Perception catégorielle des sons de parole, un développement dynamique 1. Potentiel du nourrisson

L’émergence du langage, habileté cognitive complexe, nécessiterait que l’individu soit soumis à une stimulation spécifique pendant une période dite sensible voire critique.

L’expérience influence profondément le développement du cerveau et donc celui du comportement. Knudsen (2004) défini les notions de période sensible et de période critique.

La période sensible peut être définie comme le laps de temps pendant lequel les effets de l’expérience sur la structuration cérébrale (élaboration et élimination de circuits axonaux et synaptiques) sont majeurs. Les effets de l’expérience sur le développement d’un comportement sont particulièrement forts pendant une période sensible puisque le nourrisson acquière des compétences pendant ce laps de temps. Ces compétences sont donc altérées en l’absence de stimulation. La période critique est une sous-catégorie de la période sensible.

Elle correspond à la période pendant laquelle un certain type d’expériences est requis pour permettre à l’individu de se développer normalement ; l’absence de stimulation idoine altérant irrémédiablement la suite du développement. Il en résulte des changements irréversibles dans le fonctionnement du cerveau. Identifier les périodes critiques est donc important puisque les

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37 effets négatifs d’une expérience atypique pendant une période critique ne peuvent pas être restaurés par une expérience critique ultérieure.

Les recherches concernant le développement de la perception de la parole, ont montré que le bébé humain testé in-utero a développé des compétences à traiter le langage. Le fœtus détecte la voix humaine (Querleu, Renard, et Crépin, 1981), et préfère la voix de sa mère à celle d’une femme inconnue (DeCasper, Lecanuet, Busnel, Granier-Deferre, et Maugeais, 1994). Après la naissance, le nouveau-né continue à acquérir des compétences variées de traitement de la parole. Les recherches ont mis en évidence que les nouveaux nés issus d’un milieu francophone traitent les unités syllabiques du langage (Bertoncini et Mehler, 1981), montrent une préférence pour la prosodie du français plutôt que pour celle du russe (Mehler, Jusczyk, Lambertz, Amiel-Tison, et Bertoncini, 1988). Ils sont également capables de distinguer des langues qu’ils n’ont jamais entendu (Nazzi, Bertoncini, et Mehler, 1998 ; Ramus, Hauser, Miller, Norris, et Mehler, 2000). Nazzi et al. (1998) ont précisé ces résultats en montrant que cette capacité à distinguer deux langues est basée sur une différence de rythme entre les langues.

Plus spécifiquement, le nouveau-né acquiert également des compétences langagières dévolues à la catégorisation des sons de parole. Les études présentées ci-après précisent que le nouveau né catégorise les sons de parole dès les premiers mois de vie mais ne semble pas avoir acquis des catégories phonémiques similaires à celles de l’adulte. Les compétences de perception catégorielle sont évaluées avec un continuum de stimuli voisés et non voisés (/ba-pa/), caractérisées par des frontières universelles qui se situent à -30ms et +30ms de VOT (Lisker et Abramson, 1964). Des bébés hispanophones âgés de 4 à 6 mois discriminent les contrastes -60/-40ms de VOT et +40/+60ms de VOT alors que le contraste phonologique en espagnol se situe à -20/+20ms de VOT (Lasky, Syrdal-Lasky et Klein, 1975). Les nouveaux nés hispanophones ne catégorisent donc pas le trait de voisement selon l’opposition phonémique caractéristique de la perception adulte mais plutôt selon les frontières universelles de voisement. Ces résultats ont été répliqués par Streeter (1976) sur des enfants de 2 mois exposés au Kikuyu⁴. Cette conclusion ne s’applique pas aux nourrissons de 1 à 4 mois élevés dans un environnement anglophone puisque que la frontière de l’opposition voisée / non voisée caractéristique de l’adulte anglophone correspond à la frontière universelle en anglais (Eimas et al., 1971).

