This thesis presents experimental and numerical investigations on the control of aeroacoustic and quasi-static pressures within the air column constituted by the player-instrument system in trombone performance.The core of this work tackles the nature of the interaction between a player's vibrating lips and his/her vocal tract. Firstly, a measurement method was developed in order to assess important characteristics of the acoustical coupling between the lips, the downstream resonator and the upstream airways. Subjects able to play over the full range demonstrated significant upstream influence in the higher register of the instrument. These players were categorized in two groups according to their ability to control the phase of the upstream impedance and their ability to generate powerful downstream acoustic energy. In order to further investigate the influence of the vocal tract on the behaviour of the lips of a trombone player, different conditions of upstream coupling were simulated on an artificial player system. This experiment demonstrated the importance of phase tuning on the behaviour of the lips; results particularly suggest the ability of a vocal-tract resonance to displace the playing frequency close to a lip mechanical resonance, hence producing maximal efficiency of the lip-excitation system. Numerical simulations involving different physical models of the lips and various conditions of upstream coupling lend support to experimental results; an upstream coupling at the fundamental frequency influences the playing frequency and hence the combined effect of the varying total impedance loading the lips and lip mobility at the playing frequency. It then results in different degrees of efficiency of the sound production mechanism with respect tothe acoustic energy produced. Finally, a quantitative analysis of chest-wall dynamics was conducted on a trombone player. Different standard tasks where analyzed with respect to the pressure developed by rib-cage and abdominal muscles, diaphragmatic activity, as well as embouchure and glottal resistance. This study aims to address the characteristics of physiological control and its relation to the management of the quasi-static mouth pressure. It also intends to provide further material to the discussion on physiological factors involved in the acoustical control of the vocal-tract. / Cette thèse présente une étude expérimentale et numérique sur le contrôle des pressions aéroacoustiques et quasi-statiques au sein de la colonne d'air formée par le musicien et son instrument dans le jeu du trombone.L'axe principal de ce travail s'articule autour de l'étude de l'interaction entre les lèvres du musicien et son conduit vocal. En premier lieu, une méthode de mesure est développée dans le but de quantifier les caractéristiques de couplage acoustique entre les lèvres, le résonateur formé par l'instrument, et les voies respiratoires en amont. Chez les sujets pouvant jouer sur le registre complet de l'instrument, le conduit vocal contribue de façon significative à la productiondu son dans le registre aigu. Deux catégories de stratégies sont proposées en fonction des caractéristiques de phase de l'impédance du conduit vocal à la fréquence fondamentale, ainsi que de la capacité à générer un maximum d'énergie acoustique. Afin d'étudier plus précisément l'influence du conduit vocal sur le comportement mécanique des lèvres d'un tromboniste, différentes conditions de couplage en amont sont simulées sur un système de bouche artificielle. Cette expérience permet de démontrer l'importance de l'ajustement de la phase de l'impédance en amont sur le comportement mécanique des lèvres. Les résultats obtenus mettent particulièrement en évidence les capacités d'une résonance de conduit vocal à déplacer la fréquence de jeu afin de potentiellement la rapprocher d'une fréquence de résonance mécanique des lèvres, produisant ainsi une efficacité maximale du système d'excitation. Des simulations numériques utilisant différents modèles physiques de lèvres et différentes conditions de couplage acoustique avec le conduit vocal confirment les hypothèses formulées; un couplage avec le conduit vocal à la fréquence fondamentale influence la fréquence de jeu. En conséquence, ces variations induisent des changements, d'une part de l'impédance acoustique chargeant les lèvres, et d'autre part de leur mobilité mécanique. Il en résulte différents degrés d'efficacité du mécanisme de production sonore en ce qui concerne l'énergie acoustique générée. Pour terminer, une étude quantitative de la dynamique du thorax est conduite sur un tromboniste. Différentes tâches musicales sont analysées en termes de pression développée par les muscles intercostaux et abdominaux, de l'activité du diaphragme, ainsi que de la résistance des lèvres et de la glotte à l'écoulement pendant le jeu. Cette étude a ainsi pour but d'évaluer les caractéristiques physiologiques du contrôle de la production du son et leurs relations à la gestion de la pression quasi-statique dans la cavité buccale. Elle suggère également de nouveaux éléments quant à l'influence du contrôle respiratoire sur l'effet acoustique du conduit vocal.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121361 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Freour, Vincent |
| Contributors | Gary Scavone (Supervisor1), Isabelle Cossette (Supervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Schulich School of Music) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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