Le buffer graphémique

2.2.1. Le rôle du buffer graphémique

Le t aite e t de ha ue oie p se t e p de e t o duit do à la g atio d’u e ep se tatio o thog aphi ue sous la fo e d’u e haî e de g aph es. Une mémoire temporaire, le buffer graphémique (ou mémoire de travail orthographique, par ex., Buchwald & Rapp, 2009 ; Jones, Folk, & Rapp, 2009), maintient actives ces représentations orthographiques pendant le temps nécessaire à la programmation et à la réalisation graphomotrice de la séquence de lettres (par ex., Buchwald & Rapp, 2004, 2009 ; Caramazza et al., 1987 ; Kay & Hanley, 1994) .

Ce maintien est rendu nécessaire par la différence de taille des unités traitées par deux processus consécutifs (Buchwald & Rapp, 2009 ; Caramazza, Miceli, & Villa, 1986 ; Caramazza et al., 1987). Le lexique orthographique traite des unités mots, voire des unités morphémiques (Badecker, Hillis, & Caramazza, 1990 ; Kandel, Álvarez, & Vallée, 2008 ; Orliaguet & Boë, 1993 ; Weingarten et al., 2004), ta dis ue l’u it du s st e de p odu tio ot i e est sa s doute la lett e (Teulings, Thomassen, & van Galen, 1983 ; van Galen, Smyth, Meulenbroek, & Hylkema, 1989). Ainsi, le buffer graphémique est une interface entre ces deux systèmes, qui maintient temporairement les représentations orthographiques abstraites dont chaque graphème sera ensuite traité pour la sélection de la forme des lettres (allographe) ou pour la s le tio du o des lett es da s le as d’u e tâ he d’ pellatio orale (Buchwald & Rapp, 2006).

33 Dans la mesure où la syllabe est supposée intervenir dans la structuration des représentations graphémiques maintenues dans le buffer (voir partie suivante), nous décrirons avec précision les éléments de la littérature permettant de comprendre le fonctionnement de ce composant. De nombreux travaux, essentiellement issus d’études de cas (mais pas uniquement), questionnent ce fonctionnement, et aujourd’hui e o e, les h poth ses so t o euses.

2.2.2. Le trouble du buffer graphémique

Les patie ts p se ta t u t ou le du uffe g aph i ue p se te t u patte d’e eu s spécifique, caractéristique de la dégradation des unités graphémiques dans cette mémoire à court terme (voir par ex., Annoni, Lemay, de Mattos Pimenta, & Roch Lecours, 1998 ; Blanken, Schäfer, Tucha, & Lange, 1999 ; Caramazza et al., 1987 ; Katz, 1991; Kay & Hanley, 1994 ; McCloskey, Badecker, Goodman-Schulman, & Aliminosa, 1994 ; Piccirilli, Petrillo, & Poli, 1992 ; Posteraro, Zinelli, & Mazzucchi, 1988). Plusieu s it es p is pe ette t ai si d’ide tifie u e attei te du uffe graphémique : un effet de longueur, ui se t aduit pa le fait ue l’aug e tatio du o e de lett es d’u ot aug e te le o e d’e eu s da s e ot, e i étant dû à la difficulté croissante de ai te i a ti es les u it s du ot. Classi ue e t, le tau d’e eu s pa appo t à la positio da s le ot suit u e ou e e U i e s da a tage d’e eu s e ilieu de ots . Les e eurs sont majoritairement des erreurs littérales telles que des substitutions (par ex., écart  écalt), des délétions (ou omissions) (par ex., écart  écat), des additions (par ex., écart  écarat), des permutations (par ex., écart  éract), et des déplacements (par ex., écart  écatr), reflétant la dégradation des représentations graphémiques du mot dans le buffer. Dans la mesure où le buffer graphémique se situe à la confluence des deux voies de traitement lexical et sublexical, un trouble de ce module entraîne des erreurs à la fois sur les mots et les non-mots sans effet de lexicalité. Les erreurs sont non phonologiquement plausibles (par ex., papier  prapie, il ’ a pas ou peu

d’e eu s le i ales ou s a ti ues par ex., chapeau _{ casquette), et les productions} orthographiques du patient ne sont pas sensibles à la fréquence lexicale, traduisant le fait que

34 l’attei te est post-lexicale. Enfin, un trouble du buffer graphémique entraîne des erreurs dans toutes les modalités de production (production écrite ou épellation, copie, dictée ou dénomination écrite), car le buffer graphémique est commun à l’e se le de es odalit s.

