Anatomie des résonateurs

Depuis les alvéoles pulmonaires jusqu'aux lèvres, l'air expiré passent par différents conduits. Le tractus vocal (ou conduit vocal), situé entre les cordes vocales et les lèvres est constitué de plusieurs cavités reliées entre elles, qui participent à la structuration des sons de la parole. L’ effet de ces cavités est de modifier le signal sonore produit par la vibration des cordes vocales en affaiblissant ou amplifiant certaines fréquences présentes dans la fourniture laryngée, par le phénomène de résonance acoustique.

Les cavités du tractus vocal

Il existe 4 cavités supra-laryngées principales pouvant avoir un rôle de résonateurs :

- La cavité pharyngée

Cette cavité verticale a une longueur d’environ 8 cm. Elle s'étend du larynx en bas au plafond des fosses nasales en haut. Le pharynx peut être décomposé en 3 régions :

• Le laryngo-pharynx, de la bouche de l'oesophage  au sommet de l'épiglotte

• L' oropharynx, de l'épiglotte au voile du palais

• Le rhino-pharynx, du voile du palais au plafond des fosses nasales

- La cavité buccale

Cette cavité horizontale mesure environ 8 cm. Elle s'étend entre l'oropharynx en arrière et les arcades gingivo-dentaires en avant.

- La cavité labio-dentale

Cette cavité est limitée en arrière par les arcades gingivo-dentaires et en avant par  la protrusion (projection vers l’avant) des lèvres.

- La cavité nasale

Elle regroupe les fosses nasales et le naso-pharynx. La cavité nasale devient un résonateur quand le voile du palais s'abaisse durant la phonation. Les cavités pharyngée, orale et nasale sont alors en connexion. L'air expiré, tout comme le son, passe à la fois par la cavité orale et la cavité nasale.

A côté de ces cavités constituant les résonateurs principaux, d'autres cavités participent au phénomène de résonance, conférant à la voix humaine ses spécificités individuelles :

- Le ventricule de Morgagni

Cavité située entre les bandes ventriculaires et les cordes vocales, le ventricule de Mogagni est un résonateur dont la taille varie elle-aussi, en fonction de la position du larynx dans le cou. L’abaissement du larynx étire le larynx et agrandit  le ventricule de Morgagni. L’élévation du larynx réduit la taille du ventricule de Morgagni. La taille de ce ventricule dépend également du niveau de tension des cordes vocales et des bandes ventriculaires.

- Le vestibule laryngé

Cette région du larynx est limitée en bas par le plan des CV, en haut par la margelle laryngée (constituée par le bord supérieur de l’épiglotte en avant, le repli ary-épiglottique latéralement, et la région des aryténoïdes avec la commissure postérieure des CV en arrière).

Encore appelé étage vestibulaire, il comprend, juste au-dessus des cordes vocales, deux bourrelets horizontaux qui ne se rejoignent pas sur la ligne médiane lors de la phonation : ce sont les bandes ventriculaires, encore appelées plis ventriculaires, plis vestibulaires ou fausses cordes vocales.

Les articulateurs

La taille et la forme du tractus vocal varient dans des proportions considérables, car les parois de ces cavités traversées par la fourniture laryngée sont sous la dépendance d’organes mobiles eux-mêmes capables de mouvements fins et extrêmement précis : le maxillaire inférieur, la langue, les muscles du pharynx, le voile du palais, les lèvres, et le larynx.

 Le maxillaire inférieur ou mandibule

Le maxillaire inférieur est relié au crâne par l'articulation temporo-mandibulaire. Ses mouvements sont sous la dépendance des muscles masticateurs et en particulier du muscle masseter (élévation de la mandibule et fermeture buccale) et des muscles sus-hyoïdiens (abaissement de la mandibule et ouverture buccale).

Sur le plan phonatoire, l'ouverture de la mandibule entraîne un agrandissement de la cavité buccale par abaissement du plancher buccal, ainsi qu'un recul de la base de langue avec resserrement de la cavité pharyngée.

La langue

La langue présente une structure extrêmement complexe. Ses muscles sont au nombre de 17 (8 muscles pairs et un muscle impair) et ses mouvements sont nombreux et variés. Organe d’une très grande flexibilité, la langue peut se mouvoir dans toutes les directions et s’incurver de la pointe, du dos et des bords. Sa base, postérieure, est relativement peu mobile et prend appui sur l’os hyoïde. Embryologiquement, la base de la langue a une origine très proche de l’épiglotte, cartilage le plus haut du larynx.  Ainsi, du fait de ses rapports avec l’os hyoïde et l’épiglotte, les mouvements et le niveau de tonicité de la langue influencent considérablement le fonctionnement laryngé.

La position plus ou moins avancée de la base de la langue dans la cavité buccale influence la taille du résonateur pharyngé.

