FR2754931A1 - Procede de transcription musicale des spectres de vibrations, pour identifier les molecules et substances, decrire leurs proprietes physicochimiques ou pour produire des oeuvres musicales, appareil pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'identification des substances, de caractérisation de leurs propriétés physicochimiques, et de production musicale, ainsi qu'un appareil mettant en oeuvre ce procédé. Le procédé comprend notamment: la transposition acoustique des fréquences spectrales associées aux transitions vibrationnelles; - la description temporelle ou spatiale, à partir des données spectrales, de paramètres musicaux variés; - divers traitements numériques complémentaires. Un appareil selon ce procédé comporte: - un spectromètre de vibrations (SPM), - un micro-ordinateur (MSP), - une mémoire de masse (MMS), - une unité de traitement numérique (UT), - une unité de commande (UC), - des convertisseurs numérique/analogique (CDA), - amplificateurs (A) et enceintes acoustiques (HP). Le procédé et l'appareil selon l'invention sont particulièrement destinés à l'analyse et à la recherche en industrie ou en laboratoire, à l'enseignement scientifique et musical, ainsi qu'à la recherche et à la composition musicales.

Description

Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé d'identification des molécules et substances, de caractérisation de leurs propriétés physicochimiques et de production musicale, basé sur la possibilité intrinsèque d'obtenir des sons et formes d'onde musicales variés à partir des spectres de vibrations de ces molécules et substances. Ce procédé comprend notamment: la transposition des fréquences spectrales associées aux transitions vibrationnelles, afin d'obtenir des spectres et formes d'onde associées se situant dans le domaine acoustique ; des transpositions additionnelles et optionnelles permettant d'obtenir des formes d'onde de durées variées à partir des formes d'onde précédentes ; la description, grâce à ces formes d'onde, de paramètres musicaux variés en complément du paramètre pression acoustique initial, afin de diversifier les représentations auditives d'une même expérience initiale ; l'utilisation directe de formes d'onde homothétiques des spectres de vibrations pour augmenter le nombre et la nature des formes d'onde acoustiques et musicales associées à ces spectres ; et divers traitements numériques et méthodes pour augmenter davantage le nombre et la nature des formes d'onde acoustiques et musicales associées aux spectres de vibrations, basés sur une approche systématique de la structure de toute oeuvre musicale, sur la généralisation du concept de modulation, et sur des analogies avec les méthodes habituelles d'interprétation physicochimique des spectres. Ce procédé peut être mis en oeuvre, conformément à la présente invention, à l'aide d'un appareil intégrant: l'acquisition de données spectrales ; toutes possibilités de transpositions et modulations à partir de ces données ; toutes possibilités d'affectation de ces dernières à la description de tout paramètre musical dans une direction spatiotemporelle définie par l'utilisateur ; et tous moyens pour la création et l'audition des oeuvres musicales résultantes. Ce procédé s'applique à des domaines tels que ceux: de l'analyse des substances, en laboratoire et/ou en milieu industriel ; de la compréhension des propriétés physicochimiques des molécules et substances, en recherches fondamentale et appliquée; et de l'enseignement, en complément de celui des techniques spectroscopiques. Ce procédé s'applique également dans les domaines de l'enseignement, de la recherche et de la composition musicales.

Etat de la technique antérieure
De nombreuses techniques d'analyse existent en Chimie. Celles-ci ont pour vocation l'identification, dans un échantillon de matière donné, de la nature des atomes et des molécules qui le constituent, mais également la détermination de leurs quantités respectives, de leurs structures et de leurs interactions physicochimiques.

Parmi ces techniques figurent en bonne place les techniques de spectrométries de vibrations. Celles-ci sont à présent brièvement décrites, pour une meilleure compréhension de ce qui va suivre.

Les spectrométries de vibrations (notons que le mot "vibrations" précédent est écrit indifféremment au singulier ou au pluriel dans la suite de cet exposé, avec la même signification) ont pour point commun la mesure, en fonction de sa fréquence, de la quantité de rayonnement électromagnétique absorbé, émis ou diffusé par la matière. Au cours des processus d'absorption, d'émission ou de diffusion, l'état énergétique des molécules change suite à l'excitation ou la désexcitation de "modes normaux" de vibration particuliers ; les modes normaux de vibration d'une molécule représentent des mouvements d'ensemble (vibrations normales) à une même fréquence, située dans l'infrarouge, des atomes de cette molécule ; pour un mode normal donné, les mouvements atomiques sont surtout importants pour certains groupements caractéristiques d'atomes, et faibles pour les autres ; il en résulte que deux modes normaux essentiellement centrés (du point de vue mouvement) sur un même groupement d'atomes pour deux molécules distinctes auront des fréquences de vibration très voisines.

Comme le démontre la théorie, les niveaux vibrationnels d'une molécule sont quantifiés ; à chaque mode normal est associé un sous-système de niveaux vibrationnels caractérisé par la valeur d'un nombre quantique v ; l'écart énergétique AEoi entre les états à v = 0 et v = 1 est directement relié à la fréquence Vv d'oscillation du mode normal considéré selon la relation de Planck: AEol = hvol = hvv, h étant la constante de Planck (6.62.10-34 J.s) et v01 la fréquence du photon associé à l'écart Aloi. Des photons d'énergie et de fréquence appropriées permettent donc le passage d'un niveau vibrationnel à un autre.

L'écart énergétique entre deux niveaux successifs v et v+ 1, avec v > O, est voisin et inférieur à hvv mais se réduit d'autant plus que v devient grand: ceci est dû au phénomène d'anharmonicité des vibrations.

Outre la possibilité, généralement faible, de population spontanée et permanente des niveaux vibrationnels excités en vertu de la loi de Boltzmann, des transitions entre niveaux vibrationnels peuvent donc avoir lieu grâce aux phénomènes d'absorption, d'émission et de diffusion : en absorption (resp. émission), la fréquence du photon échangé correspond à l'écart entre niveaux vibrationnels et se situe dans l'infrarouge. En diffusion, la fréquence du photon excitateur ou diffusé se situe dans le domaine visible ou ultraviolet, mais le gain (en diffusion dite Raman Stokes) ou la perte (en diffusion dite Raman antistokes) d'énergie par les molécules se situe encore, du point de vue fréquence, dans l'infrarouge car il s'agit toujours d'excitations ou de désexcitations de modes normaux de vibration. De manière générale pour tous les processus d'interaction, les transitions se produisant sont dites "fondamentales" (lors de l'excitation ou la désexcitation d'un mode normal v avec respectivement Av = +1 ou -1), "harmoniques" (excitation ou désexcitation d'un mode normal v avec respectivement Av > +1 ou < -1), ou "de combinaison" (excitation ou désexcitation simultanée de plusieurs modes normaux). Elles sont également dites "froides" (resp. "chaudes") si les niveaux vibrationnels de départ (en absorption ou diffusion Raman Stokes) ou d'arrivée (en émission ou diffusion Raman antistokes) sont égaux à (resp. différents de) zéro. En pratique, les transitions fondamentales froides sont les plus intenses.

Il est à noter que les états excités issus de toutes ces transitions ont une durée de vie finie, le nombre de molécules à l'état excité suivant, à la fin de l'excitation, une loi de décroissance exponentielle au cours du temps.

Les spectromètres d'absorption infrarouge (l'émission infrarouge étant beaucoup moins étudiée) possèdent des sources et détecteurs fonctionnant dans le domaine typique de fréquences 120THz-12THz (domaine d'exploitation des spectres de routine) qui peut dans certains cas être étendu entre 300THz et 300GHz (pour l'observation de basses fréquences ainsi que d'harmoniques et de combinaisons de rang élevé). En spectroscopie, on préfère utiliser le nombre d'ondes 6 plutôt que la fréquence v, la correspondance étant fournie par la relation: a(cm-1) = v(Hz)/c(cm.s-l), c étant la vitesse de la lumière = 3.1010 cm.s-l; si bien que le domaine d'exploitation des spectres infrarouges est typiquement compris entre 4000 et 400 cm-l, mais peut s'étendre de 10 à 10000 cm-l.

Suite à la remarque précédente concernant la diffusion, les sources d'excitation et détecteurs des spectromètres Raman fonctionnent dans le visible ou l'ultraviolet, mais ces appareils sont conçus de façon à présenter les spectres avec la même unité relative d'énergie moléculaire échangée qu'en spectrométrie infrarouge. Ceci permet une comparaison aisée des résultats des deux spectroscopies complémentaires que sont l'infrarouge et le Raman ; cette complémentarité est justifiée par le fait que les transitions énergétiques pour certains modes normaux peuvent parfois ne pas être observées dans un processus d'interaction (on dit alors qu'elles sont interdites pour ce processus), être observées dans l'autre (transitions alors dites permises pour ce processus), et vice-versa: ce fait est justifiable grâce à certaines règles, dites "règles de sélection" et bien connues des spectroscopistes.

En pratique, les spectres se présentent sous forme de diagrammes in(6) à deux dimensions, où l'abscisse représente le nombre d'onde du rayonnement électromagnétique associé à l'interaction onde-matière, et l'ordonnée l'intensité de cette interaction. Une troisième dimension, le temps, peut être ajoutée pour représenter l'aspect cinétique de l'interaction (diagrammes iv(6,t) représentant l'évolution du spectre au cours du temps, par exemple dans le cas de molécules instables ou réagissant chimiquement avec d'autres molécules,...). n est également parfois effectué une cartographie des spectres iV(6,x,y,z) en chaque point de l'échantillon (par exemple dans un solide hétérogène) pour décrire la répartition spatiale des molécules dans le milieu considéré.

la représentation la plus générale d'un spectre est donc une fonction iV(6,x,y,z,t). Les fonctions in(6) représentent des phénomènes, soit invariants dans toute direction spatiotemporelle o' = x, y, z ou t, soit caractéristiques d'un seul point (ou, en pratique, d'une toute petite région) de l'espace-temps ; ce sont en fait les transformées de Fourier de formes d'onde in(8), où 8 est également une direction quelconque x, y, z ou t de l'espace-temps (et, plus généralement, une direction quelconque) ; quelle que soit cette direction o, les formes d'onde iv(6) ont toutes la même... forme, c'est-à-dire qu'elles sont toutes homothétiques les unes par rapport aux autres, en abscisse comme en ordonnée ; ce caractère homothétique permet de prévoir, à partir d'un seul spectre in(6), 4 familles (dans notre espace-temps habituel à 4 dimensions) de formes d'onde homothétiques associées in(8), décrites en abscisse dans de plus ou moins grands segments (à une dimension) de l'espace-temps, et en ordonnée dans de plus ou moins grands domaines d'intensité.

Le principe de fonctionnement d'un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier illustre les propos précédents. Dans un tel appareil, la lumière polychromatique issue de la source infrarouge est dirigée vers un interféromètre de Michelson constitué d'une lame séparatrice, d'un miroir fixe et d'un miroir mobile. Les ondes électromagnétiques interfèrent constructivement pour une position du miroir mobile symétrique de celle du miroir fixe par rapport à la séparatrice, et plus ou moins destructivement pour un déplacement linéaire relatif (6/2) du miroir mobile par rapport à sa position d'équilibre. Le signal résultant, analysé par le détecteur, est un interférogramme (bidirectionnel le plus souvent) noté f(8) (8 étant ici la différence de marche (en fait, une longueur) entre les signaux issus des réflexions sur les 2 miroirs), dont la transformée de Fourier iv(#) =

cos2###.d# représente le spectre de transmission de l'appareil, avec ou sans échantillon. Notons que pour cette transformée de Fourier, la phase affectée à chaque élément spectral est dans le principe nulle pour la valeur 8 = 0, ce qui est bien en accord avec le signal de type interférogramme observé par le détecteur. L'interférogramme f(8) est donc la forme d'onde associée au spectre (aux facteurs de correction instrumentaux près, qu'il serait trop long de détailler ici) ; son abscisse 8 a les dimensions d'une longueur mais est également proportionnelle au retard temporel At = 8/c (c = 3.1010 cm/s = vitesse de la lumière) entre les signaux issus des réflexions sur les deux miroirs. Si bien que l'on peut affirmer pour ce qui va suivre que la partie de droite de l'interférogramme est homothétique d'une forme d'onde dont l'abscisse représente le temps de propagation de l'intensité d'un rayonnement contenant toutes les fréquences du spectre considéré, dont les photons seraient tous en phase à l'instant t = 0 et interfèreraient plus ou moins destructivement à t > 0 ; ce résultat est dû au type de codage de l'information fourni par l'interféromètre de
Michelson.

En fait, les photons absorbés, émis ou diffusés par la matière ne présentent pas de relation de phase particulière : c'est le cas de toute lumière polychromatique non cohérente et non polarisée. Il en est de même des vibrations normales d'une molécule (et a fortiori des vibrations normales d'un ensemble de molécules d'un même échantillon), simultanées mais sans relation de phase. L'interférogramme ci-dessus ne représente donc qu'un cas particulier de forme d'onde associée au spectre de vibration.

Par ailleurs, et comme signalé précédemment, les différents types de molécules d'un échantillon peuvent être en concentrations variables au cours du temps (en cas de transformation physicochimique) et/ou dans l'espace (pour un milieu hétérogène, pouvant d'ailleurs être également sujet à des transformations physicochimiques). Si bien que, de manière générale, les spectres de vibrations sont des fonctions iV(6,x,y,z,t), et les formes d'onde associées des fonctions in(8), 6 représentant l'une des quatre variables spatiotemporelles x, y, z, t. La répartition en fréquences, au cours du temps et/ou dans l'espace, des intensités spectrales d'un échantillon, peut alors être suivie, au travers d'une forme d'onde associée, de deux manières:
a) : au cours du temps, pour un point fixe de cet échantillon (pouvant en outre subir en ce point des modifications temporelles), ou pour un point figuratif de cet échantillon décrit spectralement de manière séquentielle selon l'une des trois directions de l'espace du laboratoire à un instant donné ; dans ce cas, le temps est précisément la dimension
décrite par l'axe des abscisses de la forme d'onde;
b) : dans l'une des trois directions de l'espace du laboratoire, pour l'une des deux situations précédentes ; dans ce cas, cette direction de l'espace est précisément la dimension décrite par l'axe des abscisses de la forme d'onde.

Les assertions précédentes peuvent être condensées de manière synthétique selon les termes suivants:
- On peut, de manière formelle, considérer chaque point de l'échantillon, et à chaque instant, comme une source de spectre.

- La répartition en fréquences du spectre d'un échantillon selon une direction o' = t, x, y ou z peut être suivie, au travers d'une forme d'onde associée, selon une direction 6 = t, x, y ou z, 8 pouvant différer de 8'. Une forme d'onde est toujours représentée par un diagramme à deux dimensions in(8) ; un spectre, sous sa forme la plus complexe, consiste en un diagramme à six dimensions iV(6,x,y,z,t) examinable par "coupes" tridimensionnelles i,(o,6') (avec o' = x, y, z ou t) de spectres juxtaposés selon une direction o' préalablement choisie.

A titre de détails de vocabulaire, notons qu'au cours de tout cet exposé -et dans le but d'en alléger la formulation- le terme de "direction", désignant une dimension temporelle ou spatiale t, x, y ou z, est souvent confondu avec la valeur algébrique t, x, y ou z respective de cotation selon cette direction (de même que l'on fait souvent l'amalgame, dans le langage scientifique courant, entre les termes "abscisse" et "axe des abscisses", etc...). De même, pour un échantillon dont le spectre varie au cours du temps ou selon une direction de l'espace, on emploiera indifféremment, selon le contexte, les termes de "spectre", "spectre évolutif dans le temps ou l'espace", "spectre global", "juxtaposition de spectres", "suite de spectres", "spectre variable dans le temps ou l'espace"...; et on parlera, pour les formes d'onde associées, de "formes d'onde évolutives dans le temps ou l'espace", "formes d'onde issues de spectres évolutifs"....

L'interprétation des résultats spectroscopiques s'effectue à trois niveaux:
1): Comparaison des fréquences (ou longueurs d'onde, nombres d'ondes) et intensités spectrales, aux fréquences et intensités spectrales de composés de référence (généralement: corps purs, molécules isolées), dans le but d'identifier les constituants des échantillons.

2): Etude de la forme des bandes, de leurs déplacements en fréquence, variations individuelles d'intensité..., en fonction de la variation d'un paramètre physique (température, pression...) ou structural (changement d'un substituant, synthèse d'un isomère...), en vue de préciser la nature (effectuer une attribution) de chaque raie du spectre.

3): Etude de l'évolution des spectres en fonction de divers paramètres physicochimiques et du type d'association moléculaire, en vue de comprendre les interactions moléculaires et la réactivité des espèces en présence.

Si l'intérêt du premier niveau d'interprétation est essentiellement analytique, les deux niveaux suivants présentent un caractère plus fondamental. Les trois niveaux peuvent par ailleurs être interconnectés, pour certaines études. Dans tous les cas, les analyses s'effectuent de manière visuelle par les observations des spectres, agrandissements de certaines parties d'entre eux, superpositions à des spectres de référence ou spectres résultant de la variation contrôlée d'un paramètre physicochimique.... Ce travail nécessite, de la part de l'analyste, de la mémoire et de l'habitude afin de comparer ses nouveaux résultats aux spectres de référence. Les bibliothèques de spectres et logiciels de recherche automatique de molécules à partir de banques de spectres peuvent remédier à ce problème mais nécessitent également un apprentissage. Quant à l'interprétation des spectres (attribution des bandes, compréhension du lien entre les variations spectrales et la nature des interactions moléculaires), aucun logiciel actuel ne peut remplacer la réflexion de l'expérimentateur, dont le premier étage de perception reste à ce jour sa perception visuelle des informations spectrales.

Exposé de l'invention
Afin de faciliter ce travail d'analyse et d'interprétation des données spectrales, l'idée de varier et d'augmenter la quantité d'information issue des spectres de vibrations semble avoir un fondement certain. Une possibilité pour ce faire est, en accord avec la présente invention, l'utilisation d'un sens supplémentaire disponible chez l'être humain : l'ouïe. En effet, l'oreille et le cerveau humain ont la faculté de différencier les sons, en effectuant instantanément les transformées de Fourier des formes d'onde souvent complexes associées à ces sons ; ces transformées de Fourier ne sont autres que les spectres des fréquences acoustiques constitutives de ces formes d'onde, au cours du temps. Cette puissance intrinsèque d'interprétation acoustique de la part de l'être humain peut être davantage illustrée grâce aux deux remarques suivantes:
- un son quelconque est la superposition bien connue d'ondes de pression acoustique sinusoïdales, avec évolution éventuelle des intensités, fréquences et phases au cours du temps ; c'est la transformée de Fourier inverse à chaque instant d'un spectre parfois complexe et évolutif au cours du temps, reçue par l'être humain également à chaque instant grâce à ses récepteurs auditifs ; les données sonores sont donc transmises à l'être humain sous formes d'intégrales (transformées de Fourier inverses) rapprochées au cours du temps, de manière analogue à la transmission de données numériques au travers d'un port série à haut débit.

- l'être humain analyse alors ces données sonores en effectuant de manière simultanée et quasi-instantanée le calcul, de proche en proche dans un large domaine spectral (le domaine spectral audible), d'une grande quantité d'intégrales (transformées de Fourier), relatives chacune à un très petit intervalle de fréquence ; cette analyse est de surcroît effectuée à intervalles de temps rapprochés, afin d'enregistrer l'évolution au cours du temps des données (messages) acoustiques ; à titre de comparaison avec l'analogie précédente, l'on peut évoquer des protocoles de transmissions internes des données spectrales dans le cerveau, au cours de cette analyse, à l'aide de très nombreux canaux utilisés simultanément (un par bande étroite de fréquence analysée), à la manière de la transmission de données numériques au travers d'un port parallèle à haut débit (il ne s'agit bien entendu que d'une comparaison rappelant l'efficacité supérieure du port parallèle relativement au port série, ne prétendant en rien décrire l'architecture des connexions cérébrales au cours de la pensée).

Soulignons également que l'être humain a par ailleurs la faculté de reconnaître toutes les altérations d'un son au cours du temps (mélodies distinctes issues d'un même instrument, variations de volume, de timbre...), ainsi que des rythmiques plus ou moins complexes. La répartition spatiale du son est également perceptible, à des degrés divers selon les cas.

La présente invention a donc pour point de départ le fait suivant : en divisant les fréquences du domaine optique associées aux transitions vibrationnelles par la valeur numérique 3.1010 (cm.s-l) de la vitesse de la lumière, on obtient des nombres (égaux aux valeurs numériques des nombres d'onde associés, exprimés en cm-1) dont l'ordre de grandeur est identique à celui des nombres exprimant les fréquences acoustiques (voir le paragraphe d'introduction). Cette division correspond à une transposition d'environ 35 octaves (3.1010 = 2n = e"1"2 = > n = (ln3.1010)/ln2 = 34,8040 octaves). Cela revient à dire qu'à partir d'un spectre in(6) (ou d'une suite de spectres iV(6,x,y,z,t)) de vibration échantillonné(s), on dispose virtuellement d'un spectre acoustique ia(v,t )(fixe ou variable au cours du temps) échantillonné, dont la reproduction au cours du temps de tous les éléments spectraux à l'aide d'un dispositif approprié (par exemple un échantillonneur musical ou un lecteur d'échantillons) fournit un "son moléculaire" ia(t). Le terme "son moléculaire" désigne à la fois la forme d'onde acoustique échantillonnée au cours du temps associée au spectre, ainsi que la variation au cours du temps de la pression acoustique résultante dans un dispositif de restitution sonore (par exemple un haut-parleur).

Remarquons que, dans la mesure où les spectres de vibration de deux substances distinctes, même de compositions très voisines, ne sont jamais totalement identiques (les spectres de vibration sont de véritables "empreintes digitales" des substances analysées), il en est de même pour les sons moléculaires.

Un son moléculaire est statique (et peut éventuellement être mis en boucle) pour un échantillon stable et homogène, et si aucune variation de phase n'est introduite au cours du temps pour tous les éléments spectraux (déphasage choisi par exemple aléatoire entre chaque élément spectral à l'instant t = 0, ou mise en phase de tous les éléments spectraux à l'instant t = 0 comme dans le cas d'un interférogramme). Ce son est évolutif si une relation de phase évolutive au cours du temps sur un même élément spectral est introduite pour son audition, et/ou dans le cas d'une suite de spectres de vibrations enregistrés en fonction du temps ou du lieu de l'espace sur un échantillon instable et/ou hétérogène. Ce son est donc, de manière générale, homothétique de la transformée de Fourier inverse d'un spectre de vibration (ou d'une succession de spectres de vibrations évolutifs dans le temps ou une direction de l'espace), avec introduction éventuelle de relations de phases entre éléments spectraux; on peut dire également qu'il s'agit de la transformée de Fourier inverse d'un spectre (au sens large) dont tous les éléments spectraux sont sous-multiples (d'un facteur 3.1010) de ceux associés au spectre de vibration, avec introduction éventuelle de relations de phase entre ces éléments spectraux. Le son moléculaire est par ailleurs d'autant plus fidèle à la réalité physicochimique que sa résolution en fréquence est meilleure, ce qui correspond initialement au choix du plus petit intervalle d'échantillonnage possible en nombre d'ondes, et au choix de la meilleure résolution spectrale instrumentale, pour l'acquisition du spectre de vibrations.

La présente invention est donc un procédé de transposition des fréquences associées aux transitions vibrationnelles pour une substance quelconque fournissant des spectres de vibrations, en divisant ces fréquences par la valeur numérique en cm.s-1 de la vitesse de la lumière, afin de disposer de sons (appelés "sons moléculaires" par l'Inventeur) caractéristiques de ces substances lors de l'exécution simultanée des fréquences issues de cette transposition d'environ 34,8040 octaves, qui se situent alors dans le domaine acoustique.

La présente transposition revêt un caractère hautement symbolique, sous au moins deux points de vue:
- le son est par essence un phénomène vibratoire, et les fréquences acoustiques du son obtenu à l'aide de la transposition précédente sont des sous-multiples (autrement dit: sont homothétiques) des fréquences de véritables vibrations élémentaires, celles des molécules;
- c'est l'utilisation de la valeur numérique de la vitesse de la lumière qui permet de passer du domaine (optique) des fréquences des vibrations moléculaires à celui des fréquences des vibrations acoustiques associées.

A partir des idée et transposition précédentes, une réflexion approfondie sur une utilisation exhaustive des sons moléculaires conduit aux concepts et généralisations suivants, qui rentrent dans le cadre de la présente invention:
n A propos de l'extension du champ d'application acoustique et musical des sons moléculaires:
La présente invention est un procédé d'utilisation élargie des formes d'onde associées aux sons moléculaires, en accord avec les définitions suivantes:
- une oeuvre musicale (au sens large) est une superposition d'interprétations élémentaires;
- une interprétation élémentaire d'une oeuvre musicale est une forme d'onde décrivant la variation de tout paramètre musical, possible et préalablement choisi, en fonction du temps ou selon une direction rectiligne ou courbe (cette dernière étant également qualifiée de circulaire ou angulaire) de l'espace;
Cette dernière définition appelle certains commentaires:
- A l'image de la propagation d'un son produit par une source sonore quelconque, la variation au cours du temps du paramètre musical choisi dans l'interprétation élémentaire considérée donne lieu également à une propagation de ce paramètre dans les trois directions de l'espace, et ce à la vitesse du son (car le son supporte obligatoirement la propagation dudit paramètre), dans le milieu considéré (généralement l'air, éventuellement l'eau ou un autre milieu).

- Pour la description spatiale d'une forme d'onde relative à un paramètre musical donné il apparaît utile d'introduire, outre les trois directions rectilignes classiques x, y, z de l'espace, trois directions circulaires de description, définies par trois angles Ox, e, Oz autour des axes respectifs x, y, z du lieu d'audition, et par un rayon r constant séparant l'auditeur de chaque point de description de la forme d'onde dans un même plan. A titre d'exemple, l'angle Oz de rotation et le rayon r définissent une courbe circulaire contenant tous les points de description de la forme d'onde, dans un plan xOy perpendiculaire à z et à la distance r de l'auditeur placé à l'origine O du système d'axes x, y, z du lieu d'audition.

Chaque point figuratif de la forme d'onde étant caractérisé par un rayon (constant) et un angle (variable entre 0 et 27r par rapport à une direction fixe), il y a lieu, pour une description correcte de la forme d'onde, de normer celle-ci en abscisse de sorte que l'écart angulaire entre son premier et son dernier point n'excède pas la valeur 2s radians (ou 360 ), à moins de rechercher des effets spéciaux. Ces directions circulaires sont en meilleur accord, d'un point de vue géométrique, avec la réception panoramique du son perçue par un auditeur unique (situé en un point), comparativement aux trois directions rectilignes habituelles (équidistance des points d'un arc de cercle à son centre, contrairement aux distances variables des points de la projection de cet arc de cercle sur u source adjacente décrivant un petit domaine de la forme d'onde), et des interférences éventuelles entre les émissions de chacune des sources adjacentes. Remarquons toutefois, et ce pour toute la suite de l'exposé, que l'apparition éventuelle d'interférences sonores compte-tenu de la proximité trop grande des sources adjacentes d'émission et/ou des valeurs de fréquences acoustiques à diffuser, n'est pas rédhibitoire : ces interférences sont somme toute conséquences de la forme de l'interprétation élémentaire à diffuser, et participent donc également à l'information analytique (différente, d'une interprétation élémentaire à l'autre) obtenue, si la disposition géométrique des sources adjacentes d'émission sonore reste identique d'une expérience à l'autre.

A titre de remarque aux deux commentaires précédents, et compte-tenu des caractéristiques propres à l'être humain (performances des récepteurs auditifs, et distance entre ces récepteurs), on notera que la dynamique d'environ 10000 acceptée pour l'analyse en fréquence des formes d'onde décrites temporellement (en référence à la bande passante de quelques Hz à plus de 10000 Hz pour une oreille d'adulte) est grossièrement conservée pour l'analyse en fréquence des formes d'onde décrites spatialement : en effet, la variation périodique dans l'espace d'un paramètre musical (transmis par ailleurs par un son, comme signalé précédemment) est exploitable par l'être humain pour des fréquences comprises entre 0,1 cm-1 (soit une période de 10 cm, un peu inférieure à la largeur de la boîte crânienne) et 10-5 cm-1 (soit une période de 1 km, correspondant à la distance maximale de perception d'un son assez fort dans les conditions usuelles de bruit ambiant).

- On entend par paramètre musical tout paramètre acoustique ou physique pouvant modifier l'organisation des sons dans le temps ou dans l'espace. La liste suivante, non exhaustive, énumère certains de ces paramètres:
(a!: paramètres généraux:
- pression acoustique (Pa);
- volume sonore nominal (dB);
- absence ou présence de tonalité (0 ou 1, "note-off" ou "note-on", en anglais); en d'autres termes : paramètre de note/silence;
- tonalité (Hz, ou numéro de note MIDI);
- phase globale (0-2n:);
- durée de note (ou de "note-on", en ms ou unité musicale);
- durée de silence (ou de "note-off", en ms ou unité musicale);
- numéro de son dans une banque d'un générateur de sons;
- panoramique (% canal gauche, % canal droit), pour un son stéréophonique;
- intervalle maximal de désaccord (en demi-tons);
- désaccord fin (en cents);
(b!: paramètres de synthèse sonore:
- fréquences de coupure (de filtres passe-bas, passe-haut, passe-bande) (en Hz);
- fréquences de résonance (de filtres de résonance ou de réjection) (en Hz);
- pentes des filtres (dB/octave);
- longueurs des segments d'enveloppe (ms, ou durées relatives);
- amplitudes des segments d'enveloppes (dB, ou unités relatives);
- type d'effet, intensités des paramètres correspondants;
- type, vitesse et profondeur d'oscillateur de basse fréquence (LFO, pour "Low
Frequency Oscillator", en anglais);
- type, vitesse et profondeur de modulateur en amplitude;
- type, vitesse et profondeur de modulateur en fréquence;
Tous ces paramètres, sauf la pression acoustique elle-même, sont modifiables à l'aide de messages MIDI spécialisés (messages canal ou système) reconnus par les séquenceurs et générateurs de sons MIDI.

Une autre formulation de ces définitions et commentaires est la suivante : un morceau musical peut être considéré comme la superposition d'autant d'interprétations musicales élémentaires que l'imagination peut -et souhaite- en trouver. Chaque interprétation élémentaire est une forme d'onde dont l'abscisse est le temps (ou, moins habituellement, une longueur ou un angle) et l'ordonnée un paramètre musical au choix de l'expérimentateur. Un grand nombre de ces paramètres peuvent être modifiés à l'aide de messages MIDI spécialisés, mais ils sont tous contrôlables, en tout état de cause, de manière physique ou électronique. Les interprétations élémentaires peuvent avoir, en cas d'abscisse temporelle et tout comme la durée d'une période de sinusoïde d'un la440 par rapport à celle d'une note de piano (ou comme celle d'une note de piano par rapport à celle d'une sonate), des durées de vie relatives différentes (théoriquement de quelque fractions de seconde à quelques heures ou jours, voire quelques années). De même, les domaines couverts par les interprétations élémentaires décrites de manière linéaire ou angulaire peuvent être en théorie très variables (de quelque cm au km, ou de quelques degrés à 360 , selon les cas). Les interprétations élémentaires peuvent également être transposées, bouclées, inversées selon l'un ou les deux axes..., tous traitements réalisables à l'aide d'éditeurs d'échantillons sur les formes d'onde de courtes durées (sons) mais également utilisés depuis fort longtemps, à l'échelle de temps d'un morceau, en composition musicale "classique".

Si l'on considère, parmi toutes dans un morceau, une interprétation musicale élémentaire 1(8) donnée (avec 8 = x, y, z, Ox, Oys Oz ou t), la forme d'onde associée iF.o.(8) est, par analogie avec les formes d'onde sonores, la transformée de Fourier inverse du spectre isp(v,o') (avec o' = x, y, z ou t, les directions angulaires d'évolution de spectres ne présentant pas d'intérêt supplémentaire particulier) des fréquences v d'apparition dans la direction o' (pouvant différer de o) du paramètre iF.O. (dans le cas d'un son, ce paramètre est simplement la pression acoustique, mais cela peut donc être, plus généralement, tout paramètre musical). La fréquence v a pour unité l'inverse de celle de la direction de description 8 de la forme d'onde iF.o.(8). Il est à noter par ailleurs que, contrairement à l'exemple de l'interféromètre de Michelson décrit précédemment, chaque élément spectral de isp(v,o') peut posséder une phase distincte et non nulle pour toute valeur de 8', ce qui revient à dire que la forme d'onde iF.o.(8) nta pas obligatoirement l'aspect d'un interférogramme.

Les définitions d'oeuvre musicale et d'interprétation élémentaire précédentes peuvent être quelque peu affinées grâce à la notion de macrointerprétation. On définit ici une macrointerprétation comme une famille d'interprétations élémentaires comportant une seule forme d'onde (ou séquence temporelle de formes d'onde individuelles) de pression acoustique, modulable au cours du temps et/ou dans l'espace selon des lois de variation fixées par les autres formes d'onde de cette famille. Cette modulation (correspondant à la variation des paramètres musicaux associés à ces autres formes d'onde) de la forme d'onde de pression acoustique se produit lors de l'exécution de la macrointerprétation, au sein d'une oeuvre musicale donnée. Dans ce contexte, la forme d'onde de pression acoustique est le support indispensable sans lequel la description spatiale ou temporelle des autres formes d'onde (et, en un mot, la musique) n'existerait pas. Tout un ensemble de formes d'onde en relation avec un même son (ou avec une même séquence temporelle de sons individuels) est donc regroupé en une même famille appelée macrointerprétation, une oeuvre musicale comportant au minimum une macrointerprétation, comportant elle-même une seule forme d'onde (ou séquence temporelle de formes d'onde individuelles) de pression acoustique. Notons par ailleurs qu'un même son peut être éventuellement utilisé dans plusieurs macrointerprétations.

Précisons enfin que, pour des raisons d'intelligibilité par l'auditeur, toutes les interprétations élémentaires d'une oeuvre musicale donnée (forme(s) d'onde de pression acoustique mise(s) à part) peuvent être choisies pour ne décrire qu'une même direction spatiotemporelle (mais ce n'est pas, dans le principe, une obligation absolue).

