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We are able to distinguish between two complex sounds (a vowel or a music note) produced at the same time, thanks to a particular acoustic phenomenon : the harmonic fusion. In other words, the listener is able to extract a single pitch from a set of harmonic components from the same sound source. The aim of this thesis is to understand the origin of pitch coding of complex sounds in the auditory system based on the detection of inharmonicity, and therefore the phenomenon of harmonic fusion, through two experiments. Two theories are commonly proposed to explain this coding ; one based on spatial clues and the other on temporal clues. We hypothesized that a temporal mechanism is involved in this coding. Results of experiment 1 indicates that when the auditory system is forced to use temporal information, we find an asymmetry in an inharmonicity detection task. On the other hand, these results could also be explained by the intervention of a spatial mechanism acquired before the birth until the first months of life. In experiment 2, the asymmetry of experiment 1 is found under all conditions except when the sound level is low and the sounds are antiphasic. This means that binaural system alone is able to detect an inharmonicity. This is new data, which adds to our understanding of harmonic fusion. Our study demonstrates that temporal mechanisms play the main role in inharmonicity detection phenomenon, without excluding other kinds of associated mechanisms. With our results in mind, fundamental research will continue to investigate this topic. Our research also has implications for the clinical practice of speech therapy. For example, it is possible to imagine auditory rehabilitation based on inharmonicity detection training in patients with hearing loss or cochlear implants, in order to improve their harmonic fusion capabilities and thus their speech understanding in a noisy environment., Nous sommes capables de distinguer deux sons complexes (une voyelle ou une note de musique) produits en même temps, grâce à un phénomène acoustique particulier : la fusion harmonique. En d’autres termes, l’auditeur est capable d’extraire une hauteur unique d’un ensemble de composantes harmoniques d’une même source sonore. L’objectif de ce mémoire est de comprendre l’origine du codage de la hauteur des sons complexes dans le système auditif en étudiant la détection d’inharmonicité et donc le phénomène de fusion harmonique, à travers deux expériences. Deux théories sont classiquement proposées pour expliquer le codage de la hauteur ; l’une repose sur des mécanismes spatiaux, l’autre sur des mécanismes temporels. Nous étudions notamment l’hypothèse d’un mécanisme temporel à l’origine dans ce codage. Les résultats de l’expérience 1 indiquent que lorsque le système auditif est contraint d’utiliser une information temporelle, on retrouve une asymétrie dans une tâche de détection d’inharmonicité. Néanmoins, ces résultats pourraient aussi être expliqués par l’intervention d’un mécanisme spatial acquis avant la naissance jusqu’aux premiers mois de vie. Dans l’expérience 2, l’asymétrie est retrouvée dans toutes les conditions sauf dans celle où le niveau sonore est bas et les sons sont antiphasiques. Cela indique que le système binaural à lui seul est capable de détecter une inharmonicité. Ceci constitue une donnée nouvelle pour la compréhension de la fusion harmonique. Notre étude démontre que les mécanismes temporels jouent un rôle central dans les phénomènes de détection d’inharmonicité, sans exclure d’autres types de mécanismes associés. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la recherche fondamentale et pour la pratique clinique en orthophonie. Il est notamment possible d’envisager une rééducation auditive basée sur un entraînement à la détection d’inharmonicité chez les patients atteints de surdité ou porteurs d’implants cochléaires, dans l’optique d’améliorer leurs capacités de fusion harmonique et ainsi leur compréhension de la parole dans un environnement bruyant.

