La poursuite auditive du mouvement acoustique vers l'acquisition des catégories phonétiques

Cette thèse explore le développement de la parole chez l'enfant durant la première année de vie. Elle vise précisément à caractériser le mécanisme à la base de l'acquisition des catégories phonétiques. Les nombreuses recherches dans le domaine offrent un portrait compréhensible de la trajectoire développementale de la perception de la parole. Les mécanismes de ce développement demeurent toutefois mal compris, particulièrement en ce qui a trait aux stratégies de l'enfant pour faire face au problème de la variabilité. En s'inspirant des théories de l'invariance chez l'adulte et sur la base de données empiriques chez l'enfant, cette thèse présente trois études visant à soutenir l'hypothèse selon laquelle la poursuite auditive du mouvement acoustique sous-tend l'acquisition des catégories phonétiques. Tout d'abord, deux études de modélisation simulent l'acquisition d'un type particulier de catégories phonétiques, les tons lexicaux, par le biais de réseaux neuronaux artificiels de type non supervisé. Ces simulations évaluent l'impact de diverses sources de variabilité et l'efficacité du mouvement acoustique sur la catégorisation des tons en chinois mandarin. Les résultats montrent que malgré un degré modéré de variabilité, les patrons de fréquence fondamentale présentent des régularités permettant de distinguer les quatre tons mandarins, sans information préalable quant au nombre de catégories à découvrir. Ceci suggère que le signal acoustique continu peut suffire à l'acquisition des tons lexicaux, sans besoin de faire appel à un ensemble de propriétés phonétiques abstraites. En présence de multiples sources de variabilité cependant, l'information spectrale du signal de surface n'entretient qu'une faible relation avec les sons de la parole recherchés. À l'opposé, l'information dynamique (les profils de vélocité de la fréquence fondamentale) permet d'atteindre un niveau de performance comparable à celui de l'adulte pour l'identification des tons. De plus, les quatre profils de vélocité découverts par le réseau neuronal correspondent aux quatre tons mandarins et permettent de caractériser les gestes invariants impliqués dans la production tonale. Afin de vérifier si l'enfant peut faire usage de cette stratégie dynamique pour normaliser le signal de la parole, une étude comportementale examine ensuite la capacité d'enfants préverbaux à percevoir des variations acoustiques reflétant une contrainte articulatoire. Une procédure de regard préférentiel est utilisée afin de vérifier si des enfants de 4 et 8 mois peuvent distinguer entre eux des patrons d'intonation possibles et impossibles sur le plan articulatoire et produits par un locuteur inconnu. Les résultats montrent que les enfants des deux groupes d'âge écoutent plus longuement les stimuli possibles, indiquant qu'ils peuvent détecter des variations subtiles de vélocité de la fréquence fondamentale et préfèrent les variations qui respectent la contrainte articulatoire. Ces résultats suggèrent qu'en bas âge déjà, les enfants peuvent calculer la première dérivée d'informations spectrales continues et réduire la variabilité interlocuteur à partir de la dynamique du signal acoustique. Le modèle proposé par les études de simulations permet d'établir l'efficacité de l'information dynamique dans le développement phonétique. L'étude comportementale permet pour sa part de vérifier la sensibilité à cette information chez l'enfant en bas âge. Ces résultats suggèrent que l'invariance se situe à la fois au niveau acoustique/auditif, moteur et développemental, et que la poursuite auditive du mouvement acoustique reflétant les gestes articulatoires représente une stratégie efficace pour l'acquisition des catégories phonétiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Catégories phonétiques, Apprentissage distributionnel, Perception de la parole, Production de la parole, Acquisition du langage, Réseaux neuronaux artificiels non-supervisé.

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