(droite).
chaque muscle de la langue lorsqu’il est activé indépendamment avec les commandes centrales indiquées Figures 6.2 à 6.12. Les valeurs indiquées correspondent à la somme arithmétique des niveaux de force calculés pour chaque macro-fibre. Elles ne sont donc pas égales à l’intensité de la force résultante (qui sera évidemment plus faible, les macro-fibres n’étant pas parallèles).
Elles donnent toutefois une idée de l’ordre de grandeur des forces mises en jeu. Nous n’avons pas accès expérimentalement au niveau de force développé par chaque muscle. Les données de Bunton et Weismer (1994) nous donnent toutefois un aperçu des forces linguales obtenues lors de tâches de paroles itératives avec l’évaluation des niveaux de forces dans la zone alvéolaire lors de la répétition de la séquence daddy dear did decadence adore. Les niveaux de forces mesurés par Bunton et Weismer variaient considérablement d’un locuteur à l’autre ; toutefois on peut considérer que l’amplitude des forces obtenues lors de nos simulations est compatible avec les valeurs de ces auteurs.
TAB. 6.1 – Niveau de force final observé sur chaque muscle de la langue et du plancher buccal lors de l’activation indépendante de ces muscles proposée dans nos simulations. Les niveaux de forces indiqués correspondent à la somme des niveaux de force calculés pour chaque macro-fibre.
GGp GGm GGa Sty HG Vert Trans IL SL GH MH
Somme arithmétique
des forces (N) 7,6 2,2 2,3 3,0 3,3 5,3 4,9 0,56 1,0 3,3 6,0
6.2 Contrôle postural des voyelles orales du français
Pour étudier le contrôle postural des sons de la parole, l’idéal serait de parcourir l’espace des commandes motrices de manière systématique et exhaustive (une forme de méthode de Monte-Carlo) et de caractériser les relations entre commandes motrices, formes linguales et acoustiques. C’est ce qu’ont fait Perrier et al. (2005) pour le modèle 2D. Malheureusement, dans notre cas, les temps de calcul limitent considérablement le nombre de simulations testables (cf.
Section 4.6.3). Les résultats présentés ici correspondent donc aux résultats optimaux obtenus sur
6.2 Contrôle postural des voyelles orales du français 113
nos 300 simulations, toutes effectuées avec une mandibule bloquée. Ces simulations résultent d’un choix spécifique de commandes motrices guidé par des connaissances a priori. Comme indiqué en introduction, les commandes musculaires ont été ainsi définies en prenant en compte les études EMG de Miyawaki et al. (1975) et Baer et al. (1988), en se basant sur les données cinéradiographiques de Bothorel et al. (1986) et à partir des résultats concernant l’impact de chaque muscle sur la forme de la langue (Section 6.1). La forme du conduit vocal a été extraite à la fin de chaque simulation, le signal acoustique synthétisé et les formants calculés. Les voyelles optimales ont été sélectionnées sur la base de ces formants.
Tous les résultats présentés dans cette section correspondent à la forme et position des arti-culateurs après 200 ms de mouvement.
6.2.1 Les voyelles cardinales extrêmes /i/, /a/, /u/
6.2.1.1 Patrons d’activations musculaires
Notre attention a porté dans un premier temps sur la réalisation des voyelles cardinales extrêmes, soit les voyelles /i/, /a/ et /u/.
Le modèle actuel ne comporte pas de maillage des lèvres. Nous avons choisi de les modéliser par un cylindre unique, dont la section et l’aire représentent l’ouverture labiale et la protrusion.
Le choix de ces valeurs a été effectué en se basant sur les travaux de Abry et al. (1980) et Des-cout et al. (1980), qui ont étudié la géométrie des lèvres pour des corpus de voyelles arrondies et non arrondies du français. Les valeurs retenues pour l’ensemble des voyelles orales sont ras-semblées dans le Tableau 6.2, avec une ouverture labiale minimale et une protrusion maximale pour le /u/, et une ouverture et une rétraction maximale pour le /a/.
TAB. 6.2 – Valeurs retenues pour la protrusion et l’ouverture labiale pour les voyelles orales du français voyelle ouverture labiale (cm2) protrusion (cm)
/i/ 3 0,5
Lors des simulations, les commandes musculaires suivent l’évolution temporelle présentée Figure 6.1 avec pour temps de transition tt =30 ms. Au temps t=0, les commandes centrales sont égales à la longueur du muscle au repos (λk=lk ∀k).
Les commandes centrales optimales (sur la base de plus de 300 simulations) sont indi-quées dans le Tableau 6.3. Les formants correspondants sont donnés dans le Tableau 6.5 et les fonctions de sensibilité en Annexe C. La Table 6.4 donne les niveaux de force calculés en fin de simulation pour chaque muscle de la langue lorsque les commandes centrales indiquées Ta-bleau 6.3 sont utilisées. Les valeurs indiquées correspondent à la somme algébrique des niveaux de force calculés pour chaque macro-fibre.
