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Le rythme est un aspect important du mouvement et de la perception de l’environnement. Lorsque l’on danse, la pulsation musicale induit une activité neurale oscillatoire qui permet au système nerveux d’anticiper les évènements musicaux à venir. Le système moteur peut alors s’y synchroniser. Cette thèse développe de nouvelles techniques d’investigation des rythmes neuraux non strictement périodiques, tels que ceux qui régulent le tempo naturellement variable de la marche ou la perception rythmes musicaux. Elle étudie des réponses neurales reflétant la discordance entre ce que le système nerveux anticipe et ce qu’il perçoit, et qui sont nécessaire pour adapter la synchronisation de mouvements à un environnement variable. Elle montre aussi comment l’activité neurale évoquée par un rythme musical complexe est renforcée par les mouvements qui y sont synchronisés. Enfin, elle s’intéresse à ces rythmes neuraux chez des patients ayant des troubles de la marche ou de la conscience., Rhythms are central in human behaviours spanning from locomotion to music performance. In dance, self-sustaining and dynamically adapting neural oscillations entrain to the regular auditory inputs that is the musical beat. This entrainment leads to anticipation of forthcoming sensory events, which in turn allows synchronization of movements to the perceived environment. This dissertation develops novel technical approaches to investigate neural rhythms that are not strictly periodic, such as naturally tempo-varying locomotion movements and rhythms of music. It studies neural responses reflecting the discordance between what the nervous system anticipates and the actual timing of events, and that are critical for synchronizing movements to a changing environment. It also shows how the neural activity elicited by a musical rhythm is shaped by how we move. Finally, it investigates such neural rhythms in patient with gait or consciousness disorders.

In the second half of the 20th century, the emergence of the notion of texture created new perspectives in the field of composition and music understanding. Today, it is clear that this notion became a valuable and major tool to analyse music by exceeding classic elements such as note, interval, rhythm, melody, and so on. The first part will be dedicated to define exactly this notion, and to analyze its use in the contemporary repertory and to introduce some thougths on its status in musicology. The second part will approach the question of deaf children hearing perception based on behavioral studies. The evaluation of the perceptual skills of deaf children in the field of music suffering at present from a lack of tool, we shall study how the use of the texture can contribute to improve our current educational practices for chlidren, more particularly among deaf children with cochlear implant., Au cours de la deuxième moitié du XXe siècle, l’émergence de la notion de texture a ouvert de nouvelles perspectives en matière de composition et d'appréhension de la musique. Il apparaît aujourd'hui évident que cette notion est devenu un outil précieux et incontournable pour analyser la musique en dépassant les éléments classiques tels que la note, l'intervalle, le rythme, la mélodie, etc... La première partie sera consacrée à définir précisément cette notion, à analyser son usage dans le répertoire contemporain et à initier une réflexion sur son statut en musicologie. La deuxième partie abordera la question de la perception auditive chez les enfants sourds en s'appuyant sur des études comportementales. L'évaluation des habiletés perceptives des enfants sourds dans le domaine de la musique souffrant actuellement d'un manque d'outil, nous étudierons comment l'utilisation de la texture peut contribuer à enrichir nos pratiques pédagogiques actuelles chez les enfants, plus particulièrement chez les enfants sourds implantés.

International audience

Localisation de la source sonore : traitement monaural et binaural du signal acoustique Le cours de l’annee 2009 a porte sur la localisation de la source sonore dans l’espace. Le premier cours a cependant ete consacre a certaines avancees recentes concernant le fonctionnement de la cochlee. Physiologie cochleaire : actualites Nous avons considere successivement l’enroulement de la cochlee, les relations structure/fonction de la membrane tectoriale, et le fonctionnement synaptique de la cell...

International audience; Dans la préface de son Dictionnaire de musique, Rousseau précise qu’il ne traitera pas des instruments de musique. Pourtant, il cite nommément 65 instruments différents dans 199 entrées, avec à peine quatre entrées autonomes (instrument, violon, quinte et viole). Une trentaine d’instruments de la Grèce antique sont mentionnés, alors que la clarinette et le pianoforte ne le sont pas. Les parties ou accessoires d’instruments comptent cinq entrées autonomes (chanterelle, clavier, corde sonore, feinte, sourdine). Des entrées polysémiques n’abordent pas nécessairement la signification organologique. Les notices dans lesquelles des instruments sont cités concernent les genres instrumentaux, la pratique musicale (avec mention des interprètes principaux de l’époque), la théorie musicale, l’acoustique ou la technique musicale. Sous ces entrées apparaissent les goûts du philosophe : préférence pour la flûte et détestation du clavecin. Rousseau apparaît particulièrement moderne, car il s’aventure sur le chemin de la sociologie engagée (dans ses notices sur les musiciens, facteurs, luthiers ou accordeurs), il distingue des paramètres subjectifs comme résonance, timbre, intensité et, de manière plus générale, il décrit avec une clarté exceptionnelle des aspects de la perception musicale.

