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PERCEVOIR LA MUSIQUE : UNE ACTIVITÉ COGNITIVE

De
192 pages
La perception de la musique est une activité qui nous permet de ressentir des émotions. Notre cerveau joue un rôle dans cette perception, en opérant différents traitements cognitifs. Quels sont ces traitements ? Quels sont ces mécanismes psychologiques requis pour la perception des structures musicales ? Cet ouvrage montre que chacun d'entre nous, même non musicien, possède et utilise des connaissances sur la musique.
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PERCEVOIRLA MUSIQUE

:

UNE ACTIVITÉCOGNITIVE

Collection Sciences de l'Éducation musicale
dirigée par Jean-Pierre MIALARET

La diversité actuelle des pratiques musicales, la pluralité et l'extension récente des contextes scolaires et extra-scolaires d'enseignement et d'apprentissage de la musique stimulent un courant de réflexions et de recherches relatif au développement musical ainsi qu'à l'acte d'apprendre et celui d'enseigner la musIque. Cette collection propose un large panorama de travaux consacrés à la compréhension des conduites musicales et à un approfondissement des sciences de l'éducation musicale.

Déjà parus

Gérard GANVERT, L'enseignement de la musique en France, 1999. Laurent MIROUDOT, Structuration mélodique et tonalité chez l'enfant, 2000. Michel IMBERTY(sous la direction de), De l'écoute à l'œuvre, 2001.

Marion PINEAU et Barbara TILLMANN

PERCEVOIR LA MUSIQUE : UNE ACTIVITÉ COGNITIVE

Préface d'Emmanuel Bigand

L'Harmattan 5-7, rue de l'École-Polytechnique 75005 Paris France

L'Harmattan Inc. 55, rue Saint-Jacques Montréal (Qc) CANADA H2Y lK9

L 'Harmattan Hongrie Hargita u. 3 1026 Budapest HONGRIE

L'Harmattan Italia Via Bava, 37 10214 Torino ITALIE

"Que la musique, pour ne pas se réduire à sa propre ombre, doive être perçue par l'oreille et comprise dans une écoute, voilà un lieu commun bien banal et plausible, mais nullement évident." (Dahlhaus, 1990, p. 79)

(Ç) L'Harmattan, 2001 ISBN: 2-7475-0789-0

PREFACE

Ùl musicologie traditionnelle et contemporaine s'est principalement intéressée aux aspects historiques et techniques des oeuvres, des styles et des systèmes musicaux. L'homme qui écoute la musique n'a jamais constitué un domaine d'étude à part entière, même si, de tout temps, musicologues, compositeurs et philosophes ont émis des hypothèses intuitives à ce propos. Lorsque par exemple, le musicologue H. Schenker écrit que "le secret de l'équilibre en musique réside finalement dans la conscience permanente des niveaux de transformation et du mouvement de la structure de surface vers la structure génératrice initiale, ou du mouvement inverse", il émet une hypothèse précise (amplement étayée ensuite par Lerdahl et lackendoff) sur le fonctionnement de ce que l'on appelle communément "l'oreille musicale occidentale". On comprend aisément que la musicologie ait privilégié pendant plusieurs siècles l'étude des aspects historiques et structurels des œuvres, plus directement observables que le fonctionnement psychologique de l'homme qui perçoit ou produit la musique. En l'absence de cadres théoriques et de méthodologies établies, l'étude d'une telle question relevait plus de la prise de position théorique spéculative, souvent digne d'intérêt cependant, que d'un véritable savoir académique. 5