L'application de ces concepts aux spectres de vibration est alors la suivante : toute forme d'onde associée à un spectre de vibration peut être considérée:
i) comme source de description, dans une direction spatiotemporelle quelconque, de la variation de tout paramètre musical choisi (on dit également: source de description dudit paramètre) ; en d'autres termes, le paramètre musical choisi varie selon la loi de variation fixée par la forme d'onde ; cette dernière, décrivant le paramètre musical considéré, constitue une nouvelle interprétation élémentaire, caractérisant théoriquement de manière non ambigüe la substance à l'origine du spectre de vibration considéré;
ii) comme source de modulation d'une forme d'onde quelconque (par exemple un autre son moléculaire ou, plus généralement une interprétation élémentaire évolutive dans le temps ou une direction spatiotemporelle quelconque). Les types de modulation peuvent être les suivants : modulation d'amplitude, de fréquence, de phase... ou, plus généralement, peuvent être définis par l'utilisation de toute expression mathématique et algorithme d'intérêt judicieux. A titre de généralisation des cas des modulations classiques (et notamment de celui de la synthèse par modulation de fréquence), on appelle porteuse la forme d'onde modulée et porteur le paramètre musical associé (selon le même principe qu'en i)), modulatrice la forme d'onde modulant la porteuse et modulateur le paramètre musical associé (selon le même principe qu'en i)). On considère alors dans ce cadre, de manière moins restrictive et dans un but de généralisation des concepts précédents:
- que les porteuse et modulatrice peuvent être des formes d'onde (au sens large) a priori quelconques (formes d'onde constantes ou variables dans le temps ou une direction de l'espace), à condition qu'en pratique l'une d'entre elles au moins soit liée (à l'origine) à un spectre de vibration;
- que la modulation peut être programmée à l'aide d'une matrice, dont les lignes (resp. colonnes) sont par exemple parallèles aux formes d'onde modulatrices (resp.

porteuses), mais dont les éléments (i.e. intersections des lignes et des colonnes) appelés points de modulation peuvent être d'ordre zéro, d'ordre un ou multiples, en accord avec les définitions suivantes:
i) point de modulation d'ordre zéro : l'interprétation élémentaire cherchée résulte de la simple affectation d'un paramètre musical à une forme d'onde (porteuse) ; ce cas s'identifie au premier cas de création d'interprétation élémentaire évoqué précédemment, si la forme d'onde porteuse trouve ses origines dans un spectre de vibration ; il correspond, graphiquement, à la traversée de la matrice de modulation par un trait vertical passant par la colonne de la forme d'onde porteuse;
ii) point de modulation d'ordre un : l'interprétation élémentaire cherchée résulte du choix d'une forme d'onde porteuse et d'un paramètre musical porteur, d'une forme d'onde modulatrice et d'un paramètre musical modulateur, du choix du type et de l'algorithme de modulation, et du calcul correspondant ; ce cas s'identifie au deuxième cas de création d'interprétation élémentaire évoqué précédemment, si au moins une des deux formes d'onde (porteuse ou modulatrice) trouve ses origines dans un spectre de vibration ; il correspond, graphiquement, à un point sur la matrice de modulation (intersection d'un trait vertical passant par la colonne de la forme d'onde porteuse et d'un trait horizontal passant par la colonne de la forme d'onde modulatrice);
iii) point de modulation multiple : l'interprétation élémentaire cherchée résulte du choix d'une forme d'onde porteuse, d'un paramètre musical porteur, de plusieurs formes d'onde modulatrices et paramètres musicaux modulateurs, du choix du type de modulation et de l'algorithme correspondant précisant notamment l'ordre d'action successif des formes d'onde modulatrices sur la forme d'onde porteuse lors du calcul point par point du résultat de la modulation ; rien n'interdit, en effet, une telle modulation multiple, se résumant d'un point de vue mathématique à l'action séquentielle de plusieurs fonctions sur une même fonction initiale ; ce cas correspond graphiquement, sur la matrice de modulation, à l'intersection d'un même trait vertical passant par la colonne de la forme d'onde porteuse, et de plusieurs traits horizontaux passant par les colonnes des formes d'onde modulatrices choisies.

Dans tous les cas, le résultat de la modulation est une nouvelle forme d'onde, dont l'abscisse est le temps ou l'une des directions circulaires ou rectilignes de l'espace, et l'ordonnée l'intensité du paramètre musical porteur. Ce résultat, obtenu à partir (à l'origine) de mêmes données issues de l'expérience (mais en variant les paramètres musicaux et types de modulation), permet de disposer d'une nouvelle forme d'onde (interprétation élémentaire) fournissant une nouvelle perception caractéristiques de la nature et des propriétés physicochimiques de la substance à l'origine du ou des spectres de vibration utilisés (les formes d'onde porteuse et modulatrice(s) initiales pouvant alors être conservées ou non, avec leurs éventuels paramètres musicaux associés, à l'appréciation de 1 'expérimentateur) .

Le terme d'interprétation élémentaire revêt alors deux sens précis:
- celui d'un signal offert à notre perception auditive pour mieux comprendre, en complément de notre perception visuelle, la réalité moléculaire au travers de ses Spectres de vibration ; il est à noter que l'on dispose en théorie, par l'application des deux principes précédents, d'un grand nombre d'interprétations élémentaires et donc d'autant de variantes de perception auditive d'un même phénomène;
- celui d'un signal organisant un paramètre acoustique dans l'espace ou le temps, et possédant par voie de conséquence des propriétés musicales ; si bien que l'on peut affirmer que la transposition acoustique des spectres de vibration, au travers de toutes ses interprétations élémentaires créées en appliquant les deux principes précédents, constitue une composition musicale plus ou moins élaborée selon le nombre, la durée, la dimension d'évolution, et le contenu de ces interprétations.

La présente invention a donc également pour objet un procédé utilisant: la description possible, par les formes d'onde, de tout paramètre musical, défini comme tout paramètre acoustique ou physique, outre la pression acoustique, pouvant modifier l'organisation des sons dans le temps ou dans une direction spatiale définie ; l'utilisation au choix, pour la description des formes d'onde, de la direction temporelle classiquement utilisée pour la description de toute forme d'onde sonore, ou d'une direction rectiligne de l'espace, ou d'une direction angulaire de l'espace définie par une distance fixe de l'auditeur à toutes les sources d'émission acoustique et par la valeur d'un angle définissant la longueur d'un arc de courbe entre une source quelconque d'émission acoustique et une autre source tenant lieu de référence.

La présente invention a également pour objet un procédé de création, par programmation d'une matrice de modulation définissant le choix d'une forme d'onde porteuse et d'un certain nombre de formes d'onde modulatrice(s) ainsi que le type de modulation souhaité et l'algorithme de calcul correspondant, de nouvelles formes d'onde nommées "interprétations élémentaires" ou également "formes d'onde musicales", résultant selon les cas et dans un ordre de complexité croissant, d'un point de modulation d'ordre zéro, un ou supérieur à un, et décrivant les paramètres musicaux initiaux des formes d'onde modulées, selon une direction temporelle, rectiligne ou angulaire, ce qui permet d'obtenir pour chacune de ces interprétations élémentaires une nouvelle perception caractéristique des natures et propriétés physicochimiques des substances à l'origine des spectres de vibration considérés, en accord avec les définitions précédentes de paramètres musicaux, d'interprétations élémentaires et de directions temporelles, rectilignes ou angulaires.

La présente invention a également pour objet un procédé d'assemblage des interprétations élémentaires sous forme d'entités plus complexes appelées "macrointerprétations", par la modulation pour chacune de celles-ci d'une seule forme d'onde (ou séquence temporelle de formes d'ondes individuelles) de pression acoustique par un nombre fini d'interprétations élémentaires décrivant une même direction spatiotemporelle, cette modulation étant fonction des lois de variation et paramètres musicaux décrits par ces dernières, l'exécution des macrointerprétations permettant des perceptions auditives supplémentaires, dans le temps et/ou selon une direction rectiligne ou angulaire de l'espace, caractéristiques des natures et propriétés physicochimiques des substances à l'origine des spectres de vibration considérés.

La présente invention a également pour objet un procédé d'assemblage, par simple superposition, des macrointerprétations sous forme d'entités plus complexes nommées "oeuvres musicales", une oeuvre musicale comportant au moins une macrointerprétation, l'exécution de ces oeuvres permettant des perceptions auditives supplémentaires, dans le temps et/ou selon une direction rectiligne ou angulaire de l'espace, caractéristiques des natures et propriétés physicochimiques des substances à l'origine des spectres de vibration considérés.

La présente invention a également pour objet un procédé d'audition des oeuvres musicales, obtenue par l'audition simultanée de toutes les macrointerprétations qui les constituent.

Afin d'alléger la formulation de la suite de cet exposé, les termes "forme d'onde" et "interprétation élémentaire" seront à présent employés indifféremment, en l'absence de précision complémentaire. Le terme "son moléculaire" désigne toujours, pour la suite, la forme d'onde transformée de Fourier inverse du spectre global homothétique (i.e. transposé en fréquence, selon l'idée à l'origine de la présente invention) du spectre global de vibration.

II) A propos de la durée (ou longueur) variable des interprétations élémentaires
Toute interprétation élémentaire peut à nouveau, et à loisir, être transposée, d'un nombre d'octaves entier ou non entier, selon sa direction de description, la "forme" de l'onde associée restant bien entendu inchangée; seul le pas de description (dans le temps ou une direction de l'espace, selon les cas) de la forme d'onde est modifié, par l'application à ce dernier d'un facteur multiplicatif supérieur ou inférieur à 1; remarquons toutefois qu'il faut veiller, lors de cette transposition et à moins de rechercher un effet particulier, à ce que l'intégralité des fréquences (et, donc, l'intégralité des informations) associées aux interprétations élémentaires reste dans le domaine des fréquences acoustiques ou musicales, i.e. celles conduisant à des variations perceptibles des paramètres musicaux par l'être humain.

Par exemple pour un son moléculaire, la transposition est réalisable:
- en multipliant toutes les fréquences des éléments spectraux constitutifs de ce son par une même constante supérieure ou inférieure à 1, et en reconstruisant la forme d'onde associée;
- en affectant ce son à une note de base (ayant une valeur MIDI donnée) sur un clavier maître, et en jouant d'autres notes sur celui-ci;
- en recalculant point par point (avec interpolations éventuelles) la valeur d'ordonnée affectée à chaque valeur d'abscisse, suite à l'application d'un facteur d'échelle (inverse du facteur de transposition) à l'axe des abscisses.

Au cours des transpositions, la forme de l'onde reste identique, mais sont également inchangés les rapports des fréquences constitutives du spectre relativement à l'une d'entre elles (par exemple, celle de la bande de plus basse fréquence) servant de référence ; en
d'autres termes, "le contenu spectral relatif n'est pas modifié". Ainsi, dans l'exemple précédent, le son moléculaire peut être interprété dans n'importe quelle transposition conservant audibles tous ses éléments spectraux constitutifs ; il en est de même pour toute interprétation élémentaire, compressible ou expansible dans sa direction d'évolution tant que l'intégralité de ses éléments spectraux constitutifs peut être perçue par l'auditeur.

La présente invention a donc également pour objet un procédé de transposition supplémentaire des interprétations élémentaires, par multiplication appropriée du pas de description de ces dernières selon leurs directions de description respectives par un facteur supérieur ou inférieur à 1, afin de disposer de perceptions supplémentaires, dans le domaine des fréquences acoustiques ou musicales, caractéristiques des natures et propriétés physicochimiques des substances analysées à l'aide de leurs spectres de vibration.

III) A propos de l'extension de la notion d'interprétation élémentaire:
Au même titre que la forme d'onde associée à un son moléculaire, ou que toute interprétation élémentaire en découlant suite à une modulation, toute forme (tout signal) caractérisant de manière non ambigüe une molécule donnée est la bienvenue pour accroître (ou présenter différemment) la quantité d'information sur cette dernière. C'est le cas pour une forme d'onde homothétique du spectre de vibrations, obtenue en remplaçant en l'abscisse de celui-ci l'échelle des nombres d'ondes par une échelle de temps, de longueurs ou d'angles. Avec le même procédé, l'évolution des propriétés d'un échantillon dans le temps ou l'espace pourra être suivie par juxtaposition d'une série de spectres relatifs à cette évolution, et par substitution d'une unique échelle de temps, longueurs ou angles globale, aux échelles individuelles initiales -pour chaque spectre de la série considérée- de nombres d'ondes.

Cette nouvelle forme d'onde, ne présentant pas de réalité physique (car homothétique d'un spectre et non d'une transformée de Fourier inverse de spectre), est néanmoins autant caractéristique de la molécule considérée que les autres interprétations élémentaires; elle peut, à ce titre, devenir porteuse ou modulatrice avec d'autres formes d'onde pour fournir de nouvelles interprétations élémentaires; on peut même en calculer une transformée de
Fourier (sans réalité physique) qui n'est autre que son "spectre" associe.

La présente invention a en conséquence également pour objet un procédé de création d'interprétations élémentaires supplémentaires, par élaboration de formes d'onde homothétiques de spectres de vibrations suite au remplacement de l'échelle initiale de nombre d'ondes par une échelle de temps, de longueur ou d'angle, et au remplacement de l'échelle d'ordonnée initiale par une échelle de variation de l'intensité d'un paramètre musical donné, afin de disposer de perceptions supplémentaires caractéristiques des natures et propriétés physicochimiques des substances analysées à l'aide de leurs spectres de vibration.

n7) A propos des modifications structurales et compositionnelles des formes d'onde:
Pour des raisons variées (comparaison de spectres enregistrés dans des domaines spectraux et/ou des conditions différents, discrimination plus aisée des composantes du spectre associé à la forme d'onde considérée, simplification à des degrés divers des résultats...), l'information relative à la forme d'onde d'intérêt spectroscopique considérée et, de manière générale, relative à toute interprétation élémentaire, peut être conservée dans son intégralité ou tronquée, filtrée, modifiée de manière contrôlée..., à l'aide des opérations décrites ci-après. Ces modifications s'appliquent, sauf mention contraire, à toutes les formes d'onde, qu'il s'agisse de celles homothétiques des spectres de vibration ou de leurs transformées de Fourier inverses, ou de celles résultant de modulations ultérieures à partir des précédentes. Les opérations possibles sont les suivantes:
(A) Modifications structurales:
(A-O) (pour mémoire) : Aucune modification:
La forme d'onde est conservée dans son intégralité, de même que son spectre associé.

(A-i): Troncature (en temps, ou en longueur rectiligne ou circulaire, selon les cas) de la forme d'onde initiale : certaines composantes spectrales peuvent alors disparaître, et la forme d'onde résultante est simplement plus courte.

(A-2) : Troncatures multiples (en temps, longueur rectiligne ou circulaire selon les cas) en diverses zones de la forme d'onde initiale, avec collage des régions subsistantes : il en résulte une nouvelle forme d'onde, aux composantes spectrales plus ou moins affectées selon l'importance de l'opération.

(A-3) : Inversion de l'abscisse et/ou de l'ordonnée de la forme d'onde initiale ; il en résulte une nouvelle forme d'onde, au contenu spectral inchangé.

(A-4) : Bouclage (en temps, longueur rectiligne ou circulaire selon les cas) de tout ou partie(s) (et, dans ce dernier cas, sur une ou plusieurs zones) de la forme d'onde initiale; exécution possible du résultat dans le sens direct, rétrograde, alterné..., selon les cas. Il en résulte une nouvelle forme d'onde, au contenu spectral total inchangé.

(A-5) : Transposition (pour mémoire, cette opération ayant déjà été évoquée) ; la forme de l'onde et le contenu spectral relatif associés restent identiques suite à cette opération ; seul le pas de description (dans le temps ou une direction rectiligne ou circulaire de l'espace, selon les cas) de cette forme d'onde est modifié.

(A-6) : Modification de la durée (ou longueur rectiligne ou circulaire, selon les cas) de la forme d'onde, sans en changer le pas (temporel ou spatial, selon les cas) de description ; cette opération est analogue au "time compression" ou "time stretching", en anglais pour un son. L'évolution relative, dans le temps ou une direction de l'espace, des diverses composantes spectrales initiales, peut être affectée par cette opération.

(A-7) : Modification du pas (temporel ou spatial, selon les cas) de description de la forme d'onde, sans en changer la durée (ou longueur rectiligne ou circulaire, selon les cas).

L'évolution relative, dans le temps ou une direction de l'espace, des diverses composantes spectrales initiales, peut être affectée par cette opération (analogue au "pitch change", en anglais pour un son) ; par ailleurs, le nombre de points de description de la forme d'onde est modifié lors de cette opération.

(A-8) : "Zoom" acoustique. Lors de cette opération, le contenu spectral de la forme d'onde est modifié. I1 s'agit ici de répartir l'ensemble des éléments spectraux de tout ou partie du spectre, associé à la forme d'onde, sur un domaine spectral plus important (par exemple, répartir sur l'ensemble du domaine audible un spectre couvrant initialement le seul domaine 400-4000Hz, issu lui-même d'un spectre de vibration enregistré entre 4000 et 400 cm-1). Cette opération peut être réalisée à l'aide d'une homothétie en abscisse sur tous les éléments spectraux, compte-tenu des bornes spectrales initiale et finale. Elle peut être également plus complexe si on décide d'un étalement variable du spectre initial en fonction de la fréquence (application, dans ce cas, d'une fonction d'étalement au choix (parabole, exponentielle...) aux fréquences initiales).

I1 est à noter qu'une "contraction" acoustique, opération inverse de la précédente, rassemblant (moyennant calcul) les informations d'un domaine spectral donné sur un domaine spectral plus petit, est également possible mais d'un intérêt a priori moindre.

(B! Modifications compositionnelles:
(B-O) (pour mémoire) : aucune modification ; l'interprétation élémentaire et le spectre associé sont conservés à l'identique dans leur intégralité. L'exécution acoustique de la forme d'onde décrit tous ses éléments spectraux, à chaque point de la direction de description o, en respectant les formes réelles (maxima, sous-maxima, pieds de bandes, intensités relatives) des raies spectrales. Cette forme d'onde est appelée, pour ce qui va suivre, "forme d'onde brute".

(B- 1): Conservation, sur le spectre associé à la forme d'onde, des seuls éléments spectraux correspon ce même spectre initial, de même que tous les rapports d'intensités. Cette forme d'onde est appelée, pour la suite de l'exposé, "forme d'onde de raies".

(B-2) : Normation des intensités de toutes les bandes du spectre associé à la forme d'onde considérée, de sorte que toutes ces bandes prennent alors la même intensité maximale (à définir). La forme d'onde résultante, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde normée" (ou "forme d'onde de raies normées", en cas de transformation (B- 1) préalable) pour la suite de l'exposé.

(B-3): Conservation, sur le spectre associé à la forme d'onde considérée, des seules bandes dépassant (ou n'excédant pas, selon l'effet désiré) en intensité un seuil préalablement choisi. La forme d'onde résultantebdécrit, à chaque point de la direction de description o, tous les éléments spectraux du spectre conservé et est appelée, pour la suite de l'exposé, "forme d'onde filtrée en intensité".

(B -4): Fusion, sous forme d'un spectre unique, des bandes (ou raies) issues des spectres d'absorption infrarouge et de diffusion Raman d'une même molécule. Ce procédé est délicat dans la mesure où les intensités relatives et profils des bandes spectrales (notamment celles communes aux deux types de spectres) peuvent différer en infrarouge et en Raman. I1 nécessite donc des normations plus ou moins empiriques, ou une normation générale du type (B-2). Ce procédé est cependant intéressant pour les molécules simples présentant une certaine symétrie, car les transitions vibrationnelles associées ne sont pas obligatoirement toutes observables pour un processus d'interaction rayonnement-matière donné (et donc sur le spectre correspondant), en vertu des "règles de sélection" évoquées précédemment. La forme d'onde résultante, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde de fusion de spectres" pour la suite de l'exposé.

(B -5): Obtention, à partir du spectre associé à la forme d'onde considérée, du spectre dérivée première, seconde, ..., afin de mieux percevoir (de manière acoustique, ici) les sous-maxima d'intensité sur les éventuels massifs mal résolus présents sur ce spectre.

Calcul, après mise en valeur absolue de tous les pics obtenus et conservation éventuelle de leurs seules fréquences centrales, de la nouvelle forme d'onde correspondante. Cette forme d'onde, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde dérivée première, seconde,...", pour la suite de l'exposé.

(B-6) : Obtention, à partir de deux spectres, du spectre différence, afin de mettre en évidence toute évolution structurale entre les états relatifs aux spectres précédents. Calcul, après mise en valeur absolue de tous les pics obtenus, de la nouvelle forme d'onde correspondante. Cette forme d'onde, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde différence" pour la suite de l'exposé.

(B -7): Affectation, à la forme d'onde considérée, d'une évolution particulière de l'angle de phase en fonction de la fréquence, pour une abscisse particulière quelconque dans la direction o' (temporelle ou spatiale) d'évolution des données spectrales associées.

Cette évolution de l'angle de phase peut suivre celle de toute fonction mathématique ou de toute expression (autre forme d'onde, par exemple) dont l'intérêt paraît judicieux pour la compréhension acoustique des spectres de vibration ou pour la composition musicale. fl est à noter, en relation avec le présent traitement, que le calcul de la transformée de Fourier rapide (FFT) d'une forme d'onde quelconque iF.o.(8) founit de toutes manières, simultanément à la valeur de l'intensité spectrale isp(v,A'), la valeur de l'angle de phase (p(v,o') pour chaque élément spectral centré autour de la fréquence v et pour des valeurs de o' proches et régulièrement espacées (o et o' désignant respectivement, comme signalé précédemment, les directions de description de la forme d'onde et d'évolution du spectre associé). Le présent traitement ne fait donc que modifier a posteriori les valeurs d'angle de phase en fonction de la fréquence sur le spectre obtenu (le terme "spectre" désignant, dans le présent contexte, un ou plusieurs spectres consécutifs relatif(s) au caractère statique ou évolutif de la forme d'onde associée considérée) ; son effet le plus significatif se fait sentir lors du traitement de spectres de vibration expérimentaux dont les transformées de Fourier inverses n'ont pas été fournies par le spectromètre: le choix des angles de phase en fonction de la fréquence doit être effectué par l'expérimentateur pour pouvoir calculer les formes d'onde associées (par exemple, le choix d'angles de phase choisis tous nuls pour un spectre unique à o' = 0, conduit au calcul de formes d'onde de type interférogramme).

L'intérêt du présent traitement peut paraître a priori limité, si l'on se réfère à l'idée selon laquelle l'oreille humaine n'est pas sensible à la phase (ou, plus précisément, n'est pas sensible à la variation de la phase en fonction de la fréquence) à un instant donné de l'audition d'un son: le timbre reste d'ailleurs le même pour un son quelque soit l'évolution de la phase en fonction de la fréquence. Toutefois, l'aspect des spectres associés aux sons moléculaires (et, par extension, associés à toutes les interprétations élémentaires pouvant en découler), peut être très différent (de par le nombre et la largeur des bandes, ainsi que par le caractère "inharmonique" quasi-général des sons moléculaires) de celui des spectres de sons instrumentaux, qui présentent généralement plus de régularité dans l'espacement des raies spectrales, et plus de lacunes étendues d'intensité entre ces raies spectrales par ailleurs souvent plus fines ; de cette différence résultent des conséquences psychoacoustiques lors de la transcription d'un spectre de vibration unique : leur meilleure illustration est justement l'aspect d'interférogramme du son moléculaire obtenu par l'affectation d'une phase nulle à chaque élément spectral d'un spectre unique, en opposition à l'aspect de forme d'onde plus étalée dans le temps pour le son moléculaire obtenu par l'affectation à chaque élément de ce même spectre d'une phase différente et choisie aléatoirement ; ces deux situations, ainsi que tous leurs intermédiaires, peuvent être perçues différemment par l'oreille, bien que le timbre reste identique.

Une forme d'onde, issue de données spectrales dont les phases ont été modifiées en accord avec le présent traitement, est appelée "forme d'onde rephasée" pour la suite de l'exposé. Elle décrit tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description 6.

(B-8) : Affectation, pour une forme d'onde périodique (c'est notamment le cas d'une forme d'onde bouclée), d'une évolution particulière de la phase globale (et non de la phase pour chaque élément spectral, comme précédemment) selon la direction (temporelle ou spatiale) de description de cette forme d'onde. Cette évolution peut suivre celle de toute fonction mathématique ou de toute expression (autre forme d'onde, par exemple) dont l'intérêt paraît judicieux pour la compréhension acoustique des spectres de vibrations ou pour la composition musicale. Elle se traduit en pratique par un retard temporel ou spatial variable pour l'exécution du début (ou de la fin, au choix) de la partie périodique (et ce pour chaque période) de la forme d'onde. Cette dernière, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde globalement phasée" pour la suite de l'exposé.

(B -9): Affectation, à tous les éléments spectraux d'une même raie du spectre associé à une forme d'onde décrite temporellement, d'une décroissance exponentielle de l'intensité en fonction du temps selon la loi i(v,t) = i0(v).exp(-t/crel); io(v) désigne l'intensité de l'élément spectral centré sur v à t = 0, et triel désigne la durée de vie relative de l'état vibrationnel excité correspondant à la bande considérée. Afin de conserver une durée raisonnable (et ajustable à l'audition, de quelques fractions de seconde à quelques minutes ou dizaines de minutes) pour l'exécution de la forme d'onde, on définit en effet pour chaque bande du spectre, de préférence à une durée de vie absolue, une durée de vie relative triel = (T/Tref).C ; T et Tref désignent les durées de vie absolues des états vibrationnels excités correspondant respectivement à la bande considérée et à une bande de référence dans le spectre, et C désigne une constante de temps en secondes. Par exemple pour l'absorption, les durées de vie absolues précédentes sont respectivement inversement proportionnelles aux surfaces S et 5ref des bandes d'absorption, ainsi qu'aux carrés vij2 et Vij,rei2 des fréquences centrales de ces bandes ; si bien que l'on peut alors écrire, en absorption:
Triel = C.(T/Tref) = C.(Vij,ref2.Sref)/(Vij2.S)
C est par exemple choisie de sorte que Triel soit compris entre quelques fractions de seconde et quelques minutes pour toutes les raies des spectres appartenant à une même série d'expériences étudiée.

Notons qu'il est également possible, en toute rigueur et en théorie, et sans choix temporel a priori pour l'audition du résultat, de calculer les durées de vie absolues de chaque état vibrationnel excité à partir des données expérimentales (c'est une opération plus complexe que les calculs précédents), de leur appliquer la transposition relative à l'idée initiale de la présente invention (ici : multiplication par la valeur numérique 3.1010 de la vitesse de la lumière), et d'utiliser directement ces durées de vie absolues à la place des durées de vie relatives.

L'opération d'affectation des durées de vie, grâce à l'une ou l'autre des méthodes précédentes, est effectuée pour chaque bande significative du Spectre associé à la forme d'onde (on peut par ailleurs définir, pour les calculs, un seuil d'intensité notable de bande).

Pour effectuer ce type d'opération, le spectre affecté à la forme d'onde initiale doit être non évolutif (ce doit être un spectre unique dans la direction temporelle d'évolution spectrale o' = t) ; suite à cette opération, une série de spectres est créée selon la direction d'évolution spectrale o' = t. La forme d'onde résultante, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde exponentiellement temporisée" pour la suite de l'exposé.

La méthode précédente de création de formes d'onde intéresse plus particulièrement les données issues des spectres d'absorption infrarouge pour lesquels les formules précédentes sont les plus rigoureuses, mais peut être également appliquée aux données issues des spectres Raman.

(B- 10): Transposition de l'opération précédente à une forme d'onde décrite dans une direction 8 (linéaire ou circulaire) de l'espace, par affectation à tous les éléments d'une même bande du spectre associé à cette forme d'onde d'une décroissance exponentielle de l'intensité en fonction de la coordonnée d'évolution du spectre 6' = x, y, z, Ox, Oy ou selon la loi:
i(v,o') = io(v).exp(-F1),
où io(v) désigne l'intensité de l'élément spectral centré sur v à 6' =0, et trel est proportionnel à la durée de vie absolue (T) ou relative (triel) de l'état vibrationnel excité correspondant à la bande considérée. Pour effectuer ce type d'opération, le spectre affecté à la forme d'onde initiale doit être non évolutif (on doit avoir un Spectre unique dans la direction d'évolution spectrale 8'); suite à cette opération, une série de spectres est créée selon la direction d'évolution spectrale 6', les dimensions de 8 et 6 étant par ailleurs identiques dans le cadre du présent traitement. Le protocole de calcul pour ce traitement est semblable à celui d'obtention d'une forme d'onde exponentiellement temporisée, à la différence près que la constante C précédente est à présent choisie avec une unité différente et de sorte que irel soit compris typiquement entre quelques centimètres et quelques centaines de mètres (pour une direction rectiligne de description), ou entre quelques degrés et 360" à rayon de description constant (pour une direction circulaire de description) ; les limitations de taille précédentes sont liées aux problèmes de résolution spatiale (distance entre émetteurs de signaux adjacents) pour les faibles valeurs de tels et aux dimensions extrêmes du lieu d'audition pour les grandes valeurs de trel. La forme d'onde résultante, décrivant tous ses éléments spectraux à chaque point de la direction de description o, est appelée "forme d'onde exponentiellement spatialisée" pour la suite de l'exposé.

I1 est à noter que les deux traitements précédents peuvent également être appliqués aux formes d'onde de raies : dans ce cas, les surfaces des bandes sont remplacées, pour les calculs, par les intensités des raies correspondantes.

(B-l 1) :11 est également possible, et contrairement aux cas précédents, de décrire de manière séparée dans le temps ou l'espace (en d'autres termes, de dissocier) chaque groupe d'éléments spectraux (voire de dissocier les uniques éléments spectraux conservés dans le cas d'une forme d'onde de raies) appartenant à une bande donnée du Spectre associé à la forme d'onde considérée (on peut encore ici définir, pour ce faire, un seuil d'intensité notable de bande conservée). En d'autres termes, et selon ce procédé, ne seront exécutés ensemble, à un instant (ou une position ou un angle) donné, que les seuls éléments spectraux appartenant à une même bande (ou l'unique élément spectral d'une raie) conservée du spectre associé à la forme d'onde considérée. Notons que ce procédé trouve sa justification pour le traitement d'un spectre unique, en opposition au cas du traitement d'un ensemble de Spectres juxtaposés. On appelle "base de bandes" l'ensemble des bandes conservées du spectre ainsi dissociées temporellement ou spatialement, et "base de fréquences sinusoïdales" l'ensemble des raies issues de la transformation (B-l) et dissociées temporellement ou spatialement selon le présent procédé. La dissociation est réalisée, de manière formelle, selon la direction o' (ici identique à la direction de description 6 de la forme d'onde) d'évolution des données spectrales. Les éléments de ces bases sont alors descriptibles de manière séquentielle (dans le temps ou l'espace, selon le type de forme d'onde initiale) en fonction de paramètres d'ordre, d'instant (ou abscisse ou angle) et de durée (ou longueur ou écart angulaire) d'exécution définis au préalable. Ces descriptions constituent de nouvelles formes d'onde, appelées "phrases moléculaires" dans la suite de l'exposé suite à leur caractère séquentiel.

I1 est à remarquer qu'à l'image des gammes musicales (définies par des intervalles de fréquence précis entre notes, la gamme tempérée constituant presque un cas "singulier" avec des rapports de fréquences successives tous égaux à V2 ), les bases de bandes ou bases de fréquences sinusoïdales associées aux Spectres de vibration transposés selon l'idée initiale de la présente invention constituent de véritables "gammes moléculaires" dont les tonalités sont proportionnelles aux fréquences des vibrations moléculaires relevées sur les spectres. Toutefois il ne s'agit plus ici de gammes dodécaphoniques, pentatoniques,..., mais de gammes "(3N-6)- ou (3N-5)- phoniques", N étant le nombre d'atomes de la molécule.

Par ailleurs, et suite à l'anharmonicîté des vibrations, les fréquences des bandes (ou transitions) harmoniques ne sont pas exactement des multiples entiers des fréquences des bandes (ou transitions) fondamentales correspondantes. D'autres phénomènes tels que les transitions chaudes et de combinaison interviennent également, de manière plus ou moins importante. La description de la gamme moléculaire doit donc être effectuée sur plusieurs octaves (la tonalité fondamentale étant ici fournie par la plus faible fréquence de bande de vibration fondamentale expérimentale) si le spectre de vibration fournit les éléments nécessaires pour ce faire (domaine spectral analysé suffisamment large, et bandes des transitions harmoniques et de combinaisons suffisamment intenses pour être détectées).

(B- 12): Application, à chaque élément de la phrase moléculaire (et selon la direction de description de cette phrase), de la décroissance exponentielle décrite pour l'obtention d'une forme d'onde exponentiellement temporisée ou exponentiellement spatialisée. Selon la direction d'exécution (temporelle ou spatiale) de la phrase initiale, le résultat sera nommé "phrase moléculaire exponentiellement temporisée" ou "phrase moléculaire exponentiellement spatialisée" pour la suite de l'exposé.

(B-13) : Application, à la forme d'onde initiale, de toute fonction mathématique (ou, de manière générale, de toute loi de variation) dont l'intérêt paraît judicieux pour la compréhension des spectres de vibration ou pour la composition musicale.

Trois remarques servent de conclusion à ce paragraphe:
a) : Toutes les transformations décrites en I), II), III) et IV) peuvent être cumulées et/ou répétées, au gré de l'expérimentateur, dans une logique de compréhension des
Spectres de vibrations et des phénomènes physicochimiques sous-jacents. Les résultats de ces transformations sont en effet de nouvelles formes d'onde (interprétations élémentaires), augmentant le nombre de perceptions d'un même phénomène (interaction rayonnementmatière et spectres de vibrations) afin d'en déceler les meilleures permettant, dans une série d'expériences ou un programme scientifique donné, de mieux comprendre la réalité physicochimique sondée par les spectromètres.

b) : Toutes les transformations décrites en I), II), m) et IV) peuvent être cumulées et/ou répétées, au gré de l'expérimentateur et en parallèle à la démarche précédente, dans un but de composition et recherche musicale. Les deux démarches physicochimique et musicale peuvent alors devenir complémentaires, l'utile devenant agréable et vice-versa.

Les principales pistes à parcourir dans ce domaine musical sont celles de l'arythmie (apparente), de la musique sérielle, des sons inharmoniques éventuellement évolutifs dans le temps ou selon leur lieu d'émission dans l'espace.

c) : I1 est enfin envisageable que les types d'opérations décrites en I), II), m) et IV) et qui donnent à l'usage de bons résultats par rapport aux objectifs (spectroscopiques et/ou musicaux) fixés, puissent être prédéfinis et mémorisés afin de pouvoir obtenir en routine et en temps réel, si le besoin s'en fait sentir, les interprétations élémentaires et oeuvres musicales optimales pour les échantillons étudiés, simultanément à l'enregistrement des spectres de vibration correspondants.

La présente invention a donc également pour objet un procédé d'augmentation supplémentaire de la quantité d'information issue des spectres de vibrations, par application raisonnée, aux interprétations élémentaires associées à ces spectres, de divers traitements figurant dans la liste suivante: troncature de l'interprétation élémentaire initiale, selon sa direction de description ; troncatures multiples de l'interprétation élémentaire initiale, selon sa direction de description ; inversion de l'abscisse et/ou de l'ordonnée de tout ou partie de l'interprétation élémentaire initiale ; bouclage de tout ou partie de l'interprétation élémentaire initiale ; modification de la durée, ou de la longueur rectiligne ou circulaire selon les cas, de l'interprétation élémentaire initiale, sans en changer le pas, temporel ou spatial selon les cas, de description ; modification du pas, temporel ou spatial selon les cas, de description de l'interprétation élémentaire initiale, sans en changer la durée, ou longueur rectiligne ou circulaire selon les cas ; répartition de l'ensemble des éléments spectraux de tout ou partie du spectre associé à l'interprétation élémentaire initiale, sur un domaine spectral plus important, à l'aide de toute fonction, linéaire ou autre, d'expansion en abscisse de tous ces éléments spectraux ; conservation, sur le spectre associé à l'interprétation élémentaire initiale, des seuls éléments spectraux correspondant aux maxima, voire sousmaxima, d'intensités, avec définition au préalable d'un seuil minimal des intensités à conserver ; normation des intensités de toutes les bandes du spectre associé à l'interprétation élémentaire considérée, de sorte que toutes ces bandes prennent alors une même valeur, à définir, d'intensité maximale ; fusion, sous forme d'un spectre unique et à l'aide d'éventuelles normations supplémentaires des intensités des bandes de ces spectres, des bandes issues des Spectres d'absorption infrarouge et de diffusion Raman d'une même molécule, pour conduire à une nouvelle interprétation élémentaire résultante ; obtention, à partir du Spectre associé à l'interprétation élémentaire considérée, du spectre dérivée première, seconde, ..., et recalcul de l'interprétation élémentaire résultante ; obtention, à partir des Spectres associés à deux interprétations élémentaires, du spectre différence, et recalcul de l'interprétation élémentaire résultante ; affectation, à l'interprétation élémentaire considérée, d'une évolution particulière de l'angle de phase en fonction de la fréquence, pour toute abscisse, aux choix, selon la direction d'évolution des données spectrales associées ; affectation, dans le cas d'une interprétation élémentaire périodique selon sa direction de description, d'une évolution particulière de la phase globale pour cette interprétation élémentaire, selon cette direction de description; affectation, à tous les éléments spectraux d'une même raie du spectre associé à l'interprétation élémentaire considérée, d'une décroissance exponentielle de l'intensité selon la direction de description de cette interprétation élémentaire; dissociation de toutes les bandes du spectre associé à l'interprétation élémentaire considérée, et recalcul d'une interprétation élémentaire décrivant, de manière séparée selon sa direction de description, les éléments spectraux respectifs associés à ces bandes ; application, à l'interprétation élémentaire initiale, de toute fonction mathématique ou loi de variation dont l'intérêt paraît judicieux pour la compréhension des spectres de vibration ou pour la composition musicale ; toutes ces modifications, éventuellement cumulables, sont mises en oeuvre afin de pouvoir disposer de perceptions supplémentaires caractéristiques des natures et propriétés physicochimiques des substances à l'origine des spectres de vibrations considérés.

