des unités phonétiques ? ________________________
2. R ENFORCEMENT DES INDICES VISUELS D ’ IDENTIFICATION OU DE DISCRIMINATION DES UNITES PHONETIQUES
La parole ne consiste pas uniquement en la production et la perception d’indices acoustiques, mais également visuels (Schwartz 2004 [307]). Ainsi, la modalité visuelle accroît considérablement l’intelligibilité de la parole, pas seulement pour les personnes malentendantes mais pour tous les auditeurs. Sumby et al. 1954 [335] ont ainsi montré que l’ajout de la modalité visuelle était équivalente à une augmentation du rapport signal sur bruit de 15dB. L’information visuelle est particulièrement intéressante car elle n’est pas redondante mais complémentaire à l‘information acoustique : les caractéristiques acoustiques de la parole les plus facilement détériorées par du bruit ambiant sont justement celles qui sont les plus robustes sur le plan visuel. Inversement, l’intelligibilité auditive des voyelles ouvertes est assez bonne tandis que ces voyelles sont assez confondues visuellement avec les voyelles étirées (Benoit et al. 1994 [24]) Par ailleurs, les indices visuels de la parole apportent plutôt des informations sur le lieu d’articulation, tandis que les indices acoustiques renseignent davantage sur le mode d’articulation (voisé/non voisé, par exemple). La modalité visuelle ne permet pas seulement de percevoir des indices de reconnaissance des unités phonétiques, mais sert également à la détection d’événements (Schwartz et al. 2004 [309], Grant et al. 2000 [121]). Cette perception anticipée du mouvement articulatoire par rapport au son permet d’attirer l’attention sur certains indices acoustiques discriminants comme le voisement préalable à une occlusive par exemple (Schwartz et al. 2004 [309]).
Pour augmenter son intelligibilité, le locuteur peut renforcer certains indices acoustiques mais également certains indices visuels. Ainsi, des tests perceptifs audiovisuels ont montré que la parole Lombard est visuellement plus intelligible que la parole produite dans le silence (Davis et al. 2006 [62]).
Parallèlement, l’adaptation de la parole dans le bruit se caractérise par une amplification de certains mouvements articulatoires. Aussi, il est assez naturel de formuler l’hypothèse que les locuteurs adoptent, dans le bruit, des stratégies articulatoires visant à renforcer les indices visuels de reconnaissance ou de discrimination des unités phonétiques. C’est ce que nous allons examiner dans les paragraphes suivants, en considérant tout d’abord l’évolution dans le bruit des indices visuels de discrimination des voyelles, puis celle des indices visuels de reconnaissance des consonnes bilabiales.
2.1. Renforcement du contraste visible entre les voyelles
Les voyelles du Français peuvent être discriminées perceptivement à partir de quatre traits articulatoires:
- le degré d’ouverture du conduit vocal, lié à l’abaissement de la mandibule et à l’ouverture labiale, permettant de distinguer les voyelles ouvertes, telles que [a] des voyelles fermées telles que [i].
- la position de la constriction du conduit vocal par la langue, placée vers l’avant ou l’arrière de la cavité buccale, permettant de distinguer les voyelles antérieures, telles que [y] des voyelles postérieures telles que [u].
- la protrusion et l’arrondissement des lèvres ou au contraire leur étirement, permettant de distinguer les voyelles étirées, telles que [i] des voyelles arrondies, telles que [y].
- la nasalité contrôlée par le degré de couplage des cavités nasale et buccale grâce au vélum.
Parmi ces différents traits, l’ouverture de la mâchoire, l’étirement des lèvres, leur arrondissement ou leur protrusion sont visibles extérieurement. La position de la langue peut être devinée par l’interlocuteur, mais plus difficilement, et les mouvements du voile du palais ne sont pas perceptibles visuellement. C’est pourquoi nous avons choisi d’examiner dans ce paragraphe si les adaptations articulatoires labiales observées dans le bruit allaient dans le sens d’un renforcement de la distinctivité visuelle des voyelles (cf. Figure 100). Nous allons donc en particulier examiner comment évoluent les 3 extrema [a], [i] et [u] de ce système vocalique dans le bruit. Puisque nous nous intéressons à leur discrimination et non à leur évolution isolée, nous examinerons comment évolue le contraste entre ces 3 voyelles selon les dimensions d’ouverture, d’étirement, d’arrondissement ou de protrusion des lèvres.
2. RENFORCEMENT DES INDICES VISUELS D’IDENTIFICATION OU DE DISCRIMINATION DES UNITES PHONETIQUES
Figure 100. Distinctivité visuelle dans le silence et dans le bruit entre les voyelles ouvertes [a], étirées [i] et arrondies [u].