L'orientation scientifique de plusieurs disciplines des sciences humaines permet aujourd'hui de définir des programmes de recherches formalisées ayant pour objectif de préciser les fondements psychologiques des activités musicales. Les ouvrages de von Helmoltz (Théorie physiologique de la musique, 1885) et de Francès (La perception de la musique, 1958) constituent des références historiques essentielles de ce point de vue. Depuis, le nombre d'articles, de livres et de congrès scientifiques sur ce thème s'est considérablement accru, notamment dans les 20 dernières années, délimitant le champ d'une nouvelle discipline scientifique, "les sciences cognitives de la musique", au ca"efour de la musicologie, la psychologie cognitive, l'ethnomusicologie, les neurosciences et la modélisation informatique. La complémentarité des méthodes expérimentales et la puissance des acquis théoriques de chacune de ces disciplines permettent aujourd'hui de poser les problèmes de perception et de cognition musicale de façon méthodique et vérifiable. Le présent ouvrage est une introduction synthétique, mais accessible à un large public, aux principaux travaux réalisés ces 20 dernières années dans ce courant de recherche. 1£ chapitre 1 expose la logique d'ensemble qui fédère ces études. l£s chapitres suivants abordent les questions qui ont dominé la recherche dans les 20 dernières années (notion de connaissances musicales, d'apprentissage implicite de la musique, et d'intégration formelle des sons musicaux). Les méthodes expérimentales élaborées pour étudier ces questions sont décrites avec simplicité et précision de telle façon qu'un lecteur sans connaissance préalable du domaine puisse participer activement à la démarche scientifique suivie. Bien qu'il s'agisse d'un ouvrage sur la musique, le contenu du livre pourra surprendre les lecteurs habitués aux ouvrages musicologiques. Il convient donc de préciser que le but des recherches dont il va être question n'est pas de comprendre la musique en soi, ni de comprendre la richesse de telle ou telle œuvre spécifique du répertoire. L'objectif est de mieux comprendre la façon dont l'oreille et le cerveau humain procèdent pour analyser la musique que nous écoutons quotidiennement. Il s'agit donc d'un traité sur le fonctionnement 6

de "l'oreille musicale", qui est à la musique ce qu'un traité sur la psychologie de la vision ou sur la psychologie du goût serait aux arts graphiques et culinaire. Le contenu musical reste relativement simple, car il s'agit de commencer par comprendre comment le système perceptif analyse les aspects les plus communs des organisations musicales de notre culture. Il serait également vain de chercher dans cet ouvrage des réponses définitives à tous les problèmes de perception musicale. Les sciences cognitives de la musique ont passé l'âge de raison et ont un bel avenir devant elles. Elles restent cependant très jeunes par rapport à leurs aînées et il leur faudra sans aucun doute un peu de temps pour répondre de façon stable aux problèmes de perception les plus épineux. Il reste par exemple difficile d'affirmer aujourd'hui que l'auditeur, même musicalement expert, parvient bien à intégrer les différentes parties d'une oeuvre en une structure d'ensemble cohérente. De la même façon, il reste difficile de savoir au regard de nos connaissances actuelles, si notre oreille parviendra ou non à relever le défi que posent certains développements des musiques contemporaines. Les travaux sur l'apprentissage implicite de la musique (dont il sera question au chapitre 3) offrent des éléments positifs de réponses, qui devront cependant être confirmés dans les années à venir. Le présent ouvrage gagnera donc à être considéré comme un point de départ pour la réflexion. Celles qu'il suscite dès à présent ont sans doute des implications musicales larges. On constatera par exemple que les compétences perceptives du grand public sont bien supérieures à ce que l'on imagine habituellement. Ce type d'observation pourrait conduire à modifier sensiblement la conception des programmes pédagogiques et des logiciels musicaux didactiques qui lui sont destinés. Plus généralement, on peut souhaiter que ce livre et le domaine de recherche auquel il se rattache, puissent contribuer à repenser l'enseignement de la musique aujourd'hui.

Emmanuel Bigand Dijon, le 18 Juillet 2000 7

INTRODUCTION

L'une des caractéristiques principales de la musique réside dans sa capacité à engendrer des émotions chez l'auditeur, émotions d'une diversité et d'une richesse étonnantes: joie, sérénité, apaisement, monotonie, ennui, tristesse, oppression, surprise... La musique est présente dans toutes les cultures, qu'elle soit vocale ou instrumentale (percussions, instruments à cordes ou à vent), rythmique ou mélodique, monodique (à une seule voix) ou polyphonique... Quels que soient les styles musicaux, on retrouve cette attirance de I'homme pour les sons organisés. Reste à comprendre comment et de quelle manière la musique est perçue, traitée et analysée par le système cognitif humain, et comment elle peut faire naître des émotions chez les individus.
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Introduction

