ILLUSIONS AUDITIVES

Paradoxes liés à la dissociation de la hauteur sonore

On peut mesurer la fréquence de vibration d'un son périodique ; ainsi, le domaine de l'audible ne comporte que des sons de fréquences comprises entre 20 et 20 000 hertz. La vibration sonore est encore caractérisée par son spectre de fréquences (ou spectre de Fourier), c'est-à-dire par la distribution des harmoniques du son. La hauteur sonore, elle, résulte de l'expérience auditive ; cet attribut perceptif permet de dire si le son est grave ou aigu ou si une gamme monte ou descend.

On pense généralement que la hauteur d'un son est simplement liée à sa fréquence. Cependant, pour une fréquence donnée, il peut paraître plus ou moins grave ou aigu, suivant que son spectre est surtout formé d'harmoniques graves ou aiguës. Par ailleurs, les notes de musique situées à intervalle d'octave portent le même nom : do, ré, mi... ; cela traduit une similitude de hauteur malgré la différence de fréquence. La similitude est d'ailleurs confirmée par les erreurs d'octave que même les bons musiciens peuvent faire dans l'appréciation des hauteurs.

Pour rendre compte de toutes ces particularités, Moritz Drobisch (1802-1896) a proposé de représenter l'échelle des hauteurs par un schéma en hélice, ce qui rapproche les sons à intervalle d'octave, figurés les uns au-dessus des autres sur des spires successives de l'hélice. Cette représentation suggère de décomposer la hauteur d'un son en deux attributs : la hauteur spectrale, ou hauteur brute, correspondant à l'axe vertical de l'hélice, et la hauteur tonale, ou chroma, liée à la position sur le cercle de base du cylindre portant l'hélice. La hauteur spectrale varie des sons jugés graves (ou sombres) aux sons jugés aigus (ou clairs) ; la hauteur tonale varie dans des sens opposés pour les gammes montantes ou descendantes. Ces concepts ne sont pas nouveaux – ils ont été proposés au début du xx^e siècle, sous des formes différentes, par Geza Révész, Max F. Meyer et Wolfgang Köhler : mais leur intérêt a longtemps paru purement théorique, dans la mesure où les variations de hauteur tonale et de hauteur spectrale étaient inéluctablement liées pour les sons des instruments de musique ou de la voix.