La présente invention a également pour objet l'utilisation conjuguée et raisonnée de plusieurs opérations et méthodes parmi celles exposés précédemment.

La logique d'interprétation acoustique des spectres de vibration selon le présent procédé peut être illustrée à l'aide des exemples suivants (la liste n'est pas exhaustive):
a) : Paramètre musical (porteur) = pression acoustique ; forme d'onde (porteuse) décrivant ce paramètre = transformée de Fourier inverse du spectre de vibration ; choix d'un déphasage aléatoire des éléments spectraux en fonction de la fréquence à un instant donné, ou de tous les éléments spectraux en phase à l'instant t = 0 de description de la forme d'onde résultante, ou tout autre choix de phases particulier; lecture, en fonction du temps, du résultat de la description à des vitesses correspondant aux fréquences acoustiques usuelles.

La lecture de la forme d'onde sonore peut être effectuée en temps réel (calcul et restitution de la forme d'onde simultanément à l'obtention du spectre de vibration) : elle permet dans ce cas un "contrôle d'identité" en temps réel de la substance analysée (corps pur ou mélange), ce qui est utile par exemple pour un contrôle qualité dans une chaîne de synthèse chimique, ou pour suivre l'évolution de la composition d'un mélange réactionnel au travers des spectres de ce mélange enregistrés en fonction du temps. L'identification du (des) produit(s) est effectuée par comparaison du présent son aux sons moléculaires de substances de référence.

Cette lecture en direct peut être également complétée par les opérations suivantes (éventuellement cumulables) pour une analyse plus fine de la substance étudiée:
- troncature en temps du son moléculaire;
- bouclage en une ou plusieurs zones de la forme d'onde correspondante;
- transposition de tout ou partie de cette forme d'onde;
- conservation, par filtrage numérique ou resynthèse, d'un domaine spectral restreint du son moléculaire (opération utile par exemple pour ne conserver que les raies spectrales liées à une même fonction chimique, si ces raies sont suffisantes pour caractériser cette substance);
- zoom acoustique en fréquence: cette opération complète la précédente et permet une comparaison plus aisée des Spectres d'une série de molécules présentant une même fonction chimique mais des substituants différents (alcools, aldéhydes, cétones,...).

Toutes ces opérations, ayant fait l'objet précédemment d'une description détaillée, peuvent permettre de fournir des informations supplémentaires complétant les sons moléculaires initiaux, dans un but analytique ou pour préciser les structures et interactions moléculaires pour certains groupements chimiques de la substance étudiée.

La démarche illustrée dans cet exemple est somme toute la même, mais à l'aide de l'outil acoustique, que celle traditionnellement utilisée par le spectroscopiste interprétant visuellement ses résultats : modification éventuelle des positions et profils de certaines raies spectrales suite à une modification de l'état physique ou chimique de l'échantillon ("la bande bouge" ou "ne bouge pas").

b) : Paramètre musical (porteur) = pression acoustique ; forme d'onde (porteuse) décrivant ce paramètre = forme d'onde homothétique du spectre de vibration considéré.

Les opérations effectuables sont identiques à celles décrites en a), dans les mêmes buts.

c) : Paramètre musical (porteur) = tonalité ; forme d'onde (porteuse) décrivant ce paramètre = forme d'onde homothétique du spectre de vibration considéré.

La lecture de la forme d'onde résultante se fait (grâce à un calcul "en temps réel" simultanément à l'acquisition du spectre de vibration, ou à un calcul en différé) à l'échelle de temps d'un morceau musical (on peut par exemple lire la forme d'onde à raison d'un point d'échantillonnage toutes les secondes ou tous les quelques dixièmes de seconde, ou lire chaque point d'échantillonnage au bout d'un intervalle de temps proportionnel à l'intensité de la forme d'onde...) ; elle décrit par exemple la variation de la tonalité d'un son sinusoïdal sans enveloppe ni effet, mais peut également décrire la variation de la tonalité de toute autre son, l'essentiel étant d'obtenir un résultat démonstratif pour la prése audible pour toutes les composantes du son considéré. Cette description de la tonalité peut être "continue" (désaccord fin + transposition variables de manière "continue" (à la résolution du pas de lecture près) au cours du temps) ou discrète (mélodie de notes correctement désaccordées).

Cette application peut par exemple, par l'association de la tonalité (à niveau sonore constant) à l'intensité d'une bande spectrale, permettre d'avoir la perception auditive de la concentration d'un échantillon. Il est par ailleurs possible d'effectuer dans ce but, de manière programmée et automatisée:
- un zoom acoustique en temps (expansion selon l'axe des abscisses, ici), sur la partie souhaitée de la forme d'onde homothétique du spectre (partie homothétique par exemple d'un ensemble de bandes caractéristiques d'une fonction chimique d'une même molécule, ou d'un ensemble de bandes caractéristiques chacune d'une molécule donnée au sein d'un mélange);
- un ou plusieurs zooms de tonalité (expansion(s) en ordonnée, ici ; le rapport avec l'échelle initiale étant, il le faut, mis en mémoire) permettant d'amplifier les zones de faibles intensités dans la partie du spectre précédemment conservée avec le zoom acoustique en temps;
- la réitération, plusieurs fois au besoin, des deux opérations précédentes;
- en parallèle, des étalonnages acoustiques, à l'aide d'échantillons (mélanges ou corps purs) aux concentrations absolues et/ou relatives connues, sont bien entendu nécessaires.

n est également possible, lors de l'exécution finale ou lors des exécutions intermédiaires consécutives aux opérations précédentes, et pour une exécution avec des notes non liées, d'arrondir les tonalités aux valeurs MIDI des notes les plus proches (tout en conservant en mémoire les valeurs originales de tonalités).

Les applications de la méthode décrite dans cet exemple sont les suivantes:
- obtention acoustique des proportions relatives de deux ou plusieurs espèces, dans un mélange stable ou évolutif;
- accès à de faibles concentrations pour les constituants du mélange, dans la limite toutefois de la détectivité du détecteur de photons utilisé, du bruit de ce détecteur et de l'électronique, et du nombre de bits de digitalisation du signal traité.

d) : Paramètre musical (porteur) = numéro de son ("program", "performance", "tone"... "number", entre 0 et 127 pour une banque donnée) d'un synthétiseur suivant la norme General MIDI ou une norme voisine de classification des sons ; forme d'onde (porteuse) décrivant ce paramètre = forme d'onde homothétique de la transformée de
Fourier inverse du spectre de vibration considéré, ou homothétique de ce spectre lui-même.

Cette forme d'onde est décrite à l'échelle de temps d'un morceau musical ; plus précisément, à intervalles de temps réguliers espacés de quelques secondes ou dixièmes de seconde, un point d'échantillonnage (parmi ceux conservés) de la forme d'onde est lu ; à la valeur de son intensité, codée entre 0 et 127 pour la circonstance, est associé le déclenchement avec une même tonalité (au choix) de l'un des 128 sons standard d'une banque du synthétiseur General MIDI utilisé. I1 est également possible de décrire, simultanément au numéro de son, un deuxième porteur tel que la tonalité, codée entre 0 (C2) et 127 (G8) ou codée dans un intervalle plus restreint (par exemple entre 21 (Au1) et 108 (C7), ce qui correspond environ au domaine de tonalités exploité par les touches d'un clavier maître).

L'application est ici analytique : reconnaissance d'une molécule (ou d'un mélange, d'ailleurs) d'après la mélodie ou séquence qu'elle engendre par l'intermédiaire des sons standard émis (sons certes arbitraires, mais toujours les mêmes d'une expérience à l'autre) et dont les numéros sont imposés par la norme General MIDI.

e) : Paramètre musical (porteur) = pression acoustique ou tonalité ; forme d'onde (porteuse) décrivant ce paramètre = forme d'onde homothétique de la transformée de
Fourier inverse du spectre de vibration considéré ; isolement et conservation préalables (par filtrage ou resynthèse) des éventuels massifs mal résolus du spectre (s'il en existe), avec mise en phase de tous leurs éléments spectraux à l'instant t = 0 de description de chaque forme d'onde résultant de cet isolement ; audition pour chacun de ces massifs de l'interprétation élémentaire résultante.

Chacune de ces interprétations présente alors des battements de basses fréquences si le massif spectral correspondant n'est pas symétrique. Ces battements se manifestent par des maxima et minima de volume sonore si le porteur est la pression acoustique, ou par des maxima et minima de tonalité si le porteur est ce dernier paramètre. Une transposition en temps peut par ailleurs aider à mieux entendre ce phénomène. Ces battements décrivent une nouvelle forme d'onde de basses fréquences contenue dans la précédente ("forme d'onde de battements"), dont la transformée de Fourier peut fournir des informations sur les fréquences relatives aux écarts spectraux entre sous-maxima de chaque massif. En d'autres termes, les intervalles temporels (perçus de manière auditive) entre maxima ou minima de valeur du paramètre musical décrit peuvent aider à fournir les écarts entre les fréquences centrales des diverses composantes du massif, ainsi que le nombre exact de ces composantes par la même occasion.

Cette méthode peut donc fournir une aide à la décomposition de bandes dans un massif mal résolu d'un spectre, opération souvent délicate en spectroscopie car les programmes existants de décomposition de bandes peuvent souvent converger pour des hypothèses distinctes effectuées par l'expérimentateur (plusieurs choix possibles pour le nombre de composantes supposé du massif).

L'utilisation à des fins musicales des spectres de vibration peut être illustrée par les exemples suivants:
a) : Paramètre musical (porteur) = pression acoustique ; forme d'onde (porteuse) décrivant ce paramètre = forme d'onde homothétique du spectre de vibration considéré, ou de sa transformée de Fourier inverse (son moléculaire) éventuellement rephasée.

L'exécution du son moléculaire illustre le caractère inharmonique de ce type de son, de par la nature des mouvements atomiques mis en jeu (élongations, déformations dans le plan ou hors du plan des atomes, torsions...) qui conduisent à des fréquences d'oscillation sans rapports entiers entre elles. Un spectre de vibrations ne présentant essentiellement que des transitions fondamentales "sonne" donc comme un son riche en partiels. Ces derniers existent certes également, à des degrés divers, dans les sons des instruments acoustiques, mais souvent à titre de transitoires, tandis que dans le cas des sons moléculaires la présence de partiels est généralisée. Par ailleurs, et c'est une particularité supplémentaire pour une même vibration moléculaire, les fréquences harmoniques ne sont pas exactement multiples de la fréquence fondamentale, par suite de l'anharmonicité de cette vibration ; mais faut-il s'en formaliser du point de vue acoustique, dans la mesure où par ailleurs un piano accordé sur la gamme tempérée sonne faux dans un intervalle de quelque octaves ? Au contraire, l'étude des sons moléculaires associés à des Spectres présentant des transitions harmoniques, de combinaisons et éventuellement des transitions chaudes semble constituer un sujet d'investigation musicale de choix.

Dans le cas d'une interprétation élémentaire homothétique du spectre de vibrations lui-même, il s'agit de l'exploration d'un espace musical imaginaire (d'un certain point de vue), la forme d'onde sonore ayant la forme du spectre et non celle habituelle de sa transformée de Fourier inverse. Cet espace de formes d'onde homothétiques de Spectres (le paramètre musical décrit pouvant par ailleurs être autre que la pression acoustique) peut à cette occasion être qualifié de "réciproque". Tout un univers de sonorités et interprétations à découvrir....

b) : Paramètre musical porteur = note/silence (ou autre) ; forme d'onde porteuse décrivant ce paramètre = valeurs 0 (pour silences) ou 1 (pour notes), ou autre forme d'onde ; paramètre musical modulateur n0 1 = durée de note ("note-on, en anglais), forme d'onde modulatrice associée = transformée de Fourier inverse de Spectre de vibrations ; paramètre musical modulateur n"2 = durée de silence ("note-off', en anglais), forme d'onde modulatrice associée = transformée de Fourier inverse de spectre de vibration;
type et algorithme de modulation: action séquentielle point par point de la première, puis de la deuxième, forme d'onde modulatrice sur la forme d'onde porteuse, en calculant pour chaque point des durées de notes et silences alternées et directement proportionnelles aux intensités dès formes d'onde modulatrices correspondantes.

Il s'agit donc ici d'une modulation matricielle à point de modulation double.

L'interprétation élémentaire résultante, pouvant durer de quelques fractions de seconde à quelques heures (voire davantage), est une composition arythmique (sauf si elle est ultérieurement bouclée sur elle-même) mais non aléatoire. Chaque molécule possède la sienne, ou plutôt sa catégorie d'interprétations de ce type, tant les possibilités de choix des paramètres porteurs (le paramètre note/silence peut en effet être remplacé par tout autre paramètre tel que la tonalité, une fréquence de coupure de filtre,...) conjuguées aux possibilités de modulations par d'autres interprétations élémentaires sont importantes. En outre, il est évidemment possible de créer des macrointerprétations et oeuvres plus ou moins complexes à partir de ces interprétations élémentaires. Ces types de compositions arythmiques possèdent une origine physique ("chants de molécules") et se trouvent par conséquent justifiés pour bousculer la conception temporelle de la musique pour beaucoup d'entre nous (précisons que ces derniers propos n'ont pas de connotation péjorative).

c) : Paramètre musical porteur = pression acoustique ; forme d'onde porteuse décrivant ce paramètre = phrase moléculaire, exécutée séquentiellement dans l'ordre de ses bandes de fréquences croissantes ; paramètre musical modulateur = tonalité ; forme d'onde modulatrice associée = oscillateur de basse fréquence ("LFO") ou autre forme d'onde à spécifier, etc....

Type et algorithme de modulation : transposition séquentielle et en boucle des éléments de la phrase moléculaire, dans des tonalités modifiées et définies de manière synchrone en fonction de l'intensité de la forme d'onde modulatrice (chaque point de description de cette dernière étant affecté ici au traitement de l'un des éléments de la phrase moléculaire).

I1 s'agit donc ici d'une modulation matricielle à point de modulation simple.

L'interprétation élémentaire résultante est en fait une macrointerprétation simple et constitue une composition arpégée, sérielle, monophonique. Un grand nombre de combinaisons de ce type existe, et ce à partir d'une seule et même molécule. La superposition de certaines de ces combinaisons permet d'obtenir des oeuvres musicales plus ou moins élaborées.

fl est à noter que l'exemple précédent peut être également appliqué en remplaçant le paramètre musical modulateur tonalité par d'autres paramètres (fréquence de coupure de filtre, volume sonore nominal, ..., afin de varier davantage les macrointerprétations constitutives de l'oeuvre.

Ces quelque exemples illustrent le vaste domaine d'exploration musical qui nous est offert au travers de toutes les substances à étudier (corps purs, milieux réactionnels, mélanges hétérogènes...) et au travers de tous les paramètres de modulation précédemment décrits qui conduisent potentiellement à une grande variété d'interprétations élémentaires et oeuvres musicales. Au compositeur de dégager alors, parmi ces compositions, celles qui touchent le plus sa sensibilité, et qui reflètent peut-être par la même occasion une compréhension certes non scientifique, certes irrationnelle (en apparence), mais néanmoins existante des structures et interactions moléculaires examinées.

Au travers de l'ensemble des considérations précédentes, qui mettent en évidence les possibilités de créations d'informations auditives relatives aux propriétés physicochimiques de substances initialement analysées à l'aide de leurs spectres de vibrations, il ressort que la présente invention est un procédé d'identification des substances, dans un contexte scientifique, industriel, d'enseignement ou de recherche, en temps réel ou en différé, par l'audition de la description dans une direction spatiotemporelle définie de tous sons moléculaires, macrointerprétations ou oeuvres musicales construits à partir des spectres de vibrations de ces substances, en accord avec les méthodes décrites précédemment ; ce procédé d'identification peut être utilisé en complément de l'examen visuel des spectres, ou à part entière dans le cas notamment d'analyses de routine, ce qui permet dans ce dernier cas à l'expérimentateur de vaquer visuellement dans le même temps à d'autres occupations.

De ces mêmes considérations précédentes, il ressort que la présente invention est également un procédé de caractérisation, dans un contexte scientifique, industriel, d'enseignement ou de recherche, en temps réel ou en différé, des structures, interactions moléculaires et évolutions spatiotemporelles des propriétés physicochimiques, au sein de substances initialement analysées à l'aide de leurs spectres de vibrations, par l'audition comparative de la description, dans une direction spatiotemporelle définie, de tous sons moléculaires, macrointerprétations ou oeuvres musicales construits à partir des spectres de vibrations de ces substances, et comparés à tous sons moléculaires, macrointerprétations ou oeuvres musicales construits à partir des spectres de vibrations de substances de référence, en accord avec les méthodes décrites précédemment.

De ces mêmes considérations précédentes, il ressort que la présente invention est également un procédé d'enseignement, de composition et de recherche en acoustique et musique, par créations et auditions, en temps réel ou en différé, des descriptions, dans des directions spatiotemporelles fixées, de tous sons moléculaires, macrointerprétations ou oeuvres musicales construits à partir des spectres de vibrations de toutes substances souhaitées ou à partir d'autres données spectrales et de formes d'onde, et par l'analyse musicale des spectres, tonalités, rythmes et intensités des paramètres musicaux associés aux formes d'ondes ainsi obtenues.

En accord avec tous les principes et méthodes exposés précédemment, un mode de réalisation particulier de la présente invention est un appareil intégrant: un spectromètre d'absorption infrarouge et/ou de diffusion Raman pour l'acquisition et la numérisation des données spectroscopiques expérimentales; un microordinateur commandant l'acquisition des Spectres et permettant également des mises en forme supplémentaires des données spectrales afin de standardiser la présentation de ces dernières ; une mémoire de masse de stockage des données spectrales, fonctions mathématiques et autres données utiles, interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales ; une unité de traitement, dédiée à tous traitements de formes d'onde et à la conception d'interprétations élémentaires à l'aide des données spectrales, fonctions mathématiques et autres données utiles, et autres interprétations élémentaires; une unité de commande, permettant l'élaboration et le déclenchement de l'audition, à partir d'interprétations élémentaires, de fichiers audionumériques de macrointerprétations et oeuvres musicales ; un ou plusieurs convertisseurs numérique/analogique, pour la conversion des données audionumériques précédentes en signaux analogiques ; et un ou plusieurs amplificateurs, connectés à un système d'enceintes acoustiques, pour l'amplification et l'audition des signaux précédents.

Selon une disposition avantageuse de l'appareil conforme à la présente invention, celui-ci comporte un nombre de convertisseurs numérique/analogique en adéquation avec le nombre d'amplificateurs et d'enceintes acoustiques, ce dernier étant adapté au(x) type(s) de direction(s) spatiotemporelle(s) de description retenu(s) par l'utilisateur pour l'audition des macrointerprétations et oeuvres musicales, ainsi qu'à la nature et aux dimensions du lieu d'audition.

Selon une disposition particulièrement avantageuse, l'unité de trairement de l'appareil conforme à la présente invention comporte les éléments suivants : un calculateur, dédié à la sélection des données utiles dans la mémoire de masse de stockage des données, au calcul des formes d'onde musicales porteuses et modulatrices et à la modification de leurs paramètres, ainsi qu'au calcul et au stockage des interprétations élémentaires; un moniteur couleur moyenne résolution dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des paramètres musicaux porteurs ; un moniteur couleur moyenne résolution dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux porteurs ; un moniteur couleur haute résolution, dédié au choix des pas de lecture initiaux et directions de description, et aux traitements numériques sur les formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux porteurs ; un moniteur couleur moyenne résolution, dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des paramètres musicaux modulateurs ; un moniteur couleur moyenne résolution, dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux modulateurs ; un moniteur couleur haute résolution, dédié au choix des pas de lecture initiaux et directions de propagation, et aux traitements numériques sur les formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux modulateurs ; un moniteur couleur moyenne résolution, dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des types de modulation choisis pour les calculs de modulation ; un clavier et une souris, affectés aux trois premiers moniteurs cités ci-dessus ; un clavier et une souris, affectés aux quatre moniteurs suivants citésci-dessus ; un écran tactile monochrome à cristaux liquides, rétroéclairé et de grandes dimensions, dédié à l'affichage et l'édition des formes d'onde musicales porteuses et de leurs spectres associés, et utilisé en relation avec le troisième moniteur cité ; un écran tactile monochrome à cristaux liquides, rétroéclairé et de grandes dimensions, dédié à l'affichage et l'édition des formes d'onde musicales modulatrices et de leurs spectres associés, et utilisé en relation avec le sixième moniteur cité.

Selon une disposition particulièrement avantageuse, l'unité de commande de l'appareil conforme à la présente invention comporte les éléments suivants : un écran couleur sensitif moyenne résolution ainsi qu'un clavier et une souris attenants, dédiés à la sélection des éléments constitutifs des macrointerprétations et oeuvres musicales souhaitées, ainsi qu'à l'archivage, la sélection et l'audition d'oeuvres musicales déjà créées; un calculateur, dédié aux calculs des fichiers audionumériques des macrointerprétations et oeuvres musicales, ainsi qu'à l'aiguillage, pour audition, de leurs composantes vers les convertisseurs numérique/analogique, amplificateurs et enceintes acoustiques appropriés.

Selon une variante simplifiée de l'appareil conforme à la présente invention, celui-ci ne comporte pas de spectromètre, mais comporte un microordinateur, prévu pour importer les données spectrales issues d'autres spectromètres ou de bibliothèques de spectres disponibles commercialement et prévu pour effectuer des traitements et mises en forme complémentaires sur ces données afin d'en standardiser la présentation, et comporte tous les autres éléments constitutifs mentionnés précédemment.

Compte-tenu de la structure de la variante précédente, et en accord avec tous les principes et méthodes exposés précédemment, il apparaît qu'une variante simplifiée de l'appareil conforme à la présente invention est un instrument d'enseignement, de composition et de recherche en acoustique et musique, comportant de manière optionnelle le spectromètre cité précédemment, comportant un microordinateur prévu pour importer toutes données spectrales et de formes d'onde d'intérêt judicieux pour l'expérimentateur et prévu pour effectuer des traitements et mises en forme complémentaires sur ces données afin d'en standardiser la présentation, et comportant tous les autres éléments constitutifs mentionnés précédemment.

Pour des raisons diverses, la description des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales selon des directions linéaires ou angulaires de l'espace, en accord avec la présente invention, peut ne pas être souhaitée par l'utilisateur.

Aussi, selon une variante simplifiée de l'appareil conforme à la présente invention, celui-ci ne comporte, au sein de ses éléments constitutifs mentionnés précédemment, que les parties et fonctions destinées à la conversion des signaux et à la description temporelle, monophonique ou éventuellement stéréophonique ou quadriphonique, des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales.

Pour des raisons diverses, l'utilisation de générateurs de sons externes, ainsi que celle du système MIDI, peuvent être souhaitées par l'utilisateur. Aussi, selon une variante simplifiée de l'appareil conforme à la présente invention, celui-ci ne comporte, au sein de ses éléments constitutifs mentionnés précédemment, que les parties et fonctions destinées à la conversion des signaux et à la description temporelle, monophonique ou éventuellement stéréophonique ou quadriphonique, des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales, mais comporte également un ou plusieurs générateurs de sons pouvant compléter ou simplifier la palette sonore disponible grâce à la présente convention, un séquenceur MIDI remplaçant, dans un but identique, le calcul des fichiers audionumériques de macrointerprétations et oeuvres musicales par le calcul de pistes
MIDI, et comporte par ailleurs tous les éléments constitutifs mentionnés précédemment.

Pour des raisons diverses, l'audition en temps réel des signaux acoustiques et musicaux décrits précédemment, de manière simultanée à l'acquisition des données spectrales correspondantes, peut être souhaitée par l'utilisateur. Aussi, selon une variante de l'appareil conforme à la présente invention, celui-ci comporte tous les éléments constitutifs mentionnés précédemment, ainsi que des possibilités de calcul supplémentaires dans les unités de traitement et de commande, permettant l'obtention en temps réel des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales, simultanément à l'enregistrement des spectres expérimentaux correspondants.

Pour des raisons diverses, le présent appareil conforme à l'invention peut s'avérer, dans certains contextes, surdimensionné par rapport aux besoins de l'utilisateur. Aussi, selon une variante simplifiée de l'appareil conforme à la présente invention, celui-ci consiste en toute simplification du mode de réalisation pratique de la présente invention, tout en en conservant l'esprit et sans s'écarter de son cadre et de sa portée, pour n'en retenir que les constituants et éléments de programmation adaptés à un contexte scientifique, industriel, pédagogique ou musical donné.

Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 illustre la correspondance, établie selon la présente invention, entre fréquences et nombres d'ondes lus sur les spectres de vibrations, et fréquences acoustiques résultantes suite à la division des fréquences optiques par la valeur numérique (3.1010) de la vitesse de la lumière exprimée en cm.s-1.

- La figure 2 représente les aspects schématiques de divers sons moléculaires (ou, de manière générale, formes d'onde acoustiques) associés à des spectres de vibration statiques ou évolutifs dans le temps ou l'espace.

- La figure 3 représente, en accord avec la présente invention:
(a) la correspondance entre un spectre de vibrations et la forme d'onde homothétique de ce spectre;
(b) la correspondance entre une succession de spectres de vibrations (E1), (E2), .3....., enregistrés suivant la direction o' (= t, x, y ou z) pour un échantillon évolutif (dans le temps ou l'espace), et la forme d'onde acoustique homothétique de cette succession de spectres.

- La figure 4 est une illustration synoptique:
(a) des entités (paramètres musicaux porteurs et modulateurs, formes d'onde porteuses et modulatrices initiales, formes d'onde musicales porteuses et modulatrices résultantes, matrice de modulation et interprétations élémentaires) et traitements de calculs (modifications structurales et compositionnelles des formes d'onde, type de modulation) intervenant au cours du mode de programmation par modulation matricielle utilisé pour la création d'interprétations élémentaires dans le cadre de la présente invention;
(b) du concept de point de modulation d'ordre variable, défini dans le cadre de la présente invention.

- La figure 5 est une illustration de l'utilisation de la modulation matricielle définie dans le cadre de la présente invention, pour la création d'une forme d'onde (interprétation élémentaire) de tonalité par modulation en amplitude d'une autre forme d'onde de tonalité, à l'aide des diagrammes suivants:
(a) représentation de la forme d'onde porteuse choisie;
(b) représentation de la forme d'onde modulatrice choisie;
(c) représentation de la forme d'onde (interpétation élémentaire) résultante.

- La figure 6 est une illustration de l'utilisation de la modulation matricielle définie dans le cadre de la présente invention, pour la création d'une forme d'onde (interprétation élémentaire) de tonalité par modulation temporelle d'une autre forme d'onde de tonalité, à l'aide des diagrammes suivants:
(a) représentation de la forme d'onde porteuse choisie;
(b) représentation de la forme d'onde modulatrice choisie;
(c) représentation de la forme d'onde (interprétation élémentaire) résultante.

La figure 7 est une illustration de l'utilisation de la modulation matricielle définie dans le cadre de la présente invention, pour l'élaboration de deux interprétations élémentaires: une forme d'onde de tonalité, et une forme d'onde de note/silence, afin de créer une oeuvre monophonique au cours de laquelle tonalités et silences de durées variables se succèdent, en correspondance avec des variations d'intensités de formes d'onde d'intérêt spectroscopique et/ou musical, cette illustration utilisant les diagrammes suivants:
(a) représentation de la forme d'onde porteuse de note/silence initiale;
(b) représentation de la première forme d'onde modulatrice;
(c) représentation de la deuxième forme d'onde modulatrice;
(d) représentation du résultat de la modulation double de la forme d'onde porteuse de note/silence initiale par les deux formes d'onde modulatrices représentées en (b) et (c);
(e) représentation de la forme d'onde porteuse de tonalité initiale;
(f) représentation du résultat de la modulation double de la forme d'onde porteuse de tonalité initiale par les deux formes d'onde modulatrices représentées en (b) et (c);
(g) représentation symbolique de l'oeuvre monophonique résultante.

* - La figure 8 est une représentation synoptique de la partie matérielle de la présente invention.

- La figure 9 est une représentation synoptique de l'unité de traitement intégrée à la partie matérielle de la présente invention.

- La figure 10 est une représentation graphique des informations apparaissant sur l'affichage de deux écrans particuliers, intégrés à l'unité de traitement de la présente invention et permettant l'affichage et la sélection des paramètres musicaux porteurs et modulateurs.

- La figure 11 est une représentation graphique des informations apparaissant sur l'affichage de deux écrans particuliers, intégrés à l'unité de traitement de la présente invention et permettant l'affichage et la sélection des formes d'onde affectées aux paramètres musicaux porteurs et modulateurs.

- La figure 12 est une représentation graphique des informations apparaissant sur l'affichage de deux écrans particuliers, intégrés à l'u invention, et dédiés aux choix des pas de lecture initiaux et directions de description, et aux modifications structurales et compositionnelles sur les formes d'onde affectées aux paramètres musicaux porteurs et modulateurs.

- La figure 13 est une représentation graphique des informations apparaissant sur l'affichage de deux écrans tactiles monochromes particuliers, intégrés à l'unité de traitement de la présente invention, et utilisés conjointement aux autres périphériques de cette unité de traitement, ainsi qu'une représentation de quelques commandes particulières utilisées pour la manipulation de ces écrans.

- La figure 14 est une représentation graphique des informations apparaissant sur l'affichage d'un écran particulier, intégré à l'unité de traitement de la présente invention, et dédié au choix des types de modulation reliant les formes d'onde musicales porteuses et modulatrices pour la création d'interprétations élémentaires par modulation matricielle, en accord avec la présente invention.

- La figure 15 est une représentation synoptique de l'unité de commande intégrée à la partie matérielle de la présente invention.

- La figure 16 est une représentation graphique des informations apparaissant sur l'affichage d'un écran particulier, intégré à l'unité de commande de la présente invention, et dédié à la création, la sélection et l'archivage des macrointerprétations et oeuvres musicales élaborées selon les principes définis dans le cadre de la présente invention.

ll doit être bien entendu, toutefois, que ces figures et les parties descriptives correSpondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de la présente invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.

Description détaillée d'un mode de réalisation de la présente invention
La figure 1 illustre la correspondance, établie selon la présente invention, entre fréquences et nombres d'ondes lus sur les Spectres de vibrations, et fréquences acoustiques résultantes suite à la division des fréquences optiques par la valeur numérique (3.1010) de la vitesse de la lumière exprimée en cm.s-l. Cette division correspond à une transposition vers les basses fréquences d'environ 34,80 octaves.

La partie haute de la figure représente un signal typique fourni par un spectre de vibrations. En échelle d'ordonnées, la lettre A désigne l'intensité d'interaction rayonnement-matière exprimée en unité absorbance dans le cas d'un spectre d'absorption infrarouge, et la lettre I l'intensité d'interaction rayonnement-matière en unité arbitraire dans le cas d'un spectre de diffusion Raman (dont on ne représente ici que la partie Stokes, qui est en fait la plus utilisée car la plus intense).

L'échelle (El) est celle des fréquences v (en Hz) d'interaction rayonnement-matière, qui sont proportionnelles aux écarts énergétiques entre niveaux vibrationnels impliqués dans les transitions observées. L'échelle (E2) est celle des nombres d'ondes 6 (en cm-l) obtenus par division des fréquences précédentes par la valeur numérique de la vitesse de la lumière exprimée en cm.s-1 ; c'est l'échelle usuelle des spectroscopistes. L'échelle (E3) de la présente invention est celle des fréquences du spectre acoustique obtenu par division de toutes les fréquences du spectre de vibrations précédent par la valeur numérique de la vitesse de la lumière exprimée en cm.s-l. I1 est clair que les valeurs numériques lues sur cette échelle (domaine de fréquences mis à part) sont identiques à celles lues sur l'échelle (E2).

Le présent spectre acoustique peut donc être qualifié d'homothétique du spectre de vibrations précédent si l'on conserve inchangées les intensités relatives des raies spectrales au cours de la transposition en fréquence. Ce même type de transposition peut être appliqué à une succession de spectres de vibration enregistrés au cours du temps ou dans une direction de l'espace, afin d'obtenir la succession de spectres acoustiques correspondante. I1 est alors possible, de manière générale, d'obtenir un son moléculaire (ou, plus généralement, une forme d'onde variable dans le temps ou une direction de l'espace) par le calcul point par point de la transformée de Fourier inverse de ce spectre acoustique (le terme "spectre" désignant ici au sens large un spectre unique, ou une succession de spectres, selon les cas). Ce calcul nécessite la connaissance préalable de la relation de phase existante entre les éléments spectraux du spectre acoustique.

La figure 2 représente les aspects schématiques de divers sons moléculaires (ou, de manière générale, formes d'onde acoustiques) associés à des spectres de vibration statiques ou évolutifs dans le temps ou l'espace. Dans cette figure, I désigne l'intensité des raies spectrales ou celle d'un paramètre musical, v désigne la fréquence acoustique, 6 la direction (temporelle ou spatiale) de description de la forme d'onde acoustique, et o' la direction (temporelle ou spatiale) d'évolution éventuelle des spectres de vibration, comme explicité précédemment. Le spectre (SP1) est homothétique de celui d'un échantillon de matière non évolutif dans le temps ou l'espace. (F01) est le son moléculaire théorique (ou la forme d'onde acoustique théorique) correspondant, pour tous les éléments spectraux choisis en phase à 6 = 6' = 0 : ces derniers interfèrent tous constructivement à 8 = 0, plus ou moins destructivement à bs 0, et l'on obtient donc une forme d'onde à décroissance généralement rapide (pour un son moléculaire, et en utilisant un langage musical, "la note ne pourra être tenue"). Le qualificatif de "théorique" utilisé précédemment signifie que la forme d'onde (F01) est décrite théoriquement, dans le présent contexte, sur un domaine de variation de 8 compris entre 0 et + go.

A titre de comparaison, (F02) est la transformée de Fourier inverse (interférogramme) typique d'un spectre infrarouge ; elle présente le même aspect que (F01), mis à part le fait que le spectromètre infrarouge fournit souvent cet interférogramme sous forme bidirectionnelle par suite de la symétrie du déplacement du miroir mobile de l'interféromètre par rapport à sa position d'équilibre. Cette particularité amène d'ailleurs à souligner que, dans le cas d'un spectre de vibration non évolutif, la transformée de Fourier inverse du spectre acoustique correspondant peut, si besoin est dans le cadre de la présente invention, être calculée de manière bidirectionnelle par rapport à son origine 8 = 0 : cela ne présente aucune difficulté pour une forme d'onde acoustique évolutive dans une direction de l'espace, et la difficulté est contournée pour une forme d'onde acoustique évolutive dans le temps si l'on effectue un changement d'origine ; dans tous les cas, l'aspect de cette forme d'onde sera similaire à (F02).

(F03) est le son moléculaire théorique (ou la forme d'onde acoustique théorique) transformée de Fourier inverse du spectre (SP1) dont les éléments spectraux ont été cette fois choisis sans relation de phase particulière entre eux (angle de phase aléatoire pour chaque élément spectral, par exemple) : les interférences destructives disparaissent généralement ; pour un son moléculaire et en utilisant un langage musical, "la note peut à présent être tenue". Le qualificatif de "théorique" a ici la même finalité que précédemment.

