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VOFOCAM - Vocal Folds Characterization and Modelling

Project Coordinator : Fabrice SILVA

Project realized thanks to the support of : ANR Jeune Chercheur

Start date : 2012/10/01

Duration : 36 mounths


 

La production de sons voisés est le résultat d'une interaction complexe entre l'air expiré depuis les poumons, le conduit vocal situé entre le larynx et les lèvres, et les cordes vocales délimitant la glotte. L'écoulement pulsé généré par les auto-oscillations des structures au niveau de la glotte agit comme la source des ondes acoustiques qui vont porter une partie de l'information de parole. Les cordes vocales se comportent comme une valve qui s'ouvre et se ferme périodiquement, modulant ainsi l'écoulement d'air, et ce mouvement est entretenu par le transfert d'énergie au sein de l'interaction fluide-structure. L'existence de ces oscillations n'est cependant possible qu'en présence d'un jet formé en sortie de la glotte, de la dissipation de son énergie cinétique, et de caractéristiques adaptées des cordes vocales. Ces dernières sont formées de plusieurs couches qui sont contrôlées, de manière consciente ou non, par la tension des ligaments et l'activité musculaire, et sont soumises à l'action des forces de pression exercées par l'écoulement d'air à travers la glotte. Ces structures hétérogène complexes peuvent s'altérer, ce qui peut aboutir à des troubles de la voix.

L'objectif du projet VOFOCAM est de développer les outils nécessaires à l'observation et l'analyse de l'état fonctionnel des structures laryngées (cordes vocales et bandes ventriculaires). Des bancs expérimentaux, constitués de maquette de cordes vocales auto-oscillantes, comme celui mis au point au GIPSA-lab ont été conçus pour examiner, dans des conditions de reproductibilité, les particularités du jet glottique et de son interaction avec les structures mécaniques déformables et le résonateur acoustique qu'est le conduit vocal. Le projet proposé vise à équiper ces maquettes de l'instrumentation nécessaire à l'acquisition et à l'analyse des déformations des cordes vocales artificielles. De plus, en utilisant une large palette de matériaux, d'ajustement en position et en tension des cordes vocales artificielles, le projet aspire à construire et explorer un large ensemble de configurations qui soit, dans la mesure du possible, la plus représentative des voix normales et des pathologies laryngées, en s'appuyant sur des outils mathématiques capables d'intégrer la dimension spatiale des informations collectées. La construction d'un modèle réduit en mesure de représenter les asymétries antérieur-postérieur, gauche-droite et sub-supra glottique permettra la paramétrisation des motifs de vibrations observés sur le banc expérimental, ainsi que le développement d'une banque de données destinée notamment à la synthèse vocale et à la simulation de cas pathologiques. Finalement, le projet aspire à jeter les bases d'un système d'examen des cordes vocales humaines, par la transposition dans un cadre clinique des techniques expérimentales ici développées.


GIPSA-lab, 11 rue des Mathématiques, Grenoble Campus BP46, F-38402 SAINT MARTIN D'HERES CEDEX - 33 (0)4 76 82 71 31