2.2.3. Lexique orthographique et buffer graphémique remis en cause

Les erreurs de productions de certains patients, en plus de présenter les effets classiques liés à u t ou le du uffe g aph i ue, p se te t gale e t des effets de f ue e le i ale, d’âge d’a uisitio , d’i agea ilit ou de oisi age o thog aphi ue, effets li s à u e attei te du le i ue orthographique, mais aussi un effet de lexicalité (altération de la production des pseudo-mots), traduisant une perturbation de la voie sous-lexicale. Ces erreurs révèlent une atteinte portant le nom de dysgraphie profonde (Bub & Kertesz, 1982). En outre, ces mêmes patients produisent des erreurs dont le taux suit une courbe non pas en U inversé mais linéaire, menant parfois à la production de fragments (par ex., mariage  maria) (Bormann, 2008 ; Cipolotti, Bird, Glasspool, & Shallice, 2004 ; Katz, 1991 ; Sage & Ellis, 2004 ; Schiller, Greenhall, Shelton, & Caramazza, 2001 ; Schonauer & Denes, 1994 ; Ward & Romani, 1998). Le t ou le du uffe g aph i ue eg oupa t e t pe d’e eu s a t désigné sous le nom de Type B, et le trouble plus classique présenté précédemment sous le nom de Type A.

De a t u tel pat o d’e eu s T pe B , il a t e isag ue les patie ts étaient attei ts d’u double déficit, situé à la fois au niveau du traitement orthographique et du buffer graphémique (Aliminosa, McCloskey, Goodman-Schulman, & Sokol, 1993 ; McCloskey et al., 1994 ; Tainturier & Caramazza, 1996). Toutefois, la p se e de l’e se le de es e eu s de p odu tio o thog aphi ue a plutôt conduit à remettre en cause la distinction entre le niveau de traitement orthographique et le buffer graphémique, ou au moins à considérer différemment les relations entre les deux composants du modèle.

35 Une première interprétation de ces effets soutient l’id e selo la uelle le buffer graphémique o se e lo s de l’a ti atio de la haî e g aph i ue « l’histoi e » de l’a ti atio ui s’est p oduite dans le lexique orthographique : les mots familiers, les mots plus concrets, ceux ayant été appris précocement, et ceux ayant une forte fréquence lexicale ou ayant davantage de voisins o thog aphi ues fi ie aie t d’u e a ti atio plus i po ta te da s le s st e s a ti ue et le lexique orthographique, et cette activation se propagerait en cascade dans le buffer graphémique, e da t l’a ti atio des lettres composant ces mots également plus forte (Sage & Ellis, 2004). Cette hypoth se o ue do l’id e selo la uelle « l’histoi e de l’a ti atio » serait transmise au buffer (Buchwald & Rapp, 2009).