(SP2) représente une série (enregistrements (E1), (E2), ,,n)) de n Spectres identiques et homothétiques du Spectre de vibration d'un échantillon de matière non évolutif dans la direction temporelle ou spatiale 8'. Cette direction o' constitue le troisième axe de représentation du signal considéré. Compte-tenu du fait que l'intervalle A6 entre deux enregistrements successifs (Ei) et (Ei+l) (i variant entre 1 et n-1) est nécessairement fini, la forme d'onde acoustique (F04) résultante présente le même aspect (selon la direction o) que celui d'un son (selon l'axe des temps) mis en boucle ; cette forme d'onde est en fait constituée, selon la direction o, de n segments (plus ou moins bien raccordés, notamment en fonction de la relation de phase choisie entre chaque élément spectral) de longueur identique ho directement proportionnelle à l'intervalle Ao'.

(SP3) représente une série de n Spectres successifs et homothétiques de ceux d'un échantillon de matière évolutif selon une direction temporelle ou spatiale 6'. (F05) représente la forme d'onde acoustique (par exemple le son moléculaire) associée : celle-ci présente des zones (Z1), (Z2) , (Zn), successives et de même longueur Ao, dans sa direction de description o; ces zones sont en relation respectivement avec les enregistrements (E1), (E2), ... , (En) de (SP3) selon la direction 8'. A8 est, comme précédemment, directement proportionnel à Ao'. Si (F05) est un son moléculaire, celui-ci sera changeant, et d'une durée plus ou moins longue selon le nombre n d'enregistrements de (SP3). Par ailleurs, une restitution fidèle du caractère évolutif des propriétés de l'échantillon de matière selon la direction o' nécessite le choix d'un pas A8' aussi petit que possible mais néanmoins suffisant pour que le calcul numérique de la transformée de
Fourier inverse de chaque spectre individuel (parmi les n de la série) soit suffisamment précis (chaque spectre étant alors supposé constant dans l'intervalle A8') ; il s'agit d'un problème d'échantillonnage identique à celui rencontré par exemple en analyse et resynthèse spectrales de formes d'ondes sonores à l'aide d'éditeurs d'échantillons (calcul de transformées de Fourier à intervalles rapprochés).

Les exemples de la figure précédente conduisent au rappel de principes de base pour les calculs numériques des transformées de Fourier directe et inverse, et à l'application de ces principes dans le cadre du présent mode de réalisation de l'invention:
1) Pour une forme d'onde iF.0.(6) décrite dans un intervalle A8 (petit), le spectre associé isp(v) résulte en fait du calcul de l'intégrale complexe:

dans ce calcul, A désigne l'abscisse d'origine de description de la forme d'onde ; le nombre complexe I(v) présente des parties réelle et imaginaire
Re(v) =1 I(v)g.cos(p(v),
et Im(v) =II(V)I.sin cp(v),
avec
iSP(V) =II(V)I l'intensité (magnitude) spectrale est le module du nombre complexe [(Re(v))2 + (Im(v))2J112 pour chaque fréquence v),
et (p(v) = arctan[(Im(v))l(Re(v)g (angle de phase pour chaque fréquence v).

A titre de remarque, on précise que A8 doit être un intervalle suffisamment étendu (bien que petit) pour que la transformée de Fourier soit calculable avec une précision suffisante.

2) Pour une forme d'onde iF.0.(6) décrite dans un intervalle important (et en tout état de cause supérieur à A8), la transformée de Fourier correspondante se présente sous la forme d'une juxtaposition, selon une direction o' préalablement choisie, de spectres individuels I(v,o'), chacun fixé constant dans un intervalle A8', et dont les expressions complexes s'écrivent:

dans ce calcul, o' croît par incréments ho' et est proportionnel à A8 ; E est une valeur de 6 incrémentée, d'une intégrale à la suivante, par pas de Ao, depuis la valeur minimale A jusqu'à la valeur #max - A8 (8max étant la valeur maximale d'abscisse de description de la forme d'onde). Les parties réelle et imaginaire de I(v,o') ont les mêmes expressions formelles que précédemment (seul l'intervalle total de calcul change par rapport à la situation précédente): Re(v,#') =|I(v,#')| .cos#(v,#')
et Im(v,o') = |I(v,6 .sin(v,o'),
les magnitude spectrale et phase ayant également les mêmes expressions formelles:
isp(v,8') = iI(v,8')i = E(Re(v,8'))2 + (Im(v,#'))]1/2
et (p(v,o') = arctan[(Im(v,#'))/(Re(v,#'))].

Le résultat du calcul de la transformée de Fourier d'une forme d'onde quelconque se présente donc sous forme de deux fichiers de données, l'un pour les parties réelles et l'autre pour les parties imaginaires, subdivisés chacun en autant de blocs de données que nécessaire relatifs individuellement aux transformées de Fourier de chacun des blocs d'étendue A8 de description de la forme d'onde. Les intensité et valeur d'angle de phase pour chaque fréquence spectrale sont déduites de ces données d'après les règles de calcul précédentes. Les deux fichiers précédents peuvent également, selon un mode de présentation équivalent, être remplacés par un seul fichier contenant les données sous forme de parties réelles et imaginaires alternées ; c'est ce dernier mode de présentation qui est adopté dans le cadre de la présente invention.

Après tout traitement d'une forme d'onde initiale (dont on a calculé la transformée de
Fourier selon les règles précédentes) conduisant à la modification des amplitudes spectrales, une nouvelle forme d'onde peut être obtenue par le calcul de la transformée de
Fourier inverse, sans difficulté car l'information sur la phase à chaque fréquence est toujours disponible. En revanche, dans le cas de spectres de vibration ou de spectres homothétiques de ces derniers, la phase (inutile pour l'usage initial de ces spectres) n'est a priori pas fournie en fonction de la fréquence ; le calcul de la transformée de Fourier inverse de tels spectres dans le cadre de la présente invention nécessite donc les opérations préliminaires suivantes, pour toute valeur de v et B à considérer:
- assimilation de l'intensité spectrale isp(v,o') à un module iI(v,8') de nombre complexe I(v,o');
- choix d'un angle de phase (et donc, création et/ou utilisation d'un fichier supplémentaire de données correspondantes (p(v,A'));
- calcul des parties réelle et imaginaire de I(v,o'), selon les règles précédentes.

Le choix le plus simple de valeurs d'angles de phase est celui d'une phase nulle quels que soient v et 6' (o' désignant ici chaque abscisse correspondant à la position d'un spectre parmi la succession de spectres adjacents à considérer dans le fichier, ou la valeur o' = 8 = 0 dans le cas d'un spectre unique dans ce fichier). La transformation de Fourier inverse d'un spectre unique ainsi traité présente alors l'aspect caractéristique d'un interférogramme. La transformation de Fourier inverse d'une succession (selon la direction o') de spectres ainsi traitée présente l'aspect d'une suite d'interférogrammes, plus ou moins tronqués, raccordés selon la direction 8. Ce choix de nullité de tous les angles de phase n'est pas obligatoirement le meilleur du point de vue musical mais peut permettre, en première étape et avant de retraiter à loisir toutes les formes d'onde issues des spectres, de présenter ces dernières de manière homogène.

Notons que, par extension, les données spectrales issue de la transformation de
Fourier d'une forme d'onde quelconque peuvent se voir affecter, selon le principe précédent, une nouvelle variation de phase (en fait, un nouveau fichier ou une nouvelle fonction d'évolution de phase, y compris aléatoire) en fonction de la fréquence et pour chaque valeur de 8'; cette opération n'est possible, dans un cas général, que sur le domaine de fréquences commun des fichiers des données spectrales et des données de phase, et nécessite une interpolation éventuelle des valeurs de ces dernières si les pas d'échantillonnage des deux fichiers diffèrent en fonction de la fréquence et/ou de 8'. La transformation de Fourier inverse de ces données modifiées conduit alors à l'obtention d'une forme d'onde dite "rephasée", selon le terme choisi précédemment.

En addition aux principes de calculs précédents, le calcul de la transformée de
Fourier inverse d'un spectre constitué d'une bande unique (voire d'une raie unique) doit pouvoir être effectué, dans le cadre de la présente invention (pour le calcul de bases de bandes, notamment). Pour ce faire, un complément en points d'échantillonnage, aux magnitudes spectrales nulles, est simplement à effectuer pour tous les éléments spectraux non retenus pour l'obtention de la bande considérée. Les considérations précédentes sur les valeurs de phases s'appliquent également ici.

Comme il l'a été signalé précédemment, une forme d'onde acoustique homothétique d'un spectre de vibration (et non plus de sa transformée de Fourier inverse) est également caractéristique de la substance à l'origine de ce spectre. La figure 3a représente, en accord avec la présente invention, la correspondance entre le spectre de vibration (SV) et la forme d'onde (FOS) homothétique de ce spectre: il s'agit d'un simple changement d'abscisse lors duquel la longueur totale A8 de la forme d'onde est à définir, en relation avec l'intervalle spectral initial Aa (dans cette figure, I désigne toujours les intensités, 6 le temps ou l'une des trois directions de l'espace, et a les nombres d'ondes).

La figure 3b représente la correspondance entre une succession de Spectres de vibration (E1), (E2), (E3),..., enregistrés suivant la direction o' (= t, x, y ou z) pour un échantillon évolutif (dans le temps ou l'espace), et la forme d'onde acoustique homothétique de cette succession de spectres : cette dernière est une simple juxtaposition (Fi). (il2), (F3), ... des enregistrements (E1), (E2), (E3), suivant la même direction 8 choisie pour la description de la forme d'onde acoustique ; les parties (F1), (F2), .3....., homothétiques respectivement de (E1), (ex2), (E),..., ont des longueurs Ao proportionnelles à l'intervalle Aa d'enregistrement de ces Spectres de vibration. Dans cette figure, I et o ont les mêmes significations qu'en figure 3a.

En référence à la partie antérieure de cet exposé, et en accord avec la présente invention, les formes d'onde homothétiques des spectres de vibration ou de leurs transformées de Fourier inverses peuvent être utilisées, de manière plus générale, comme sources de description de tous paramètres musicaux (et pas seulement la pression acoustique) jugés utiles, pour l'identification des molécules et l'analyse de leurs structures et interactions, ou pour la recherche et la composition musicales ; ces formes d'onde peuvent être par ailleurs sources de modulation d'autres formes d'onde décrivant des paramètres musicaux. Les formes d'ondes musicales résultantes constituent des interprétations élémentaires, qui peuvent ultérieurement devenir elles-mêmes sources de description d'autres paramètres musicaux ou sources de modulation d'autres formes d'onde, pour conduire à d'autres interprétations élémentaires. La généralisation de ces concepts conduit, dans le cadre de la présente invention, à l'élaboration des interprétations élémentaires par programmation de la matrice de modulation (M) et de ses annexes présentés figure 4a.

Dans cette figure, (PMP) désigne tous les paramètres musicaux dits "porteurs" car décrivant des formes d'onde musicales jouant le rôle de porteuses dans le cadre de la présente modulation (voir plus loin) ; ces paramètres, dont la liste n'est pas limitative pour la présente invention, sont les suivants:
- aucun paramètre (option introduite ici par souci de rigueur et de généralité);
- paramètres de fréquence acoustique (tonalité) : tonalité fondamentale (Hz), numéro de note MIDI (de 0 à 127), transposition (en demi-tons), désaccord fin (en cents);
- paramètres de volume sonore : pression acoustique instantanée (Pa), volume sonore nominal (dB) ; création de note ("note-on", équivalent à une valeur binaire 1), et suppression ou fin de note ("note-off", équivalent à une valeur binaire 0) conduisant au paramètre de note/silence;
- paramètre de nature de son émis : numéro de son, parmi ceux créés par le présent dispositif ou parmi ceux de la banque d'un générateur de sons externe (synthétiseur ou échantillonneur);
- paramètres de position de la forme d'onde musicale dans l'espace : panoramique au cours du temps entre canaux droit et gauche en stéréophonie simple (entre canaux 1, 2, 3 et 4 en quadriphonie), ou position d'émission sonore (exprimée en m, cm ou angle de 0 à 360 ) lors de l'utilisation d'un réseau d'enceintes acoustiques régulièrement espacées (en cas de description spatiale des formes d'onde);
- paramètres de durée temporelle: durée de note-on, durée de note-off, intervalle temporel entre deux valeurs successives d'un même paramètre musical (en d'autres termes, le pas de description ou lecture de la forme d'onde musicale), intervalle temporel de conservation de la même valeur pour un même paramètre musical;
- paramètre de durée spatiale: mêmes paramètres que précédemment mais appliqués, au choix, selon un angle ou l'une des trois directions de l'espace;
- paramètres de filtrage de la forme d'onde musicale : fréquence(s) de coupure (Hz) et pente(s) de coupure (dB/octave) pour des filtres passe-haut, passe-bas et passe-bande; fréquence centrale, pentes côtés basses et hautes fréquences, pour des filtres de réjection ou de résonance;
- paramètres d'enveloppe de la forme d'onde musicale ; par exemple, pour une enveloppe simple de type ADSR: temps et niveau d'attaque, temps de décroissance, temps et niveau de maintien, temps et niveau de relâchement ; les temps sont exprimés en secondes, et les niveaux par exemple à l'aide d'un nombre compris entre 0 et 127 ; il va par ailleurs de soi que l'enveloppe considérée doit être affectée à un paramètre musical préalablement choisi ; dans le cas d'une description spatiale des formes d'onde, l'utilisation d'enveloppes est également envisageable, en remplaçant le temps par la direction de l'espace souhaitée;
- paramètres de modulation de la forme d'onde musicale par un oscillateur de basse fréquence (LFO) : type (sinus, carré, dent de scie, aléatoire, ...), vitesse (Hz) et profondeur(entre 0 et 127) de LFO;
- paramètres d'effet(s) éventuel(s) appliqué(s) à la forme d'onde musicale : type d'effet, et paramètres associés (par exemple délai, temps de réverbération en secondes, etc...) : la liste n'est ni précise ni limitative, par suite de la grande variété d'effets existants et imaginables.

Les paramètres (PMP) sont disposés en rang (voir fig. 4), parallèlement aux colonnes de la matrice de modulation (M) décrite plus loin.

Toujours dans la figure 4a, (PMM) désigne tous les paramètres musicaux dits "modulateurs" car décrivant des formes d'onde musicales jouant le rôle de modulatrices dans le cadre de la présente modulation (voir plus loin) ; ces paramètres sont à choisir dans la même liste que celle des paramètres (PMP), et sont disposés parallèlement aux lignes de la matrice de modulation (M) décrite plus loin.

Des formes d'onde (FO), destinées à faire varier les paramètres musicaux (PMP) et (PMM) dans une direction 8 (le temps ou une direction circulaire ou angulaire de l'espace), sont choisies dans la liste suivante:
- forme d'onde constante (valeur constante, quel que soit le point de description de la forme d'onde) : ce choix est proposé, dans un souci de généralité du présent système;
- forme d'onde sinusoïdale;
- transformée de Fourier inverse d'un spectre de vibration (au sens large de la définition précédente de ce type de spectre). avec relation de phase préalablement définie entre éléments spectraux;
- forme d'onde homothétique d'un spectre de vibration;
- autre forme d'onde préalablement définie (décrivant une fonction mathématique, ou homothétique d'une interprétation élémentaire, par exemple).

I1 faut bien remarquer que les formes d'onde (F0) ainsi choisies peuvent perdre les paramètres musicaux éventuels qu'elles décrivaient, au profit des paramètres (PMP) ou (PMM) choisis lors de la présente programmation de la matrice (M). Elles peuvent également perdre à cette occasion leurs unités initiales éventuelles d'abscisse au profit des unités des directions de description 8 qui vont être affectées aux paramètres (PMP) et (PMM) choisis: seules les "formes" des formes d'onde (FO) sont alors conservées.

La description dans une direction temporelle ou spatiale de tout paramètre musical porteur (PMP) (resp. modulateur (PMM)) par une forme d'onde (FO) conduit alors, par définition, à l'obtention d'une forme d'onde musicale porteuse (FMP) (resp. modulatrice (FMM)). Ces formes d'onde jouent des rôles analogues aux "opérateurs" porteur et modulateur en synthèse par modulation de fréquence (synthèse FM), à deux différences près:
- elles décrivent ici, rappelons-le, tout paramètre musical possible et pas seulement la pression acoustique;
- les schémas de connexions entre formes d'onde musicales porteuses et modulatrices, au travers de la matrice de modulation (M), sont entièrement définissables par l'utilisateur, n'impliquent pas exclusivement la modulation de fréquence (voir ci-après, dans la description de la matrice de modulation), et peuvent être plus complexes que leurs analogues "algorithmes" rencontrés en synthèse FM.

I1 est nécessaire de définir, dans le cadre du présent mode de réalisation de l'invention, et en préalable à toute utilisation de ces formes d'onde musicales, leurs pas initiaux (temporels, linéaires ou angulaires) de description. Par définition, le pas initial de description est égal, pour une forme d'onde décrite temporellement, à l'écart temporel
PDTI (constant) existant pour la lecture (au sens de l'analyse des signaux) de deux points consécutifs de cette forme d'onde ; il s'exprime par exemple en secondes ou millisecondes; il faut remarquer que ce pas est toujours supérieur ou égal (et multiple entier) au plus petit pas PPDT de description des formes d'onde acoustiques, à savoir l'inverse de la fréquence d'échantillonnage de la pression acoustique (le standard pour cette fréquence étant 44,1 kHz, parfois 48 kHz ou davantage). Ce pas est égal, pour une forme d'onde décrite selon une direction rectiligne de l'espace. à l'écart linéaire PDLI (constant) existant pour la lecture (au sens de l'analyse des signaux) de deux points consécutifs de cette forme d'onde; il s'exprime par exemple en mètres ou centimètres ; il faut remarquer que ce pas est tou présentement choisie (cette remarque sera également illustrée plus loin). Ces pas de description initiaux ont toutefois une triple utilité:
- informer l'expérimentateur de l'ordre de grandeur de l'étalement temporel. linéaire ou angulaire de la forme d'onde sélectionnée (une forme d'onde de tonalité ayant par exemple une durée de quelques minutes, en opposition à un son moléculaire non bouclé pouvant ne durer qu'une fraction de seconde), dans la perspective de l'oeuvre globale à créer ; il s'agit donc d'une aide à la conception des oeuvres et interprétations élémentaires;
- fournir une information nécessaire pour le calcul de formes d'onde modifiées structuralement et/ou compositionnellement (voir plus loin);
- fournir une information nécessaire pour le calcul des interprétations élémentaires grâce à la matrice de modulation (voir plus loin).

Le pas de description définitif d'une interprétation élémentaire (ou, plus généralement, de toute forme d'onde) est, quant à lui, défini de la manière suivante: c'est l'intervalle temporel. rectiligne ou angulaire, au cours duquel chaque point d'échantillonnage de la forme d'onde conserve, de proche en proche, une intensité constante. La forme d'onde ainsi décrite présente un aspect "en marches d'escalier" (ce qui est notamment le cas de tout signal échantillonné), mais ces marches peuvent être de longueur fixe ou variable dans le cadre de la présente invention, comme cela sera exposé plus loin.

A titre de remarque, il est bien entendu que la transformée de Fourier d'une forme d'onde n'est calculable que si cette dernière possède un pas de description fixe, ou rendu fixe au préalable par interpolations si tel n'était pas le cas. Les informations sur les pas de description initiaux et plus petits pas de description doivent donc être conservées, pour toute forme d'onde utilisée dans le cadre de la présente invention.

Les formes d'onde musicales peuvent avoir en outre subi des modifications structurales et compositionnelles parmi celles définies précédemment dans l'exposé de la présente invention. Parmi ces opérations, on dénombre ainsi:
- transposition, dans le temps ou selon une direction rectiligne ou circulaire de l'espace ; cette opération ne fait que modifier le pas de description initial, qui ne doit toutefois pas devenir, à cette occasion, inférieur au plus petit pas de description possible;
- modification du nombre de points de la forme d'onde sans en changer le pas de description initial (à rapprocher, dans une certaine mesure, du "time compression" ou "time stretching", en anglais pour un son) ; cette opération nécessite un recalcul point par point de la forme d'onde;
- modification du pas de description initial de la forme d'onde et de son nombre de points, la longueur totale initiale de cette forme d'onde restant conservée (à rapprocher, dans une certaine mesure, du "pitch change", en anglais pour un son) ; cette opération nécessite également un recalcul point par point de la forme d'onde;
- suréchantillonnage (augmentation du nombre de points de description d'une forme d'onde, qu'elle soit à pas de description fixe ou variable);
- sous-échantillonnage (diminution du nombre de points de description d'une forme d'onde, qu'elle soit à pas de description fixe ou variable);
- troncature (suppression de points) de la forme d'onde;
- troncatures multiples en diverses zones de la forme d'onde, collage des régions subsistantes;
- bouclage de tout ou partie(s) de la forme d'onde;
- inversion de l'abscisse (et donc du sens d'exécution) et/ou de l'ordonnée de la forme d'onde;
- zoom acoustique;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde de raies;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde normée (ou d'une forme d'onde de raies normées);
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde filtrée en intensité;
- exécution du protocole de création, à partir des spectres infrarouge et Raman d'une même molécule, d'une forme d'onde de fusion de spectres;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde dérivée première. seconde,...;
- exécution du protocole de création, à partir de deux spectres, d'une forme d'onde différence
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde rephasée;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, si elle est périodique dans le temps ou l'espace, d'une forme d'onde globalement phasée;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde exponentiellement temporisée;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une forme d'onde exponentiellement spatialisée;
- exécution du protocole de création, à partir de la forme d'onde considérée, d'une phrase moléculaire;
- exécution du protocole de création, à partir d'une phrase moléculaire exécutable temporellement (resp. spatialement). d'une phrase moléculaire exponentiellement temporisée (resp. exponentiellement spatialisée);
- application, à la forme d'onde considérée, de toute fonction mathématique dont l'intérêt paraît judicieux pour la compréhension des spectres de vibration ou pour la composition musicale.

Sur la figure 4a, l'ensemble des opérations de cette liste est désigné par (AM) ; ces opérations peuvent indifféremment être appliquées aux formes d'onde musicales de type (FMP) ou (FMM).

A ce stade, les formes d'onde musicales (FMP) ou MM) précédemment définies peuvent déjà constituer des interprétations élémentaires; en addition, elles peuvent être à l'origine d'autres interprétations élémentaires, grâce à la matrice de modulation (M) décrite ci-après.

Sur la figure 4a, la matrice de modulation (M) définit les connexions (et donc modulations) choisies entre formes d'onde musicales porteuse et modulatrice(s). Sur cette matrice, l'intersection d'une ligne et d'une colonne parallèles respectivement aux formes d'onde modulatrice et porteuse constitue un point de modulation (PM). Le fait qu'une ou plusieurs formes d'onde modulatrices (voire éventuellement aucune) puissent moduler simultanément une même forme d'onde porteuse et son paramètre musical associé, conduit au concept de point de modulation d'ordre variable illustré figure 4b:
- en (bl), le point de modulation simple (PM1) résulte de la modulation de la forme d'onde musicale porteuse MP1) par la forme d'onde musicale modulatrice MM1), selon un algorithme particulier (APMl);
- en (b2), le point de modulation double (PM2) résulte de la modulation de la forme d'onde musicale porteuse (FMP2) par les formes d'onde musicales modulatrices (FMM2) et (FMM3), selon un autre algorithme (APM2);
- en (b3), aucun point de modulation n'existe ; un certain paramètre musical porteur (appelé (PMP4) dans cet exemple) est toutefois décrit par la forme d'onde musicale (FMP4).

Sur la figure 4a, le type de modulation (TM) de la forme d'onde musicale porteuse (FMP) par la (ou les) forme(s) d'onde modulatrice(s) (FMM) est choisi parmi les suivants
- modulation d'amplitude;
- modulation de fréquence;
- modulation de phase;
- modulation par convolution;
- autre type de modulation, présentant un intérêt pour la spectroscopie ou la composition musicale, et à définir selon un algorithme (ATM) particulier; ce dernier doit notamment inclure, en cas de point de modulation multiple, l'ordre cyclique d'action point par point des formes d'onde musicales modulatrices sur la forme d'onde musicale porteuse, lors du calcul de l'interprétation élémentaire résultante.

La programmation des types de modulation est réalisable, grâce à un langage approprié (Pascal, C, ...) à l'aide d'un éditeur accessible sur l'un ou l'autre des terminaux disponibles et mentionnés plus loin.

Le résultat de la modulation constitue une interprétation élémentaire (IE) (voir figure 4a).

Le schéma d'élaboration d'interprétations élémentaires adopté dans le cadre de la présente invention montre mieux sa puissance au travers des exemples suivants:
1) Création d'une forme d'onde (interprétation élémentaire) de tonalité, par modulation en amplitude d'une autre forme d'onde de tonalité. Les choix suivants sont adoptés:
- paramètre musical porteur = tonalité;
- forme d'onde décrivant temporellement ce paramètre (notée (FOT) ici) = celle au choix de l'utilisateur;
- paramètre musical modulateur = quelconque (car ignoré après calcul);
- forme d'onde décrivant temporellement ce paramètre (notée (F0A) ici) = celle au choix de l'utilisateur;
les pas de description initiaux de (FOT) et (FOA) sont appelés respectivement (PT) et (PA) ; ils sont tous deux utilisés pour le calcul de l'interprétation élémentaire cherchée, mais c'est (PT) qui en est le pas de description définitif.

Le mode de calcul de l'interprétation élémentaire cherchée, notée (ITA), est le suivant:
Prendre chaque point de (FOT) ; calculer, en fonction de (PT), l'abscisse temporelle t relativement au début de (FOT) ; déterminer à ce temps t la valeur d'amplitude de la forme d'onde modulatrice (FOA), valeur éventuellement obtenue par interpolation des points de cette dernière si (PA) diffère de (PT) ; en déduire l'amplitude (autrement dit: la nouvelle valeur de tonalité) de l'interprétation élémentaire ('TA) à l'instant t, par multiplication des amplitudes des deux formes d'onde à cet instant. Répéter ces opérations pour chaque point successif de (FOT), du premier jusqu'au dernier ou, à défaut, dans l'intervalle temporel commun au deux formes d'onde. Normer éventuellement en amplitude la forme d'onde résultante.

I1 s'agit d'une modulation d'amplitude classique ; le pas de description (PT) de l'interprétation élémentaire ('TA) est constant.

La figure 5 illustre ce calcul: (FOT) (fig. 5a), (FOA) (fig.5b) et (ITA) (fig. 5c) y désignent respectivement les formes d'onde porteuse. modulatrice et résultante ; t et I désignent respectivement le temps et l'intensité du paramètre musical décrit par chaque forme d'onde; (PT) et (PA) désignent respectivement les pas de description (choisis différents dans cet exemple) de (FOT) et (FOA), (PT) étant également le pas de description final de (ITA). Pour la clarté de l'exemple. (FOT) et (FOA) sont des formes d'onde simples ((FOT) est notamment une fonction triangle) et courtes, dont les points d'échantillonnage sont représentés sous forme de ronds pleins () et numérotés entre parenthèses dans l'ordre de leur apparition ; ces points sont reliés entre eux par des traits pleins fins (segments de droite) qui permettent d'obtenir l'amplitude interpolée à tout instant, compte-tenu du pas initial de description ; cette dernière possibilité est notamment utilisée pour relever sur (F0A) des valeurs d'amplitude (correspondant sur la figure 5b aux ronds creux (0)) nécessaires pour le calcul. Le résultat de ce dernier est représenté par l'interprétation élémentaire de tonalité (ITA), dont les points d'échantillonnage sont symbolisés et numérotés comme précédemment sur la figure 5a ; les traits pleins épais symbolisent les valeurs constantes, durant chaque intervalle (PT) successif, des intensités, et les traits pleins fins le passage (sans interpolation) d'une valeur d'intensité à la suivante (lorsque celle-ci varie).

L'interprétation élémentaire (ITA) est donc une forme d'onde "en marches d'escalier de longueur constante (PT)" (mais peut être interpolée, suréchantillonnée ou souséchantillonnée si besoin est, comme les formes d'onde (FOT) et (F0A) précédentes, pour un autre calcul ultérieur). I1 est à noter que (FOT) peut également constituer une interprétation élémentaire, sans avoir recours à la matrice de modulation : chaque point d'échantillonnage se voit pour cela définir une valeur d'intensité constante durant chaque intervalle (PT), et l'interprétation élémentaire résultante présente alors l'aspect "en marches d'escalier de longueur constante (PT)" shématisé en pointillé sur la figure 5a.

2) Création d'une forme d'onde (interprétation élémentaire) de tonalité, par modulation temporelle d'une autre forme d'onde de tonalité. Les choix suivants sont adoptés:
- paramètre musical porteur = tonalité;
- forme d'onde décrivant temporellement ce paramètre (notée (FOT) ici) = celle au choix de l'utilisateur;
- paramètre musical modulateur = durée à tonalité fixe (i.e. durée pendant laquelle la forme d'onde modulatrice garde une valeur constante, au cours de sa description);
- forme d'onde décrivant temporellement ce paramètre (notée (FOF) ici) = celle au choix de l'utilisateur;
les pas de description initiaux de (FOT) et (FOF) sont appelés respectivement (PT) et (PF) ; seul (PT) est utilisé pour le calcul de l'interprétation élémentaire cherchée.

Le mode de calcul de l'interprétation élémentaire cherchée, notée (ITF) est le suivant
- pour chaque point n" n (d'amplitude Ap) de la forme d'onde porteuse, sélectionner le point correspondant n" n (d'amplitude Am) de la forme d'onde modulatrice ; l'amplitude (valeur de tonalité) Ar du point n" n de la forme d'onde résultante est alors fixée identique à celle correspondante Ap de la forme d'onde porteuse ; en revanche, la durée (PV) de conservation de cette valeur de tonalité est obtenue en multipliant le pas de description initial (PT) de la forme d'onde porteuse (FOT) par la valeur d'amplitude Arn de la forme d'onde modulatrice FOR) ;
- répéter de proche en proche les opérations précédentes, depuis le premier point de (FOT) jusqu'au dernier ou, en tout état de cause, jusqu'à épuisement des points de la forme d'onde -porteuse ou modulatrice- la plus courte (en nombre de points);
- une normation (simple multiplication par une même constante supérieure ou inférieure à 1) des durées (PV) peut par ailleurs être effectuée.

I1 s'agit donc ici d'un cas un peu particulier de modulation de fréquence. pour lequel le pas de description de l'interprétation élémentaire obtenue est variable.

La figure 6 illustre le calcul précédent: (FOT) (fig. 6a), (FOF) (fig.6b) et (ITF) (fig.6c) y désignent respectivement les formes d'onde porteuse. modulatrice et résultante; pour la clarté de l'exemple, (FOT) et (FOF) sont choisies identiques respectivement aux formes d'onde (FOT) de la figure 5a et (FOA) de la figure Sb, avec les mêmes conventions de présentation de l'aspect et des points d'échantillonnage ; t et I ont les mêmes significations qu'en figure 5, tandis que (PT) et (PF) désignent respectivement les pas de description initiaux (choisis différents dans cet exemple) de (FOT) et (fox). Le résultat du calcul est représenté par l'interprétation élémentaire de tonalité (if), dont les points d'échantillonnage sont symbolisés et numérotés comme précédemment; chacun de ces derniers est en correspondance biunivoque avec les points d'échantillonnage de mêmes numéros de (FOT) et (FOF) ; l'intervalle temporel de constance de l'intensité de (ITF) est à présent variable, et noté (PV) ; les traits pleins épais symbolisent les valeurs constantes, durant chaque intervalle (PV) successif, des intensités, et les traits pleins fins le passage d'une valeur d'intensité à la suivante (lorsque celle -ci varie).

L'interprétation élémentaire (ITF) est donc une forme d'onde "en marches d'escalier de longueurs inégales (PV)" ; elle peut être interpolée, suréchantillonnée ou sous échantillonnée si besoin est, comme les formes d'onde (FOT) et (FOF) précédentes, pour un autre calcul ultérieur. Il est à noter que (FOT) peut également constituer une interprétation élémentaire, sans avoir recours à la matrice de modulation: chaque point d'échantillonnage se voit pour cela définir une valeur d'intensité constante durant chaque intervalle (PT), et l'interprétation élémentaire résultante présente alors l'aspect "en marches d'escalier de longueur constante (PT)" shématisé en pointillé sur la figure 6a.

Les deux exemples précédents faisaient donc appel à des points de modulation simples ; un exemple de point de modulation double est à présent examiné.

3) Elaboration de deux interprétations élémentaires: une forme d'onde de tonalité, et une forme d'onde de note/silence (note-on/note-off), afin de créer une oeuvre monophonique au cours de laquelle tonalités et silences de durées variables se succèdent, en correspondance avec des variations d'intensités de formes d'onde d'intérêt spectroscopique et/ou musical. Pour ce faire, les choix suivants sont adoptés:
* Première interprétation élémentaire = forme d'onde musicale de note/silence (notée (IEN)), définie par:
- paramètre musical porteur = note/silence ; forme d'onde associée = valeur constante (0 ou 1); pas de description initial associé = (PN);
- paramètre musical modulateur n" 1 = durée de note (duréenoteon) ; forme d'onde associée = celle au choix de l'utilisateur (notée (FO1)); pas de description initial associé = (Pi);
- paramètre musical modulateur n" 2 = durée de silence (durée note~off) ; forme d'onde associée = celle au choix de l'utilisateur (notée (F02)); pas de description initial associé = (P2);
en fait, le pas de description de référence pour le calcul est (PN), (P1) et (P2) étant ignorés ; l'ordre de modulation est: action séquentielle point par point. selon la même méthode qu'en 2), de (F01) puis de (F02) sur la forme d'onde de note/silence.

Le mode de calcul de l'interprétation élémentaire est le suivant:
- donner la valeur 1 (note-on) au premier point de la forme d'onde de note/silence;
- calculer la durée de note correspondante, obtenue par multiplication du pas (PN) par l'amplitude du premier point de (FOi);
- donner la valeur 0 (note-off) au point suivant de la forme d'onde de note/silence;
- calculer la durée de silence correspondante, obtenue par multiplication du pas (PN) par l'amplitude du premier point de (F02);
- répéter les quatre opérations précédentes, et dans cet ordre, jusqu'à épuisement des points de la plus courte (en nombre de points) forme d'onde tao1) ou (F02).

I1 s'agit donc ici, comme pour l'exemple 2), d'un cas un peu particulier de modulation de fréquence, pour lequel le pas de description de l'interprétation élémentaire calculée est variable.

* Deuxième interprétation élémentaire = forme d'onde de tonalité (notée ('ET)), définie par:
- paramètre musical porteur = tonalité (valeur MIDI: 0-127); forme d'onde associée = celle au choix de l'utilisateur (notée (FOT)) ; pas de description initial associé = (PT);
- paramètre musical modulateur n" 1 = durée de note (duréenoteon) ; forme d'onde associée = la même forme d'onde (F01) que celle utilisée pour le calcul de l'interprétation élémentaire précédente ; pas de description initial associé = (P1) (ignoré);
- paramètre musical modulateur n" 2 = durée de silence (duréenote~off) ; forme d'onde associée = la même forme d'onde (F02) que celle utilisée pour le calcul de l'interprétation élémentaire précédente ; pas de description initial associé = (P2) (ignoré);
le pas de description de référence pour le calcul est (PT), qui doit être choisi identique au pas de description (PN) utilisé pour le calcul de l'interprétation élémentaire précédente; l'ordre de modulation est: action séquentielle point par point, selon la même méthode qu'en 2), de (F01) puis de (F02) sur la forme d'onde de tonalité.

Le mode de calcul de l'interprétation élémentaire cherchée est le suivant:
- fixer la première valeur de tonalité, égale à l'amplitude du premier point de (FOT);
- calculer la durée de tonalité fixe correspondante, obtenue par multiplication du pas (PT) = (PN) par la somme ((amplitude du premier point de (F0 1)) + (amplitude du premier point de (F02)));
- répéter les deux opérations précédentes, et dans cet ordre, jusqu a épuisement des points de la plus courte (en nombre de points) forme d'onde (FOT), (F01) ou (F02).

