Distinction de groupes d’individus par Classification Ascendante Hiérarchique

Pour chaque situation (combinaison débit/mode), on a un jeu de N variables articulatoires, laryngées et aérodynamiques dont l’analyse ci-dessus a permis de montrer qu’ils ne sont pas redondants (cf. partie A, section 4). Quelle que soit la situation, il y a toujours 5 variables acoustiques caractérisant le bruit de plosion, dont on souhaite étudier la dépendance vis-à-vis des variables aérodynamiques, laryngées et articulatoires que nous avons retenues (cf. partie A, sections 1 et 6). Dans ce contexte, nous qualifierons désormais les variables acoustiques du bruit de plosion de « variables de sortie » (du modèle fonctionnel à venir) et les variables articulatoires, laryngées et aérodynamiques de « paramètres d’entrée » (du modèle fonctionnel à venir). On considère que la nature de la relation liant un couple [paramètre d’entrée, variable de sortie] peut être fortement impactée par la consonne pour lequel on l’étudie. Il y a sept consonnes distinctes dans notre base de données : /p/, /b/, /t/, /d/, /k/, /g/ et le segment de « sons intermédiaires ».

Ainsi, dans une situation donnée (combinaison débit/mode) et pour une variable de sortie donnée, nous pouvons extraire (N*7)*12 coefficients Rhos de Spearman, caractérisant les relations entre les paramètres d’entrée (N) et la variable de sortie, pour chaque sujet (12 sujets) et pour chaque consonne (7).

Les coefficients de corrélation (Rho de Spearman) ainsi calculés sont rassemblés dans des tableaux de 12 lignes (pour chaque sujet) et de N*7 colonnes, qui permettent à l’aide de l’algorithme de Classification Ascendante Hiérarchique de regrouper les sujets. Chaque regroupement de sujet est homogène en termes de lien entre les paramètres d’entrée et la variable de sortie.

La section 2 de cette partie détaille les résultats de notre analyse de type CAH dans le cas des productions modales et d’un débit de parole normal. La section 3 synthétisera l’ensemble des regroupements de sujets pour les autres conditions de parole.

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1.2. Parole modale et débit normal

En parole modale et en débit normal, les paramètres d’entrée sont les 12 suivants (cf. Tableau 5 du CHAPITRE 4) :

- Max (Pio) pour les variables aérodynamiques. Cette variable n’est pas définie pour les consonnes vélaires (cf. section 1 du CHAPITRE 4).

- Vitesses d’ouverture, de fermeture des lèvres et degré de compression labial pour les variables articulatoires mesurées sur la trajectoire des lèvres. Ces variables ne sont pas définies pour les consonnes palatales.

- Xapex, Ydorsum, vitesses tangentielles des mouvements d’élévation et d’abaissement de la langue, pour les variables articulatoires mesurées sur les mouvements de la langue. Ces variables ne sont pas définies pour les consonnes labiales.

- DOQ, Df0 et OQ_reprise pour les variables laryngées. Les deux variables DOQ et Df0 ne sont pas définies pour les consonnes sourdes.

- Durée d’occlusion, en tant que variable temporelle mesurée sur le mouvement d’occlusion consonantique.

Dans chaque tableau présentant les coefficients Rhos de Spearman (5 tableaux, car 5 variables de sorties), lorsqu’un paramètre d’entrée n’est pas défini pour une consonne on élimine la colonne correspondante.

Les 5 tableaux des coefficients Rhos de Spearman pour le cas des productions modales et du débit de parole normale sont composés de 12 lignes (12 sujets).

1.2.1. Regroupement des sujets selon les relations liant les paramètres d’entrée et l’indice acoustique Intensité du bruit de plosion sur les 5 premières ms du bruit

Sur la Figure 61, on peut voir le dendogramme présentant les regroupements successifs des sujets selon les relations liant l’indice intensité du bruit de plosion aux paramètres d’entrée. Le passage de 3 groupes à 2 groupes induit une perte d’homogénéité trop importante (« saut » important entre deux barres de l’histogramme du gain d’inertie, en haut à droite de la figure, cf. CHAPITRE 3 pour plus de détails). On décidera donc de rester à 3 groupes. Le regroupement met en lumière, par exemple, le caractère similaire des sujets S4, S6 et S10 en termes de relations entre les paramètres d’entrée et l’indice intensité du bruit de plosion : ces 3 sujets se différencient des autres par au moins une différence significative dans les relations entre les paramètres d’entrée et l’intensité du bruit de plosion.