La musique est universelle et le chant est le moyen d’expression musicale le plus accessible à tous. Les enfants chantent spontanément entre un an et un an et demi (Ostwald, 1973). Pourtant, le développement de cette habileté est très peu étudié en neuropsychologie et ce, malgré le fait qu’elle représente une immense source d’informations sur le traitement de la musique par le cerveau. Les études proposées ici visaient à mieux comprendre le développement normal et pathologique des fonctions perceptives et vocales. Dans un premier temps, une étude sur le chant normal chez les enfants de 6 à 11 ans est présentée. Le développement du chant de 79 enfants d’âge scolaire y est analysé de manière systématique et objective. Cette étude se penche plus particulièrement sur l’influence de l’âge ainsi que d’autres facteurs (le genre, la perception musicale, la présence de paroles et la présence d’un accompagnement vocal) sur la qualité du chant. Les jeunes participants ont chanté une chanson familière dans différentes conditions, soit avec et sans paroles, après un modèle ainsi qu’à l’unisson avec ce dernier. Suite à l’analyse acoustique des performances, différentes variables mélodiques et rythmiques telles que le nombre d’erreurs d’intervalles, le nombre d’erreurs de contours, la taille des déviations d’intervalles, le nombre d’erreurs rythmiques, la taille des déviations temporelles et le tempo, ont été calculés. Les résultats montrent que certaines habiletés de base liées au chant se développent toujours après 6 ans. Toutefois, le rythme est maîtrisé plus tôt, et les enfants d’âges scolaires réussissent parfois mieux que les adultes sur le plan rythmique. De plus, il est plus difficile pour les enfants de chanter avec des ii paroles que sur une syllabe et chanter à l’unisson représente un défi plus grand que chanter après un modèle. Par ailleurs, le nombre d’erreurs de contours, d’intervalles et de rythme, de même que la taille des erreurs rythmiques, sont liés à nos mesures de perception musicale. La seconde étude présente le premier cas documenté d’amusie congénitale chez l’enfant. Elle implique l’analyse de la perception musicale et du chant d’une fillette de 10 ans nous ayant été référée par son directeur de chorale. De sévères déficits ont été relevés chez elle et un diagnostic d’amusie congénitale fut posé. En effet, ses résultats aux tests visant à évaluer sa perception musicale indiquent d’importantes difficultés tant sur le plan de la discrimination des différences mélodiques et rythmiques, qu’au niveau de la mémoire des mélodies. La fillette présente des lacunes claires quant à la perception des fines différences de hauteurs. L’analyse des réponses cérébrales en potentiels évoqués suggère que l’enfant souffre de déficits situés tôt au cours des processus de traitement auditif, tel que démontré par l’absence de négativité de discordance (MMN). Le chant de la jeune fille est lui aussi déficitaire, particulièrement en ce qui concerne le nombre d’erreurs d’intervalles et leurs tailles. En conclusion, nos études montrent que les aptitudes pour le chant sont toujours en développement au cours des premières années de scolarisation. Ce développement peut être entravé par la présence d’un déficit lié spécifiquement à la perception musicale. Pour la première fois, l’amusie congénitale, sera décrite chez l’enfant., Music is universal and singing is its most accessible means of expression. Children start singing spontaneously between one and one and a half year of age (Ostwald, 1973). Nevertheless, the development of this ability has barely been studied in neuropsychology, even if it represents a tremendous source of information about the way the brain analyses music. The goal of the following studies was to better understand the normal and pathological development of the perception and production of singing. The first study presented concerns the normal development of singing abilities in 6 to 11 year old children. Singing was analysed in a systematic and objective fashion in 79 school-age children. The study is first and foremost interested in the effect of age on the quality of singing productions. The effect of gender, music perception abilities, lyrics and presence of models are also examined. The young participants had to sing a familiar song in different conditions, that is, with and without lyrics, as well as following a model’s production and in unison. Acoustical analyses were run on the children’s productions and different melodic and rhythmic variables were compiled: number of interval errors, number of contour errors, size of interval deviations, number of rhythmic errors, size of rhythmic deviations and tempo. The results show that some of the basic singing abilities are still developing after 6 years of age. However, rhythm seems to be mastered earlier and school-age children sometimes perform better than adults on rhythmic variables. Furthermore, it is more difficult for children to sing with lyrics, versus a single syllable, and in unison, versus after a model’s production. Moreover, the number of contour, interval and rhythmic errors, as well as the size of rhythmic deviations, correlate with musical perception abilities. iv The second study describes the first documented case of congenital amusia in children. The subject is a ten year old girl, who was brought forth by her choir director. Her musical perception and singing abilities were evaluated and severe deficits were uncovered. Congenital amusia was therefore diagnosed. Indeed, her results on musical perception tasks were significantly lower than expected for her age, both in terms of melodic and rhythmic difference identification and of melody recall. Deficits were obvious in fine-grain pitch difference perception. ERP analyses suggest that brain responses are altered at a very early stage of auditory processing, as is supported by the absence of a mismatch negativity. Deficits are also found in the young girls’s singing productions, particularly concerning the number and size of interval errors. In conclusion, our studies show that singing abilities are still developing during the first school years. This development can be impeded by deficits specific to musical perception. For the first time, congenital amusia is described among children.