I1 s'agit donc également ici d'un cas particulier de modulation de fréquence. pour lequel le pas de description de l'interprétation élémentaire cherchée est variable.

L'oeuvre monophonique cherchée, comportant ici une seule macrointerprétation, correspond alors à la description simultanée, au cours du temps. des deux interprétations élémentaires précédemment construites, et d'une forme d'onde de pression acoustique choisie par l'utilisateur. Le protocole de cette description simultanée sera examiné plus loin, dans la section consacrée à l'unité de commande.

La figure 7 illustre le calcul des deux interprétations élémentaires précédentes, ainsi que l'oeuvre monophonique résultante (t et I ont, dans cette figure. les mêmes significations que précédemment). En figure 7a est représentée la forme d'onde (FNS) de note/silence initiale, pour laquelle seules les valeurs 0 et 1 sont, par définition, possibles et alternées ; les points d'échantillonnage y sont représentés de la manière habituelle, les traits pleins épais matérialisent les intervalles temporels constants (notés (PN)) de constance des intensités échantillonnées, et les traits pleins fins matérialisent les transitions entre valeurs d'intensités différentes successives ; notons également, à titre de remarque, que la durée d'une telle forme d'onde de note/silence n'est a priori pas limitée. En figure 7e est représentée la forme d'onde de tonalité initiale, notée (FOT) et identique à celle utilisée dans les deux figures précédentes (fonction triangle échantillonnée avec le pas (PT)). En figures 7b et 7c sont représentées les deux formes d'onde (FOi) et (F02), modulatrices des deux formes d'onde précédentes dans l'ordre de modulation choisi ; pour la clarté de l'exemple. (F02) est choisie homothétique de (F0 1), cette dernière étant identique aux formes d'onde (FOA) et (FOF) des figures S et 6 ; les pas de description de (FOi) et (F02) sont respectivement notés (P1) et (P2), mais n'interviennent pas dans les calculs. En figure 7d est représenté le résultat (IEN) de la modulation double de la forme d'onde (FNS) par (FOi) et (F02), tandis qu'en figure 7f est représenté le résultat (IET) de la modulation double de la forme d'onde de tonalité (FOT) par ces mêmes formes d'onde (FOi) et (F02); dans ces deux sous-figures, les points d'échantillonnage sont représentés de la manière habituelle, les traits pleins épais matérialisent les intervalles temporels variables (notés respectivement (PVN) et (PVT)) de constance des intensités échantillonnées, et les traits pleins fins matérialisent les transitions entre valeurs d'intensités différentes successives. On remarquera que chaque durée (PVT) est égale à la somme de deux durées de type (PVN) pour les notes et silences successifs correspondants; ce dernier fait est d'ailleurs illustré en figure 7g, qui représente de manière symbolique l'oeuvre musicale monophonique finale: les zones hachurées matérialisent les intervalles temporels de silences, les traits pleins épais les valeurs et durées de notes calculées précédemment.

Les exemples précédents faisaient appel aux variations de tonalité au cours du temps ; il est bien évident que tous les paramètres musicaux et dimensions spatiotemporelles (temps, longueur rectiligne ou angle) conviennent également pour ces types de calcul ou ceux développés dans le même esprit.

La nature (fixe, variable ou indéfinie) du pas de description des données d'une interprétation élémentaire (et, de manière plus générale, de toutes les données d'intérêt spectroscopique ou musical utilisées dans le cadre de la présente invention) conduit à la nécessité d'un arrangement particulier de ces données selon les cas. Outre la présence obligatoire d'un en-tête de fichier (voir plus loin), deux types de classement des données numériques sont à prévoir:
- pour les fichiers de types spectres, formes d'onde homothétiques de spectres, transformées de Fourier inverses de spectres et, de manière plus générale, pour toutes les interprétations élémentaires ou formes d'onde musicales à pas de description fixe, les valeurs d'ordonnées (et éventuellement de phase) sont simplement juxtaposées, sur 16 bits ou davantage pour chacune. dans l'ordre de la description des données du fichier. Le pas de description mentionné dans l'en-tête du fichier permet alors le décodage de celui-ci;
- pour les fichiers d'interprétations élémentaires à pas de description variable (ce qui est signalé dans les en-têtes desdits fichiers). chaque valeur d'ordonnée (codée sur 16 bits ou davantage) est immédiatement suivie de la valeur numérique du pas (longueur, angle ou temps) au cours duquel cette valeur d'ordonnée reste constante ; la longueur de ce pas pouvant être très variable (par exemple, entre 1/48000 Hz et plusieurs minutes pour les formes d'onde décrites temporellement), celui-ci peut être codé, selon un algorithme de compression simple, sur un nombre d'octets variable ; la philosophie de l'agencement des données des fichiers d'interprétations élémentaires à pas de description variable est donc très semblable à celle de présentation des données des séquences Midifile, et doit d'ailleurs permettre le cas échéant une conversion aisée de ces données au format Midifile.

Un exemple d'en-tête de fichier utilisé en spectrométrie d'absorption infrarouge est décrit plus loin (voir la section consacrée à la description du spectromètre) ; cet exemple peut servir de base (avec bien sûr des aménagements variables, selon les cas) pour la conception des en-têtes des présents fichiers.

Les considérations précédentes conduisent aux précisions suivantes sur les conventions de noms d'extensions attribuées aux fichiers, de manière générale dans le cadre de la présente invention:
a) pour les fichiers de type spectre (fichiers transformées de Fourier), les noms d'extension suivants sont adoptés:
- (.SP), pour phases nulles pour tous les éléments spectraux (quels que soient v et g), et aucun paramètre musical décrit;
- (.MAT), pour phases quelconques et non toutes nulles pour tous les éléments spectraux, et aucun paramètre musical décrit;
- (sigle évocateur du paramètre musical considéré), pour phases quelconques et non toutes nulles pour tous les éléments spectraux. et description d'un paramètre musical donné (le fichier spectre étant utilisable, à cette occasion, comme forme d'onde);
b) pour les fichiers de type transformée de Fourier inverse, les noms d'extension suivants sont adoptés:
- (.IG), pour phases nulles pour tous les éléments spectraux (quels que soient v et 8'), et aucun paramètre musical décrit;
- (.MAT), pour phases quelconques et non toutes nulles pour tous les éléments spectraux. et aucun paramètre musical décrit;
- (sigle évocateur du paramètre musical considéré), pour phases quelconques et non toutes nulles pour tous les éléments spectraux. et description d'un paramètre musical donné
c) pour les fichiers de macrointerprétations, un nom d'extension, reconnaissable et évocateur de cette catégorie de fichiers, est adopté ; plusieurs noms de ce type peuvent même être créés, pour désigner respectivement des sous-catégories de fichiers de macrointerprétations.

Rappelons qu'outre le point ".", l'extension d'un fichier comporte un nombre fini de lettres (au maximum 3 sur plateforme PC sous DOS).

La figure 8 est une représentation synoptique de la partie matérielle de la présente invention. Chacun de ses éléments constitutifs fait à présent l'objet d'une discussion détaillée.

Le spectromètre (SPM) peut être d'absorption infrarouge ou de diffusion Raman.

Cet appareil doit enregistrer les spectres aussi rapidement que le permet la technologie actuelle (l'idéal serait l'obtention instantanée de ces spectres) si l'on veut se réserver la possibilité d'auditionner les oeuvres musicales en temps réel, simultanément à l'obtention des spectres correspondants. Pour cette raison, le spectromètre infrarouge doit être à transformée de Fourier (il peut par ailleurs fournir, dans ce cas, les interférogrammes en sus des spectres). et le spectromètre Raman doit être de type multicanal.

Pour un spectre, l'intervalle spectral étudié (en cm-l, et dans la limite des gammes spectrales des source(s), composants optiques et détecteur(s)) ainsi que le pas d'échantillonnage (en nombre de points par cm-l), doivent bien évidemment être ajustables par l'utilisateur ; par exemple pour le pas d'échantillonnage, 1 point tous les cm-l constitue un standard, mais 1 point tous les 0,1 cm-l n'est pas excessif dans certains cas. fl en est de même pour le choix possible du nombre de points d'acquisition d'un interférogramme (de 1000 à 10000 points. par exemple). Par ailleurs, l'appareil doit être conçu pour fournir une résolution spectrale suffisante (meilleure que le cm-l et, en tout état de cause, en relation avec la nature des échantillons à analyser (solides, liquides, gaz)) et ajustable. Le temps d'intégration de l'information pour chaque élément spectral doit être également réglable.

Enfin, un codage sur 16 bits des intensités constitue le minimum acceptable pour la numérisation d'un spectre, mais un nombre de bits supérieur (32, par exemple) peut être préféré (et doit d'ailleurs être adopté. dans le cas de l'acquisition d'interférogrammes).

Il est enfin à noter que, bien que les processus d'interaction rayonnement-matière et techniques d'appareillage diffèrent en spectrométries infrarouge et Raman, un choix possible d'appareil hybride peut être celui d'un spectromètre infrarouge à transformée de
Fourier muni d'un accessoire de spectrométrie Raman et d'un laser d'excitation dans le proche infrarouge, cet appareil présentant toutefois certaines limitations d'utilisation.

Les données spectrales (DS) issues du spectromètre se présentent sous forme de fichiers spectres (extension .SP) ou interférogrammes (extension .IG). Chacun de ces fichiers possède un en-tête minimal permettant notamment l'archivage des conditions expérimentales initiales ; à titre d'exemple (mais cela n'est pas restrictif), cet en-tête peut se présenter (en clair) comme celui existant. en spectrométrie infrarouge, sur les fichiers au format JCAMP-DX, et mentionnant les éléments suivants:
- titre du spectre;
- version de format;
- type de données;
- origine (échantillon)
- opérateur;
- date;
- heure;
- type de spectromètre;
- type de détecteur;
- type d'apodisation (en infrarouge seulement);
- résolution (en cm-1);
- sens et amplitude de variation de l'abscisse d'un point à l'autre (delta x);
- unité en abscisse;
- unité en ordonnée;
- facteur de normation en abscisse, par rapport aux données d'abscisse inscrites dans le fichier;
- facteur de normation en ordonnée, par rapport aux données d'ordonnée inscrites dans le fichier;
- valeur d'abscisse du premier point d'enregistrement;
- valeur d'abscisse du dernier point d'enregistrement;
- nombre de points du fichier;
- valeur de l'ordonnée du premier point d'enregistrement;
- valeur maximale en ordonnée de l'enregistrement;
- valeur minimale en ordonnée de l'enregistrement;
- nombre de spectres individuels successifs (pour un fichier constitué d'une succession de spectres adjacents enregistrés selon la direction 8').

L'en-tête d'un spectre Raman doit posséder, outre les éléments précédents, les renseignements suivants:
- longueur d'onde laser excitatrice;
- configuration de l'appareil utilisée pour la dispersion spectrale (additive, soustractive,...);
- type(s) de réseau(x) utilisé(s)
- nombre de traits au millimètre pour chaque réseau;
- abscisse centrale (en nombre d'ondes, observée par le pixel central du détecteur multicanal) de l'enregistrement.

Chacun de ces fichiers peut subir, si l'utilisateur le désire et dans un but de normalisation, les traitements suivants, à l'aide de programmes préalablement établis et stockés dans le microordinateur (MSP) (fig.8) commandant le spectromètre:
1) En spectrométrie Raman (fichiers spectres)
- Correction, autant que faire se peut, de la courbe de réponse en intensité du spectromètre (préalablement mise en mémoire dans l'ordinateur), selon le mode de dispersion et le détecteur choisi.

- Correction en abscisse : calcul point par point, à partir du spectre initial et d'un spectre d'émission de raies fines aux nombres d'ondes connus dans le vide, du spectre aux nombres d'ondes corrigés et correspondant alors à la propagation dans le vide des ondes électromagnétiques correspondantes.

Suite à ces corrections (facultatives), les fichiers conservent leur extension (.SP) mais se voient affecter un additif à leur en-tête mentionnant la nature de la (des) correction(s) effectuée(s): "Correction en ordonnée", "Courbe de réponse utilisée (...)", "Correction en abscisse", "Spectre de raies utilisé (...)".

- Calcul de la transformée de Fourier inverse du spectre, une phase nulle étant affectée à chaque élément spectral pour toutes valeurs de v et 8' (les autres choix éventuels de phase sont décidés dans l'unité de traitement, voir plus loin) ; le fichier créé, à l'image d'un interférogramme en spectrométrie infrarouge, se voit affecter une extension (.IG) ainsi que l'additif suivant à son en-tête: "Transformation de Fourier inverse de spectre Raman avec phases nulles".

2) En spectrométrie infrarouge (fichiers spectres)
- Soustraction, au spectre brut en absorbance de l'échantillon considéré (spectre tenant compte également, en fait, des absorptions de la cellule à échantillon et de l'éventuel solvant), du spectre en absorbance dû aux seuls cellule et solvant éventuel : on dispose alors du spectre en absorbance de l'échantillon seul, avec les mêmes types d'en-tête et d'extension (.SP) que précédemment.

Calcul de la transformée de Fourier inverse de ce spectre. en affectant une phase nulle à chaque élément spectral pour toutes valeurs de v et 8'; le fichier résultant se voit alors affecter l'extension (.IG) et l'en-tête approprié.

Notons que des précisions supplémentaires sur tous les fichiers spectres et leurs transformations de Fourier inverses seront founies plus loin, dans la section consacrée à l'unité de traitement.

Notons enfin que le microordinateur (MSP) doit également permettre de présenter tous les fichiers. à l'aide de programmes de conversion appropriés, sous un format standard (à l'image de celui décrit précédemment), afin de rendre leur exploitation possible par l'unité de traitement (UT) décrite plus loin.

La mémoire de masse de stockage des données (MMS) est une mémoire de masse de type disque dur de grande capacité et à temps d'accès réduit, assurant le stockage:
- des fichiers de données spectrales (DS);
- d'autres fichiers de données (courbes et fonctions mathématiques utiles à l'expérimentateur)
- des fichiers d'interprétations élémentaires (IE) générées par l'unité de traitement (UT) décrite ci-après;
- des fichiers audionumériques associés aux macrointerprétations;
- des sous-répertoires de fichiers audionumériques associés aux oeuvres musicales;
L'unité de traitement (UT) génère les interprétations élémentaires et en définit les paramètres, à partir des données (données spectrales, et autres interprétations élémentaires) issues de la mémoire de masse de stockage des données (MMS). Elle transmet ces nouvelles interprétations élémentaires à cette même unité de stockage. Les échanges de données possibles sont donc symbolisés par les trois lignes fléchées reliant (UT) à (MMS).

La figure 9 est une représentation synoptique des éléments constitutifs de cette unité de traitement. Ceux-ci sont choisis de manière à procurer à l'utilisateur la plus grande ergonomie possible dans le processus -parfois complexe- de création d'interprétations musicales élémentaires. On dénombre ainsi:
a) Un calculateur (CT) (unité centrale) utilisant le logiciel approprié pour la sélection des données utiles dans l'unité de stockage, le calcul (et la modification des paramètres) des formes d'onde musicales porteuses et modulatrices, le calcul et le stockage des interprétations élémentaires; ce logiciel, ainsi que ses additifs nécessaires à la gestion et au fonctionnement de l'ensemble de la machine, est également à réaliser dans le cadre de la présente invention ; certaines de ses caractéristiques graphiques sont évoquées plus loin.

b) Un moniteur couleur moyenne résolution (1) permettant l'affichage et la sélection des paramètres musicaux porteurs.

c) Un moniteur couleur moyenne résolution (2) permettant l'affichage et la sélection des formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux porteurs.

d) Un moniteur couleur haute résolution (3), dédié au choix des pas de lecture initiaux et directions de description, et aux modifications structurales et compositionnelles, pour les formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux porteurs.

e) Un moniteur couleur moyenne résolution (4) permettant l'affichage et la sélection des paramètres musicaux modulateurs.

f) Un moniteur couleur moyenne résolution (5) permettant l'affichage et la sélection des formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux modulateurs.

g) Un moniteur couleur haute résolution (6), dédié au choix des pas de lecture initiaux et directions de propagation, et aux modifications structurales et compositionnelles, pour les formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux modulateurs.

h) Un moniteur couleur moyenne résolution (7) permettant l'affichage et la sélection des types de modulation (TM) choisis pour les calculs des points de modulation (PM).

Les écrans (1) à (7) peuvent être cathodiques ou à cristaux liquides (et éventuellement rétroéclairés dans ce dernier cas) ; leur taille conseillée est d'au moins 14 pouces de diagonale.

Dans un but d'ergonomie maximale et de rapidité de création des interprétations élémentaires, le matériel ainsi que la programmation utilisée par le calculateur, dans le cadre de la présente invention, doivent permettre une sélection et une édition sensitives, au moyen de la pression du doigt à la surface des écrans (1), (2), (4), (5) et (7), de tous les choix affichés sur ces derniers. Cette édition sensitive est complétée, pour les utilisateurs qui le préfèrent ou pour des ajustages précis de paramètres, par deux claviers (CLP) et (CLM) et souris respectives (SOP) et (SOM), affectés respectivement aux écrans (1), (2), (3) pour (CLP) et (SOP), et (4), (5), (6), (7) pour (CLM) et (SOM).

j) Un écran (ECLP) tactile monochrome à cristaux liquides, rétroéclairé et de grandes dimensions (p. ex. 50 cm x 20 cm), aux pixels de tailles suffisamment petites (p.

ex. 1 mm2 par pixel) pour permettre un affichage et une édition corrects, avec une dynamique en fréquence d'environ 5000, d'un spectre associé à une forme d'onde musicale porteuse quelconque. Cet écran est utilisé, en relation avec l'écran (3), pour effectuer des modifications structurales et compositionnelles sur les formes d'onde musicales porteuses, au travers de leurs spectres associés. fl sert également, dans ce contexte, à l'affichage et à la modification des formes d'onde porteuses elles-mêmes.

k) Un écran (ECLM) tactile monochrome à cristaux liquides, rétroéclairé et de grandes dimensions (p. ex. 50 cm x 20 cm), aux pixels de tailles suffisamment petites (p.

ex. 1 mm2 par pixel) pour permettre un affichage et une édition corrects, avec une dynamique en fréquence d'environ 5000, d'un spectre associé à une forme d'onde musicale modulatrice quelconque. Cet écran est utilisé, en relation avec l'écran (6), pour effectuer des modifications structurales et compositionnelles sur les formes d'onde musicales modulatrices, au travers de leurs spectres associés. I1 sert également, dans ce contexte, à l'affichage et à la modification des formes d'onde modulatrices elles-mêmes.

Les traits épais reliant le calculateur (CT) aux écrans, claviers et souris susnommés symbolisent les connexions en réseau permettant les échanges d'informations entre cette unité centrale et ces périphériques (interfaces utilisateur).

L'ensemble des modules d'affichage peut être disposé en console verticale, inclinée ou horizontale, présentant par exemple les éléments dédiés aux modulateurs à sa gauche et les éléments dédiés aux porteurs à sa droite. Claviers et souris peuvent être respectivement disposés en partie gauche (pour (CLM) et (SOM)) et droite (pour (CLP) et (SOP)) de ladite console. Dans la même logique, l'écran (ECLP) (resp. (ECLM)) est disposé en visà-vis du clavier (CLP) (resp. (CLM)) (voir figure 9).

Le protocole à respecter, pour la création d'une interprétation élémentaire à partir de la présente unité de traitement, est le suivant:
1) validation d'un paramètre musical porteur;
2) validation d'une forme d'onde musicale porteuse destinée à décrire le paramètre précédent;
3) validation d'un (ou plusieurs) paramètre(s) musical (musicaux) modulateur(s);
4) validation d'une (ou plusieurs) forme(s) d'onde musicale(s) modulatrice(s) destinée(s) à décrire respectivement le(s) paramètre(s) précédent(s);
5) définition du point (simple ou multiple) de modulation, et calcul de l'interprétation élémentaire résultante.

Ce protocole peut être réitéré autant de fois que souhaité, pour l'obtention d'un ensemble d'interprétations élémentaires qu'il est alors possible de regrouper (en respectant certaines règles évoquées plus loin) sous forme de macrointerprétations ; ces dernières sont elles-mêmes regroupables sous forme d'oeuvres musicales. Notons par ailleurs deux simplifications possibles à ce protocole:
- omission de l'étape 1) et/ou de l'étape 3), si le(s) paramètre(s) musical (musicaux) initialement décrit(s) par les formes d'onde porteuse et/ou modulatrice(s) sélectionnées en 2) et 4) doivent être conservés;
- omission des étapes 3), 4) et 5) (ou des étapes 1), 2) et 5)), pour l'obtention d'interprétations élémentaires plus simples dont le calcul ne nécessite pas le recours à la matrice de modulation.

Le cahier des charges des modes d'affichage, de sélection, d'édition, de calcul et de sauvegarde de tous les fichiers et paramètres utilisés dans l'unité de traitement, fait à présent l'objet d'une description détaillée (les textes figurant sur les écrans sont ici mentionnés en français, mais peuvent bien évidemment l'être en anglais ou dans une autre langue).

La figure 10 présente l'affichage des écrans (1) et (4) précédents, dédiés respectivement aux paramètres musicaux porteurs et modulateurs. Le bandeau supérieur (BS) indique la nature des informations à l'écran, soit respectivement pour (1) et (4) les mentions "Paramètres musicaux porteurs" et "Paramètres musicaux modulateurs". Ces paramètres sont classés par familles de paramètres d'un même type (p. ex. de volume sonore, tonalité, filtrage..., comme décrit précédemment), certaines de ces familles pouvant le cas échéant être réduites à un seul élément (p. ex. numéro de son dans une banque) ou à zéro élément (choix d'aucun paramètre musical). Ces familles sont mentionnées en clair, à l'aide de leur nom, dans les cases (FPA) de la colonne de gauche de l'écran, à raison d'une famille par case. Le bandeau (FAP) surmontant celles-ci porte en clair la mention "Familles de paramètres". La consultation de la liste des familles (pouvant dépasser la capacité d'affichage de l'écran) s'effectue verticalement à l'aide des boutons (BB) (descente rapide dans la liste), (B) (descente lente dans la liste), (H) (montée lente dans la liste) et (HH) (montée rapide dans la liste), jouant le rôle d'ascenseurs. La sélection d'une famille est effectuée par simple pression du doigt (ou clic de la souris) sur la case correspondant à la famille souhaitée : celle-ci apparaît alors dans une couleur différente des autres (on peut par exemple convenir, pour la suite de l'exposé, des couleurs verte pour les cases sélectionnées et grise pour les cases non sélectionnées). Les noms des paramètres musicaux de la famille sélectionnée apparaissent alors simultanément en clair dans des cases, à raison d'un nom par case, sur la partie de droite de l'écran. Cette dernière est surmontée d'un bandeau (LPF) portant en clair la mention "Paramètres de la famille (... nom de la famille ...)". Le parcours de la liste des paramètres d'une même famille (classés dans les cases (PMX), et pouvant en outre être affichés sur plusieurs colonnes) peut être effectué à l'aide des boutons (BB), (B), (H) et (HH), aux rôles respectivement identiques à ceux des boutons précédents de mêmes noms. la sélection d'un paramètre d'une famille donnée est effectuée de la même manière que précédemment, par simple pression du doigt ou clic de souris sur la case souhaitée. L'extension de tout fichier (existant ou à construire) décrivant ce paramètre musical est alors mentionnée, pour mémoire, dans la case (.EXT) figurant en bas de l'écran ; le nom de cette extension est choisi, lors de la programmation du logiciel, pour décrire sous forme abrégée et évocatrice le nom du paramètre concerné (par exemple .PAC pour la pression acoustique, .AT pour une durée d'attaque d'enveloppe, etc...). La validation (sélection définitive pour la suite des opérations) du paramètre musical sélectionné peut être effectuée de deux manières : double pression rapide du doigt ou double clic de souris sur la case retenue (préalablement sélectionnée ou non), ou sélection du paramètre suivie d'une simple pression du doigt ou d'un simple clic de souris sur la case (VAL) en bas de l'écran. On convient également d'une couleur différente d'affichage (par exemple le rouge) pour une case contenant un paramètre validé. La désélection des familles ou paramètres non validés (i.e. simplement sélectionnés, mais sans confirmation du choix) s'effectue par simple clic de souris ou pression du doigt sur les cases correspondantes, ou sur d'autres cases non sélectionnées (ce qui entraîne, dans ce dernier cas, une nouvelle sélection). La désélection (annulation du choix) d'un paramètre validé s'effectue, soit par la validation d'un autre paramètre selon le descriptif précédent, soit par simple pression du doigt ou clic de souris sur la case (ANNUL) en bas de l'écran (notons qu'un paramètre musical sélectionné et sa case correspondante de couleur verte peuvent coexister sur l'écran avec un paramètre musical validé et sa case correspondante de couleur rouge, mais que seul ce dernier est retenu pour la suite des opérations si aucune nouvelle validation n'est effectuée). Notons que la case d'un paramètre désélectionné (initialement validé ou non) reprend une couleur grise. Un simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (FOR) en haut et à droite de l'écran permet d'agrandir ou de réduire globalement la taille de tous les bandeaux et cases précédents, afin d'en faire éventuellement varier la distance de lisibilité par l'opérateur (proche ou éloigné, à un instant donné, de la machine) ; cette opération peut être éventuellement répétée plusieurs fois, afin de disposer de plusieurs rapports d'agrandissement ou de réduction ; les tailles des cases, bandeaux et textes sont alors modifiées mais de manière qu'en tout état de cause:
- la totalité d'une information élémentaire inscrite (mot, extension, ...) apparaisse toujours en clair, sans troncature;
- la taille minimale de tout élément (case ou bandeau) reste suffisante, lors de la plus petite réduction, pour qu'une pression du doigt ou un clic de souris sur l'un d'entre eux puisse être interprétée sans risque d'interférence avec les éléments adjacents (par exemple: 15 mm x 15 mm pour une case (BB), (H), (VAL), ...).

La validation des paramètres étant effectuée, en accord avec ce qui précède, le choix des formes d'ondes associées peut avoir lieu, en accord avec ce qui suit. Si aucun paramètre n'est validé, aucune nouvelle forme d'onde porteuse ou modulatrice ne peut être créée, les formes d'onde déjà existantes étant sélectionnables, validables et utilisables telles quelles, également en accord avec ce qui suit.

La figure 11 présente l'affichage des écrans (2) et (5), dédiés aux formes d'onde déjà créées ou utilisées dans le présent système (écrans (2) et (5)) ainsi qu'à la création de nouvelles formes d'onde porteuses (écran (2)) et modulatrices (écran (5)). Les fichiers de données spéciales ou de fonctions mathématiques, utilisables par exemple pour traiter les données de formes d'onde ou de spectres (voir plus loin), apparaissent également ici. Le bandeau supérieur (BS) indique en clair la mention "Formes d'onde". Les formes d'onde, associées aux données spectrométriques brutes (spectres. interférogrammes) ou aux interprétations élémentaires déjà construites à partir de ces dernières à l'aide de la présente unité de traitement, décrivent initialement chacune un paramètre spectroscopique ou musical dont le nom de l'extension figure dans la liste des extensions, classées par ordre alphabétique, en colonne centrale de l'écran. En d'autres termes, chaque fichier de forme d'onde (au sens large), expérimental ou construit à partir de l'expérience grâce à la présente unité de traitement, est répertorié ici et possède l'extension, visible en colonne centrale de l'écran, désignant le paramètre spectroscopique ou musical décrit par cette forme d'onde; par ailleurs, d'autres fichiers de données spéciales (courbes ou formes d'onde) ou de fonctions mathématiques utiles à l'opérateur, sont également répertoriés ici et possèdent leur propre extension (.MAT), également visible en colonne centrale de l'écran ; en l'état, ils ne décrivent (mais il ne tient qu'à l'utilisateur d'en décider autrement, via la présente unité de traitement) aucun paramètre spectroscopique ou musical. Le bandeau supérieur (PD) de la colonne centrale porte en clair la mention "Paramètre décrit", et la case (NM) immédiatement au dessous mentionne le nom du paramètre correspondant à l'extension (.EXT), éventuellement sélectionné ; cette case (NM) peut éventuellement s'étendre sur plusieurs lignes pour des raisons éventuelles de lisibilité entière du nom du paramètre considéré. Le parcours de la liste des extensions (.EXT), dont les noms figurent dans les cases (CSC) de la colonne centrale de l'écran, et la sélection de l'une d'entre elles, sont possibles grâce aux cases de type (BB), (B), (H) et (HH) ainsi qu'aux pressions du doigt ou simples clics de souris décrits précédemment ; en cas de sélection, la case (CSC) de l'extension associée au paramètre sélectionné ainsi que celle (NM) mentionnant le nom de celui-ci apparaissent alors en vert pour la circonstance, et toutes les formes d'onde associées déjà existantes apparaissent sur l'écran, classées par ordre alphabétique, en partie gauche pour les données spectroscopiques et fonctions mathématiques, ou en partie droite pour les interprétations élémentaires. La désélection d'une case (CSC) s'effectue par ailleurs comme indiqué précédemment. Il est également possible de ne sélectionner aucune extension, grâce à la pression du doigt ou le clic de souris sur la case (TOUT), située en bas et au centre de l'écran: les formes d'onde apparaissent alors toutes, classées par ordre alphabétique, dans leurs colonnes de gauche et de droite respectives.

La partie de gauche de l'écran, dont le bandeau supérieur indique en clair la mention "Données spectrométriques et fonctions", est consacrée à la liste des données spectrométriques de type spectre (extensions (.SP)) ou interférogramme (extensions (.IG)); elle contient également la liste de toutes les courbes et fonctions mathématiques particulières (constante, sinus, spectres et formes d'onde n'étant associées à aucun paramètre musical, ...) utiles à l'expérimentateur (extensions .MAT). Les fichiers correspondants à ces données sont présentés ici sous formes de cases (CSG) individuelles, dont les parties gauche mentionnent les noms des fichiers, et les parties droite les extensions correspondantes. Seuls les fichiers d'un même type (i.e. décrivant le même paramètre) peuvent être affichés simultanément à l'écran, suite à la sélection préalable de l'extension correspondante en partie centrale de l'écran ; si aucune sélection préalable n'est effectuée, ou en cas d'activation de la case (TOUT), l'ensemble des fichiers de la liste, aux noms classés par ordre alphabétique, est affiché. Les cases (BB), (B), (H) et (HH) en bas de la liste jouent le rôle habituel pour le parcours de cette dernière.

La sélection d'un fichier particulier est effectuée par un unique clic de souris ou pression du doigt dans la case correspondante, qui passe du gris au vert pour la circonstance. La sélection simultanée de plusieurs fichiers (possédant ou non la même extension, selon les cas) est effectuée de la manière suivante: appui et maintien d'un doigt sur la case (MULTI) (ou sur la touche (SHIFT) du clavier), puis sélection de tous les fichiers (d'un autre doigt ou à l'aide de la souris). La sélection multiple est utile pour le calcul des interprétations élémentaires utilisant une modulation matricielle à point de modulation multiple ; l'ordre de la sélection étant évidemment important, un numéro (p. ex.

de 0 à 99) est attribué à chaque fichier dans l'ordre de sa sélection, et est repris, pour information en cours de sélection, sur la case (NO) à droite de la case (MULTI). La sélection d'une forme d'onde sur l'écran (2) (resp.( )) s'accompagne par ailleurs de l'affichage simultané, sur l'écran (3) (resp. (6)), de ses caractéristiques générales (autrement dit, de l'affichage de l'en-tête du fichier correspondant, ainsi que de cette forme d'onde sur simple demande, voir plus loin) ; en cas de sélection multiple. les caractéristiques de toutes les formes d'onde de la liste sont affichées, dans l'ordre de leur sélection.

La validation, pour la suite des opérations, d'une forme d'onde sélectionnée (ou de plusieurs formes d'onde sélectionnées simultanément) s'effectue de la même manière que dans le cas d'un paramètre musical: double pression du doigt ou double clic de souris sur la case de la forme d'onde sélectionnée (ou sur l'une des cases sélectionnées, en cas de sélection multiple), ou pression ou clic de souris sur la case (VAL) : la ou les cases validées apparaissent alors en rouge. Du point de vue calcul, le processus de validation des formes d'onde porteuses (resp. modulatrices), affectées (à l'aide de l'écran (2) (resp. (5))) à des paramètres porteurs (resp. modulateurs) validés précédemment à l'aide de l'écran (1) (resp. (4)), s'accompagne de deux opérations distinctes:
1) La création d'un fichier. s'il n'existe déjà, contenant les données numériques de la forme d'onde sélectionnée sur l'écran (2) (resp. (S)) ainsi que toutes ses caractéristiques (direction et pas de description, paramètre musical décrit, ...) définies grâce aux écrans (1), (2) et (3) (resp. (4), (5) et (6)); ce fichier est sauvegardé, s'il n'existe déjà, à l'aide d'une boîte de dialogue apparaissant en gros caractères sur l'écran (3) (resp.(6)), sous un nom possédant l'extension affectée au paramètre musical porteur (resp. modulateur) précédemment validé à l'aide de l'écran (1) (resp. (4)); le résultat de la sauvegarde (et, en tout état de cause, de la validation) apparaît alors. s'il n'y figurait déjà, en partie droite de l'écran sous forme d'une case supplémentaire mentionnant le nom du nouveau fichier d'interprétation élémentaire créée (voir plus loin) ; e supprimé en mémoire de masse) correspondant (occupé après validation, voir plus haut), dans le calculateur.

La partie de droite de l'écran, dont le bandeau supérieur (BSD) indique en clair la mention "Interprétations élémentaires", est consacrée à la liste des interprétations élémentaires créées à l'aide de la présente unité de traitement. Les fichiers correspondants sont présentés sous forme de cases individuelles (CSD), dont la partie gauche mentionne leur nom et la partie droite leur extension. cette dernière désignant de manière évocatrice le paramètre musical décrit. Les possibilités de parcours de la liste, d'affichage, de sélection, de validation et de désélection, décrites précédemment pour les données spectrométriques et autres fonctions, existent également pour les interprétations élémentaires; notamment, seuls les fichiers d'un même type (i.e. décrivant le même paramètre) peuvent être affichés simultanément à l'écran, suite à la sélection préalable de l'extension correspondante en partie centrale de l'écran ; si aucune sélection préalable n'est effectuée, ou en cas d'activation de la case (TOUT), l'ensemble des fichiers de la liste, aux noms classés par ordre alphabétique, est affiché. Les conséquences sur la création, la visualisation en partie de droite de l'écran, l'utilisation et la mise en mémoire des fichiers d'interprétations élémentaires sont également les mêmes que précédemment.

I1 est à noter qu'en l'absence de validation préalable de paramètre musical porteur et/ou modulateur (grâce aux écrans (1) et/ou (4)), la validation de formes d'onde porteuses et/ou modulatrices (grâce aux écrans (2) et/ou (5)) est une simple validation de formes d'onde déjà existantes, sans en créer de nouvelles, pour la suite des opérations ; aucun nouveau fichier n'est donc créé (selon l'opération 1) précédente) dans ce contexte, mais les données des fichiers existants, correspondant aux formes d'onde validées, sont tout de même copiées dans des mémoires tampon, selon l'opération 2) précédente. D'autre part, en l'absence de validation préalable de paramètre musical porteur et/ou modulateur (grâce aux écrans (1) et/ou (4)), la sélection de formes d'onde porteuses et/ou modulatrices (grâce aux écrans (2) et/ou (5)) permet d'utiliser celles-ci telles quelles (après validation) avec leurs paramètres musicaux initiaux, ou de les modifier de diverses manières pour en créer (et valider) de nouvelles (voir plus loin).

fl est également à noter qu'après validation préalable de paramètre musical porteur et/ou modulateur (grâce aux écrans (1) et/ou (4)), la validation de formes d'onde porteuses et/ou modulatrices (grâce aux écrans (2) et/ou (5)) s'accompagne de la création de nouveaux fichiers (comme signalé précédemment), mais qu'aucun fichier antérieur n'est supprimé.