Pour l’indice intensité du bruit de plosion (sur 5ms), on pourra considérer trois groupes de sujets. La variable conditionnelle groupe est introduite. Elle prend 3 niveaux : G1, pour groupe 1, à G3, pour groupe 3.

- Le groupe G1_I_bruit de plosion est composé des sujets 4, 6 et 10. - Le groupe G2_I_bruit de plosion est composé des sujets 7 et 12.

- Le groupe G3_I_bruit de plosion est composé des sujets 1, 2, 3, 5, 8, 9, 11 (majorité des sujets).

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Figure 61: Dendogramme, issu de l'algorithme CAH, présentant les regroupements de sujets pour les relations entre les paramètres d’entrée et l’intensité du bruit de plosion (5ms). L’histogramme du gain d’inertie (en haut

à droite) permet de sélectionner la rupture d’homogénéité au sein de chacun des regroupements et donc de stopper le processus de regroupements successifs.

1.2.2. Regroupements de sujets selon les relations entre les paramètres d’entrée et les variables de sortie.

De la même manière que précédemment, on réalise des regroupements de sujets homogènes en termes de relations entre les paramètres d’entrée et les autres variables de sortie. Les dendogrammes correspondants sont visibles sur la Figure 62. Les regroupements sont synthétisés dans le Tableau 6 (par exemple, pour le contrôle de la variable CDG, on voit que seulement deux regroupements sont possibles : les sujets 3 et 7 composent le 1er groupe, et tous les autres sujets appartiennent au groupe 2) :

Tableau 6 : Synthèse des regroupements de sujets pour le contrôle des 5 indices acoustiques (Iburst, CDG, Skewness, Kurtosis, et DuréeBurstLes chiffres du tableau correspondent au numéro du groupe auquel chaque sujet (1ère ligne) est affecté pour chacune des variables de sortie (1ère colonne). Parole modale, débit normal.

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Figure 62 : Dendogrammes présentant les regroupements de sujet pour les relations contrôlant A- le centre de gravité spectral (5ms), B – le skewness (5ms), C- le kurtosis (5ms), et D- la durée du bruit de plosion. Les histogrammes des gains d’inertie (en haut à droite de chaque dendogramme) permettent de sélectionner les

ruptures d’homogénéité des regroupements successifs.

Bien que la variabilité inter-individuelle des relations entre les paramètres d’entrée et les indices acoustiques soit toujours grande (cf. section 5 du CHAPITRE 4), il est tout de même rassurant d’observer dans le Tableau 4 que plusieurs regroupements sont transversaux, d’une variable contrôlée à une autre :

Les sujets S1, S2, S5, S9 et S11 sont regroupés pour les variables de sortie Iburst, CDG et durée du bruit de plosion, mais :

- Pour le Skewness, seuls les sujets S5 et S11 appartiennent encore au même groupe.

- Pour le Kurtosis, seuls les sujets S2 et S11 appartiennent encore au même groupe.

- Les sujets S4, S6 et S10 sont regroupés pour les variables de sortie Iburst, du CDG et du Kurtosis, mais :

o Pour la durée du bruit de plosion, seuls les sujets S6 et S10 appartiennent encore au même groupe.

o Les sujets S3 et S7 sont regroupés, ainsi que les sujets S8 et S12, pour le CDG, le Skewness et le Kurtosis.

- Les sujets S8 et S12 sont associés avec des sujets chaque fois différents pour chacune des variables de sortie.

Pour la situation de parole modale en débit normal, 5 variables conditionnelles « groupe » ont été introduites à l’issue de cette étape de classification (1 pour chaque variable acoustique de sortie).

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1.3. Synthèse des regroupements de sujet pour les toutes les conditions de