5 expériences auditives rigolotes

Les illusions d’optique sont très connues de tous, amusent le grand public et inspirent les artistes. Ce que l’on sait généralement moins, c’est que les mêmes illusions existent aussi en acoustique. Et aujourd’hui, je vous propose de découvrir cinq d’entre elles, accompagnées d’une explication scientifique, parce que non, ce n’est pas de la magie noire ;)

1) La gamme infinie

Le principe est assez simple, chaque note entendue est en fait jouée à toutes les octaves audibles. Le son de synthèse est utilisé car c’est un son pur, ce qui permet d’éviter les perturbations causées par les harmoniques. On commence par entendre un son de hauteur intermédiaire, parce que c’est dans ces fréquences-là que l’oreille humaine est la plus sensible. Ensuite, la hauteur a l’air d’augmenter à chaque fois. Cela est dû à un phénomène bien connu en psychologie de la forme (Gestalt psychology, pour les anglophones et germanophones), appelé la loi de continuité, et plus particulièrement la loi de proximité. J’aime bien appeler cette loi la loi du moindre effort, et voici pourquoi : c’est le principe par lequel le cerveau interprète les entrées sensorielles de la manière la plus simple possible. Visuellement, cela pourrait se traduire de la manière qui suit :

Vous voyez un arc de cercle traversé par une ligne droite, mais en réalité, il n’y a rien d’autre que votre imagination qui vous permet d’associer les traits en symboles. Cette configuration est celle qui demande le moins d’effort au cerveau : les angles abruptes sont plutôt interprétés comme formés par deux objets différents plutôt qu’appartenant au même objet. C’est pareil avec les sons. Ce qui demande le moins d’énergie, c’est d’entendre les notes qui se suivent au plus près en fréquence. Ainsi, on n’entend pas de bond.

Mais alors, pourquoi a-t-on cette impression d’infini ? C’est tout simplement qu’au bout d’un moment, le son sur lequel on devrait porter notre attention est au-delà de ce qui est confortable à entendre pour notre oreille, alors l’attention se porte progressivement vers les sons plus graves.

Ecoutez donc la gamme de Shepard chromatique !

2) Plus il y a de bruit, mieux on comprend !

Une autre manifestation de cette "loi des formes" est la capacité que le cerveau a à remplir les blancs. Par exemple, si vous apprenez des langues étrangères, vous arrivez à comprendre le sens global d’une phrase même si vous ne connaissez pas la signification d’une partie des mots. De la même manière, vous arrivez à voir un triangle blanc sur cette image, alors qu’aucun triangle n’est dessiné.

Au niveau auditif aussi ces illusions existent. Pour les mettre en évidence, regardons déjà un autre équivalent visuel.

Que voyez-vous ici ?

Pas évident hein ? Mais si maintenant on rajoute des tâches (ce que l’on appellera « du bruit », par analogie avec ce qui suit.

Vous voyez de manière magique des B apparaître !

Maintenant que nous avons vu ceci, voyons ce que cela donne au niveau auditif.

Si vous écoutez ce son, vous ne comprendrez probablement pas grand-chose. Tandis que si vous écoutez ensuite la version bruitée,…

Pas mal hein ? ;)

3) Biais visuel

Vous avez déjà surement vu à la télévision que des sous titres sont parfois rajoutés afin de mieux comprendre ce que le speaker dit, même s’il parle dans la même langue. De même, regarder les lèvres de votre interlocuteur quand il parle permet généralement de mieux comprendre ce qu’il dit. Cela s’explique par le fait que le cerveau synthétise toutes les informations sensorielles ensemble afin de rendre compte d’une scène cohérente. Ainsi, saisir une même information par plusieurs sens permet de mieux comprendre cette même information. Mais attention, des pièges peuvent être tendus, et alors vous avez l’impression d’entendre autre chose que ce qui est vraiment dit. Les auteurs de ces illusions se basent sur les similarités sonores.

Par exemple, lancez la vidéo suivante à la 30e seconde et lisez ce texte : « Don’t call me marmelade, call me Sissy »...

Pour info, les véritables paroles sont "Quam olim Abrahae promisisti", donc quand même pas très proches…

4) Changement de rythme, association de sons

Une autre loi « du moindre effort » est celle connue sous le nom de « loi de similarité ». C’est grâce à cette loi qu’en écoutant un ensemble de plusieurs instruments, vous arrivez à identifier et à suivre une mélodie sans faire d’effort particulier et en faisant en quelque sorte abstraction des autres instruments. Aussi, on peut faire apparaitre deux voix à partir d’un seul instrument, surtout quand les rythmes sont rapides et les hauteurs variées. On réalise cela en attribuant un motif propre à chaque voix qu’on veut faire ressortir. Alors dit comme ça, ça a peut-être l’air compliqué, mais en réalité, c’est ce que font les compositeurs depuis la nuit des temps !

À partir de 02:15 : des notes se répètent pendant que la mélodie se déroule, et on entend plusieurs voix !

5) La voix des robots

Je ne parle pas ici des voix humaines enregistrées puis modifiées pour donner la tessiture de la voix du GPS, mais bien d’une voix générée de manière entièrement non-biologique. Cette technique est très utilisée dans la musique électro, mais aussi dans la recherche en robotique. La langue parlée, tout comme les autres sons, peut être décomposée en spectre. En fait, pour être plus précis, on peut décomposer chaque son d’une langue en spectre, c’est-à -dire en somme de fréquences pondérées par leur intensité. Dans le spectre des voyelles, certains maxima se démarquent, ce sont les fréquences de plus grande importance, que l’on appelle formants.

Le principe des voix de synthèse est d’utiliser ces formants pour former les voyelles. Les consonnes se forment selon d’autres principes. Le « ch » par exemple correspond à ce que l’on appelle un bruit blanc, qui est en fait un son qui s’étale sur toutes les fréquences possibles avec la même intensité (d’où son utilisation pour faire taire par exemple les deux du fond qui n’écoutent pas cet exposé passionnant !). Les plosives (comme le « t ») sont en fait des bruits enchainés à la voyelle suivante avec un silence (presque inaudible !) d’un dixième de seconde.

Pouvez-vous entendre le robot dire « unsustainable » ?

Il existe encore beaucoup d’autres expériences auditives que l’on peut réaliser chez soi, mais vous pouvez déjà vous amuser avec ceci, surprendre vos amis et étaler votre science aux repas de famille !

Ressources liées