Si l'on considère une pièce musicale d'un point de vue purement acoustique, elle n'est qu'une succession de vibrations sonores présentant des formes d'ondes différentes. "D'une manière ou d'une autre, l'esprit humain dote ces sons de sens. Ils prennent dès lors valeur de symboles de quelque chose d'autre qu'un son pur" (Sloboda, 1988, p.10). L'objectif de la psychologie cognitive de la musique consiste à comprendre comment, à partir d'un matériel sonore complexe et diversifié, l'esprit humain code, traite, interprète les informations qu'il perçoit, et ressent des émotions. La musique peut être considérée comme un art du temps, qui combine de façon hautement structurée des événements différant en intensité, hauteur, timbre et dynamique. Un aspect du traitement cognitif concerne la façon dont l'auditeur perçoit des relations entre les différents événements d'une pièce musicale et essaye de les intégrer dans une structure d'ensemble. Un auditeur familiarisé à la musique d'une culture particulière ne perçoit pas une succession de sons sans lien entre eux, mais un enchaînement cohérent et structuré. Il développe des attentes et anticipe la fin possible de la pièce. Par exemple, en écoutant une sonate pour piano de Mozart, les différents événements musicaux nous semblent arriver de façon logique et cohérente, et la progression de l'oeuvre nous semble tout à fait naturelle. Le présent ouvrage se focalise sur les mécanismes qui conduisent l'auditeur à relier entre eux les événements sonores lors de l'écoute. Ces processus de traitement ne pourraient cependant se produire sans les connaissances abstraites qu'un auditeur possède sur la musique de sa propre culture. Quelles sont ces connaissances? Comment sont-elles acquises et représentées sur le plan psychologique? Cet ouvrage met l'accent sur la façon dont l'auditeur occidental utilise les connaissances qu'il possède sur la musique tonale pour percevoir que certains événements, certaines notes, sont plus importants que d'autres à l'intérieur d'une pièce musicale. Ces événements jalonnent sa 10

Introduction

perception en lui servant de points de repère, et l'aident à mieux analyser et comprendre la pièce musicale qu'il écoute. Les études qui seront présentées au cours de cet ouvrage ont pour objectif de sonder le rôle des connaissances musicales et des processus d'intégration dans la perception musicale. Elles utilisent des méthodes expérimentales diverses, certaines étant fréquemment employées en psychologie cognitive de la musique, et d'autres empruntées au domaine psycholinguistique. Le chapitre 1 présente les grandes étapes de traitement de l'information musicale, depuis l'arrivée des ondes sonores dans l'oreille jusqu'à la création d'une représentation cognitive de la pièce musicale. Cet ouvrage s'intéresse principalement à la perception des structures musicales et à l'intégration des événements musicaux dans une structure d'ensemble. Les connaissances tonales jouent un rôle important dans les processus d'intégration. Une simple exposition répétée aux pièces musicales permet à l'auditeur d'acquérir une sensibilité aux régularités du système tonal. Le chapitre 2 décrit le système musical occidental tonal en soulignant ses régularités et caractéristiques acoustiques, qui peuvent faciliter un apprentissage implicite. Un ensemble d'études qui sondent les connaissances implicites de l'auditeur à l'aide de différentes techniques expérimentales sont présentées. Ces études montrent que les auditeurs musiciens et non musiciens sont sensibles aux relations entre les notes, les accords et les tonalités. Sur la base de ces résultats, la question se pose de savoir comment les connaissances de l'auditeur peuvent être représentées en mémoire à long terme. Le chapitre 3 présente une revue de différents modèles de représentation des connaissances qui ont été proposés dans la littérature.

Il

Introduction

A l'aide de ses connaissances tonales, l'auditeur est supposé percevoir des relations et établir des liens entre différents événements musicaux. Le chapitre 4 présente deux théories sur l'intégration musicale et des études expérimentales testant leurs prédictions: la Théorie Générative de la Musique Tonale (Lerdahl et Jackendoff, 1983) et la théorie dynamique de l'attention (Jones, 1987). Les deux théories soulignent l'importance des structures hiérarchiques afin de percevoir l'ensemble des événements musicaux comme un tout cohérent. La musique n'étant pas le seul domaine demandant l'intégration temporelle des événements, le début du chapitre propose une petite excursion sur l'intégration des événements linguistiques dans une structure d'ensemble. Le chapitre 5 présente des études expérimentales sur l'intégration temporelle des événements musicaux. Ces études utilisent différentes approches méthodologiques afin d'apporter des éléments de réponse sur la façon dont un auditeur perçoit des structures musicales sur de courts et de longs laps de temps.