Nous avons adopté la même méthode dans les 3 paragraphes suivants. Pour chacun des cas, nous avons pris une voyelle V1 ([a] dans le §2.1.1, [i] dans le §2.1.2 et [u] dans le §2.1.3), et un indice articulatoire IA permettant de distinguer perceptivement cette voyelle V1 des deux autres (V2 et V3, respectivement [i] et [u] dans le §2.1.1, [u] et [a] dans le §2.1.2, et [i] et [a] dans le §2.1.3). Nous avons mesuré l’indice IA sur les syllabes [la] des logatomes [lala] de la deuxième base de données (BD2), sur les syllabes [lu] des logatomes [lula] et [lalu] et sur les syllabes [li] des logatomes [lila] et [lali]. Au total, nous disposions de 8 mesures de chaque voyelle V1, V2 et V3, par locutrice et par condition de silence ou de bruit cocktail à 85dB.
A partir de ces mesures, nous avons réalisé des tests Anova à un facteur (TYPE VOYELLE) pour vérifier si l’indice IA était significativement différent:
- entre V1 et V2, que ce soit dans le silence ou dans le bruit.
- entre V1 et V3, que ce soit dans le silence ou dans le bruit.
Nous avons également réalisé un autre test Anova à un facteur (BRUIT) pour déterminer - si le contraste entre V1 et V2 selon l’indice IA évoluait significativement avec le bruit.
- si le contraste entre V1 et V3 selon l’indice IA évoluait significativement avec le bruit.
Les résultats détaillés de ces tests statistiques sont présentés en Annexe Res7. Nous n’en présenterons ici qu’une synthèse.
2.1.1. Distinction des voyelles [a] par rapport aux voyelles [i] et [u]
Nous avons commencé par examiner un indice articulatoire labial susceptible de différentier la voyelle [a] des autres voyelles [i] et [u]. La voyelle [a] se caractérise en effet par une ouverture de mâchoire plus importante que les autres voyelles, considérées comme des voyelles fermées. Nous allons donc regarder si l’ouverture labiale B peut permettre de distinguer les voyelles [a] des voyelles [i] et [u] et si cet indice de discrimination est renforcé dans le bruit.
La Figure 101 synthétise les résultats obtenus en représentant l’évolution du silence au bruit de la différence d’ouverture labiale B entre les voyelles [a] et [u] et entre les voyelles [a] et [i].
Figure 101. Représentation de la différence d’ouverture labiale B entre les voyelles ouvertes [a] et les autres voyelles protruses [u] et étirées [i], dans le silence et dans le bruit.
La différence d’ouverture labiale entre les voyelles [a] et [u] est toujours très significative pour les 3 locutrices de la BD2 aussi bien dans le silence que dans le bruit. Elle tend à augmenter dans le
Silence
Bruit
[a] [i] [u]
bruit mais cela n’est significatif que pour la locutrice L6. En revanche, l’indice B permet moins de discriminer les voyelles [a] et [i], bien que la différence entre ces deux voyelles reste toujours significative pour les 3 locutrices, aussi bien dans le silence que dans le bruit. Ce contraste est renforcé dans le bruit, de façon significative uniquement pour L6.
Ces résultats confirment ceux de Schulman 1989 [304] observant que la distinction des voyelles selon la dimension articulatoire d’ouverture/fermeture labiale reste conservée à forte intensité vocale.
2.1.2. Distinction des voyelles [i] par rapport aux voyelles [a] et [u]
Nous avons ensuite examiné un indice articulatoire labial susceptible de différentier la voyelle [i]
des autres voyelles [a] et [u]. La voyelle [i] se définit comme une voyelle étirée. Nous allons donc regarder si l’étirement labial A peut permettre de distinguer les voyelles [i] des voyelles [a] et [u] et si cet indice de discrimination est renforcé dans le bruit.
La Figure 102 synthétise les résultats obtenus en représentant l’évolution du silence au bruit de la différence d’étirement labial A entre les voyelles [i] et [u] et entre les voyelles [i] et [a].
La différence d’étirement labial entre les voyelles [i] et [u] est toujours très significative pour les 3 locutrices de la BD2 aussi bien dans le silence que dans le bruit. Elle tend à diminuer dans le bruit, de façon significative pour L2 et L11. Au contraire, l’indice A ne permet pas de discriminer les voyelles [i] et [a], que ce soit dans le silence ou dans le bruit. Leur contraste n’est jamais significatif, ou très peu pour L2 dans le bruit.
Figure 102. Représentation de la différence d’étirement labial A entre les voyelles étirées [i] et les autres voyelles protruses [u] et ouvertes [a], dans le silence et dans le bruit.
2.1.3. Distinction des voyelles [u] par rapport aux voyelles [a] et [i]
Pour finir, nous avons examiné des indices articulatoires labiaux susceptibles de différentier la voyelle [u] des autres voyelles [a] et [i]. La voyelle [u] est à la fois une voyelle protruse et arrondie, contrairement au [a] et au [i]. C’est pourquoi nous avons choisi d’explorer si la protrusion P1 de la lèvre supérieure et l’arrondi des lèvres AR peuvent permettre de distinguer les voyelles [u] des voyelles [a] et [i] et si ces indices de discrimination sont renforcés dans le bruit.
