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Spécial « Congrès Acoustics 2012 »
es pathologies de la voix sont très fréquentes et
peuvent prendre diverses formes, d’un simple altération
temporaire aux pathologies sévères nécessitant une inter-
vention chirurgicale. Par exemple, les cas rencontrés dans
le corps enseignant sont très représentatifs. [1]. En France,
une étude récente menée par la mutuelle générale de l’édu-
cation nationale (MGEN) a révélé que 50% des enseignan-
tes et 26% des enseignants souffraient «souvent ou en
permanence» de troubles de la voix [2]. L’impact écono-
mique est conséquent en raison des arrêts maladie plus
ou moins long qui en découlent.
La modélisation physique a pour objectif de fournir des
outils d’analyse et diagnostique [3] pour la prédiction d’évé-
nements chirurgicaux ou pour la fabrication de prothèses
de plis vocaux [4]. De nombreux modèles physiques ont
été proposés dans la littérature, se focalisant sur le débit
à travers la glotte, le comportement élastique des plis
vocaux ou le couplage acoustique avec le conduit vocal
[5]. Etant donné que le but de la modélisation physique
est, non seulement d’expliquer les auto-oscillations des
plis vocaux, mais aussi d’en prédire quantitativement les
caractéristiques, la validation expérimentale est cruciale.
Même si les simulations numériques peuvent être des outils
intéressants pour certains aspects spécifiques, elles sont
limitées par la complexité des phénomènes impliqués. Les
maquettes du larynx humain sont donc très utilisées pour
tester la pertinence et la précision des modèles physiques
théoriques. Les objectifs de cette approche expérimentale
sont 1) d’imiter avec une précision suffisante les plis vocaux
humains (géométrie, comportement normal ou anormal) et
2) d’avoir un contrôle quantitatif des différents paramètres
(aire glottique, pression sous-glottique, élasticité).
Dans cet article, nous présentons une réplique mécanique
du larynx conçue dans le but d’étudier les perturbations
induites par certaines pathologies (asymétrie, kystes,
polypes, …). Comme le montreront les exemples présen-
tés plus loin, cette maquette a l’avantage de permettre le
contrôle de chaque paramètre indépendamment.
Une réplique expérimentale des cordes vocales
pour étudier les pathologies de la voix
An experimental replica of the vocal folds to study normal
and pathological voice
Xavier Pelorson, Xavier Laval
Grenoble Images Parole Signal Automatique
Gipsa-lab
961, rue de la houille blanche
BP 46
38402 Grenoble CEDEX
E-mail :
Résumé
Dans le but de tester la précision et la pertinence des modèles théoriques pour la
production de parole, la validation grâce à des dispositifs expérimentaux contrôlés est
essentielle. Depuis les travaux fondateurs de Van Den Berg (1957), de nombreuses
maquettes mécaniques ont été construites dans le souci croissant de s’approcher de
la complexité des plis vocaux humains. Dans cet article, nous présentons un nouveau
dispositif expérimental basé sur une maquette de plis vocaux fait de plusieurs couches
successives de liquide et de latex. Comparée avec les modèles mécaniques existants,
cette maquette permet à des paramètres essentiels comme le degré d’abduction,
la charge acoustique, la pression en amont et l’élasticité d’être contrôlés et ajustés
individuellement. De plus, des configurations pathologiques, y compris une altération
locale des plis vocaux comme des kystes ou polypes, peuvent être facilement simulées
en ajoutant des excroissances de tailles et masses connues.
Des exemples typiques de mesures effectuées avec cette maquette seront présentés
pour des configurations normales et pathologiques.
Abstarct
In order to test the relevance and accuracy of theoretical models for speech production,
validation on in-vitro controlled set-ups is needed. Since the pioneer work of Van Den
Berg (1957) numerous mechanical replicas have been built in an increasing effort
towards rendering the complexity of the human vocal folds. In this paper we present a
new experimental set-up based on a replica of the vocal folds made of several successive
layers of liquids and latex. Compared with existing mechanical models, this replica
allows that essential parameters such as the degree of abduction, the acoustical loading,
the upstream pressure and the elasticity of the replica can be controlled and varied
individually. Further, pathological configurations, involving a local alteration of the vocal
folds, such as polyps and cysts, can be easily simulated by adding growths of known
masses and shapes. Typical examples of measurements performed on this replica will be
presented for normal and pathological configurations.
L