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CHAPITRE 1

DU SON A L'EXPRESSION MUSICALE: UNE SUCCESSION D'ETAPES DE TRAITEMENT

Que se passe-t-il lorsque nous écoutons un quatuor à cordes jouer une pièce de Beethoven par exemple? Comment parvenons-nous, à partir de toutes ces vibrations sonores, à percevoir les différents timbres des violons, de l'alto et du violoncelle, à suivre les lignes mélodiques des instruments, à sentir les progressions harmoniques, et à anticiper certains événements comme ceux qui constituent les fins de phrases? 13

Une succession d'étapes de traitem~nt

Figure 1.1 - Représentation schématique des différents processus de traitement de l'information musicale (adapté de McAdams et Bigand, 1994).

La figure 1.1 propose une représentation schématique des différentes étapes supposées intervenir lors du traitement de l'information musicale (McAdams et Bigand, 1994). Après avoir été codées en signaux nerveux (transduction), les ondes sonores sont groupées par le système auditif, qui va ensuite extraire leurs attributs perceptifs.
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Une succession

d'étapes

de traitement

Une fois représentées dans le système perceptif, les infonnations auditives sont interprétées à l'aide des connaissances abstraites (nous parlerons plus spécifiquement des connaissances tonales) de l'auditeur, puis sont reliées entre elles dans des hiérarchies d'événements. Le stade final du traitement consiste en l'élaboration d'une représentation mentale qui permet à l'auditeur de stocker les événements auditifs et de les analyser en fonction des événements antérieurs. Cette représentation mentale contribue à faire naître des anticipations et des attentes perceptives qui orientent l'attention de l'auditeur sur les événements sonores à venir. Ces attentes, qui peuvent être violées ou confirmées, sont supposées être à l'origine des facteurs émotionnels en musique (Meyer, 1973). Les différentes étapes du traitement des informations musicales vont être brièvement présentées dans ce premier chapitre, chacune étant essentielle pour l'ensemble du traitement des informations musicales. Deux de ces processus seront explorés plus en détail au cours de cet ouvrage: l'utilisation des connaissances tonales, et le traitement des hiérarchies d'événements. 1-Transduction Cette première étape est fondamentale, puisqu'elle pennet de coder des ondes sonores en impulsions nerveuses qui sont analysées par le cerveau de l'auditeur. Ce codage s'effectue par l'intermédiaire du système auditif, constitué de l'oreille externe (pavillon et conduit auditif), de l'oreille moyenne (tympan et osselets), et de l'oreille interne (ou cochlée, qui comprend la membrane basilaire, la membrane tectoriale et les cellules ciliées). L'oreille externe et l'oreille moyenne ont pour rôle principal de transmettre les vibrations captées dans le milieu aérien vers les liquides de l'oreille interne. Les pertes du signal dues à la différence de résistance des molécules de l'air etdes
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Une succession

d'étapes

de traitement

liquides sont compensées par la conque du pavillon et le conduit auditif qui amplifient la pression des fréquences. Ces vibrations, une fois amplifiées, font vibrer le tympan qui les transmet, par l'intennédiaire de trois petits osselets (le marteau, l'enclume et l'étrier) et de la fenêtre ovale à la cochlée. La chaIne des osselets a aussi un rôle d'amplification de pression. La cochlée étant remplie d'un liquide incompressible, la pression exercée sur la fenêtre ovale est relâchée dans l'oreille interne à travers la fenêtre ronde (Rasmussen et Windle, 1960; Gulick, Geschieder et Frisina, 1989). L'oreille interne (ou cochlée) code les vibrations mécaniques en impulsions nerveuses: c'est le processus de transduction. La cochlée est un tunnel en fonne de colimaçon, qui est divisé sur toute sa longueur en trois canaux. Deux des canaux (vestibulaire et tympanique) sont remplis d'un même liquide, la périlymphe, et communiquent à l'apex de la cochlée. Entre eux se trouve le canal cochléaire, délimité par la membrane de Reissner et la membrane basilaire, et rempli d'un autre liquide, l'endolymphe. La membrane basilaire porte l'organe de Corti. Ce dernier contient les cellules ciliées, qui sont reliées au nerf auditif (Figure 1.2). La membrane basilaire a une largeur et une souplesse croissantes de la base de la cochlée jusqu'à l'apex. Lorsqu'une onde de pression se propage le long de la membrane basilaire par l'étrier à travers la fenêtre ovale, cette onde s'accompagne d'un mouvement maximum de la membrane à des endroits qui dépendent de la fréquence du son: les fréquences élevées stimulent les régions basales et les fréquences basses les régions apicales. Une fréquence particulière ne stimule pas seulement un point précis de la membrane, mais une certaine étendue, appelée filtre perceptif.