Music and movement are inseparable. The movements that are spontaneously procuded when listening to music are thought to be related to the close relationship between the perceptual and motor system in listeners. This particular link is the main topic of this thesis. A first approach was focused on the impact of music-induced movements on music cognition. In two studies, we show that moving along to music neither enhances the retention of new musical pieces (Study 1) nor the retention of the contextual information related to their encoding (Study 2). These results suggest a shallow processing inherent to the expression of musical affordances required for the production of music-induced movements in the motor task. Moreover, they suggest that music is automatically processed in a motoric fashion independantly of the task. Our results also brought forward the importance of the musical groove. A second approach focused on the influence of the perception of musical rhythms on the production of rythmic movements. Our third study tested the hypothesis that different limbs would be differentially influenced depending on the musical tempo. Results show that the tapping taks was the most influenced by the perception of musical rhythms. We argued that this would come from the similar nature of the musical pulse and the timing mecanisms involved in the tapping task and motor resonance phenomena. We also observed different strategies put in place to cope with the task. All these results are discussed in light of the link between perception and action, embodied musical cognition and musical affordances.; La musique et le mouvement sont inséparables. Les mouvements produits spontanément lors de l'écoute musicale seraient le reflet d'un lien étroit entre le système perceptif et moteur. Ce lien est l'objet d'étude de cette thèse. Une première approche concernait l'impact des mouvements induits par la musique sur la cognition musicale. Dans deux études, nous montrons que bouger en rythme sur la musique n'améliore ni la rétention de nouveaux morceaux de musique (Etude 1) ni la rétention d'informations contextuelles relatives à leur encodage (Etude 2). Les résultats des ces deux études suggèrent la superficialité du traitement inhérent à l'expression des affordances musicales nécessaire à la production de mouvements induits par la musique dans la tâche motrice ainsi qu'un traitement moteur automatique de la musique indépendamment de la tâche. L'importance du groove musical a également été mise en évidence. Une deuxième approche concernait l'influence de la perception de rythmes musicaux sur la production de mouvements rythmiques. Notre troisième étude testait l'hypothèse selon laquelle les membres du corps seraient influencés de manière différente en fonction du tempo musical. Les résultats montrent que la tâche de tapping était la plus influencée par la perception de rythmes musicaux. Ceci serait dû à la nature similaire de la pulsation musicale et des mécanismes de timing impliqués dans le tapping ainsi qu'à des phénomènes de résonance motrice. Nous avons également observé la mise en place de certaines stratégies face à la tâche. L'ensemble de ces résultats est discuté à la lumière du lien entre perception et action, de la cognition musicale incarnée et des affordances musicales.