La partie de droite de l'écran consacrée aux interprétations élémentaires comporte. en bas de page, deux cases supplémentaires (PREC) et (SUIV). Un simple clic de souris (ou pression du doigt) sur la case (PREC) après sélection ou validation d'une interprétation élémentaire, fait instantanément apparaître (et sélectionne en vert) sur les écrans les noms des formes d'onde (écrans (2) et (5)), noms des paramètres musicaux choisis (écrans (1) et (4)), caractéristiques des formes d'onde (écrans (3) et (6)), et type de modulation éventuel (écran (7)) à l'origine de cette interprétation élémentaire. Cette opération est répétable, sur l'un ou l'autre des écrans (2) et (5), autant de fois que souhaité jusqu'à ce que les formes d'onde alors affichées soient directement issues des données spectrométriques brutes (en d'autres termes. jusqu'à ce qu'elles aient l'extension (.IG) ou (.SP) et apparaissent à gauche de l'écran). Ce type de "retour en arrière", en apparence complexe mais d'exécution rapide.

permet d'éditer des interprétations élémentaires déjà créées, en modifiant ponctuellement leurs caractéristiques alors affichées sur les écrans. afin de créer rapidement de nouvelles interprétations élémentaires si le besoin s'en fait sentir; il permet également de retrouver l"'historique" du processus de création d'une interprétation élémentaire donnée. Le retour, de proche en proche, à la dernière interprétation élémentaire créée, est d'autre part possible à l'aide de la case (SUIV), selon le mode d'utilisation habituel du doigt ou de la souris sur l'écran.

Les cases (T), (X), (Y), (Z), (TX), (TY) et (TZ), contenues dans la ligne à droite du bandeau (DDD) mentionnant en clair l'inscription "Direction de description", permettent le choix (par simple pression du doigt ou clic de souris sur la case correspondante) de la direction temporelle, linéaire ou angulaire de description souhaitée, pour une forme d'onde sélectionnée. L'information correspondante doit être en tout état de cause définie (si elle ne l'est déjà) avant la validation, pour toute nouvelle utilisation, de cette forme d'onde. Cette information (ainsi que la distance des sources sonores par rapport à l'auditeur, dans le cas d'une direction angulaire de description) peut être également définie à l'aide des écrans (3) et (6), comme cela sera décrit plus loin.

Comme tel était le cas pour les écrans (1) et (4), les noms des fichiers de données spectrométriques et d'interprétations élémentaires sont présentables sur une ou plusieurs colonnes sur les écrans (2) et (5). La case (FOR) en haut et à droite de ces écrans offre les mêmes possibilités d'agrandissement ou de réduction, et avec les mêmes contraintes d'affichage, que précédemment.

La figure 12 présente l'affichage des écrans (3) et (6), dédiés aux choix des pas de lecture et directions de propagation, ainsi qu'aux modifications structurales et compositionnelles des formes d'onde porteuses et jiiodulatrices. Ces écrans sont utilisés, dans ce but, conjointement aux écrans sensitifs à cristaux liquides (ECLP) et (ECLM), dont l'affichage typique est représenté figure 12b. Les écrans (3) et (6) sont à haute résolution par suite du plus grand nombre et de la nature des informations qu'ils contiennent. Es sont destinés à l'édition précise de graphes ou paramètres. Aussi la manipulation des données qu'ils affichent n'est effectuable qu'à l'aide du clavier et de la souris, contrairement au cas des écrans décrits précédemment. L'édition tactile est toutefois préservée, dans un but de rapidité et pour les personnes qui le préfèrent, grâce aux écrans (ECLP) et (ECLM) qui reprennent certains éléments d'affichage des écrans (3) et (6) (spectres et formes d'onde) ; la description et l'utilisation de ces écrans (ECLP) et (ECLM) seront examinées plus loin.

La dernière ligne d'affichage de l'écran (3) (ou (6)) est consacrée à la propagation des formes d'onde: les cases (DES), (DIR) et (PAS), muettes, portent respectivement les inscriptions "Description", "Direction" et "Pas", les deux dernières de ces mentions étant visuellement dirigées vers les choix correspondants, respectivement en parties gauche et droite de cette ligne d'affichage. Les cases (T), (X), (Y) et (Z) désignent les directions de description, respectivement temporelle et suivant les axes x, y, et z du laboratoire, possibles pour les formes d'onde. Les cases (TX), (TY) et (TZ) désignent des directions courbes (angulaires) de description des formes d'onde à une distance r fixe de l'auditeur, cette description étant alors repérée par la valeur d'un angle de rotation respectif Ox, Oyç 0z autour d'un axe correspondant x, y, z traversant l'auditeur situé à la distance r de toutes les sources de description de la forme d'onde considérée (les directions courbes de description décrivent mieux le panoramique d'un son que les directions rectilignes). La case (RA) est affectée à la validation de la valeur (comprise p. ex. entre 1 m et 100 m) du rayon r précédent (cette valeur de r n'est modifiable, bien entendu, que si la géométrie de l'installation acoustique peut être modifiée, lors d'une éventuelle tournée par exemple).

Il faut souligner et rappeler, en accord avec ce qui précède dans cet exposé, que toute direction de description, parmi celles citées, peut être attribuée à toute forme d'onde, y compris forme d'onde homothétique d'un spectre ou d'une succession de spectres. Le choix d'une direction de description est effectué par simple clic de souris sur la case correspondante.

Chaque changement de direction de description déclenche l'ouverture, sur l'écran (3) ou (6) utilisé, d'une boîte de dialogue permettant de renommer le fichier de la forme d'onde considérée.

En l'absence de choix de la part de l'utilisateur, la direction de description reste celle par défaut de la forme d'onde, c'est-à-dire celle qu'elle possédait lors de sa sélection à l'aide de l'écran (2) ou (5).

La case (CU), en bas et à droite de l'écran, est activable pour le choix de la valeur du pas initial (constant) de description de la forme d'onde: en fonction du choix précédent de direction de description, ce pas initial pourra s' exprimer respectivement en milliseconde, mètre ou degré.

En l'absence de choix de la part de l'utilisateur, la case (CU) affiche le pas de description par défaut de la forme d'onde, c'est-à-dire celui qu'elle possédait lors de sa sélection à l'aide de l'écran (2) ou (5) ; en accord avec ce qui précède, ce pas pouvait être constant (pour les spectres utilisés en tant que formes d'onde et les interprétations élémentaires à pas de description fixe), variable (pour les autres interprétations élémentaires) ou indéfini (dans le cas particulier des transformées de Fourier inverses des spectres de vibration, tels les interférogrammes auxquels aucun paramètre musical n'est encore affecté) ; ces deux derniers cas entraînent alors l'affichage respectif, dans la case (CU) considérée, de la mention "variable" ou "indéfini".

Un nouveau choix de pas initial de description écrase le pas précédent; à cette occasion, un pas de description variable ou indéfini est alors, il faut le souligner, remplacé par un pas constant pouvant notamment servir de pas initial de description pour le calcul de nouvelles formes d'onde modifiées structuralement ou compositionnellement.

Le choix d'un pas de description variable ou indéfini n'est pas possible directement (cela va de soi, en accord avec ce qui précède) en activant directement une case (CU). Un pas de description variable ne peut résulter que d'un calcul supplémentaire sur la forme d'onde.

Précisons enfin que l'affectation précise, aux cases (RA) et (CU), des valeurs numériques souhaitées, s'effectue à l'aide des outils habituellement disponibles sur microordinateur: incrémentation/ décrémentation de la valeur numérique, à l'aide des boutons gauche/droit de la souris ; ouverture d'une boîte de dialogue (validable à l'aide du clavier), suite à un double clic dans la case souhaitée....

La partie centrale de l'écran est consacrée à l'édition des formes d'onde. Cette édition présente beaucoup de points communs (mais également des différences) avec celle proposée par les éditeurs d'échantillons du commerce. Parmi les points communs, on dénombre:
- Un sélecteur de fichiers de formes d'onde ou de spectres ; notons que, dans le cadre de la présente invention, le choix d'un fichier (ou de plusieurs fichiers, en cas de sélection multiple) peut être également effectué à partir d'une sélection sur l'écran (2) (resp. (5)) qui entraîne l'affichage automatique des données correspondantes (numériques ou graphiques) sur l'écran (3) (resp. (6));
- Plusieurs fenêtres d'affichage (avec choix possible(s) parmi ces fenêtres) des données (formes d'onde ou spectres) ; visualisation possible simultanément de plusieurs fenêtres de données, ou superposition (avec couleurs différentes mais échelle identique) des données sur une même fenêtre ; affichage en deux ou trois dimensions (ou affichages en deux dimensions) de la transformée de Fourier (i.e. un spectre, ou une succession de spectres juxtaposés dans le temps ou l'espace) d'une forme d'onde stable ou évolutive; affichage de la transformée de Fourier inverse d'un spectre ou d'une succession de spectres évolutifs dans le temps ou l'espace (i.e. affichage d'une forme d'onde stable ou évolutive).

Notons que les unités d'affichage en abscisse doivent être correctes : ms (ou s), m (ou cm), ou degré, pour une forme d'onde ; Hz, cm-l (ou m"l), (degré)-l, pour un spectre en deux dimensions ; Hz, cm-l (ou m-l), (degré)-l d'une part pour l'unité de fréquence, ms (ou s), m (ou cm) d'autre part pour l'unité de direction d'évolution des spectres, pour un spectre à trois dimensions (juxtaposition de spectres) ; car n'oublions pas que la juxtaposition des spectres ainsi que la description des formes d'onde sont possibles (au sens large) dans le temps ou l'espace. Notons également que plusieurs unités (absolue, logarithmique,...) d'intensité en ordonnée peuvent être proposées, pour des applications ou comparaisons particulières.

- Une boîte à outils classiques, avec leurs icônes respectifs, d'édition d'échantillons (sur une ou plusieurs fenêtres), complétée par la possibilité d'intervention à la souris sur les zones souhaitées des spectres et formes d'onde: on y trouve les curseurs verticaux, horizontaux, l'inversion d'abscisse, d'ordonnée, la sélection de zone(s) et leur(s) édition(s) séparée(s), les outils "copier - couper - coller" et presse-papier, la suppression et/ou le collage en abscisse de zones, la duplication en abscisse de zones, le chaînage de plusieurs fichiers spectres sous forme d'un spectre résultant unique, l'addition, la soustraction, la multiplication ou la division des ordonnées de deux zones (relatives à la même fenêtre ou à des fenêtres différentes), la mise à l'échelle automatique des ordonnées relativement à une valeur d'ordonnée maximale prédéfinie (normation en ordonnée), la multiplication de toutes les ordonnées par une même constante, l'agrandissement ou la contraction de zones en abscisse ou ordonnée.... On y trouve également les outils de transposition (outil redondant avec les cases (PAS) et (CU) de définition du pas de lecture initial), de modification de nombre de points d'une forme d'onde sans en changer le pas de lecture initial, de modification du pas de lecture initial et du nombre de points d'une forme d'onde (sa longueur temporelle ou spatiale étant conservée), et de bouclage. Les paramètres et algorithmes de calcul associés à tous les outils précédents, supposés connus, ne sont pas davantage détaillés ici, pas plus que les modes de sauvegarde et d'attribution de noms aux nouveaux fichiers créés (procédures habituelles rencontrées dans les éditeurs d'échantillons). L'utilisateur désirant manipuler l'un ou l'autre de ces outils désigne simplement, sur la fenêtre souhaitée, les zones à traiter, et/ou déclenche l'ouverture de boîtes de dialogue en cliquant sur les icônes appropriées.

Un certain nombre de possibilités d'édition supplémentaires sont offertes à l'utilisateur. on dénombre ainsi:
oe Les calculs de transformées de Fourier directe et inverse: ces possibilités de traitement existent sur certains éditeurs d'échantillons, mais elles présentent ici quelques particularités:
- le suréchantillonnage systématique par interpolation, avant calcul de la transformée de Fourier, pour les formes d'onde décrivant une direction rectiligne ou circulaire de l'espace : en effet, un nombre de points minimal de description est nécessaire pour le calcul de cette transformée de Fourier, et ce nombre de points peut s'avérer parfois initialement insuffisant pour ce type de forme d'onde (aux dimensions finies en pratique. contrairement aux formes d'onde décrites temporellement qui peuvent atteindre des durées parfois très importantes), notamment en cas de description circulaire de l'espace (on ne dispose en effet que d'un angle de description maximal de 360 , soit typiquement d'une forme d'onde décrite sur 360 points);
- après calcul de la transformée de Fourier directe, le choix possible, au travers d'une boîte de dialogue ouverte par une commande intitulée à l'écran "Direction et pas d'affichage", de la direction o' et de l'espacement A8' d'affichage des spectres successifs (transformées de Fourier successives de portions adjacentes de la forme d'onde) obtenus; par défaut et en l'absence de choix, o' est posée identique à la direction de description 8 de la forme d'onde initiale, et A8' est identifié à l'espacement A8 choisi sur la forme d'onde initiale pour le calcul des spectres successifs (cet espacement étant, en tout état de cause et pour des raisons de calcul, fixe si on l'exprime en nombre de points, i. e. sans unité d'espacement) ; notons qu'en présence d'un seul spectre (forme d'onde courte), la question du choix de 6' et ho' ne se pose pas;
- la sauvegarde possible du fichier résultant du calcul de la transformée de Fourier, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale (ou l'extension (.su), en cas de transformée de Fourier d'interférogramme), au travers d'une boîte de dialogue ouverte par une commande intitulée à l'écran "Sauvegarder";
- la sauvegarde possible, au travers de l'option précédente "Sauvegarder" et sous forme de fichiers particuliers, des seules données d'intensités ou de phases en fonction de la fréquence ; les noms de ces fichiers sont affectés, lors de cette sauvegarde, de l'extension (.MAT) réservée aux fichiers de fonctions mathématiques et/ou de données spéciales;
- la modification possible de l'unité de fréquence des spectres (inverse de temps, de longueur ou d'angle), avec recalcul des abscisses, et la modification de l'affichage correspondant; la sauvegarde possible du résultat, selon la procédure habituelle (option "Sauvegarder");
- avant le calcul de la transformée de Fourier inverse, il est également possible, au travers d'une boîte de dialogue ouverte par une commande intitulée à l'écran "Rephaser", de modifier les valeurs des phases en fonction des fréquences, par l'utilisation d'un fichier de phases approprié ; cette opération n'est possible que sur le domaine de fréquences commun des fichiers de données spectrales et de données de phases. et nécessite une interpolation éventuelle des valeurs de ces données si les pas d'échantillonnage des deux fichiers diffèrent en fonction de la fréquence ; le résultat peut être sauvegardé selon la procédure habituelle, ainsi que le résultat du calcul de la transformée de Fourier inverse, qui constitue une forme d'onde "rephasée" selon la notation adoptée précédemment;
- dans le cas du calcul de la transformée de Fourier inverse d'un spectre de vibration expérimental (ou d'une succession de spectre s de vibration enregistrés en fonction du temps ou selon une direction de l'espace), une restructuration préalable des données du fichier spectre correspondant (à l'extension initiale (.SP)) est nécessaire, par introduction dans ce fichier de valeurs de phase nulles (par convention, en accord avec ce qui précède) alternées avec les valeurs d'intensité ; ce fichier peut être sauvegardé et conserve son extension initiale (.SP) à cette occasion ; la transformée de Fourier inverse peut alors être calculée, et le fichier résultant de ce calcul peut être sauvegardé et nommé, avec l'extension ( il).

Toutes ces particularités sont systématiquement inclues (et utilisables de manière optionnelle) dans tous les traitements (s'ils nécessitent des calculs de transformée de
Fourier directe et inverse) décrits ci-après (la description de certains de ces traitements recite d'ailleurs certaines des particularités précédentes).

1! La juxtaposition en série d'une suite de spectres, provenant d'enregistrements en fonction du temps ou dans une direction de l'espace sur un même échantillon, ou provenant de la transformée de Fourier d'une forme d'onde évolutive dans le temps ou une direction de l'espace. Cette opération est utile pour l'obtention d'une forme d'onde évolutive et homothétique (donc, sans transformation de Fourier inverse) d'une succession de spectres; elle permet également de dissocier, le cas échéant, un ensemble de spectres successifs, voire un seul spectre. de la totalité du fichier spectre initial, afin d'obtenir la forme d'onde homothétique (sans transformation de Fourier inverse) correspondante ; elle peut enfin, par extension, être appliquée à un fichier ne contenant qu'un seul spectre, dans le même but d'obtention d'une forme d'onde homothétique de spectre.

Cette opération nécessite la sélection préalable (à l'aide de la souris, ou par l'introduction au clavier des limites de zone, ou par l'utilisation de l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) de la zone du fichier à traiter ; dans le cas contraire, la totalité du fichier est traitée. Le clic de la souris sur l'icône affectée à l'opération considérée déclenche la restructuration des données et l'affichage en deux dimensions du résultat ; une boîte de dialogue permet alors le choix de la direction de description de la nouvelle forme d'onde obtenue, ainsi que la validation, l'annulation ou la réédition du résultat ; en cas de validation, le fichier correspondant est sauvegardé sous un nom possédant la même extension que celle du fichier initial.

2! Le zoom acoustique. Cette opération nécessite le choix préalable, sur le fichier spectre sélectionné, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; dans le cas contraire, la totalité du fichier est traitée. Le clic de souris sur l'icône du zoom acoustique déclenche l'ouverture d'une boîte de dialogue pour mentionner les caractéristiques:
- des abscisses extrêmes initiales;
- des abscisses extrêmes finales;
- du facteur (inférieur ou supérieur à 1) d'expansion d'abscisse;
- de la fonction (linéaire, exponentielle, logarithmique, ...) d'expansion de l'abscisse (le caractère évolutif du présent logiciel permettant de programmer de nouvelles fonctions de ce type, si besoin est).

Un nouveau spectre résultant est alors calculé et affiché à l'écran pour comparaison avec le spectre initial. Un choix de validation, d'annulation ou de réédition de ce résultat est proposé ; en cas de validation, un nom est attribuable au nouveau spectre (via une boîte de dialogue), avec la même extension que son extension initiale.

Notons par ailleurs que le zoom acoustique doit pouvoir être effectué, sur une même zone d'abcisse, pour une succession de spectres obtenus au cours du temps ou selon une direction de l'espace et appartenant à un même fichier spectre.

* 3! Le calcul d'une forme d'onde normée. Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié); dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la transformée de Fourier du domaine sélectionné: le résultat se présente sous la forme d'un (ou plusieurs, selon le nombre de points initial du domaine considéré) spectre(s) (juxtaposés);
- visualisation du résultat du calcul, en deux ou trois dimensions;
- choix du type de normation: ajustement des intensités de toutes les raies, de sorte que leurs maxima deviennent soit égaux à celui d'une raie particulière, soit égaux à une valeur de maximum d'intensité prédéfinie ; désignation, dans le premier cas, de la raie retenue, à l'aide de la souris ou en tapant son abscisse centrale au clavier, ou à l'aide de l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié ; introduction au clavier de la valeur numérique d'intensité souhaitée et de son unité (linéaire, logarithmique...), dans le second cas;
- affichage en trois dimensions (ou affichages en deux dimensions) du résultat de la normation;
- choix de validation, d'annulation ou de réédition ; en cas de validation, sauvegarde possible du fichier spectre sous un nom possédant l'extension appropriée;
- calcul de la transformée de Fourier inverse du résultat de la normation précédente, afin d'obtenir la forme d'onde normée ; sauvegarde du fichier correspondant, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale.

Il est à noter que la procédure ci-dessus peut directement débuter à la troisième étape (i.e. choix du type de normation) si le fichier initial n'est pas un fichier de forme d'onde mais un fichier de type spectre: dans ce cas, la spécification préalable de la zone à traiter est également nécessaire (sans cette spécification, le traitement par défaut de tout le fichier spectre est effectué).

4) Le calcul d'une forme d'onde de raies. Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la transformée de Fourier de la zone considérée;
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de spécifier le seuil d'intensité minimale choisi pour le calcul ; ce seuil peut être également spécifié à l'aide d'un curseur horizontal de l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié ; recherche, en conséquence, des maxima d'intensité sur le spectre (ou la succession de spectres) obtenu;
- calcul du nouveau spectre (ou de la succession de spectres) de raies ; affichage en trois dimensions (ou affichages en deux dimensions) du résultat, et comparaison avec l'affichage des données initiales;
- choix de validation, d'annulation ou de réédition ; en cas de validation, sauvegarde possible du fichier spectre sous un nom possédant l'extension appropriée;
- calcul de la transformée de Fourier inverse, afin d'obtenir la forme d'onde de raies cherchée ; sauvegarde du fichier correspondant, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale.

Il est à noter que la procédure ci-dessus peut directement débuter à la deuxième étape (i.e. spécification du seuil d'intensité) si le fichier initial n'est pas un fichier de forme d'onde mais un fichier de type spectre: dans ce cas, la spécification préalable de la zone à traiter est également nécessaire (sans cette spécification, le traitement par défaut de tout le fichier spectre est effectué).

5! Le calcul d'une forme d'onde filtrée en intensité. Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la transformée de Fourier de la zone sélectionnée;
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de définir le seuil d'intensité minimale de bande (seules les bandes ou raies spectrales dont les maxima d'intensité excèdent ce seuil seront alors conservées après calcul) ainsi que le seuil d'intensité maximale de bande (seules les bandes ou raies spectrales dont les maxima d'intensité n'excèdent pas ce seuil seront alors conservées après calcul) ; I'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié peut également permettre d'effectuer ces opérations;
- recherche des maxima d'intensité spectrale. et exécution de l'opération de filtrage en intensité ; affichage en deux ou trois dimensions du résultat, et comparaison avec l'affichage des données initiales;
- choix de validation, d'annulation ou de réédition ; en cas de validation, sauvegarde possible du fichier spectre sous un nom possédant l'extension appropriée;
- calcul de la transformée de Fourier inverse, afin d'obtenir la forme d'onde filtrée en intensité cherchée ; sauvegarde du fichier correspondant, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale.

n est à noter que la procédure ci-dessus peut directement débuter à la deuxième étape (i.e. spécification des seuils d'intensité) si le fichier initial n'est pas un fichier de forme d'onde mais un fichier de type spectre: dans ce cas, la spécification préalable de la zone à
- ouverture d'une boîte de dialogue pour la définition d'un facteur de multiplication globale des intensités (en unité arbitraire) du premier spectre (ou de la première succession de spectres). ou de multiplication globale des intensités (dans la même unité arbitraire) du deuxième spectre (ou de la deuxième succession de spectres) ; cette opération est utile pour effectuer une pseudo-normation (empirique, car les processus d'interaction rayonnementmatière et les intensités relatives des raies diffèrent en infrarouge et en Raman) des données spectrales afin qu'elles soient globalement du même ordre de grandeur, en intensités relatives cumulées, pour les deux spectroscopies ; dans ce contexte, la normation, par égalisation de l'intensité (dans une même unité arbitraire) d'une raie commune aux deux types de spectres, doit être également possible;
- interpolation éventuelle des données spectrales du premier spectre (ou de la première succession de spectres), ou de celles du deuxième spectre (ou de la deuxième succession de spectres) ; cette opération est utile pour le calcul du fichier final, si les pas de description initiaux des fichiers considérés diffèrent en infrarouge et en Raman;
- calcul du spectre (ou de la série de n spectres adjacents) résultant de la fusion des données initiales ; affichage en deux ou trois dimensions du résultat, et comparaison avec l'affichage des données initiales;
- choix de validation, d'annulation ou de réédition ; en cas de validation, sauvegarde possible du fichier spectre obtenu, sous un nom possédant la même extension (.SP) que celle attribuée aux fichiers spectres initiaux;
- calcul de la transformée de Fourier inverse de la fusion de spectres créée (en accord avec la convention précédente, une phase nulle est affectée pour ce calcul à tous les éléments spectraux) ; sauvegarde du fichier correspondant sous un nom possédant l'extension (.IG) (bien qu'on ne puisse plus considérer qu'il existe un seul interférogramme, en cas de transformée de Fourier inverse d'une succession de spectres et non d'un spectre unique).

7! Le calcul d'une forme d'onde dérivée. Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la transformée de Fourier de la zone sélectionnée;
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de définir l'ordre (premier, second,...) de la dérivée à calculer;
- calcul de la dérivée du spectre (ou de l'ensemble de dérivées de spectres juxtaposés)
affichage en deux ou trois dimensions du résultat, et comparaison avec l'affichage des données initiales;
- mise en valeur absolue, après définition du zéro d'ordonnée (via une boîte de dialogue ou un curseur horizontal à l'écran), de toutes les intensités des pics obtenus;
- sélection éventuelle (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) de la zone spectrale à conserver après le calcul précédent ; redéfinition éventuelle (à l'aide d'une boîte de dialogue) de l'unité d'intensité spectrale. de la valeur maximale de cette dernière, et normation possible des maxima des pics à cette valeur d'intensité maximale ; sauvegarde possible du fichier spectre résultant, sous un nom possédant l'extension appropriée;
- calcul de la transformée de Fourier inverse du résultat précédent, afin d'obtenir la forme d'onde dérivée cherchée ; sauvegarde du fichier correspondant, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale.

n est à noter que la procédure ci-dessus peut directement débuter à la deuxième étape (i.e. définition de l'ordre de la dérivée à calculer) si le fichier initial n'est pas un fichier de forme d'onde mais un fichier de type spectre ; dans ce cas, la spécification préalable de la zone spectrale à traiter est également nécessaire (sans cette spécification, le traitement par défaut de tout le fichier spectre est effectué).

8! Le calcul d'une forme d'onde différence. Cette opération nécessite la sélection préalable de deux fichiers de formes d'onde possédant la même extension, et le choix (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) de la zone temporelle ou spatiale (identique pour les deux formes d'onde) à traiter ; en l'absence de choix, seule la zone commune aux deux formes d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul des transformées de Fourier des parties conservées des deux formes d'onde;
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de définir le fichier soustractant, le fichier soustrait, et le facteur multiplicatif à fixer sur ce dernier;
- calcul de la soustraction ; affichage en deux ou trois dimensions du résultat, et comparaison avec l'affichage des données spectrales initiales ; le calcul et l'affichage de la soustraction peuvent par ailleurs être effectués en temps réel, grâce au clic de la souris sur deux touches, I'une incrémentant et l'autre décrémentant la valeur numérique du facteur multiplicatif (également affiché en temps réel) sur le fichier soustrait;
- mise en valeur absolue, après définition du zéro d'ordonnée (via une boîte de dialogue ou un curseur horizontal à l'écran), de toutes les intensités des pics obtenus;
- sélection éventuelle (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) de la zone spectrale à conserver après le calcul précédent ; redéfinition éventuelle (à l'aide d'une boîte de dialogue) de l'unité d'intensité spectrale, de la valeur maximale de cette dernière, et normation possible des maxima des pics à cette valeur d'intensité maximale ; sauvegarde possible du fichier spectre résultant, sous un nom possédant l'extension appropriée;
- calcul de la transformée de Fourier inverse du résultat précédent, afin d'obtenir la forme d'onde différence cherchée; sauvegarde du fichier correspondant, sous un nom possédant la même extension que celle des fichiers de formes d'onde initiales.

I1 est à noter que la procédure ci-dessus peut directement débuter à la deuxième étape (i.e. définition des fichiers soustractant, soustrait et du facteur multiplicatif à fixer sur ce dernier) si les fichiers initiaux ne sont pas des fichiers de forme d'onde mais des fichiers de type spectre ; une condition restrictive existe cependant dans ce cas : l'évolution de la phase en fonction de la fréquence doit être identique, point par point. pour les deux fichiers spectres ; la spécification préalable de la zone spectrale à traiter est également nécessaire (sans cette spécification, seule la zone spectrale commune aux deux fichiers est traitée).

9) Le calcul d'une forme d'onde rephasée. Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié); dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la transformée de Fourier de la zone sélectionnée;
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de spécifier le fichier des phases destinées à se substituer à celles obtenues dans le calcul précédent; affichage en fonction de la fréquence du contenu de ce fichier, et comparaison simultanée avec les phases initiales
- sauvegarde éventuelle, via une boîte de dialogue, des données de phase initiales, sous forme d'un fichier possédant l'extension (.MAT) propre aux fichiers de fonctions mathématiques et de données spéciales;
- création d'un nouveau fichier de type spectre doté des nouvelles données de phase; cette création s'effectue sur le domaine de fréquences commun aux deux fichiers (fichier spectre initial, et nouveau fichier de phases). avec interpolation éventuelle des données de phase en cas de pas d'échantillonnage différents pour les deux fichiers;
- sauvegarde possible (via une boîte de dialogue) du fichier spectre ainsi créé, sous un nom possédant la même extension que celle de la forme d'onde initiale;
- calcul de la transformée de Fourier inverse du résultat précédent, afin d'obtenir la forme d'onde rephasée cherchée ; sauvegarde du fichier correspondant, sous un nom possédant la même extension que celle de la forme d'onde initiale.

Soulignons par ailleurs que le calcul d'une forme d'onde rephasée peut être effectué (pour une phase évolutive en fonction du temps ou dans une direction de l'espace) par le traitement de spectres successifs (aux intensités de bandes elles-mêmes fixes ou variables en fonction du temps ou dans une direction de l'espace) d'un même fichier spectre.

Signalons également que la procédure de calcul d'une forme d'onde rephasée peut directement débuter à la deuxième étape (i.e. spécification d'un fichier de phases) si le fichier initial n'est pas un fichier de forme d'onde mais un fichier de type spectre ; dans ce cas, la spécification préalable de la zone spectrale à traiter est également nécessaire (sans cette spécification, le traitement par défaut de tout le fichier spectre est effectué).

10) Le calcul d'une forme d'onde globalement phasée. Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; cette zone peut être telle que ses extrémités se raccordent sans discontinuité, tant en intensité qu'en forme de signal. de façon à obtenir un bouclage correct, mais cela ne constitue pas une obligation ; en l'absence de sélection préalable de zone, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de spécifier le fichier des valeurs destinées à moduler la longueur de la zone sélectionnée précédemment, en fonction des valeurs minimale et maximale de ce fichier tenant lieu de valeurs d'échelle ; choix, à partir de cette même boîte de dialogue, d'une modulation de longueur de zone conservant fixe le début ou la fin de celle-ci;
- calcul du fichier résultant du présent traitement ; ce fichier contient la répétition en séquence de la zone de forme d'onde sélectionnée précédemment, en autant d'exemplaires que de points présents dans le fichier modulateur; chaque point successif de ce dernier est affecté à la modulation en longueur d'un exemplaire de zone ; la longueur calculée de chaque exemplaire de zone est proportionnelle à l'écart entre la valeur d'amplitude du point correspondant du fichier modulateur et la valeur minimale d'amplitude de ce fichier;
- sauvegarde (à l'aide d'une boîte de dialogue) du fichier résultant du présent traitement, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale.

11) Le calcul d'une forme d'onde exponentiellement temporisée ou exponentiellement spatialisée (le protocole de calcul est identique pour les deux traitements). Cette opération nécessite le choix préalable, sur le spectre infrarouge sélectionné, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; en l'absence de choix préalable, la totalité du spectre est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- affichage à l'écran de la zone retenue du spectre. en absorbance en fonction du nombre d'ondes;
- sélection, à l'aide de l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié, ou au travers d'une boîte de dialogue ouverte grâce au clic de la souris sur une case nommée "seuil" figurant à l'écran, d'un seuil minimal d'intensité de bande retenu pour les calculs ultérieurs
- sélection de toutes les bandes à traiter, ainsi que de leurs lignes de base ; cette opération est déclenchée grâce au clic de la souris sur une case "sélection", et s'effectue à la souris ou en spécifiant au clavier les limites d'abscisses et d'ordonnées des lignes de base et des maxima de bandes ; par ailleurs, les maxima de bandes (qui dépassent le seuil précédemment fixé) peuvent seuls être sélectionnés, grâce à l'utilisation des curseur vertical, clavier et/ou souris (la base de calcul est alors un spectre de raies) ; notons enfin que cette étape de sélection de bandes et lignes de base peut être également réalisée grâce à l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié.

- validation, annulation ou réédition de la sélection précédente;
- calcul des intensités maximales et/ou des surfaces (intensités intégrées) des bandes; rappelons à ce propos que le présent traitement, plus rigoureux grâce à l'utilisation des surfaces des bandes (si elles sont bien résolues), peut également être effectué en première approximation grâce aux intensités maximales des bandes, se substituant aux valeurs des surfaces correspondantes ; les résultats du calcul sont présentés sous forme d'un tableau mentionnant les fréquences centrales des bandes, et les intensités et/ou surfaces correspondantes, à raison d'une colonne par bande;
- sélection, pour la suite des calculs, d'une bande de référence, grâce au clic de la souris sur la colonne correspondante qui apparaît sous une couleur de fond différente suite à cette opération ; la bande choisie apparaît alors également sur le spectre sous cette même couleur de fond ; notons que cette sélection de bande de référence peut être également réalisée grâce à l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié.

- validation, annulation ou réédition de cette sélection;
- choix de la direction 6 de description de la forme d'onde à obtenir suite au présent traitement; comme signalé précédemment, cette direction peut être temporelle, rectiligne ou angulaire ; ce choix de direction est possible grâce à l'ouverture d'une boîte de dialogue, suite au clic de la souris sur une case nommée "Direction de description" à l'écran;
- validation, annulation ou réédition de ce choix;
- calcul des "distances de vie relatives", suite au clic de la souris sur une case nommée "Calcul des distances de vie relatives" à écran; les distances de vie relatives ne sont autres que les durées de vie relatives définies précédemment (dans le cas d'une description temporelle de la forme d'onde), ou leurs homologues rectilignes ou angulaires (dans le cas d'une description respectivement rectiligne ou angulaire de la forme d'onde); le choix de la constante C peut être modifié en temps réel pour ce calcul, grâce à deux cases contenant chacune une flèche (par exemple l'une ascendante et l'autre descendante) et activables par la souris pour augmenter ou diminuer la valeur de cette constante, également affichée en temps réel sur l'écran ; le choix de cette constante doit être tel que les limites typiques de taille de description de la forme d'onde (entre quelques fractions de seconde et quelques dizaines de minutes pour une description temporelle, entre quelques centimètres et quelques centaines de mètres pour une description rectiligne, et entre quelques degrés et 360" pour une description angulaire) soient respectées, en accord avec les contraintes physiques dont il a été question précédemment;
- affichage. intégré au tableau précédent, des distances de vie relatives, en correspondance avec les surfaces et/ou intensités des bandes qui en sont à l'origine;
- validation, annulation ou réédition du résultat précédent;
- calcul de la succession de spectres associée à la forme d'onde cherchée, aux intensités de bandes décroissant de manière exponentielle (exponentielle à coefficient variable, en fonction de la bande considérée) selon une direction d'évolution spectrale o' choisie ici identique à celle de description 8 de la forme d'onde cherchée ; affichage (en trois ou deux dimensions) du résultat du calcul, et comparaison avec l'affichage du spectre initial (ce dernier étant identique, précisons-le, au premier spectre de la succession considérée, i.e. pour o' = 0);
- choix de validation, d'annulation ou de réédition (en reprenant le processus de calcul depuis la première étape) du résultat ; en cas de validation, sauvegarde possible du fichier de type spectre obtenu, sous un nom possédant la même extension (.SP) que le fichier spectre initial
- calcul de la transformée de Fourier inverse de la succession de spectres précédente (en accord avec la convention précédente, une phase nulle est affectée pour ce calcul à tous les éléments spectraux pour toutes valeurs de v et 8'), afin d'obtenir la forme d'onde cherchée ; sauvegarde du fichier correspondant sous un nom possédant l'extension (.IG) (bien qu'on ne puisse plus considérer qu'il existe un seul interférogramme, en cas de transformée de Fourier inverse d'une succession de spectres et non d'un spectre unique).