Une seconde interprétation est issue des modèles connexionnistes, et plus précisément du modèle de Competitive Queuing (CQ), selon lequel les informations ne sont pas traitées de façon odulai e ais pa a ti atio d’u it s o ga is es e u seau o pos de ou hes oi Figure 3) (Glasspool & Houghton, 2005 ; Glasspool, Shallice, & Cipolotti, 2006 ; Houghton, Glasspool, & Shallice, 1994 ; Shallice, Glasspool, & Houghton, 1995). Ce od le stipule u’il ’ a pas de uffe o thog aphi ue tel u’il est i sta i dans les modèles à double voie. D’ap s le od le de CQ, le s st e s a ti ue a ti e l’ide tit des ots les séquences , ui est la p e i e ou he d’u it s (Glasspool et al., 2006). Les lettres des mots sont activées parallèlement dans la deuxième couche d’u it s, pa des o e io s po d es e fo tio de la positio i itiale Nœud-I) ou finale des lett es Nœud-E da s le ot. E fi , la t oisi e ou he d’u it s onsiste en un « filtre compétitif » les guille ets so t des auteu s , ui ide tifie l’u it lett e la plus a ti e à ha ue i sta t (Shallice et al., 1995). “i toutes les lett es so t a ti es e pa all le, elles le so t a e u deg d’a ti atio différent en fonction du temps, de sorte que plus la lettre doit être produite « tôt » ’est-à-dire plus la lettre est au début du mot), plus elle est activée. Une fois que la lettre la plus activée a été identifiée par le filtre compétitif, un mécanisme de production sélectionne cette lettre, puis celle-ci est immédiatement inhibée.

36 Le modèle a été implémenté avec succès afin de simuler la production orthographique normale. Il a gale e t t i pl e t afi de si ule les e eu s p oduites lo s d’u t ou le du uffe graphémique. Les lésions sont simulées sous forme de bruit ajouté au modèle. Pour simuler les lésions entraînant le trouble de Type A, le bruit a été ajouté au niveau du filtre compétitif. Pour simuler les lésions entraînant le trouble de Type B, le bruit a été ajouté au niveau des connexions e t e le s st e s a ti ue et le i eau d’ide tit des ots. L’i pl e tatio du od le CQ a permis de simuler les erreurs des patients avec un trouble de Type A et de Type B, et a ainsi expliqué les différents symptômes observés chez des patients dysorthographiques, qui étaient considérés o e la o s ue e d’u e dou le l sio . Ce od le sugg e u’il s’agi ait e alit d’u e seule lésion intervenant à des niveaux de traitement différents.

Figure 3. Modèle de Competitive Queuing

(adapté de Glasspool & Houghton, 2005; Shallice et al., 1995)

Connexions excitatrices fixes Connexions inhibitrices Nœud-I Nœud-E Couche Séquence Couche Lettre Format CV Nœud des géminées Mécanisme de sortie Mécanisme de gémination

Filtre compétitif

37 Cette conception du traitement graphémique, associée à de nouvelles études de cas, a conduit à reconsidérer le buffer graphémique y compris dans un modèle à double voie (Houghton & Zorzi, 2003 ; McCloskey et al., 2006 ; Rapp et al., 2002). Plusieurs études permettent en effet de penser que les voies lexicales et sublexicales fonctionnent non pas de façon indépendante mais de façon i t g e. L’i t g atio des i fo atio s p oduites pa les deu oies se fe ait pa l’i te diai e d’u i eau de t aite e t appel i eau d’a ti atio des g aph es. Ce i eau de t aite e t se le correspondre au uffe g aph i ue, ais il ’ est pas totale e t ide ti ue, da s la esu e où il e s’agit pas e pli ite e t d’u e oi e pe etta t le ai tie des ep se tatio s graphémiques, mais plutôt d’u e se le d’u it s g aph i ues a ti a les, à l’i age de l’a ti atio des œuds da s les od les o e io istes. Il ’est epe da t ie p is su la faço do t le s st e s le tio e les g aph es e ue du o po te e t s iel d’ itu e.

