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HERMANT Nicolas

Observation, modélisation et simulation des vibrations des maquettes de plis vocaux. Applications à des configurations pathologiques.

 

Directeur de thèse :     Xavier PELORSON

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (eeats)

Spécialité : Signal, image, parole, télécoms

Structure de rattachement : Université de Grenoble

Établissement d'origine : Chalmers University of Technology - Suède

Financement(s) : Contrat doctoral

 

Date d'entrée en thèse : 01/10/2010

Date de soutenance : 09/10/2014

 

Composition du jury :
Anna BARNEY, University of Southampton, rapporteur
Pierre-Yves LAGREE, Institut d''Alembert - UPMC Université Paris 06, rapporteur
Jérome ANTONI, Laboratoire Vibrations Acoustique - INSA de Lyon, examinateur
Thomas HELIE, Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM), examinateur
Franz CHOULY, Laboratoire de Mathématiques de Besançon - Université de Franche-Comté, co-encadrant de thèse
Fabrice SILVA, Laboratoire de Mécanique et d''Acoustique, co-encadrant de thèse Xavier PELORSON, GIPSA-lab, directeur de thèse

 

Résumé : Les travaux de cette thèse portent sur la compréhension des phénomènes physiques sous-jacents à la production normale ou pathologique de la voix. Certaines formes de pathologies pouvant concerner des affections structurelles des cordes vocales (polypes, paralysie, ...) et altérer de façon plus ou moins conséquente la mise en vibration des cordes vocales. Une partie de ces travaux porte ainsi sur l’observation expérimentale de la production de parole pathologique, grâce notamment à la mise au point d’une maquette auto-oscillante de cordes vocales artificielles. Celle-ci reprend la structure de latex remplie d’eau sous pressions des maquettes déjà développées au Gipsa-lab mais permet une plus grande indépendance des paramètres de contrôle. Un accent particulier des manipulations expérimentales est également porté sur la caractérisation mécanique des structures vibrantes, dont la connaissance est indispensable à la reproductibilité et la répétabilité des mesures ultérieures sur la maquette, ainsi qu’à l'analyse des résultats expérimentaux avec couplage aéroacoustique et la validation de modèles numériques associés. D’un côté, un calcul du comportement vibratoire des maquettes basée sur une méthode éléments finis a été mise oeuvre. Le modèle numérique développé utilise ainsi une formulation du couplage hydro-élastique entre le latex et l’eau qui constituent les maquettes et offre la possibilité de prendre en compte les grandes déformations et les pré-contraintes liées au gonflement du latex soumis à une forte pression d’eau. Finalement, un modèle d’écoulement glottique couplé à un modèle mécanique distribué de type ”masse-raideur” a été utilisé et étendu pour simuler des comportements pathologiques tels que des asymétries (entre les deux cordes vocales et au sein d’une corde) ou la présence d’une masse ajoutée (kyste, polype). Un procédure d’optimisation de ce modèle sur une configuration expérimentale de référence permet alors de comparer les calculs aux observations des seuils d’oscillation sur les maquettes en présence d’une masse ajoutée.


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