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.<br><br>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.<br><br>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.