114 CHAPITRE6 : Simulation des voyelles orales du français
TAB. 6.3 – Commandes musculaires utilisées pour générer les voyelles orales du français en proportion de la longueur du muscle au repos. Les zones colorées correspondent aux muscles activement recrutés.
voyelle GGp GGm GGa Sty HG Vert Trans IL SL GH MH
/i/ 0,66 1,1 1 0,85 1,2 1,25 1,1 1,02 1,2 0,76 0,75
/y/ 0,66 1,05 0,9 0,87 1,2 1,25 1,15 1 1,2 0,78 0,7
/e/ 0,71 1,05 0,75 0,8 1,2 1,25 1,2 1 1,2 0,8 0,7
/E/ 0,93 1 0,92 1,05 1 1 1,2 1 1,2 1 0,8
/@/ 0,98 1 0,98 1 1 1 1 1 1 1 0,94
/œ/ 0,87 1 0,8 0,9 1,1 1,2 1 1 1,2 0,975 0,85
/u/ 0,9 1,1 0,825 0,79 1,2 1,35 0,77 1 1,2 1,05 0,8
/o/ 1,1 1 0,8 1,05 0,8 1 1,25 1 1,2 1,1 0,7
/O/ 1,1 1 0,7 1,05 0,8 1 1,25 1 1,2 1,1 0,75
/a/ 1 1,1 0,75 1,1 0,7 0,85 1,3 1 1,2 1,1 1,05
TAB. 6.4 – Niveau de force final (Newton) observé sur chaque muscle de la langue et du plancher buccal lors de la production des voyelles orales du français. Les niveaux de forces indiqués correspondent à la somme des niveaux de force calculés pour chaque macro-fibre. Les zones colorées correspondent aux trois muscles générant le niveau de force maximum pour chaque voyelle.
voyelle GGp GGm GGa Sty HG Vert Trans IL SL GH MH
/i/ 23,07 0 1,21 12,86 0 0 0,62 0 0 3,53 13,23
/y/ 22,02 0 2,17 8,57 0 0 0,52 0,04 0 3,47 15,38
/e/ 17,57 0 4,53 12,57 0 0 0,65 0 0 4,39 13,38
/E/ 3,33 0 0,74 1,97 0,66 0,11 0 0,26 0 0,27 5,72
/@/ 0,97 0 0,03 0,06 0,23 0,03 0,78 0 0,04 0,07 2,24
/œ/ 6,79 0 3,12 4,79 0 0 2,22 0,04 0 0,15 4,74
/u/ 9,56 0 4,49 11,12 0 0 11,90 0,01 0 0 6,25
/o/ 0,06 0,14 1,84 0 2,77 0,46 0 0,03 0 0 8,58
/O/ 0,01 0,14 3,33 0 2,71 0,47 0 0,05 0 0 6,96
/a/ 1,82 0 2,56 0 7,24 4,62 0 0,23 0 0 0,20
TAB. 6.5 – Valeurs des 4 premiers formants pour les voyelles orales du français voyelle F1 (Hz) F2 (Hz) F3 (Hz) F4 (Hz)
/i/ 242 2130 2711 3428
/y/ 243 1776 2198 3017
/e/ 354 1897 2542 3354
/E/ 473 1572 2444 3438
/@/ 496 1333 2325 3561
/œ/ 340 1132 2223 3147
/u/ 272 730 2282 3101
/o/ 391 811 2564 3678
/O/ 540 1073 2767 3831
/a/ 627 1263 2719 3794
6.2 Contrôle postural des voyelles orales du français 115
Simulation de la voyelle /i/ La voyelle /i/ étant une voyelle antérieure haute (Figure 6.13), les muscles génio-glosse postérieur, génio-hyoïdien et mylo-hyoïdien jouent un rôle fondamen-tal. Les muscles génio-hyoïdien et mylo-hyoïdien permettent de rigidifier le plancher de la bouche, grâce à propagation importante des contraintes au sein des tissus linguaux, tandis que le génio-glosse postérieur propulse la langue vers l’avant. Le stylo-glosse participe également à l’élévation de la langue. Ce muscle activé seul entraîne également la langue vers l’arrière : ce mouvement est ici contrebalancé par la forte activation du génio-glosse postérieur. Les seuils associés au transversalis et au génio-glosse antérieur sont supérieurs à la longueur au repos de ces muscles. Cependant, ces deux muscles sont activés du fait des boucles réflexes. L’action du transversalis permet tout de même d’éviter un élargissement trop important de la langue, consé-cutif à l’action du génio-glosse postérieur et à l’incompressibilité de la langue, tout en permet-tant un contact entre les arcades dentaires supérieures et les bords libres de la langue dans la zone alvéolaire. Son action vise à maintenir la largeur linguale et non à rétrécir la langue, effet qui serait observé si ce muscle était activé volontairement. L’action du génio-glosse antérieur limite la montée de la langue dans la zone alvéolaire médiane, créant ainsi un léger sillon carac-téristique du /i/. Les activations choisies sont ainsi cohérentes avec les données EMG de Baer et al. (1988), à l’exception du stylo-glosse pour lequel aucune activité n’avait été mesurée par ces auteurs dans le cas du /i/. Les contacts entre les bords latéraux et la langue s’étendent sur l’intégralité de la voûte palatine (Figure 6.14). S’y ajoutent également des contacts entre l’apex et la paroi interne de la mandibule, en arrière des incisives inférieures. Les contacts palataux sont en accord avec les données électropalatographiques (EPG) de Stone et Lundberg (1996) reproduites Figure 6.15 et Yuen et al. (2007) pour les voyelles de l’anglais.
0.05 0.1 0.15
0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
axe antéro−postérieur (m)
axe longitudinal (m)
FIG. 6.13 – Simulation de la voyelle /i/, à partir des commandes indiquées Table 6.3. À gauche, les