Harmoniques

Une harmonique est une composante fréquentielle d’un son qui est un multiple entier d’une fréquence fondamentale. Si la fondamentale est à 100 Hz, ses harmoniques se situent à 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, et ainsi de suite. L’ensemble de ces multiples forme la série harmonique.

Pourquoi les harmoniques existent

La plupart des sources sonores à hauteur définie (cordes vocales, cordes vibrantes, colonnes d’air d’un instrument à vent) ne vibrent pas à une seule fréquence. Elles vibrent simultanément à tous les multiples entiers d’une fréquence de base. Chacune de ces fréquences ajoute sa propre composante au son rayonné. Ce sont les forces relatives de ces composantes qui donnent à un instrument ou à une voix son timbre caractéristique. Deux trompettes qui jouent le même A4 sonnent de façon semblable, car toutes deux produisent des harmoniques à 440 Hz, 880 Hz, 1320 Hz, … mais on les reconnaît comme des trompettes parce que la force relative de ces harmoniques suit un schéma typique des trompettes.

Dans la voix humaine, la source des harmoniques est l’ouverture et la fermeture régulières des cordes vocales. La forme de l’onde qui en résulte (fermeture brusque, ouverture plus douce) détermine la quantité d’énergie qui se retrouve dans les harmoniques supérieures. Le conduit vocal filtre ensuite cette source en amplifiant les fréquences proches de ses résonances et en atténuant les autres. Les harmoniques transportent l’énergie de la source à travers le conduit vocal, et les résonances déterminent quelles harmoniques ressortent le plus fort.

Harmoniques et harmoniques supérieures

Les deux termes désignent presque le même ensemble de fréquences, avec une petite différence de numérotation :

  • La première harmonique est la fondamentale elle-même. La deuxième harmonique se situe une octave au-dessus de la fondamentale, la troisième une octave plus une quinte au-dessus, et ainsi de suite.

  • La première harmonique supérieure est celle qui se trouve juste au-dessus de la fondamentale, c’est-à-dire la deuxième harmonique. La « première harmonique supérieure » et la « deuxième harmonique » sont la même fréquence.

Dans VoceVista, c’est la numérotation des harmoniques qui est utilisée.

Lire les harmoniques à l’affichage

Dans le spectre, les harmoniques apparaissent comme une série de pics à des fréquences régulièrement espacées. Dans le spectrogramme, elles apparaissent comme des lignes horizontales parallèles : régulièrement espacées lorsque l’axe des fréquences est linéaire, de plus en plus rapprochées lorsque l’axe est logarithmique.

Dans VoceVista

Un curseur de note peut être étiré pour montrer la position de chaque harmonique d’une fondamentale choisie, ce qui permet de vérifier facilement si un pic du spectrogramme est une harmonique d’une note donnée et de lire les numéros des harmoniques. Voir Curseurs de note pour savoir comment placer et configurer les curseurs.