Le système auditif central d'un sujet normo-entendant fusionne perceptivement les composantes spectrales des sons complexes harmoniques, bien que ces composantes soient initialement séparées par la cochlée. Cette fusion harmonique joue un rôle important dans l'analyse des scènes acoustiques multi-sources, situations dans lesquelles la gêne auditive des patients atteints de surdité neurosensorielle est généralement exacerbée. L'objectif de cette thèse était d'une part de clarifier les mécanismes de la fusion harmonique chez les auditeurs sains, et d'autre part d'étudier l'impact des surdités neurosensorielles sur la sensibilité à l'harmonicité. Une première expérience, menée sur des auditeurs sains, a porté sur la reconnaissance auditive de l'octave harmonique, formée par des sons purs simultanés dont le rapport fréquentiel est égal à 2. L'expérience montre que le mécanisme permettant cette reconnaissance est insensible à la direction d'un écart par rapport à l'octave. Il apparaît par contre que, pour des sons purs présentés consécutivement, l'octave ne représente plus une singularité du point de vue de la discrimination perceptive. Une seconde expérience, incluant des sujets atteints de surdité neurosensorielle légère à moyenne, montre que l'effet de ces surdités sur la sensibilité absolue à l'harmonicité est très variable d'un individu à l'autre, et semble refléter avant tout le niveau d'altération de la discrimination fréquentielle. Cependant, l'expérience fait apparaître chez tous les sujets testés la conservation d'une sensibilité relative à l'harmonicité : le seuil de détection d'une inharmonicité par rapport à l'octave s'avère toujours meilleur que le seuil de détection d'une différence entre des rapports de fréquences inharmoniques, même en présence de pertes tonales moyennes supérieures à 45 dB entre 500 et 4000 Hz.

The auditory system fuses into one percept simultaneous pure tones whose frequenciesare harmonically related, even if these pure tones are perfectly resolved by the cochlea.This harmonic fusion contributes to auditory scene analysis requiring segregation ofsimultaneous harmonic complex tones. Two studies reported here aimed to clarify itsmechanism in normal-hearing listeners. The first study measured the discrimination offrequency ratios close to the octave (2:1) for simultaneous or consecutive pure tones. Theresults show that the simultaneous octave is recognized by a mechanism which isinsensitive to the direction of deviations from the octave, whereas this is not the case forthe sequential octave. A second study explored this difference between the simultaneousand sequential octaves by means of subjective judgments on the degree of fusion or theperceptual affinity between pure tones presented simultaneously or sequentially. Theresults indicate that harmonic fusion and pitch affinity are not directly related phenomena.The third study measured the detection of a change in frequency ratio for simultaneouspure tones in listeners with normal hearing or mild to moderate cochlear hearing loss.The results indicate that sensitivity to harmonicity is a robust phenomenon, sometimesaltered by cochlear lesions but resistant to severe deficits in frequency discrimination.However, while inharmonicity detection is asymmetric in normal-hearing listeners, itbecomes symmetric in the presence of cochlear hearing loss, suggesting that theunderlying mechanism is different in the latter case., Le système auditif fusionne en un seul percept des sons purs simultanés dont lesfréquences sont harmoniquement liées, même si ces sons purs sont parfaitement résoluspar la cochlée. Cette fusion harmonique contribue à l’analyse des scènes auditives nécessitantla ségrégation de sons complexes harmoniques simultanés. Deux des études décrites iciont eu pour but d'en préciser le mécanisme chez les auditeurs sains. La première a mesuréla discrimination de rapports de fréquences voisins de l’octave (2:1) pour des sons purssimultanés ou consécutifs. Les résultats montrent que l’octave simultanée est reconnuepar un mécanisme insensible à la direction des écarts par rapport à l’octave, alors que teln'est pas le cas pour l'octave séquentielle. Une deuxième étude a exploré cette différenceentre octave simultanée et octave séquentielle par des jugements subjectifs du degré defusion ou de l’affinité perceptive entre sons purs présentés simultanément ouséquentiellement. Les résultats indiquent que fusion harmonique et affinité de hauteurtonale ne sont pas des phénomènes directement liés. La troisième étude a porté sur ladétection d’un changement de rapport de fréquences entre sons purs simultanés chez desauditeurs sains ou porteurs d’une surdité cochléaire légère à moyenne. Cette étude révèleque la sensibilité à l’harmonicité est un phénomène robuste, parfois altéré chez les sujetssourds mais résistant à une forte dégradation de la discrimination fréquentielle. Il apparaîtcependant que la détection d’inharmonicité, asymétrique chez les auditeurs sains, devientsymétrique en présence de lésions cochléaires, ce qui semble indiquer que le mécanismeutilisé est différent dans ce cas.