Figure 103. Représentation de la différence de protrusion labiale P1 entre les voyelles protruses [u] et les autres voyelles étirées [i] et ouvertes [a], dans le silence et dans le bruit.
La différence de protrusion labiale entre les voyelles [u] et [i] et entre les voyelles [u] et [a] est toujours très significative pour les 3 locutrices de la BD2 aussi bien dans le silence que dans le bruit. Elle tend à augmenter dans le bruit pour toutes les locutrices, mais de façon significative uniquement pour L6 et L11 entre les voyelles [u] et [a] (cf. Figure 103). Cependant, les effets sont en moyenne non négligeables, de 11 à 22% de la protrusion maximale. L’absence de significativité
[i] - [u] [i] - [a] [i] - [u] [i] - [a] [i] - [u] [i] - [a]
2. RENFORCEMENT DES INDICES VISUELS D’IDENTIFICATION OU DE DISCRIMINATION DES UNITES PHONETIQUES
semble donc provenir dans certains cas de l’effectif restreint de nos données (8 occurrences de chaque voyelle pour chaque condition). Par ailleurs, certaines augmentations ne sont pas significatives dans le bruit mais la valeur moyenne du contraste est déjà très importante dans le silence : supérieur à 60% pour L2, et supérieur à 40% pour L11. Enfin, nous avons vu au chapitre 5 que la protrusion a tendance à augmenter dans le bruit sur les voyelles [u], mais de façon non significative. Aussi, on aurait pu s’attendre à ce que les voyelles soient moins bien discriminées dans le bruit selon cet indice. Les résultats que nous obtenons ici sont donc très intéressants car ils montrent que la discrimination des voyelles selon leur protrusion labiale peut être renforcée dans le bruit, non pas par un renforcement de la protrusion des voyelles [u], mais surtout en réduisant significativement la protrusion des autres voyelles.
La différence d’arrondi labial entre les voyelles [u] et [i] et entre les voyelles [u] et [a] est toujours très significative pour les 3 locutrices de la BD2 aussi bien dans le silence que dans le bruit. Elle tend à augmenter dans le bruit pour toutes les locutrices, de façon significative pour L2 entre les voyelles [u] et [i], et entre les voyelles [u] et [a] pour L6 et L11 (cf. Figure 104). Ces résultats confirment ceux de Schulman 1989 [304] observant que la distinction des voyelles selon la dimension articulatoire d’étirement/arrondi labial reste conservée à forte intensité vocale.
Figure 104. Représentation de la différence d’arrondi labial AR entre les voyelles arrondies [u] et les autres voyelles étirées [i] et ouvertes [a], dans le silence et dans le bruit.
2.2. Renforcement des indices visuels de reconnaissance des consonnes bilabiales
Lors de l’exploration de la deuxième base de données, nous avons également remarqué que les locutrices n’avaient pas seulement tendance à hyper-articuler dans le bruit en ouvrant davantage les lèvres, mais également en les compressant davantage lors de leur fermeture sur des consonnes bilabiales ([m], [p] et [b]). Nous avons donc voulu explorer plus en détail ce pincement des lèvres, pouvant être considéré comme un indice visible de reconnaissance des consonnes bilabiales.
Pour cela, nous avons mesuré le pincement labial (défini en Annexe Met1) sur les syllabes [pa] des logatomes [lapa] et [pala] de la deuxième base de données (BD2), sur les syllabes [ma] des logatomes [lama] et [mala] et sur les syllabes [ba] des logatomes [laba] et [bala]. Cela représente 24 mesures de pincement, toutes consonnes bilabiales confondues, par locutrice et par condition de silence ou de bruit cocktail à 85dB. Nous avons réalisé des tests Anova à un facteur (BRUIT) pour déterminer si le pincement des lèvres évoluait significativement avec le bruit. Les résultats détaillés de ces tests statistiques sont présentés en Annexe Res7.
La Figure 105 synthétise les résultats obtenus en représentant l’évolution du silence au bruit du pincement des lèvres sur les consonnes bilabiales de la deuxième base de données. On observe effectivement que les toutes les locutrices renforcent significativement cet indice dans le bruit, de 7%
(pour L2) jusqu’à 26% (pour L6).
