teur s’in­flé­chit vers le grave et pour les valeurs su­pé­rieures à 2000 hertz ce se­ra l’in­verse, l’au­di­teur va croire que le son monte vers l’ai­gu. Ces écarts de hau­teur peuvent al­ler jus­qu’à 40 sa­varts, c’est-à-dire presque un ton puis­qu’un ton « tem­pé­ré » est égal à 50 sa­varts. Nous rap­pe­lons que ces me­sures sont faites sur des sons à une seule com­po­sante si­nu­soï­dale, c’est-à-dire des cas de fi­gure ra­ris­simes dans notre uni­vers so­nore et par consé­quent très peu ex­ploi­tés mu­si­ca­le­ment. (Voir en­ca­dré)

Qu’en est-il des sons com­plexes ? C’est-à-dire des sons ma­jo­ri­tai­re­ment pré­sents dans notre uni­vers so­nore (mu­si­cal ou non). Les sons com­plexes sont faits de la som­ma­tion d’un cer­tain nombre de si­nu­soïdes. S’ils sont pé­rio­diques, ils en­gen­dre­ront un spectre har­mo­nique dont la no­tion de « note mu­si­cale » donc de hau­teur se­ra ai­sé­ment dé­fi­nie, s’ils sont apé­rio­diques ils s’ap­pa­ren­te­ront à la no­tion de bruit. Dans le cas d’un si­gnal har­mo­nique, une aug­men­ta­tion d’in­ten­si­té sur les com­po­santes du spectre en­traî­ne­ra une va­ria­tion du timbre puisque les dis­tor­sions opé­re­ront sé­pa­ré­ment sur cha­cune des com­po­santes du spectre en fonc­tion de leur hau­teur res­pec­tive. L’oreille n’en per­ce­vra que la glo­ba­li­té : une al­té­ra­tion tim­brale (sché­ma 2). Mi­chelle Da­vène

Sché­ma 1 : un dia­gramme de Ste­vens.

Sché­ma 2 : va­ria­tion du timbre d’un si­gnal har­mo­nique lors d’un cres­cen­do.

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