A titre de remarque, on notera que le traitement précédent peut être étendu aux spectres Raman, mais sans garantie de rigueur (car les spectres de ce type ne sont pas issus du même processus d'interaction rayonnement-matière). Par ailleurs, et de manière indépendante, les formes d'onde issues du traitement précédent peuvent être ultérieurement rephasées.

12! Le calcul d'une base de bandes conduisant à l'obtention de phrases moléculaires.

Cette opération nécessite le choix préalable, sur la forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la transformée de Fourier de la zone sélectionnée ; affichage (en deux ou trois dimensions) du résultat;
- sélection des bandes ou raies à traiter; cette opération est déclenchée grâce au clic de la souris sur une case intitulée "Sélection des bandes", et s'effectue en cliquant à l'aide de la souris sur les bandes souhaitées ou en spécifiant au clavier les limites d'abscisses de chacune d'entre elles ; en option, les maxima des bandes souhaitées peuvent seuls être sélectionnés, grâce à l'utilisation de curseur vertical, clavier et/ou souris (on sélectionne ainsi un ensemble de raies spectrales) ; notons que cette opération de sélection des bandes peut être également effectuée grâce à l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié;
- validation, annulation ou réédition du résultat ; en cas de validation, l'utilisateur dispose alors d'une base de bandes (ou raies), éventuellement sauvegardable (à l'aide d'une boîte de dialogue) en autant de fichiers spectres que de bandes (ou raies) sélectionnées, et dont les noms portent la même extension que celle du fichier de forme d'onde initiale (ou l'extension (.SP) si le fichier initial est un fichier spectre de vibration, voir plus loin)
- calcul des transformées de Fourier inverses individuelles de chacune des bandes (ou raies) de la base (si le fichier initial est un fichier spectre de vibration, une phase nulle est affectée pour ces calculs à tous les éléments spectraux retenus, pour toutes valeurs de 8', en accord avec la convention précédente) ; on obtient ainsi un ensemble de formes d'ondes individuelles, aux caractéristiques et formes affichables à l'écran, éventuellement sauvegardables sous des noms possédant la même extension que celle du fichier de forme d'onde initial (ou l'extension (.IG), en cas de traitement d'un spectre de vibration, voir plus loin);
- conception de la phrase moléculaire, grâce à l'ouverture d'une fenêtre de dialogue; cette fenêtre permet de spécifier: le bouclage éventuel de certaines des formes d'onde individuelles, l'ordre d'apparition dans la phrase de chacune d'entre elles, leurs longueurs et pas (temporels, linéaires ou angulaires) de description respectifs, dans les limites spatiotemporelles citées précédemment ; il est à noter que des accessoires de synthèse de phrases moléculaires (tels les arpégiateurs ou les synthétiseurs virtuels de phrases, disponibles dans le commerce ou le domaine public, ou à créer dans le cadre de la présente invention) peuvent également être intégrés dans ce processus de conception;
- sauvegarde de la nouvelle forme d'onde (phrase moléculaire) obtenue, sous forme d'un fichier dont le nom possède la même extension que celle de la forme d'onde initiale (ou l'extension (.IG), en cas de traitement direct d'un spectre de vibration, voir plus loin);
- réitération, autant de fois que souhaité, de toutes les étapes du processus de création et de sauvegarde précédent.

I1 est à noter que le traitement décrit ci-dessus peut directement débuter à la deuxième étape (i.e. sélection des bandes ou raies à traiter) si le fichier initial n'est pas un fichier de type forme d'onde mais un fichier de type spectre (notamment spectre de vibration, pour lequel le processus de création de phrases moléculaires est plus particulièrement destiné). S'il s'agit effectivement d'un spectre de vibration, les bases de bandes sont sauvegardées sous forme de fichiers aux extensions (.SP), et les transformées de Fourier inverses de ces bandes et les phrases moléculaires sont sauvegardées sous forme de fichiers aux extensions (.IG) (bien qu'en toute rigueur il ne s'agisse plus, pour ces dernières, d'interférogrammes uniques dans la majorité des cas).

13! Le calcul d'une forme d'onde résultant de l'application de toute fonction mathématique (ou courbe d'intérêt justifié) sur la forme d'onde sélectionnée. Cette opération nécessite le choix préalable, sur cette forme d'onde sélectionnée, de la zone à traiter (à l'aide de la souris, ou en spécifiant au clavier les limites de zone, ou en utilisant l'écran (ECLP) ou (ECLM) approprié) ; dans le cas contraire, la totalité de la forme d'onde est traitée. Le clic de la souris sur l'icône du traitement considéré déclenche les opérations suivantes:
- ouverture d'une boîte de dialogue permettant de spécifier: 1 ) le fichier (à l'extension (.MAT)) de données spéciales ou de fonction mathématique sélectionné pour le présent traitement ; 2") le type d'opération (addition, multiplication, convolution..., faisant partie d'autant d'opérations implémentables dans le présent système que souhaité, la liste n'étant pas limitative car ce dernier se veut évolutif) reliant les deux fichiers sélectionnés;
- exécution du présent traitement ; ce dernier nécessite l'interpolation éventuelle des points du fichier traitant si ceux-ci sont en nombre différent de ceux du fichier de forme d'onde traité ; affichage du résultat à l'écran et comparaison avec l'affichage de la forme d'onde initiale;
- choix de validation, d'annulation ou de réédition (avec retour, dans ce dernier cas, à la première étape) du résultat; sauvegarde, en cas de validation, du fichier de la forme d'onde résultant du présent traitement, sous un nom possédant la même extension que celle du fichier de la forme d'onde initiale.

En complément indispensable aux affichages et possibilités d'édition précédemment décrits, les caractéristiques essentielles de tout fichier (de forme d'onde, de type spectre ou autre) sont accessibles et modifiables par l'expérimentateur au travers d'une fenêtre spéciale, ouverte grâce au clic de la souris sur une case de l'écran (3) ou (6) intitulée "Informations fichier", après sélection du fichier souhaité. Ces caractéristiques essentielles sont les suivantes:
- nom du fichier;
- type de données : données de formes d'onde, données spectrales, autres données;
- paramètre musical décrit (ou données spectrales (infrarouge, Raman, fusion de spectres de vibration, interférogramme) décrites)
- nombre de points du fichier (pour un fichier de forme d'onde);
- nombre de points par spectre unitaire du fichier (pour un fichier de type spectre);
- nombre de spectres unitaires du fichier (toujours pour un fichier de type spectre);
- nombre de bits de digitalisation (en ordonnée) du signal;
- direction de description 6 (en abscisse) pour un fichier de forme d'onde;
- direction o' d'évolution des spectres adjacents, pour un fichier de type spectre;
- unité de direction de description (en abscisse) pour un fichier de forme d'onde;
- unité de fréquence (en abscisse) pour un fichier de type spectre;
- unité de direction d'évolution des spectres adjacents, pour un fichier de type spectre
- unité d'intensité (en ordonnée) pour un fichier de forme d'onde ou de type spectre;
- pas initial de description (et unité de ce pas) en abscisse du fichier;
- nature du pas (constant ou variable) de description en abscisse du fichier;
- pas de description (et unité de ce pas) en abscisse, pour un fichier de forme d'onde à pas de description fixe;
- valeurs minimale et maximale (et unité) du pas de description en abscisse, pour un fichier de forme d'onde à pas de description variable;
- pas (et unité de ce pas) en fréquence, pour un fichier de type spectre;
- pas (et unité de ce pas) d'évolution des spectres adjacents selon la direction 8', pour un fichier de type spectre;
- valeurs d'abscisses minimale et maximale dans la direction de description 6, pour un fichier de forme d'onde;
- valeurs de fréquences minimale et maximale, pour un fichier de type spectre;
- valeurs d'abscisses minimale et maximale dans la direction d'évolution 6', pour un fichier de type spectre;
- valeurs d'ordonnées minimale et maximale, pour un fichier de forme d'onde ou de type spectre;
- nom de la note de référence choisie pour le pas de description (fixe) précédent (i.e.

nom de la note de base, de C-2 à G8, en notation musicale) et numéro de note MIDI correspondant (de 0 à 127), dans le cas d'un fichier de son moléculaire (i.e. forme d'onde décrivant temporellement le paramètre musical pression acoustique) ; ce renseignement peut être également fourni pour toutes les autres formes d'onde décrites temporellement (bien qu'il soit d'une utilité plus discutable, dans ces autres cas) ; par défaut, le choix C3 (numéro de note MIDI 60) est proposé et utilisé par la suite ; rappelons pour mémoire qu'un son quelconque, exécuté temporellement avec un pas de description fixe, l'est avec une vitesse de référence à laquelle il faut en pratique affecter une tonalité (note de base) de référence, afin que la transposition dans les autres tonalités puisse être effectuée de manière correcte (i.e. avec une vitesse correcte de description).

I1 est à noter que toutes les caractéristiques précédentes sont par ailleurs mentionnées dans les en-têtes des fichiers correspondants.

La présente fenêtre, dans laquelle les paramètres peuvent éventuellement figurer de manière plus compacte (mais exhaustive) que décrit précédemment, constitue donc un moyen d'édition (limité, mais rapide) supplémentaire des données ; elle permet seule, par ailleurs, de modifier des paramètres essentiels tels que le numéro de note de référence d'un son moléculaire ou le nombre de bits de digitalisation du signal. Elle est accessible, sur demande de l'expérimentateur, à l'aide de la case "Informations fichier" de l'écran (3) ou (6) d'édition des formes d'onde utilisé, mais également à partir de l'écran (2) ou (5) de visualisation et sélection des formes d'ondes correspondant, par sélection de la (ou des) forme(s) d'onde souhaitée(s) (une sélection multiple entraînant alors l'affichage, déroulable au moyen d'un ascenseur, des caractéristiques précédentes pour toutes les formes d'onde, dans l'ordre de leur sélection).

La figure 13 représente l'affichage typique d'un écran tactile monochrome à cristaux liquides (ECLP) ou (ECLM) utilisé conjointement aux autres périphériques de la présente unité de traitement ; L'écran (ECLP) complète plus particulièrement l'écran (3), et l'écran (ECLM) plus particulièrement l'écran (6). Le but de ces nouveaux périphériques est de faciliter la visualisation et l'édition des formes d'onde ou spectres sélectionnés à l'aide des écrans classiques.

Sur cette figure, à l'intérieur de la surface disponible (SD) apparaît un graphe (GR); celui-ci représente, au choix:
- tout ou partie d'un fichier de forme d'onde sélectionnée ou en cours d'édition;
- tout ou partie du spectre unique, ou de l'un des spectres juxtaposés (le premier de la série, par défaut) d'un fichier spectre sélectionné ou en cours d'édition.

Aux emplacements respectifs (XMIN), (XMAX), (YMIN) et (YMAX) de l'écran apparaissent respectivement les valeurs numériques de minimum et maximum d'abscisse, minimum et maximum d'ordonnée du graphe visualisés sur l'écran (qui ne correspondent pas obligatoirement aux minima et maxima absolus d'abscisse et d'ordonnée de ce graphe).

Une série de boutons est présente au bas de l'écran ; ceux-ci peuvent être, de construction, virtuels (dans l'écran) ou réels (sur un petit panneau (PPA) attenant à l'écran) ; ils sont activables ou désactivables par simple pression du doigt et permettent d'affiner l'affichage. Leurs rôles respectifs sont les suivants:
- déplacer l'ensemble du graphe vers la gauche (bouton (GG)), la droite (bouton (GD)), le haut (bouton (GH)) ou le bas (bouton (GB));
- contracter (bouton (CA)) ou expanser (bouton (EA)) le graphe en abscisse;
- contracter (bouton (CO)) ou expanser (bouton (EO)) le graphe en ordonnée;
- afficher le spectre précédent (bouton (PR)) ou suivant (bouton (SU)) dans la série de spectres évolutifs selon la direction o' qui constitue le fichier spectre sélectionné ou édité (si tel est le cas).

Toute action sur l'un quelconque des boutons précédents modifie par ailleurs en temps réel l'affichage des valeurs numériques aux emplacements (XMIN), (XMAX), (YMIN) et (YMAX), en accord avec l'action effectuée (remarquons que, dans certains cas extrêmes, les valeurs numériques peuvent devenir absentes de certains de ces emplacements si aucun point du graphe ne figure en vis-à-vis, suite à un déplacement trop important de ce graphe à l'aide des boutons précédents).

Des barres de curseurs virtuelles sont générables à l'aide des boutons (CH) et (CV):
- le bouton (CH), une fois activé, permet de sélectionner deux curseurs horizontaux affectés respectivement, dans l'ordre de leur sélection, aux seuils minima et maxima d'ordonnée retenus sur le graphe ; en cas de sélection d'un seul curseur, celui-ci désigne par défaut le seuil d'ordonnée minimale ; la sélection des curseurs est validée en appuyant sur le bouton (VAL) (l'intérieur de la zone alors délimitée par ces curseurs devient grisé, pour la circonstance);
- le bouton (CV), une fois activé, permet de sélectionner des paires de curseurs verticaux affectés successivement, dans l'ordre de leur apparition, à un minimum et à un maximum d'abscisse délimitant, selon les cas, une zone spectrale ou une zone de description de forme d'onde ; la validation de chaque choix de zone est effectuée en appuyant sur le bouton (VAL) (l'intérieur de cette zone devient grisé, pour la circonstance)
; l'appui sur ce dernier bouton après sélection d'un seul curseur valide le choix d'un point d'abscisse unique, correspondant à la position du curseur.

La sélection d'un curseur (horizontal ou vertical) à l'écran se fait simplement par l'appui du doigt (après activation du bouton (CH) ou (CV)) sur la région de l'écran souhaitée ; le positionnement exact de ce curseur est réalisé grâce au maintien de l'appui du doigt et au glissement approprié de celui-ci à la surface de l'écran ; les cases (AMIN) et (AMAX), (OMIN) et (OMAX), affichant respectivement en temps réel les valeurs numériques des minima et maxima d'abscisse, minima et maxima d'ordonnée correspondant aux positions respectives des curseurs, facilitent ce travail de positionnement ; les positions des curseurs encadrant chaque zone déjà validée peuvent par ailleurs être affichées à tout moment, à l'aide de ces mêmes cases, suite à l'appui du doigt en un point de l'écran inclus dans la zone considérée (l'intérieur de cette dernière devient grisée, pour la circonstance).

Il apparaît clairement, au vu de ce qui précède, que le but des écrans à cristaux liquides et des commandes attenantes décrits précédemment est un gain en temps, en précision et en confort pour la sélection des zones et la manipulation des données des fichiers de formes d'onde ou de spectres à éditer, conjointement à l'utilisation des écrans (3) et (6) sur lesquels sont reportés en temps réel les résultats des opérations effectuées; une couleur distincte pour ces reports est, dans ce contexte, utilisée transitoirement sur ces écrans (3) et (6).

La figure 14 représente l'affichage de l'écran (7), dédié au choix des types de modulation reliant les formes d'onde musicales porteuses et modulatrices définies grâce aux périphériques précédemment décrits. Le bandeau supérieur (BS) porte l'inscription "Modulation matricielle : type de modulation" ; à son extrémité droite, la case (FOR) permet d'agrandir ou de réduire globalement la taille des informations affichées, et s'utilise de la même manière que les cases (FOR) des écrans (1), (2), (4) et (5) précédents. La partie centrale est constituée de bandes (lignes) horizontales (BTM), mentionnant chacune un type de modulation possible ; sont implémentés autant de types de modulation (depuis la simple multiplication d'amplitudes des signaux. en passant par la convolution, etc...) que souhaité, le présent système (évolutif, comme signalé précédemment) devant être prévu pour en recevoir de nouveaux (sous forme de fichiers exécutables) si besoin est. Le parcours vertical de la liste des types de modulation est éventuellement possible grâce aux cases (B) et (H), activables à la souris ou par pression du doigt et jouant le rôle d'ascenseurs. La sélection, la validation et/ou la désélection d'un type de modulation sont effectués grâce aux pressions du doigt ou clics de souris, cases (VAL) et (ANNUL), selon un protocole et un effet respectif identiques à ceux décrits précédemment pour les écrans (1) et (4); les conventions de couleurs d'affichages des sélections et validations restent également identiques à celles adoptées pour les écrans (1), (2), (4) et (5) précédents.

Le clic de souris ou la pression du doigt sur la case (DETAIL) déclenche l'ouverture d'une fenêtre, sur ce même écran (7), affichant de la manière la plus explicite possible (à l'aide de graphique(s) et/ou de texte(s)) les caractéristiques du protocole de calcul utilisé pour le type de modulation considéré ; les formes d'onde utilisées, l'ordre de modulation (défini lors de la sélection de la (ou des) forme(s) d'onde modulatrice(s)), ainsi que l'algorithme du calcul de modulation matricielle choisie, sont en particulier décrits dans cette fenêtre qui ne joue qu'un rôle d'informationQet non un rôle d'édition.

L'activation (du doigt ou à la souris) de la case (CALCUL) en bas de l'écran déclenche les opérations suivantes:
- calcul de la forme d'onde musicale (interprétation élémentaire) cherchée ; ce calcul utilise les données et caractéristiques des formes d'onde musicales (FMP) et (FMM), localisées dans des mémoires tampon d'adresses connues après la validation du choix de ces formes d'onde (voir plus haut) ; il utilise également le type de modulation validé précédemment;
- ouverture sur l'écran (3) d'une boîte de dialogue (apparaissant en gros caractères) permettant de nommer (grâce au clavier (CLP)) et sauvegarder le fichier résultant de ce calcul ; le nom choisi pour ce fichier doit posséder, selon la logique définie précédemment, la même extension que celle du fichier de forme d'onde musicale porteuse (FMP) initiale du calcul, extension désignant également le paramètre musical porteur (PMP) associé.

La forme d'onde (interprétation élémentaire) nouvellement créée apparaît à présent dans la liste générale des interprétations élémentaires, consultable sur les écrans (2) et (4); les caractéristiques de cette forme d'onde sont par ailleurs consultables sur l'une ou l'autre des fenêtres d'informations sur les fichiers, précédemment décrites et accessibles sur les écrans (3) et (6). Ces écrans permettent également l'affichage graphique de cette forme d'onde, ainsi que son édition (voir plus haut).

La figure 15 est une représentation synoptique de l'unité de commande. Celle-ci comporte un écran couleur sensitif moyenne résolution (8) d'au moins 14 pouces, un clavier (CLC) et une souris (SOC) attenants, et un calculateur (CC) (pouvant d'ailleurs être celui de l'unité de traitement et, plus généralement, de tout le présent système). A l'aide des écran, clavier et souris précédents sont sélectionnés les éléments constitutifs des macrointerprétations et oeuvres souhaitées, le calculateur se chargeant quant à lui d'en définir le résultat final (sous forme de fichiers audionumériques) et d'en diriger, pour l'audition, les diverses composantes vers les convertisseurs numérique/analogique, amplificateurs et enceintes acoustiques appropriés. Les périphériques précédents permettent également l'archivage, la sélection et l'audition d'oeuvres musicales déjà créées.

La figure 16 présente l'affichage typique de l'écran (8) précédent. Le bandeau supérieur (BS) porte en clair la mention "Oeuvres musicales" ; à son extrême droite, la case (FOR) permet d'agrandir ou de réduire la taille de l'affichage du contenu de l'écran, dans les mêmes conditions que pour les écrans (1), (2), (4), (5) et (7) précédents. Sous le bandeau (BS) figurent, de gauche à droite, les colonnes suivantes:
1) La colonne de gauche (COL1), sous la case (PAR) portant en clair la mention "Paramètre décrit", reprend la liste des extensions, à raison d'une par case (.EXT), attribuées aux paramètres musicaux possibles dans le cadre de la présente invention. Le parcours vertical de la liste de ces extensions est possible grâce aux cases respectives (BB), (B), (H) et (HH), dont les rôles et utilisations sont les mêmes que ceux des cases respectives (BB), (B), (H) et (HH) mentionnées jusqu'ici. Le simple clic de souris ou pression du doigt sur l'une des cases (.EXT) sélectionne le paramètre musical correspondant, dont le nom est repris en clair dans la case (NOMPAR) (case dont la taille peut s'étendre sur plusieurs lignes pour des raisons éventuelles de lisibilité). La sélection d'un paramètre musical donné, par l'intermédiaire de son extension, fait alors apparaître sur la colonne adjacente (COL2) l'ensemble des interprétations élémentaires disponibles, classées par ordre alphabétique, décrivant ce paramètre ; la case de l'extension sélectionnée et celle du nom du paramètre musical associé apparaissent par ailleurs en vert, contrairement aux autres cases restant grises, selon la convention de couleur habituelle. En revanche, l'activation, du doigt ou à la souris, de la case (TOUS) portant en clair la mention "Tous paramètres", fait apparaître sur cette colonne adjacente (COL2) la totalité des interprétations élémentaires disponibles, classées de haut en bas par ordre alphabétique.

2) La deuxième colonne (COL2) à partir de la gauche, sous la case (TIE) portant en clair la mention "Interprétations élémentaires", reprend donc la liste des interprétations élémentaires décrivant un même paramètre musical (ou la liste de la totalité des interprétations élémentaires), classées par ordre alphabétique, en accord avec ce qui précède. Le parcours vertical de la liste est possible grâce aux cases (BB), (B), (H) et (HH), aux rôles respectivement identiques à ceux des cases précédentes de mêmes noms.

La sélection d'une interprétation élémentaire particulière dans cette liste est possible grâce au simple clic de souris ou à la simple pression du doigt sur la case (CIE) correspondante, dont la couleur devient verte pour la circonstance ; à cette occasion, les caractéristiques essentielles de cette interprétation élémentaire, évoquées dans la section consacrée à l'unité de traitement, apparaissent en clair sur la fenêtre d'information de fichier qui s'ouvre pour la circonstance sur l'écran (3).

La validation (sélection définitive, sauf annulation ultérieure) d'une interprétation élémentaire, pour sa contribution à l'oeuvre musicale recherchée, peut s'effectuer de trois manières différentes:
- simple pression du doigt ou clic de souris sur la case (VAL), dans le cas d'une interprétation élémentaire précédemment sélectionnée;
- double pression du doigt ou double clic de souris sur la case souhaitée, dans le cas d'une interprétation élémentaire non précédemment sélectionnée;
suite à l'une ou l'autre de ces actions, le nom de l'interprétation élémentaire validée apparaît alors dans une case (IE) de la colonne adjacente (COL3) (voir plus loin);
- "glissement" de la case de l'interprétation élémentaire souhaitée, par déplacement du doigt sur l'écran depuis la position initiale de cette case en colonne (COL2) jusqu'à un lieu quelconque de la colonne adjacente (COL3) ; le même résultat peut être obtenu par simple clic de souris sur la case souhaitée puis déplacement approprié de la souris, son bouton maintenu pressé, jusqu'à ce que le pointeur soit dans un lieu quelconque de la colonne (COL3) ; suite à cette action, le nom de l'interprétation élémentaire validée apparaît dans une case (IE) de la colonne adjacente (COL3) (voir plus loin).

Toutes les interprétations élémentaires ainsi validées apparaissent donc en colonne (COL3), de surcroît classées par ordre alphabétique. Le processus de validation précédent permet en fait de préparer la construction d'une macrointerprétation ; une macrointerprétation est ici définie comme un ensemble d'interprétations élémentaires, contenant obligatoirement une forme d'onde (ou une séquence temporelle de formes d'onde individuelles) de pression acoustique, et appartenant à une même famille de formes d'onde décrivant la même direction spatiotemporelle (indépendamment de la direction temporelle de description de la forme d'onde de pression acoustique). Le processus de validation précédent peut être effectué à volonté (il s'agit en fait d'un premier choix d'interprétations élémentaires pour l'élaboration d'une macrointerprétation, la validation de cette dernière intervenant en colonne (COL3)).

La suppression d'une interprétation élémentaire parmi toutes celles validées (et mentionnées en colonne (COL3)) est possible à partir de la colonne (COL2), par simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (ANNUL) après sélection dans cette même colonne (toujours par simple clic de souris ou pression du doigt) de cette interprétation élémentaire; l'interprétation élémentaire considérée disparaît alors de la colonne (COL3).

3) La troisième colonne (COL3) à partir de la gauche, sous la case (TMAC) portant en clair la mention "Macrointerprétation", regroupe les interprétations élémentaires servant de base à l'élaboration d'une macrointerprétation. Le nombre d'interprétations élémentaires présentes dans cette colonne, avant la validation de la macrointerprétation en cours, est supérieur ou égal au nombre d'interprétations élémentaires de cette macrointerprétation une fois validée ; soulignons en particulier que cette dernière contient obligatoirement une, et une seule, forme d'onde (ou séquence temporelle de formes d'onde individuelles) de pression acoustique, et que les autres interprétations élémentaires de cette macrointerprétation décrivent toutes la même direction spatiotemporelle. Le parcours vertical de cette liste d'interprétations élémentaires, dont les noms figurent dans les cases (IE) contenues dans cette colonne, est possible grâce aux cases (B) et (H), aux rôles respectivement identiques à ceux des cases précédentes de mêmes noms. Le simple clic de souris ou pression du doigt sur l'une des cases de cette liste active l'ouverture, sur l'écran (3), de la fenêtre d'information de fichier mentionnant les caractéristiques de l'interprétation élémentaire considérée. Cette dernière est alors sélectionnée, sa case devenant verte pour la circonstance. La désélection d'une interprétation élémentaire est effectuable par simple clic de souris ou pression du doigt sur la case correspondante, dont la couleur repasse au gris pour la circonstance. La suppression d'une interprétation élémentaire dans la liste de cette colonne est réalisée, après sélection préalable de cette interprétation élémentaire, par le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (ANNUL) ; il est à noter que l'interprétation élémentaire considérée n'est alors supprimée que dans cette colonne (et n'y est pas retenue pour la suite), mais qu'elle existe toujours dans la liste (consultable en colonne (COL2)) des interprétations élémentaires possibles.

La validation du calcul de la macrointerprétation pour l'oeuvre musicale en cours peut avoir lieu lorsque toutes les interprétations élémentaires présentes et sélectionnées en colonne (COL3) conviennent à l'expérimentateur ; cette validation est réalisable, au choix, grâce à l'une des opérations suivantes:
- simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (VAL) en bas de la colonne (COL3);
- "glissement", par déplacement du doigt ou du pointeur de la souris sur l'écran, de la zone centrale de la présente colonne vers la colonne adjacente de droite (COL4).

Ce processus de validation déclenche alors deux opérations:
- calcul des données du fichier audionumérique associé à la macrointerprétation (ce calcul sera discuté plus loin) ; il est à noter qu'un message d'erreur apparaît sur l'écran en cas d'incohérence rencontrée lors de ce calcul (par;exemple, nombre de formes d'onde (ou de séquences temporelles de formes d'onde individuelles) de pression acoustique choisi nul ou supérieur à un par l'expérimentateur, ou incompatibilités de directions de description de formes d'onde, ...): : la procédure de calcul est alors annulée;
- ouverture sur l'écran (8) d'une boîte de dialogue en gros caractères, permettant de nommer ce fichier macrointerprétation, et de le sauvegarder; le nom de ce fichier apparaît alors dans une nouvelle case de type (MAI) de la zone centrale de la colonne adjacente (COL4) ; il est également mentionné, pour information, dans la case (NOMMAC) de la colonne (COL3), précisément en dessous de la liste des interprétations élémentaires qui en sont à l'origine.

L'expérimentateur peut créer, pour l'oeuvre musicale en cours, autant de macrointerprétations (décrivant la même direction spatiotemporelle, voir plus loin) qu'il le souhaite, en effectuant pour l'obtention de chacune d'entre elles les étapes précédentes utilisant successivement les colonnes (COL1), (COL2) et (COL3) de l'écran (8). Pour des raisons pratiques, chaque nouvelle construction de macrointerprétation écrase les affichages relatifs à la macrointerprétation précédente sur les colonnes (COL2) et (COL3).

4) La quatrième colonne (COL4) à partir de la gauche, sous la case (TOE) portant en clair la mention "Oeuvre en cours", regroupe toutes les macrointerprétations précédemment créées grâce au présent système. Ces macrointerprétations apparaissent, dans la zone centrale de la colonne, sous forme de cases (MAI) portant leurs noms respectifs classés par ordre alphabétique. Le parcours vertical de la liste des macrointerprétations est possible grâce aux cases (BB), (B), (H) et (HH), aux rôles respectivement identiques à ceux des cases précédentes de même nom. Le simple clic de souris ou pression du doigt sur l'une des cases de la liste sélectionne la macrointerprétation correspondante et active l'affichage, sur la colonne adjacente de gauche (COL3), des noms de toutes les interprétations élémentaires constitutives de cette macrointerprétation, ainsi que du nom de cette dernière dans la colonne (NOMMAC) ; la case activée passe par ailleurs du gris au vert sur l'écran.

La sélection multiple de macrointerprétations est réalisable, au choix, grâce à l'une des deux opérations suivantes:
- simple clic de souris sur la case (MAI) de chaque macrointerprétation souhaitée, avec appui simultané sur la touche (SHIFT) du clavier;
- simple pression du doigt sur la case (MAI) de chaque macrointerprétation souhaitée, avec appui simultané sur la case (MULTI) de la colonne (COL4);
(lors de cette sélection multiple. n'apparaissent en colonne (COL3) que les informations relatives à la dernière macrointerprétation chronologiquement sélectionnée).

La désélection d'une macrointerprétation est effectuée par simple clic de souris ou pression du doigt sur la case correspondante, dont la couleur repasse du vert au gris à cette occasion.

L'oeuvre musicale cherchée se construit simplement par la sélection successive de macrointerprétations (décrivant la même direction spatiotemporelle, voir plus loin), voire la désélection de certaines d'entre elles, selon les protocoles précédents. L'expérimentateur connaît, dans ce contexte, les macrointerprétations sélectionnées, grâce à la couleur verte des cases correspondantes ; il connaît également la dernière macrointerprétation sélectionnée chronologiquement par ses soins, grâce à l'information fournie par la case (NOMMAC) en colonne (COL3).

Si l'ensemble des sélections précédentes de macrointerprétations donne satisfaction, la sélection définitive (validation) de l'oeuvre musicale en cours est réalisable, aux choix, grâce aux opérations suivantes:
- simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (VAL) en bas de la colonne; à cette occasion, une boîte de dialogue en gros caractères s'ouvre sur l'écran et demande de préciser: a) le nom de l'oeuvre créée ; b) le nom de la famille (à créer ou existante) à laquelle appartient cette oeuvre (voir plus loin);
- "glissement", par déplacement du doigt ou du pointeur de la souris sur l'écran, de la zone centrale de la présente colonne (quelque part au milieu des macrointerprétations de l'oeuvre en cours) vers la colonne adjacente de droite (COL5) ; ceci déclenche également l'ouverture sur l'écran d'une boîte de dialogue en gros caractères demandant de préciser le nom de l'oeuvre créée, mais suppose que le choix de la famille d'appartenance de l'oeuvre a déjà été effectué sur la colonne adjacente de droite (COL5) (voir plus loin).

Dans les deux cas, l'oeuvre est sauvegardée sous forme d'un fichier (en fait, un sousrépertoire où sont mentionnés les macrointerprétations constitutives de l'oeuvre et les chemins d'accès correspondants), dont le nom apparaît alors en partie centrale de la colonne adjacente de droite (COL5).

5) La cinquième colonne (COL5) à partir de la gauche, sous la case (OMF) portant en clair la mention "Oeuvres d'une même famille", regroupe toutes les oeuvres musicales que l'utilisateur juge utile de classer dans une même famille, le nom de cette dernière apparaissant dans la case (NF). Les noms de ces oeuvres apparaissent dans les cases (OE), à raison d'une oeuvre par case. Il est à noter à ce propos qu'une même oeuvre musicale peut appartenir à plusieurs familles. Le parcours vertical de la liste des oeuvres de la famille considérée est possible grâce aux cases (B) et (H), aux rôles respectivement identiques à ceux des cases précédentes de mêmes noms. Le simple clic de souris ou pression du doigt sur une des cases (OE) de la liste sélectionne l'oeuvre correspondante (la case apparaît alors en vert) et active l'affichage. sur la colonne adjacente de gauche (COL4), des noms de toutes les macrointerprétations constitutives de cette oeuvre. La suppression d'une oeuvre de la famille est réalisée, après sélection préalable de cette oeuvre, par le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (ANNUL) de la colonne (COL5) ; lors de cette opération, l'oeuvre est supprimée de la famille considérée, mais ses macrointerprétations constitutives ainsi que son appartenance éventuelle à d'autres familles sont conservées.

Le rattachement d'une oeuvre à une famille supplémentaire (en sus de sa (ses) famille(s) d'appartenance initiale(s)) est réalisable, au choix, de trois manières différentes:
- depuis la colonne (COL4), en fin d'élaboration d'une oeuvre à partir de ses macrointerprétations constitutives : validation de l'oeuvre élaborée en colonne (COL4), sous un nom au choix, grâce à la case (VAL) de cette colonne (COL4) ; l'activation de cette case déclenche l'ouverture d'une boîte de dialogue appropriée sollicitant le nom de la famille d'appartenance (voir plus haut) : le nom de la famille supplémentaire est alors à spécifier à cette occasion;
- depuis la colonne (COL4), en fin d'élaboration d'une oeuvre à partir de ses macrointerprétations constitutives : sélection, en colonne (COL6), de la famille d'oeuvres souhaitée (voir plus loin le protocole pour ce faire), puis "glissement", par déplacement du doigt ou du pointeur de la souris sur l'écran, de la zone centrale de la colonne (COL4) vers la colonne adjacente de droite (COL5) ; cette opération déclenche l'ouverture d'une boîte de dialogue appropriée permettant de renommer éventuellement l'oeuvre considérée;
- depuis la colonne (COL5), en considérant une oeuvre quelconque dont on veut augmenter le nombre de familles d'appartenance: sélection puis "glissement", par déplacement du doigt ou du pointeur de la souris sur l'écran, de la case (OE) portant le nom de l'oeuvre considérée, vers la case (fie) en colonne (COL6) (voir plus loin) portant le nom de la famille d'appartenance supplémentaire souhaitée (cette opération déclenche également l'ouverture d'une boîte de dialogue appropriée permettant de renommer éventuellement l'oeuvre considérée).

6) La sixième et dernière colonne, située à l'extrême droite de l'écran sous la case (FOE) portant en clair la mention "Familles d'oeuvres", regroupe les noms des familles d'oeuvres existantes, sous forme de cases (FE) à raison d'un nom par case. Le parcours vertical de la liste des familles est possible grâce aux cases (B) et (H), aux rôles identiques à ceux des cases précédentes de mêmes noms. Le simple clic de souris ou pression du doigt sur une des cases de la liste sélectionne la famille d'oeuvres correspondante (la case passe alors du gris au vert) et active l'affichage. sur la colonne adjacente de gauche (COL5), des noms de toutes les oeuvres de cette famille. La suppression d'une famille d'oeuvres est réalisable, après sélection préalable de cette famille, par le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (ANNUL) de la colonne (COL6) ; lors de cette opération, la famille est supprimée. mais les oeuvres qu'elle contenait sont conservées et se retrouvent dans les autres familles (en cas d'appartenance d'une oeuvre à plusieurs familles), ou se retrouvent dans une famille spéciale matérialisée à l'écran par la case (HCL) portant en clair la mention "Hors classement" (en cas d'appartenance d'une ou plusieurs de ces oeuvres à une seule famille. précisément celle venant d'être supprimée).

L'activation de la case (NOUF) de la colonne (COL6), portant en clair la mention "Nouvelle famille", permet la création d'une nouvelle famille d'oeuvres, si le classement du travail expérimental l'exige. Comme signalé précédemment, une nouvelle famille d'appartenance peut également être créée lors de la sauvegarde d'une oeuvre depuis la colonne (COL4).