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Une succession d'étapes de traitement

Oreille externe

Oreille moyenne

Oreille interne

Canal vestibulaire

Oreille interne

Canal tympanique

Canal vestibulaire

Figure 1.2 - Schéma de l'oreille externe, moyenne et interne (en haut). Vue en coupe de l'oreille interne avec l'organe de Corti (en bas). Adapté de Lindsay et Norman (1980, chapitre 4. 17

Une succession

d'étapes

de traitement

La propagation de l'onde sur la membrane basilaire entraîne un mouvement de cisaillement entre les deux membranes, qui fait bouger les cils. Les canaux transducteurs des cellules ciliées vont alors s'ouvrir, et le courant ionique résultant entraîne la libération de neurotransmetteurs dans les synapses à la base des cellules ciliées. Les neurotransmetteurs provoquent à leur tour le départ de potentiels d'action qui se propagent dans le nerf auditif. Chaque site de la membrane basilaire étant préférentiellement sensible à une fréquence caractéristique, chaque cellule ciliée l'est aussi. Les fibres afférentes du nett auditif répondent également à une bande relativement étroite de fréquences, et la largeur de cette bande augmente avec le niveau d'intensité sonore (McAdams, 1997, pour une présentation plus détaillée). De façon comparable à la membrane basilaire, le nerf auditif dispose d'un codage à la fois temporel (intervalles entre les potentiels d'action) et spectral (fibres nerveuses activées selon les fréquences sonores). Les infonnations acheminées par le nerf auditif sont ensuite analysées par différents centres du cerveau (noyau cochléaire, complexe de l'olive supérieure, etc...). Le but n'est pas de décrire ici les structures anatomiques, mais plutôt de comprendre comment, après ce processus de transduction consistant à coder des vibrations sonores en impulsions nerveuses, les centres supérieurs du cerveau poursuivent l'analyse en constituant des représentations auditives séparées des différentes sources sonores présentes dans l'environnement. La description de stimulations des régions de la membrane basilaire pennet de comprendre la sensation de consonance et de dissonance en musique. Bien que la notion de dissonance soit souvent définie de façon subjective par une impression de rugosité accompagnée ou non de déplaisir, variant également selon les époques (Honegger, 1976), des explications plus objectives existent en tennes de codage spatial des fréquences. 18

Une succession d'étapes de traitement

Les notions de consonance et de dissonance sont associées aux caractéristiques du son musical. D'une part celui-ci est complexe, c'est-à-dire qu'il est constitué de plusieurs ondes ou sinusoldes. D'autre part il est périodique, ses vibrations ayant une forme de déplacement qui se répète dans le temps de façon régulière; enfin, il est harmonique, puisque les fréquences des ondes qui le composent (chacune étant appelée un hannonique) sont toutes des multiples entiers (2n, 3n, etc...) de la fréquence la plus basse n. Par exemple, le second hannonique, ou son 2, sonne à l'octave supérieure (la même note jouée plus haut) du son fondamental, et son nombre de vibrations dans un temps donné est deux fois plus grand. Le troisième hannonique, ou son 3, sonne à la douzième (douze notes plus haut) du son fondamental, et son nombre de vibrations est trois fois plus grand. La figure 1.3 représente cette succession d'harmoniques naturels à l'exemple de la note do 2. La fréquence la plus basse du son musical (appelée aussi premier hannonique) est perçue comme la hauteur fondamentale, comme la hauteur de la "note". La présence des hannoniques au dessus de la hauteur fondamentale, dont les plus prégnants sont ceux de rang 2, 3, 4 et 5 (respectivement do, sol, do et mi, dans la figure 1.3) facilite la perception de la fondamentale (Castellengo, 1994). Lorsque deux notes de musique sont jouées en même temps (par exemple do et mi), leurs hannoniques vont cOlncider seulement si leurs fréquences fondamentales sont reliées par des multiples entiers. Dans ce cas, aucune dissonance n'est perçue. En revanche, si les fréquences fondamentales ne sont pas reliées par des multiples entiers, les deux notes n'ont pas d'hannonique en commun (par exemple do et dol). Les zones activées de la membrane basilaire se chevauchent, ce qui entraîne la perception d'une dissonance. Lorsque les fréquences des stimulations sont basses, les zones activées sont plus larges, et par conséquent leur chevauchement est plus important. Ainsi, un intervalle donné est perçu comme davantage dissonant dans le registre grave que dans le registre aigu.
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