Discovering the acoustical parameters responsible for musical expression is of fundamental interest to improve our understanding of musical perception, and finds numerous applications in sound synthesis. Musical interpretation is an act during which the performer traduces the notational signal from the composer while involving his/her own judgement. If many studies on musical interpretation deal with the role of timing, dynamics or pitch, rather few focus on the one of timbre. Nevertheless, this perceptual attribute referring to both the identity of the sound source and the sound quality, seems to be an essential musical parameter. The goal of this work, based on an analysis-synthesis approach, is to better understand the role of timbre in musical interpretation.Dissimilarity judgments of synthetized clarinet tones obtained from a physical model, allowed to characterize the influence of the control parameters of the instrument (blowing pressure and player's lip force on the reed) on the generated timbres. Recordings of musical excerpts played a large number of times by the same professional clarinetist on a natural instrument according to different musical intentions (“scholastic" and “expressive") were then analyzed. The transmission process of musical expression was hence studied through changes in timbre, rhythm, and dynamics. Some timbre variations (sound quality variations within tones or between tones) are systematically reproduced by the performer when his/her expressive intention is the same. The nature of these variations is modified when the intention changes, which tends to prove that musicians act on certain timbre dimensions to vary their expression. Two complementary perceptual experiments revealed that the evolutions of the tones' brightness across time influence listeners' musical preferences. The musical quality of inexpressive sequences, generated on self-sustained instruments with samplers, could significantly be improved thanks to the control of brightness by dynamic filtering.This work supports the idea that the temporal morphological variations of timbre (e.g. brightness temporal variations) are involved in musical expression., Découvrir quels sont les paramètres acoustiques corrélés à l'expression musicale revêt un intérêt fondamental afin d'améliorer notre compréhension de la perception musicale, et trouve de multiples applications en synthèse sonore. L'interprétation musicale est un acte au cours duquel un instrumentiste traduit le signal notationnel d'un compositeur en sons musicaux, tout en impliquant son propre jugement. Si la plupart des études sur l'interprétation musicale portent sur le rythme, la dynamique, ou les hauteurs, bien moins se consacrent au timbre. Cet attribut perceptif du son, à la fois lié à l'identité de la source sonore et à la qualité sonore, semble pourtant être un paramètre musical essentiel. L'objet de cette thèse, dont l'approche repose sur l'analyse-synthèse, est de mieux comprendre le rôle du timbre dans l'interprétation musicale.Une étude de dissemblance réalisée sur des sons de synthèse de clarinette, obtenus à partir d'un modèle physique, a permis d'évaluer l'influence du contrôle instrumental (pression d'alimentation et pince) sur les timbres produits par l'instrument. Des enregistrements d'extraits musicaux joués un grand nombre de fois par un même clarinettiste professionnel sur un instrument naturel selon différentes intentions musicales (“scolaire" et “expressive") ont ensuite été analysés. Les mécanismes de transmission de l'expression musicale ont ainsi pu être étudiés au travers de changements de timbre, de rythme et de dynamique. Certaines variations de timbre (variations de qualité sonore au sein des notes et entre les différentes notes) sont reproduites de manière systématique par l'interprète lorsque son intention musicale est la même. La nature de ces variations change lorsque l'intention expressive change, ce qui tend à prouver que les musiciens agissent sur certaines dimensions du timbre afin de varier leur expression. Deux expériences perceptives complémentaires ont révélé que la nature des évolutions temporelles de la brillance des notes influe sur les préférences musicales des auditeurs. La qualité musicale de séquences inexpressives, produites sur des instruments de type entretenu à l'aide d'échantillonneurs, a notamment pu être améliorée de manière significative grâce à un contrôle de la brillance par filtrage dynamique.L'ensemble de ces travaux appuie l'idée que les variations morphologiques temporelles de timbre (par ex. variations temporelles de brillance) constituent l'un des vecteurs de l'expression musicale.

This PhD addresses the issue of musical time and form in the second half of the XXth century with the joint perspective of composition and perception. The first chapter describes composer’s main conceptions of musical time, compositional strategies, functions and formal models, as well as the main musicological theories concerning musical form. The second chapter is devoted to the semiotic square of musical form (definition, typological and syntagmatic approach). The third chapter is dedicated to R. Reynolds’The Angel of Death, a work that allows us to compare writing and perception. The fourth chapter reviews the main studies and theories forged by psychology around this question, and presents an experiment on the perception of formal coherence. The end of the fourth chapter outlines a cognitive model describing the structuring of musical information and four levels of temporal coherence., Cette thèse aborde la question de la forme et du temps musical dans la seconde moitié du XXe siècle sous le double aspect de l’écriture et de la perception. Le premier chapitre décrit les principales conceptions du temps musical, stratégies d’écriture et modèles formels des compositeurs, ainsi que les principales théories musicologiques concernant la forme. Le deuxième chapitre est consacré au carré sémiotique des formes musicales (définition du modèle, approche typologique, approche syntagmatique). Le troisième chapitre est voué à The Angel of Death de R. Reynolds, œuvre qui permet de confronter écriture et perception. Le quatrième chapitre fait le point sur les principales études et théories forgées par la psychologie autour de cette question et présente une expérience portant sur la perception de la cohérence formelle. La fin du quatrième chapitre esquisse un modèle cognitif décrivant la structuration de l’information musicale et les quatre niveaux de cohérence temporelle.