Comme signalé précédemment, la validation du calcul de toute macrointerprétation déclenche le calcul du fichier audionumérique correspondant, fonction du choix et de la nature des formes d'onde constitutives de cette macrointerprétation. Pour ce faire, tous les fichiers relatifs à ces formes d'onde sont ouverts simultanément par le calculateur; selon un algorithme à implémenter dans le présent système, et selon la nature des formes d'onde considérées (description respectivement temporelle, linéaire ou angulaire des intensités), les intensités des signaux sont analysées pour chaque incrément du plus petit pas de description (resp. PPDT, PPDL ou PPDA), afin de calculer en conséquence la valeur modifiée de la pression acoustique à chaque instant et/ou en ch d'angle) diffèrent d'une interprétation élémentaire à l'autre, c'est le fichier contenant la valeur maximale de temps (ou de longueur ou d'angle) la plus petite qui constitue le fichier limitant provocant l'arrêt et la fin du calcul ; le fichier de pression acoustique constitue un cas à part, car ouvrable et fermable autant de fois que souhaité (si besoin est), par l'intermédiaire de l'interprétation élémentaire de note/silence.

L'audition de la macrointerprétation (si celle-ci est décrite en fonction du temps) est possible, après son calcul et sa sélection, par le simple clic ou pression du doigt sur la case (START) de la colonne (COL4) (le nom de cette macrointerprétation apparaissant en vert dans une des cases (MAI) de cette colonne). L'arrêt de l'audition, le défilement rapide en arrière ou en avant de cette macrointerprétation sont également possibles grâce aux cases respectives (STOP), (LL) et (RR) de cette même colonne, aux rôles identiques à ceux des touches de magnétophone produisant respectivement l'arrêt, le défilement rapide en arrière ou en avant d'une bande magnétique.

Le cas de l'audition d'une macrointerprétation évolutive dans une direction (linéaire ou angulaire) de l'espace est quelque peu différent, dans la mesure où chaque source adjacente d'émission sonore (se rapprochant autant que faire se peut d'une source ponctuelle, aux restrictions constructives et de diffraction près) dispense un signal stationnaire (forme d'onde de pression acoustique à un seul cycle, ou mise en boucle, en fonction du temps) mais pouvant différer en fonction de la source. Le défilement rapide en avant ou en arrière de cette macrointerprétation n'a donc pas de sens, temporellement parlant. En revanche, les cases (LL) et (RR) de la colonne (COL4), en association avec les cases (L), (R) et (MODE PONCTUEL) de cette même colonne, ont ici les rôles suivants:
- le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (MODE PONCTUEL) valide les étapes suivantes d'audition d'une seule source d'émission spatiale de la macrointerprétation (mode ponctuel d'audition);
- le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (LL) permet un déplacement rapide en direction de la première source de description (par exemple, celle la plus à gauche de l'auditeur) de la macrointerprétation (et permet donc de revenir rapidement vers le début du fichier relatif à cette macrointerprétation);
- le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (RR) permet un déplacement rapide en direction de la dernière source de description (par exemple, celle la plus à droite de l'auditeur) de la macrointerprétation (et permet donc d'aller rapidement vers la fin du fichier relatif à cette macrointerprétation);
- le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (L) (resp.(R)) permet un déplacement lent en direction de la première (resp. dernière) source de description de la macrointerprétation;
les cases précédentes permettent donc un positionnement précis sur l'unique source de description momentanément souhaitée de la macrointerprétation, en mode ponctuel de description de cette dernière ; le numéro de cette source et la valeur de sa position (dans l'unité de longueur ou d'angle précédemment choisie) sont respectivement affichés en temps réel dans les cases (NUMS) et (POSS) de la colonne (COL4);
- les cases (START) et (STOP) permettent, dans ce mode ponctuel de description, le déclenchement et l'arrêt de l'audition à partir de la source choisie;
- le simple clic ou pression du doigt sur la case (MODE PONCTUEL) permet de revenir au mode d'audition normal de la macrointerprétation.

Pour des raisons d'intelligibilité par l'auditeur, I'audition simultanée d'une macrointerprétation décrivant le temps (en mono-, stéréo- ou quadri- phonie), et d'une autre macrointerprétation décrivant une direction rectiligne ou angulaire de l'espace. n'est pas souhaitée ; il en est de même pour l'audition simultanée de deux macrointerprétations ne décrivant pas la même direction de l'espace. Le calculateur implémente ce fait, un message d'erreur apparaissant systématiquement en cas de sélection, pour l'oeuvre en cours, d'une macrointerprétation ne décrivant pas la même direction spatiotemporelle que celle(s) précédemment sélectionnée(s) pour cette oeuvre ; il commute par ailleurs automatiquement les rôles des cases (LL), (RR), (L), (R), (NUMS), (POSS), (START) et (STOP) en fonction de la direction de description (temporelle ou spatiale) de la première macrointerprétation choisie pour l'oeuvre considérée ; en particulier, les cases (L), (R), (NUMS) et (POSS) sont désactivées pour une macrointerprétation évolutive en fonction du temps.

Notons enfin que l'audition simultanée de plusieurs macrointerprétations (décrivant la même direction spatiotemporelle). ainsi que l'arrêt et les défilements éventuels associés (grâce aux touches (STOP), (LL), (RR), (L), (R), (NUMS) et (POSS), les quatre dernières touches ne concernant que le mode de description ponctuel), sont possibles, dans l'oeuvre en cours, après la sélection simultanée des macrointerprétations souhaitées. L'audition simultanée de plusieurs macrointerprétations peut aider l'expérimentateur pour la construction de l'oeuvre souhaitée. I1 s'agit, pour chaque instant ou lieu de description possible, d'une addition d'amplitudes de pression acoustique (en d'autres termes, d'une simple superposition de signaux).

L'oeuvre musicale recherchée est donc obtenue après la validation de toutes les macrointerprétations souhaitées (et décrivant une même direction spatiotemporelle). Son audition est possible (après sa sélection, si ce n'est déjà fait) par le simple clic de souris ou pression du doigt sur la case (START) de la colonne (COL5) ; techniquement, cette opération correspond à l'ouverture et à la lecture simultanée, par le calculateur, de tous les fichiers audionumériques des macrointerprétations constitutives de l'oeuvre (fichiers répertoriés, rappelons-le, dans le fichier (sous-répertoire) relatif à l'oeuvre considérée).

Cette lecture simultanée correspond, pour chaque instant ou lieu de description possible, à une addition d'amplitudes de pression acoustique (en d'autres termes, à une simple superposition de signaux). L'arrêt de l'audition, le défilement rapide ainsi que le mode éventuel de description ponctuel sont également possibles, grâce aux cases respectives (STOP), (MODE PONTUEL), (LL), (RR), (L), (R), (NUMS) et (POSS), avec les mêmes modes et restrictions d'utilisation que ceux décrits précédemment pour les macrointerprétations.

Les convertisseurs numérique/analogique ((CDA), figure 8) transforment en signaux analogiques et amplifiables les données numériques de pression acoustique relatives aux oeuvres précédentes ; le décodage s'effectue pour chacun d'entre eux à partir de données codées sur un minimum de 16 bits, et fournies à une vitesse supérieure ou égale à 44100 points par seconde (correspondant à la fréquence d'échantillonnage pour le disque compact). Autant de convertisseurs numérique/analogique que de voies de restitution sonore sont donc nécessaires, à savoir:
- un seul, dans le cas d'une oeuvre monophonique évolutive dans le temps;
- deux, dans le cas d'une oeuvre stéréophonique évolutive dans le temps;
- quatre, dans le cas d'une oeuvre quadriphonique évolutive dans le temps;
- un nombre variable, et en tout état de cause le plus élevé possible (en tenant compte des problèmes de coût, résolution spatiale sonore (minimisant les interférences), encombrement minimal des sources sonores et dimensions du lieu d'audition), pour l'audition d'oeuvres évolutives dans une direction linéaire ou angulaire de l'espace.

Le système d'amplification est constitué d'un ou plusieurs amplificateurs ((A), figure 8)), de qualité haute fidélité (aux bande passante. courbe de réponse spectrale.

dynamique..., les meilleures possibles compte-tenu des composants électroniques disponibles actuellement sur le marché). Le nombre de voies amplifiées est identique au nombre de convertisseurs numérique/analogique. La puissance par voie doit être raisonnable, et adaptée au lieu et type (i.e. description spatiale ou temporelle des oeuvres) d'audition : un minimum de 50 Watts par voie, pour un son stéréophonique dans une pièce de 20 m2, plusieurs centaines de Watts par voie pour un son quadriphonique dans une salle de concert, quelques dizaines de Watts pour l'alimentation individuelle de chaque hautparleur adjacent dans le cas d'oeuvres décrites spatialement, sont quelques exemples de puissances efficaces nécessaires.

Le système d'enceintes acoustiques ((HP), figure 8) est adapté au lieu et type (i.e.

description spatiale ou temporelle des oeuvres) d'audition souhaité. Le nombre d'enceintes, leur disposition dans l'espace, leur puissance et leur encombrement unitaire sont en relation avec les spécifications définies précédemment et avec les technologies de confection de telles enceintes, notamment en fonction de leur taille ; inversement, la puissance des enceintes conditionne bien évidemment celle de chaque amplificateur. Les enceintes peuvent par ailleurs être multivoies (pour une meilleure restitution de la bande passante sonore disponible) pour l'audition des oeuvres mono-, stéréo- ou quadri- phoniques décrites en fonction du temps.

La présente invention étant maintenant décrite, un commentaire important doit être effectué sur sa partie logicielle : la partie logicielle de la présente invention est conçue pour offrir à l'utilisateur la convivialité et la rapidité d'exécution maximales pour la création d'interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres à partir de données spectroscopiques, dans un but d'analyse et de compréhension de la réalité physicochimique et/ou de création musicale ; ces convivialité et rapidité d'exécution sont nécessaires en regard des phénomènes physiques. raisonnements et processus de création souvent complexes auxquels est confronté l'expérimentateur. C'est pour cette raison que la multiplicité d'écrans, présentant simultanément le maximum de paramètres, a été choisie, dans un but d'ergonomie maximale en opposition à l'écran unique à fenêtres multiples où la programmation d'interprétations élémentaires par modulation matricielle aurait par exemple fait appel à des objets graphiques interconnectés. La philosophie de ce choix, dans le cadre de la présente invention, est donc identique à celle de la programmation des anciens synthétiseurs analogiques (aux commandes multiples accessibles simultanément), en opposition à celle de la programmation de la majorité des synthétiseurs numériques actuels (aux commandes certes puissantes, mais accessibles grâce à des menus et sousmenus freinant le processus de création sonore au cours du jeu de l'instrument). n est par ailleurs à souligner que, par extension, certains éléments de la présente invention et de sa programmation peuvent être également utilisés pour le traitement de tout signal numérisé, périodique ou non, car ce dernier obéit à la définition généralisée de forme d'onde adoptée ici. Ce signal peut être issu de phénomènes physiques et/ou chimiques (utilisation d'autres spectroscopies comme la RMN, l'ES CA, ..., de mesures diélectriques, de mesures sur des machines tournantes, ...) afin de mieux les comprendre, mais peut également correspondre à des formes d'onde sonores quelconques, un balayage d'images.... I1 peut de manière générale servir de base à la création musicale dans le cadre de la présente invention qui se veut également un nouvel outil de création artistique.

Dans ce contexte, toutes les adaptations informatiques supplémentaires au présent système -se voulant par ailleurs évolutif- et destinées à en améliorer davantage la convivialité et les performances, sont ou seront donc les bienvenues. Ces adaptations informatiques pourront notamment tenir compte de l'évolution technologique des processeurs, composants, interfaces et périphériques, mais également de l'évolution des langages (programmation par objets, logique floue, intelligence artificielle, etc...). A un moindre niveau, des adaptations mineures telles que des facilités supplémentaires pour sauver et supprimer des fichiers, des commandes pour l'audition immédiate des formes d'onde acoustiques et interprétations élémentaires après divers stades de transformations sur celles-ci, des commandes pour la visualisation des formes d'onde associées aux fichiers audionumériques des macrointerprétations, ainsi que d'autres dispositions des contenus des fenêtres, d'autres couleurs ou graphismes, ..., respectant l'esprit de la présente invention comme décrit précédemment, peuvent être également implémentées.

Une variante du mode de réalisation de la présente invention n'utilise pas de spectromètre, mais un simple microordinateur ((MSP),fig.8) pour importer ou traiter:
- les fichiers d'interférogrammes et/ou les fichiers spectres issus d'un spectromètre infrarouge ou Raman disponible en laboratoire (le format de ces fichiers devant alors être connu);
- les fichiers spectres issus de bibliothèques disponibles commercialement (le format de ces fichiers et leur mode de décompactage éventuel devant alors également être connus).

Le microordinateur (MSP) doit permettre de présenter tous ces fichiers, à l'aide de programmes de conversion appropriés, sous un format standard, afin de rendre leur exploitation possible par l'unité de traitement (UT).

Une variante du mode de réalisation de la présente invention ne décrit pas spatialement (c'est-à-dire à l'aide de sources sonores juxtaposées selon une direction linéaire ou angulaire de l'espace) les interprétations élémentaires, macrointerprétations, oeuvres musicales et, plus généralement, les formes d'onde. Elle ne décrit que temporellement (de manière mono-, ou stéréo-, ou éventuellement quadri- phonique) les entités précédentes, comme tel est le cas pour la majorité des installations de diffusion sonore actuelles. Toutes les parties et fonctions de la présente invention, destinées à la conversion et à la description des signaux selon une direction linéaire ou angulaire de l'espace, sont donc supprimées dans le cadre de la présente variante ; les parties et fonctions de la présente invention, destinées à la conversion et à la description temporelle (mono-, stéréo-, ou quadri- phonique) des signaux, sont conservées à l'identique dans le cadre de cette même variante.

Une variante du mode de réalisation de la présente invention ne décrit, tout comme la variante précédente, que des variations temporelles (mono-, stéréo-, ou quadriphoniques) de signaux, mais utilise un (ou plusieurs) générateur(s) de sons et un séquenceur du commerce pour reproduire les macrointerprétations et oeuvres établies à l'aide du présent système. Les paramètres musicaux du générateur peuvent être ainsi modulés par les formes d'onde acquises ou créées dans le cadre de la présente invention.

Le générateur de sons peut être un synthétiseur numérique ou un échantillonneur, la distinction entre ces deux types de matériels étant parfois difficile dans la mesure où les synthétiseurs évolués ne sont plus de simples lecteurs d'échantillons en mémoire morte, mais sont également capables d'échantillonner ou d'importer des banques d'échantillons externes ; de même, les échantillonneurs de dernières générations possèdent souvent de puissantes fonctions de synthèse ainsi que des multieffets, tout comme les synthétiseurs de haut de gamme. Le choix du générateur de sons revient donc à l'utilisateur, selon les types et puissances de synthèse (et donc, selon les paramètres musicaux transformables par ce générateur) désirés, sachant que de simples lecteurs d'échantillons (claviers ou expandeurs "General MIDI" ou assimilés) ne sont pas obligatoirement à dédaigner, comme l'a montré un exemple d'application en première partie de cet exposé. L'utilisation simultanée de (ou la commutation entre) plusieurs générateurs de sons est également possible, et très facile à mettre en oeuvre grâce au système MIDI.

Le séquenceur peut être intégré à un générateur de sons choisi précédemment (générateur de type "workstation") ; il peut s'agir également d'un module externe raccordé en MIDI au(x) générateur(s) de sons utilisé(s), mais un séquenceur sous forme logicielle est préférable aux deux options précédentes, au prix d'une plateforme informatique MIDI et d'éventuels boîtiers d'extension de canaux MIDI supplémentaires.

Deux règles sont ici adoptées pour la mise en oeuvre du présent ensemble MIDI (générateur de sons et séquenceur):
- affectation, à un instant donné, d'une seule interprétation élémentaire de pression acoustique (i.e. d'un seul son) à un canal MIDI donné;
- affectation de toutes les données d'une macrointerprétation à une seule piste MIDI (et à un même canal MIDI, compte-tenu de la règle précédente) d'enregistrement.

Remarquons que ces règles n'excluent pas la possibilité de changement de sonorité ("program change", conduisant à l'obtention d'une séquence temporelle de formes d'onde sonores) au cours du temps. pour un même canal MIDI.

Le mode d'élaboration d'une macrointerprétation, par le biais de cette variante de la présente invention, est donc le suivant:
a) Choix de l'interprétation élémentaire (ou, plus généralement, de la forme d'onde) de pression acoustique pour la macrointerprétation considérée, grâce aux colonnes (COL1), (COL2) et/ou (COL3) (figure 16) de l'unité de commande décrite précédemment. Notons que la colonne (COL1) doit ici contenir une case supplémentaire d'extension (nommée par exemple ".GSX", pour "Générateur de sons n" X") par générateur de sons (ou banque de sons) de type General MIDI éventuellement disponible ; la case (NOMPAR) de cette même colonne indique par ailleurs le nom du générateur de sons n" X (ou de la banque de sons n" X), lorsque l'extension correspondante est sélectionnée ; dans le cas d'un tel type de sélection, les noms des différents sons disponibles par générateur (appelés "Performances", "Presets", "Tones", "Programs", ..., selon le constructeur du générateur) apparaissent en clair, avec leurs numéros, dans les cases (CIE) de la colonne (COL2). La validation (sélection définitive) de l'interprétation élémentaire (ou, plus généralement, de la forme d'onde) de pression acoustique ainsi choisie pour la macrointerprétation considérée, est effectuée grâce aux mêmes manipulations que celles précédemment décrites ; toutefois, une boîte de dialogue apparaît sur l'écran (8) (fig.16), afin de définir le numéro du canal MIDI affecté à la forme d'onde de pression acoustique considérée.

A ce stade, deux procédures sont possibles et sélectionnables par le présent système:
- conversion du format du fichier de la forme d'onde de pression acoustique en un format reconnu par l'échantillonneur (le générateur de sons dont doit disposer ici le présent système), si cette forme d'onde a été élaborée à l'aide de la présente unité de traitement ; les caractéristiques de cette forme d'onde apparaissent alors, comme précédemment, sur la fenêtre d'information de fichier qui s'ouvre alors sur l'écran (3) ou (6) (fig.12) (suivant qu'il s'agit d'une forme d'onde porteuse ou modulatrice);
- simple validation de la forme d'onde de pression acoustique, si celle-ci provient d'un générateur de son (de type "General MIDI") externe ; la fenêtre d'information de fichier citée précédemment n'apparaît alors pas.

b) Sélection, comme précédemment décrit pour la version de base de la présente invention, des autres interprétations élémentaires choisies pour la présente macrointerprétation.

c) Validation de la macrointerprétation ; ceci provoque, indépendamment de l'attribution d'un nom de fichier à cette dernière par le présent système (via une boîte de dialogue), l'ouverture de tous les fichiers d'interprétations élémentaires (celle de pression acoustique mise à part, utilisable telle quelle), et déclenche le calcul d'une piste MIDI intégrant, pour le canal MIDI choisi précédemment, toutes les variations d'intensité pour chaque interprétation élémentaire, sous forme de messages MIDI de type canal ou système appropriés ; ces messages sont séparés par d'autres messages spécifiant, en relation avec la résolution du séquenceur, les intervalles temporels de permanence des valeurs MIDI contenues dans les messages canal ou système précédents. fl est à noter dans ce contexte que le choix ultérieur, pour l'oeuvre musicale considérée, de la vitesse de lecture des pistes par le séquenceur ne doit pas être quelconque, et doit tenir compte de tout le processus précédent d'élaboration d'interprétations élémentaires à l'aide de l'unité de traitement, afin d'obtenir un résultat satisfaisant à l'audition. Remarquons enfin que le format du fichier relatif à la piste MIDI (et à la macrointerprétation) à élaborer, peut être du type Midifile 0 (messages système et/ou canal séparés par des valeurs temporelles (delta times), avec compression des données selon un algorithme connu) mais peut être autre, si reconnu par le séquenceur (avec pour avantage la rapidité de traitement des données lors de la lecture ultérieure des pistes, mais pour inconvénient une moindre universalité que le format
Midifile).

La répétition des étapes a) à c), pour chaque macrointerprétation souhaitée par l'expérimentateur, conduit à l'obtention finale d'une séquence MIDI, dont l'exécution par le séquenceur permet l'audition de l'oeuvre recherchée. Au cours de cette exécution, les formes d'onde de pression acoustique sont déclenchées en temps, durées, et avec tonalités, paramètres de filtrage..., souhaités, comme tel est le cas pour une séquence MIDI classique.

Les séquenceur et générateurs de sons (ces derniers possédant leurs propres convertisseurs numérique/analogique et sorties audio) tiennent donc lieu, dans le cadre de cette variante de la présente invention, d'unités d'exécution.

Une variante du mode de réalisation de la présente invention fournit à l'utilisateur la possibilité d'auditionner en temps réel les données issues du spectromètre. La version de base de la présente invention peut certes fournir la transcription sonore de l'évolution, en fonction du temps ou du lieu d'analyse, des propriétés de l'échantillon au travers d'une succession de spectres de vibrations enregistrés et mis en mémoire, mais l'audition correspondante se fait en temps -même légèrement- différé, par suite des temps de traitement des signaux et d'élaboration des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres. La présente variante comporte certains éléments additionnels:
a) Sur les écrans (2) et (5) de l'unité de traitement (écrans dédiés au choix des formes d'onde, cf. fig.11) : la présence d'une case supplémentaire (DSTR) portant en clair la mention "Données spectrométriques en temps réel", et située dans la partie de l'écran consacrée à la liste des fichiers de données spectrométriques brutes (spectres et/ou interférogrammes). L'activation de cette case (par simple clic de souris ou pression du doigt) fait changer du gris au vert la couleur de celle-ci. et autorise l'utilisation en direct des données obtenues en temps réel par le spectromètre (ceci n'empêchant nullement la sauvegarde classique, dans l'unité de stockage, de ces mêmes données) : ces dernières constituent, lors de chaque acquisition (dont les paramètres tels que le temps d'intégration sont définissables au préalable à l'aide du système d'exploitation du spectromètre), une forme d'onde exploitable, par la présente invention, de la même manière que toute autre forme d'onde déjà mise en mémoire ; le nombre de points exploités de cette forme d'onde par le présent système est égal au nombre de points d'acquisition d'un enregistrement ("scan") spectrométrique, ou peut être différent en cas de traitement additionnel (transformation de Fourier inverse d'une zone de spectre. forme d'onde de raies, etc...) aux caractéristiques fixées grâce aux écrans (3) ou (6) (fiv.12).

A cet effet, les écrans (3) et (6), dédiés aux modifications des formes d'onde, présentent, pour cette variante de la présente invention et sur les fenêtres destinées à l'édition des formes d'onde, une case (TTR) supplémentaire portant en clair la mention "Traitement en temps réel". L'activation de cette case, par simple clic de souris, fait changer la couleur de celle-ci et autorise le calcul en temps réel (pour chaque acquisition du spectromètre) de la forme d'onde modifiée selon les spécifications choisies grâce à l'écran considéré. Ces spécifications, ainsi que les modes de calcul correspondants, restent identiques par rapport à ceux de la version de base de la présente invention, mise à part l'impossibilité, pour la présente variante, d'obtenir une forme d'onde de fusion de spectres (les deux fichiers spectres à fusionner étant issus de deux spectrométries distinctes).

Le mode d'utilisation de la présente invention, mises à part les deux commandes de traitement en temps réel précédentes, reste identique à celui de la version de base: les interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales sont élaborées à l'aide du même protocole, mis à part le fait que, pour la présente variante, des formes d'onde obtenues en temps réel peuvent être utilisées comme porteuses. modulatrices (ou les deux), en addition des formes d'onde préalablement mises en mémoire. Les données spectrométriques obtenues en temps réel peuvent même être utilisées seules, le choix de création d'interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres restant très vaste dans ce contexte eu égard au grand nombre de paramètres musicaux et de possibilités de modulation précédemment évoqués.

En regard des performances supérieures offertes par la présente variante, le (ou les) calculateur(s) des unités de traitement et de commande a (ont), dans ce contexte, une rapidité de fonctionnement adaptée (et donc éventuellement revue à la hausse). Par ailleurs, la transcription musicale en direct des données spectrométriques obtenues en temps réel pouvant conduire à l'obtention de fichiers de macrointerprétations de grandes longueurs (pour de longues durées d'analyse), la capacité de sauvegarde des données acoustiques obtenues doit être également adaptée en conséquence pour la mémoire de masse de stockage des données (MMS). Le temps d'accès aux données de cette mémoire de masse doit être également adapté en conséquence.

Une variante du mode de réalisation de la présente invention intéresse davantage l'analyste (par exemple pour le contrôle qualité dans une unité de production industrielle) que le chercheur ou le compositeur. Elle consiste en toute simplification de la présente invention pour n'en retenir que les composants et éléments de programmation adaptés à un contexte scientifique ou industriel donné.

Domaines d'application de la présente invention
En référence à tout ce qui précède. les domaines d'application de la présente invention sont les suivants : recherche scientifique fondamentale ou appliquée, dans les laboratoires utilisant les techniques spectroscopiques ; laboratoires de contrôle qualité dans une chaîne de production, dans les secteurs de l'industrie chimique, pharmaceutique, paramédicale, ... ; centres de recherche en acoustique, analyse ou composition musicale; enseignement, dans les disciplines de l'acoustique et de l'analyse musicale ; centres de production musicale, studios, compositeurs de musique indépendants....

Claims (15)

Revendications

1) Procédé de création et d'assemblage de formes d'onde dans le domaine des fréquences acoustiques et musicales, à partir des spectres de vibrations des molécules et de toutes substances fournissant de tels spectres, pour identifier ces molécules et substances, décrire leurs propriétés physicochimiques et produire des oeuvres musicales, notamment à des fins d'enseignement et de recherche dans les secteurs scientifique et musical ainsi qu'à des fins d'analyses dans l'industrie chimique, lequel procédé est caractérisé par

- la création, au choix, de formes d'onde homothétiques des spectres de vibrations, obtenues en remplaçant en abscisse de ces spectres l'échelle des nombres d'onde par une échelle de direction spatiotemporelle définie, ou de formes d'onde homothétiques des transformées de Fourier inverses des spectres de vibrations, obtenues par la division des valeurs numériques des fréquences lues sur ces spectres par la valeur numérique en cm.s-l de la vitesse de la lumière et par l'utilisation en abscisse d'une échelle de direction spatiotemporelle définie

- l'utilisation des formes d'onde précédentes pour décrire, à l'aide d'une échelle d'abscisse et d'une direction spatiotemporelle appropriées, la variation de tout paramètre musical, et pour moduler, selon tout type de modulation et algorithme de calcul à définir, d'autres formes d'onde décrivant également la variation de tout paramètre musical dans une direction spatiotemporelle définie, les résultats de ces opérations étant nommés dans un souci de clarté "formes d'onde musicales" ou "interprétations élémentaires" par l'inventeur

- l'application, sur les formes d'onde précédentes, de tous traitements numériques permettant d'augmenter davantage la quantité d'information acoustique et musicale issue des spectres de vibrations, et permettant d'améliorer la qualité de cette information

- l'assemblage des interprétations élémentaires en structures plus complexes regroupant un nombre fini de formes d'onde musicales autour d'une même forme d'onde musicale de pression acoustique et nommées dans un souci de clarté "macrointerprétations" par l'inventeur, ou en structures plus complexes regroupant plusieurs macrointerprétations et nommées dans un souci de clarté "oeuvres musicales" par l'inventeur, une oeuvre musicale comportant au moins une macrointerprétation.

2) Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'un paramètre musical est défini comme tout paramètre acoustique ou physique, pression acoustique y compris, pouvant modifier l'organisation spatiale ou temporelle des sons.

3) Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la direction spatiotemporelle utilisée par les formes d'onde précédentes est, au choix, la direction temporelle classiquement utilisée pour la description de toute forme d'onde sonore, ou une direction rectiligne de l'espace, ou une direction angulaire de l'espace définie par une distance fixe de l'auditeur à toutes les sources d'émission acoustique et par la valeur d'un angle définissant la longueur d'un arc de courbe entre une source quelconque d'émission acoustique et une autre source tenant lieu de référence.

4) Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que les interprétations élémentaires sont obtenues par programmation d'une matrice de modulation, définissant le choix d'une forme d'onde porteuse et d'un certain nombre de formes d'onde modulatrice(s) ainsi que le type de modulation souhaité et l'algorithme de calcul correspondant ; ces interprétations élémentaires résultent ainsi, dans un ordre de complexité croissant, d'un point de modulation dit d'ordre zéro dans le cas d'une forme d'onde porteuse décrivant simplement un paramètre musical, d'ordre un dans le cas d'une seule forme d'onde modulatrice modulant une forme d'onde porteuse décrivant elle-même un paramètre musical, ou d'ordre supérieur à un dans le cas de plusieurs formes d'onde modulatrices modulant une même forme d'onde porteuse décrivant un même paramètre musical ; ces interprétations élémentaires décrivent les paramètres musicaux initiaux des formes d'onde porteuses selon des directions spatiotemporelles déterminées.

5) Procédé selon l'une quelconque des Revendications là 4, caractérisé en ce qu'une macrointerprétation est obtenue par la modulation d'une seule forme d'onde de pression acoustique, ou d'une seule séquence temporelle de formes d'ondes individuelles de pression acoustique, par un certain nombre positif ou nul d'interprétations élémentaires décrivant une même direction spatiotemporelle, cette modulation étant fonction des lois de variation et paramètres musicaux décrits par ces dernières.

6) Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1à 5, caractérisé en ce que l'enseignement, la composition et la recherche en acoustique et musique sont effectués

- par créations et auditions des descriptions, dans des directions spatiotemporelles fixées, de toutes macrointerprétations ou oeuvres musicales construites à partir des spectres de vibrations de toutes substances souhaitées ou à partir d'autres données spectrales et de formes d'onde

- par l'analyse musicale des spectres, tonalités, rythmes et intensités associés aux formes d'ondes ainsi obtenues.

7) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des Revendications 1à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les éléments suivants

- un spectromètre (SPM) d'absorption infrarouge et/ou de diffusion

Raman, pour l'acquisition et la numérisation des données spectroscopiques expérimentales

- un microordinateur (MS P), commandant l'acquisition des spectres et permettant également des mises en forme supplémentaires des données spectrales afin de standardiser la présentation de ces dernières

- une mémoire de masse (MMS) pour le stockage des données spectrales, fonctions mathématiques et autres données utiles, interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales

- une unité de traitement (UT), dédiée à tous traitements de formes d'onde et à la conception d'interprétations élémentaires à l'aide des données spectrales, fonctions mathématiques et autres données utiles, et autres interprétations élémentaires

- une unité de commande (UC) permettant l'élaboration et le déclenchement de l'audition, à partir d'interprétations élémentaires, de fichiers audionumériques de macrointerprétations et oeuvres musicales

- un ou plusieurs convertisseurs numérique/analogique (CDA), pour la conversion des données audionumériques précédentes en signaux analogiques

- un ou plusieurs amplificateurs (A) connectés à un système d'enceintes acoustiques (HP), pour l'amplification et l'audition des signaux précédents, en nombre en adéquation avec le nombre de convertisseurs numérique/analogique, en nombre adapté au(x) type(s) de direction(s) spatiotemporelle(s) de description retenu(s) par l'utilisateur pour l'audition des macrointerprétations et oeuvres musicales, et en nombre adapté à la nature et aux dimensions du lieu d'audition.

8) Appareil selon la Revendication 7, caractérisé en ce que son unité de traitement (UT) comporte les éléments suivants

- un calculateur (CT) dédié à la sélection des données utiles dans la mémoire de masse de stockage des données, au calcul des formes d'onde musicales porteuses et modulatrices et à la modification de leurs paramètres, ainsi qu'au calcul et au stockage des interprétations élémentaires

- un moniteur couleur moyenne résolution (1) dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des paramètres musicaux porteurs

- un moniteur couleur moyenne résolution (2) dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux porteurs

- un moniteur couleur haute résolution (3), dédié au choix des pas de lecture initiaux et directions de description, et aux traitements numériques sur les formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux porteurs

- un moniteur couleur moyenne résolution (4) dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des paramètres musicaux modulateurs

- un moniteur couleur moyenne résolution (5) dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux modulateurs

- un moniteur couleur haute résolution (6), dédié au choix des pas de lecture initiaux et directions de propagation, et aux traitements numériques sur les formes d'ondes affectées aux paramètres musicaux modulateurs

- un moniteur couleur moyenne résolution (7) dédié à l'affichage et la sélection, au clavier, au toucher ou à la souris, des types de modulation choisis pour les calculs de modulation

- deux claviers (CLP) et (CLM) et souris respectives (SOP) et (SOM), affectés respectivement aux écrans (1), (2), (3) pour (CLP) et (SOP), et (4), (5), (6), (7) pour (CLM) et (SOM)

- un écran (ECLP) tactile monochrome à cristaux liquides, rétroéclairé et de grandes dimensions, dédié à l'affichage et l'édition des formes d'onde musicales porteuses et de leurs spectres associés, et utilisé en relation avec l'écran (3)

- un écran (ECLM) tactile monochrome à cristaux liquides, rétroéclairé et de grandes dimensions, dédié à l'affichage et l'édition des formes d'onde musicales modulatrices et de leurs spectres associés, et utilisé en relation avec l'écran (6).

9) Appareil selon la Revendication 7, caractérisé en ce que son unité de commande (UC) comporte les éléments suivants

- un écran couleur sensitif moyenne résolution (8) ainsi qu'un clavier (CLC) et une souris (SOC) attenants, dédiés à la sélection des éléments constitutifs des macrointerprétations et oeuvres musicales souhaitées, ainsi qu'à l'archivage, la sélection et l'audition d'oeuvres musicales déjà créées

- un calculateur (CC), dédié aux calculs des fichiers audionumériques des macrointerprétations et oeuvres musicales, ainsi qu'à l'aiguillage, pour audition, de leurs composantes vers les convertisseurs numérique/analogique, amplificateurs et enceintes acoustiques appropriés.

10) Appareil selon les Revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de spectromètre, mais en conserve le microordinateur (MSP), dédié à l'importation des données spectrales issues d'autres spectromètres ou à l'importation de bibliothèques de spectres disponibles commercialement, ainsi qu'à des traitements et mises en forme supplémentaires sur ces données afin d'en standardiser la présentation.

11) Appareil selon les Revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le spectromètre (SPM) y figure de manière optionnelle, et en ce que son microordinateur (MSP) est dédié à l'importation de toutes données spectrales et de formes d'onde d'intérêt judicieux pour l'expérimentateur ainsi qu > à certains traitements et mises en forme sur ces données afin d'en standardiser la présentation.

12) Appareil selon les Revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il ne comporte, au sein de ses éléments constitutifs mentionnés dans ces

Revendications, que les parties et fonctions destinées à la conversion des signaux et à la description temporelle, monophonique ou éventuellement stéréophonique ou quadriphonique, des interprétations élémentaires, macrointerp rétations et oeuvres musicales.

13) Appareil selon les Revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il ne comporte, au sein de ses éléments constitutifs mentionnés dans ces

Revendications, que les parties et fonctions destinées à la conversion des signaux et à la description temporelle, monophonique ou éventuellement stéréophonique ou quadriphonique, des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales, mais comporte également un ou plusieurs générateurs de sons pouvant compléter ou simplifier la palette sonore disponible, et un séquenceur MIDI remplaçant, dans un but identique, le calcul des fichiers audionumériques de macrointerprétations et oeuvres musicales par le calcul de pistes MIDI.

14) Appareil selon les Revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte des possibilités de calcul supplémentaires dans les unités de traitement et de commande, permettant l'obtention en temps réel des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales, simultanément à l'enregistrement des spectres expérimentaux correspondants.

15) Appareil selon la Revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des possibilités de calcul supplémentaires dans les unités de traitement et de commande, permettant l'obtention en temps réel des interprétations élémentaires, macrointerprétations et oeuvres musicales, simultanément à l'enregistrement des spectres expérimentaux correspondants.