Modèle biomécanique et contrôle de la langue en parole

A biomechanical model of the tongue and its control during speech production

• Auteur / Autrice : Yohan Payan
• Direction : Pascal Perrier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Vertebres

Systemes nerveux et organes des sens

Homme

Biomecanique

Promotion

Langue

Controle moteur

Mouvement

Articulation parole

Communication verbale

Modelisation

Phonologie

Human

Biomechanics

Tongue

Motor control

Motion

Articulation

Verbal communication

Modeling

Phonology

Résumé

Cette these traite de l'etude de la production de la parole, a partir de modeles aussi realistes que possible de l'appareil de production et de son controle, en relation avec la commande linguistique. L'enjeu de ce travail est de proposer des correlats moteurs et physiques (acoustiques et articulatoires) de la commande de type phonologique. Deux grandes etapes ont ete definies: (1) l'elaboration d'un modele biomecanique de la langue, decrivant l'anatomie et la malleabilite de cet articulateur. (2) la recherche d'une theorie pour le controle de la langue en parole, apte a faire le lien entre les niveaux physique et phonologique. Le modele 2d de la langue integre les muscles principalement recrutes lors des productions vocaliques. La methode des elements finis modelise l'elasticite et la quasi-incompressibilite des tissus linguaux. Les equations du mouvement sont alors resolues pour chaque nud de la structure, et simulent les deformations linguales. Le controle de la structure suit l'hypothese du point d'equilibre, qui propose que le systeme nerveux central controle le deplacement du point d'equilibre mecanique du systeme musculaire, d'une posture a une autre. Chaque posture est specifiee centralement, et l'allure de la transition depend de l'interaction entre les commandes centrales et les proprietes physiques des articulateurs. Pour un contexte phonetique donne, chaque phoneme est associe a une position equilibre cible, tandis que les commandes prosodiques sont liees a la parametrisation dynamique du mouvement. Des transitions vocaliques ont alors ete generees par le modele, et les trajectoires formantiques correspondantes calculees. Ces simulations ont ete comparees a des donnees reelles collectees sur un sujet humain. Sont ainsi mis en evidence la qualite du signal de synthese, ainsi que l'influence potentielle des proprietes anatomiques et dynamiques de la langue, sur les patrons cinematiques observes