Cette conception du buffer graphémique non plus comme une mémoire de travail mais comme u e se le d’u it s g aph i ues a ti a les a t ep ise da s le od le o e io iste à deu voies de Houghton et Zorzi (2003). Da s e od le, le i eau d’a ti atio des g aph es est compatible avec les hypothèses proposées par le modèle neuropsychologique classique (notamment sur la structure des représentations graphémiques, voir partie 3. de ce chapitre), et avec les hypothèses proposées par le modèle CQ ota e t su le a is e d’a ti atio avec un gradient d pe da t de la positio de la lett e da s le ot . U e p e i e tape d’a ti atio e pa all le des œuds g aph i ues fou i ait des i fo atio s st u tu ales su la atu e et la positio des lett es, suivies par une seconde étape qui transforme cette activation parallèle en une activation sérielle des lett es, e i afi de pe ett e le o po te e t s iel d’ itu e. Le od le o e io iste à deu voies de Houghton et Zorzi (2003) complète donc et précise le i eau d’a ti atio des g aph es décrit par le modèle à double voie « intégratif » proposé par Rapp et al. (2002).

38 2.2.4. Le buffer graphémique recouvrerait-il deux fonctions distinctes ?

Ces éléments ont amené certains chercheurs à reconsidérer les erreurs des patients présentant u t ou le du uffe g aph i ue, e a al sa t plus p is e t les effets le i au , l’effet de longueur et la ou e du tau d’e eu s e fo tio de la positio des lett es. Ces a al ses o t pe is de mettre en lumière deux fonctions distinctes et successives associées au buffer graphémique. Ces deu fo tio s se aie t l’a ti atio e pa all le de tous les graphèmes constituant le mot, 2) la sélection sérielle des graphèmes en vue de la production séquentielle de leur nom (épellation orale) ou de leur forme (écriture) (Blanken et al., 1999 ; Buchwald & Rapp, 2004 ; Gvion & Friedmann, 2010 ; Houghton et al., 1994 ; Rapp & Kong, 2002).

Ces deux fonctions ont été distinguées grâce à une dissociation observée entre deux patients présentant un trouble du buffer graphémique et donc des erreurs de production orthographique (Rapp & Kong, 2002). La tâche demandée à ces patients était de déterminer si un mot contenait une lettre (« Y a-t-il un C dans castor ? »). Cette tâ he essite ue la fo tio d’a ti atio du buffer soit intègre. Une dissociation des performances a été observée entre les deux patients : l’u des patie ts (JRE) montrait des compétences pour cette tâche supérieures aux performances de production écrite de ots, alo s u’au u e diff e e e t e les deu tâ hes ’ tait o se e hez R“B. Il a ai si t suggéré que JRE avait un déficit de la sélection des graphèmes (entraînant les erreurs de production o thog aphi ue sa s t ou le de l’a ti atio pe etta t la d te tio des lett es oi gale e t Blanken et al., 1999 ; Gvion & Friedmann, 2010). Par ailleurs, un effet de fréquence lexicale a été o se hez R“B, alo s u’il ’est pas sig ifi atif hez JRE (Buchwald & Rapp, 2004). L’h poth se fo ul e tait ue R“B souff ait d’u t ou le de l’a ti atio , fo tio ui se ait se si le à la fo e de l’e odage le i al et ui e pli ue ait les effets le i au f ue e, âge d’a uisitio , et . o se s chez les patients avec un trouble de Type B (Buchwald & Rapp, 2004 ; Cipolotti et al., 2004 ; Sage & Ellis, 2004). Ces deux patients présentaient donc une double dissociation mettant en évidence les deux fonctions du buffer graphémique.

39 2.2.5. Le buffer graphémique aurait-il deux autres fonctions distinctes ?