La pointe ou apex, antérieure, est très souple et peut prendre les formes les plus diverses.

Dans la production des voyelles, la langue réalise dans le conduit oral une constriction plus ou moins large selon son degré d'élévation dans la cavité buccale. Le point de rapprochement maximal entre la langue et le plafond de la bouche détermine le lieu d'articulation. Cette constriction provoque une segmentation du conduit vocal en cavités de résonance distinctes, la cavité avant ou buccale en aval, et la cavité arrière ou pharyngale en amont.

Les muscles du pharynx

Le pharynx est un conduit musculo-membraneux qui s'étend verticalement depuis le larynx en bas jusqu'à la cavité buccale et aux fosses nasales en haut.

Ce conduit à la forme d'un entonnoir irrégulier dont la longueur et le diamètre peuvent varier en fonction de l'activité des muscles qui le constituent. Ces derniers se divisent en :

- Muscles élévateurs (muscles du voile du palais, muscles élévateurs du larynx)

- Muscles constricteurs : en se contractant, ces muscles rétrécissent les diamètres antero-postérieur et transversal du pharynx.

Le larynx

Le larynx constitue la limite inférieure de l'entonnoir pharyngé. En fonction de sa position dans le cou, il va donc modifier la longueur du résonateur pharyngé.

Toute élévation du larynx raccourcit la longueur du pharynx, alors que tout abaissement laryngé allonge la cavité pharyngée.

Le voile du palais

Le voile du palais est une cloison musculo-membraneuse mobile qui prolonge en arrière et en bas la voûte palatine.

Sa face antero-inférieure (buccale) est concave, sa face postéro-supérieure est en continuité avec le plancher des fosses nasales.

Son bord postérieur présente un prolongement conique médian : la luette. De chaque côté de la luette, le bord postérieur présente 2 replis curvilignes : les piliers antérieur et postérieur du voile du palais. Entre les piliers se loge l’amygdale palatine.

Le voile du palais est constitué par une aponévrose (lame fibreuse) sur laquelle s'insèrent des muscles (5 paires), le tout recouvert d'une muqueuse.

Le voile du palais est une « porte » qui autorise ou pas le passage de l’air vers les cavités nasales.

Elevé et plaqué contre la paroi pharyngée postérieure, le voile oblige le son laryngé à transiter par la cavité buccale. En fonction de sa position plus ou moins élevée,  le voile influence la taille du résonateur pharyngé et du résonateur buccal.

Abaissé, le voile autorise le son laryngé à pénétrer dans les fosses nasales, permettant ainsi la nasalisation des sons.

Les lèvres

A l'état de repos, les lèvres se situent au contact l'une de l'autre. Dans la parole, elles produisent des mouvements complexes modifiant la longueur du résonateur buccal.

Pour la réalisation de certaines voyelles, la projection en avant et l’arrondissement des lèvres déterminent un petit résonateur qui modifie la cavité buccale en l’allongeant.

Longueur, diamètre et configuration du tractus vocal

Le raccourcissement du tractus vocal est la conséquence du déplacement de ses extrémités. L' élévation du larynx et/ou la rétraction des lèvres diminue la longueur totale du conduit. A l'inverse, l'abaissement du larynx et/ou la protraction labial l'allonge.

Le diamètre du tractus peut être modifié en des endroits précis, sans pour autant modifier la longueur totale du conduit voccal. Les muscles constricteurs du pharynx, en se contractant, diminuent le diamètre du plaryngo-pharynx et/ou de l'oropharynx. L'avancée ou le recul de la langue va également modifier le volume de la cavité buccale et celui du pharynx. La position verticale de l'épiglotte réduit le volume de l'oropharynx mais aggrandit le vestibule laryngé, tandis que son abaissement produit les effets inverses...L’étage vestibulaire, en fonction de la position de l’épiglotte, peut ainsi avoir des volumes différents avec une influence considérable notamment sur l’intensité de la voix. Une technique particulière de production vocale, le « Twang », consiste à utiliser ce « sphincter ary-épiglottique ».

Les caractéristiques acoustiques des phonèmes de la langue sont liées à la configuration géométrique du conduit vocal, et cette conformation étant dynamique au cours du temps. La connaissance des lois qui régissent la relation entre géométrie et conséquences acoustiques permet de prédire les qualités de la production vocale en fonction de la forme du conduit vocal en ses différents points.

Le résultat acoustique dépend de la géométrie du conduit vocal, mais également des propriétés myo-élastiques des mdifférents tissus. La contraction des muscles du pharynx réduit le diamètre du tube vocal, mais la rigidité liée des parois pharyngée liée à cette activité musculaire modifie les caractéristiqes vibratoires du résonateur pharyngé.