Figure 105. Amplitude maximale du pincement des lèvres sur les consonnes bilabiales [m], [b] et [p]
produites dans le silence et dans un bruit de cocktail-party à 85dB, par les 3 locutrices de la deuxième base de données (BD2)
2.3. Conclusion quant à la distinctivité visuelle des segments
Les résultats obtenus au niveau des indices visuels de la parole sont beaucoup plus marqués que ceux observés au niveau formantique. On observe une tendance chez toutes les locutrices à renforcer la distinctivité visuelle dans le bruit entre les voyelles [a] et [i], entre les [a] et les [u] et entre les [i] et les [u] au niveau de la différence d’ouverture labiale, de la différence de protrusion labiale et de la différence d’arrondi labial entre ces voyelles. En revanche, la distinctivité visuelle des voyelles a tendance à diminuer dans le bruit selon la dimension d’étirement labial. On observe également un renforcement dans le bruit de l’amplitude de pincement des lèvres sur les consonnes bilabiales pour toutes les locutrices.
Ces résultats sont très intéressants pour plusieurs raisons :
- Le renforcement dans le bruit de certains mouvements articulatoires tels que l’arrondissement labial peut difficilement être expliqué comme la conséquence d’une stratégie acoustique d’augmentation de l’intensité ou de renforcement de l’énergie spectrale dans les médiums. Il semble donc que l’augmentation de la distinctivité visuelle dans le bruit ne soit pas due au hasard mais témoigne de l’existence d’une stratégie d’adaptation dans le bruit visant à faciliter la reconnaissance visuelle des unités phonétiques pour l’interlocuteur.
- La distinctivité des voyelles n’est pas toujours augmentée par l’amplification du geste articulatoire permettant de reconnaître une catégorie de voyelles, mais au contraire en renforçant le geste opposé sur les autres catégories. Ainsi, on observe un léger renforcement dans le bruit de la protrusion sur les voyelles [u], mais surtout une ouverture et un étirement plus important sur les [a]
et les [i], induisant un recul important de la lèvre supérieure vers l’arrière. Cela peut être expliqué également par le fait que les voyelles arrondies/protruses sont les plus intelligibles visuellement (Benoit et al. 1994 [24]). Aussi, leur trait articulatoire n’a pas besoin d’être beaucoup renforcé pour améliorer leur identification, contrairement aux voyelles ouvertes.
- Ces résultats peuvent également être interprétés du point de vue de la complémentarité entre les indices acoustiques et visuels de la parole. Les voyelles [u] sont en effet les plus perturbées sur le plan acoustique par l’augmentation de l’effort qui provoque une augmentation de leur ouverture labiale, de leurs deux premiers formants. Nous avons évoqué au paragraphe 1.3 l’idée que l’adaptation de la parole dans le bruit puisse consister en un compromis entre le gain d’intelligibilité apporté par l’augmentation de l’intensité vocale et la perte d’intelligibilité qu’elle peut induire par la déformation des indices formantiques. Le renforcement de la distinctivité visuelle pourrait participer à ce compromis en compensant au niveau visuel, grâce à la complémentarité des deux modalités, la dégradation des indices acoustiques de reconnaissance des voyelles. A l’inverse, l’augmentation importante du 1er formant sur les voyelles [a] pourrait contribuer à améliorer la discrimination auditive entre les voyelles ouvertes et étirées, qui n’est en revanche pas très importante, ni très renforcée dans le bruit, dans le domaine visuel.
- Enfin, par rapport à notre problématique de caractérisation du forçage vocal, l’existence d’une telle stratégie audiovisuelle de communication dans le bruit est très intéressante car elle pourrait décharger le larynx d’une partie de l’effort dépensé pour être intelligible en le « délocalisant » sur les articulateurs. Cependant, nous devons être prudents quant aux bénéfices d’une telle stratégie pour la santé vocale. En effet, d’après son expérience de la rééducation vocale, Guerin 2004 [128] avance que l’enchaînement de mouvements articulatoires très différents pourrait induire des problèmes d’adaptation de l’impédance ramenée sur le larynx, et finalement mettre le larynx en situation de faiblesse. De même, les chanteurs lyriques cherchent à articuler les voyelles sur un même
« placement », sans que l’on sache si cela est effectué à des fins esthétiques ou de protection du larynx. Il serait donc très utile de clarifier l’influence d’un renforcement de l’articulation sur la charge supportée par le larynx, afin de déterminer si une telle stratégie de communication peut être la cause de troubles vocaux ou au contraire les prévenir.
Après avoir observé ces renforcements de la distinctivité visuelle des voyelles en production, il serait maintenant nécessaire de mener des tests perceptifs afin de déterminer s’ils sont effectivement utilisés en perception par les interlocuteurs. De plus, nous espérons pouvoir prochainement examiner si cette stratégie de renforcement de la distinctivité visuelle des voyelles est adoptée dans toutes les situations d’exposition au bruit ou si elle est particulièrement renforcée lorsque les interlocuteurs disposent de la modalité visuelle pour communiquer.
136B3. ALLONGEMENT DU TEMPS DE PRODUCTION OU DE RECUPERATION DE CES INDICES