Un unique article, à notre connaissance, a proposé que le buffer graphémique (alors envisagé comme une mémoire de travail orthographique) recouvre les fonctions de stabilité temporelle et de distinctivité représentationnelle des unités maintenues (Costa, Fischer-Baum, Capasso, Miceli, & Rapp, 2011). L’id e est ue tout s st e de oi e de t a ail est d’u e pa t responsable du ai tie de l’a ti atio des u it s sto k es (par ex., Baddeley, 1987), et d’aut e pa t, doit ai tenir la distinctivité des unités afin de faciliter leur mémorisation (par ex., Brown, Neath, & Chater, 2007 cités par Costa et al., 2011). L’ou li e oi e de t a ail pou ait t e ai si dû à u affai lisse e t de l’a ti atio des u it s he de la sta ilit te po elle , ou à u e i te f e e e t e des u it s t op si ilai es he de la dis tisatio . G â e à l’ tude des p odu tio s orthographiques de deux patie ts G“I et CRI attei ts d’u t ou le du uffe g aph i ue po ta t plus pa ti uli e e t su la production des consonnes, Costa et al. (2011) montrent que ces deux caractéristiques des systèmes de mémoire de travail sont également valables pour la mémoire de travail orthographique, ou buffer g aph i ue. Ai si, ils o se e t hez G“I ue l’affai lisse e t de l’a ti atio des u it s o duit à une courbe de position des erreurs linéaire, les erreurs étant plus nombreuses à la fin des mots, avec u tau d’e eu s su les o so es se si le au o e total de lett es da s le ot et d pe da t de la position absolue de ces consonnes dans le mot (par ex., t sera plus affecté dans détour que dans

studio du fait u’il est e ème position, bien que dans les deux mots, t soit la deuxième consonne). En revanche, chez CRI, un déficit de la fonction de discrétisation des unités entraîne un effet d’i te f e e e t e les o so es a a t is pa u e ou e de positio des e eu s e U i e s (les unit s au d ut et à la fi des ots ta t plus a ti es , u tau d’e eu s su les o so es déterminé par le nombre total de consonnes dans le mot (et non plus le nombre total de lettres, do , plus d’e eu s da s cosmos que dans laitière), indépendamment de la position spécifique des consonnes dans le mot, mais en fonction du nombre de consonnes dans le mot (par ex., r sera plus affecté dans breton que dans croate car breton contient davantage de consonnes).

40 D’ap s es o se atio s, les t ou les du uffe graphémique pourraient donc être interprétés en termes de déficit soit de la fonction de stabilité temporelle, soit de la fonction de discrétisation des représentations que recouvrirait le buffer graphémique.

2.2.6. Conclusion sur le buffer graphémique

Différentes hypothèses théoriques permettant diverses modélisations des fonctions et du fonctionnement du buffer graphémique ont été présentées. Ni ses fonctions ni son fonctionnement ne sont définitivement établis.

Les modèles à double voie « classiques » considèrent ce module comme une mémoire tampon qui maintient actives les représentations graphémiques générées par les voies lexicale ou sublexicale pendant que les modules suivants traitent les informations de manière séquentielle. Le modèle à double voie « intégratif » fait l’h poth se d’u e ou he d’u it s g aph i ues o ga is es e réseaux, activées directement par les voies lexicale et sublexicale. Dans ces différents modèles à double voie, la sélection sérielle des unités fait partie des fonctions du buffer graphémique. Cette question de la sérialité est le point de départ des modèles connexionnistes qui excluent la notion de maintien des unités : l’a ti atio des u it s g aph i ues est inscrite dans le temps, chaque unité est activée pour être directement produite, répondant ainsi à la question de la production sérielle et supprimant la question du maintien des unités.

Ces modèles connexionnistes décrivent le fait que chaque unité activée par le « filtre compétitif » est ensuite sélectionnée par des mécanismes de production sans aborder la question des processus périphériques de la production écrite. Ces processus sont ceux situés en aval du buffer graphémique et leur fonction est de transformer la représentation graphémique abstraite stockée dans le buffer g aph i ue ou les g aph es a ti s da s la ou he d’u it s g aph i ues e u e s ue e d’a tio s o tes. Cette s ue e d’a tio est diff e te e fo tio de la modalité de sortie, o e la p o o iatio de lett es da s le as de l’ pellatio o ale ou le t a de lett es da s le as

41 de l’ itu e a us ite. Ces p o essus so t d its i-dessous ; dans la mesure où notre recherche s’est fo alis e su l’ iture manuscrite, seuls les processus impliqués dans cette modalité de sortie sont présentés.