4 Le Kikuyu est une langue bantoue du Kenya dans laquelle la frontière phonologique du voisement est, comme en espagnol, située à 0 ms DEV.

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Une autre étude, réalisée par Eilers, Gavin et Wilson (1979), permet de préciser l’effet de la langue maternelle (anglais vs espagnol) sur la discrimination des syllabes /ba-pa/

chez des nourrissons plus âgés, testés à l’âge de 6, 7 et 8 mois. Les résultats indiquent que dès 6 mois, les nouveaux nés espagnols acquièrent la frontière phonémique caractéristique de leur langue maternelle. Les résultats montrent que, quelle que soit la langue maternelle, les bébés sont sensibles au contraste +10/+40ms de VOT, alors que seuls les bébés exposés à la langue espagnole sont sensibles au contraste -20/+40ms de VOT. Cette étude indique donc que les bébés hispanophones âgés de 6 à 8 mois sont sensibles aux frontières universelles de voisement située à +30ms de VOT mais également que le processus de spécialisation phonologique est amorcé. En effet, les nourrissons discriminent la paire de stimuli situés de part et d’autre de l’opposition phonologique caractéristique du voisement en espagnol (à 0ms de VOT). Ces études posent la question du rôle joué par l’expérience linguistique dans la formation des compétences perceptives initiales.

Les études décrites précédemment constituent les premières preuves expérimentales du processus de spécialisation phonologique, spécifique à la langue du sujet. Les études de Werker et Tees (1984a, 1984b) permettent de préciser le décours développemental de ce phénomène. Werker et Tees (1984a) présentent à des nourrissons issus d’un milieu anglophone des contrastes de lieu d’articulation du thompson⁵ (consonnes glottales non voisées vélaires et uvulaires), de l’hindi (consonnes non aspirées non voisées rétroflexe et dentale) et de l’anglais (consonnes voisées bilabiale et apicale). Les résultats indiquent que les nourrissons âgés de 6-8 mois sont capables de discriminer l’ensemble des contrastes, alors que les compétences à discriminer les contrastes non natifs thompson et hondi diminuent à 8-10 mois jusqu’à devenir quasiment nulles à 8-10-12 mois. La bascule entre les compétences à discriminer les contrastes universelles et les compétences à discriminer uniquement les contrastes natifs aurait donc lieu pendant la première année de vie.

Enfin, les enfants exposés au français discriminent les paires de stimuli aux frontières situées à -30 et +30ms de VOT lorsqu’ils sont âgés de 4 mois mais ils discriminent davantage la frontière située à 0ms de VOT lorsqu’ils sont âgés de 8 mois (Hoonhorst, Colin, Markessis, Radeau, Deltenre & Serniclaes, 2009b). Etant donné que la frontière située à 0ms de VOT correspond à une opposition phonémique en Français, ces résultats indiquent que l’exposition à la langue maternelle permet au nouveau-né de se former des catégories de sons de parole spécifique à son environnement langagier. Les enfants exposés à l’anglais discriminent

5 La langue thompson est une langue indienne parlée en Colombie britannique.

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39 également davantage les contrastes non natifs lorsqu’ils sont âgés de 6 à 8 mois que lorsqu’ils sont âgés de 12 mois (Rivera-Gaxiola, Silva-Peyrera & Kuhl, 2005; Burns, Yoshida, Hill &

Werker, 2007).

En résumé, les données collectées chez les nouveaux nés indiquent un apport essentiel de l’exposition à la langue maternelle pour acquérir des frontières phonémiques spécifiques à la langue maternelle. La précision des représentations phonémiques acquises par l’enfant est liée à la capacité du nourrisson à détecter les patterns articulatoires de sa langue maternelle. Selon Serniclaes (in press), il semble que ce soit davantage une restructuration de l’espace perceptif qui se déroule plutôt qu’une sélection des sons phonologiquement pertinents dans la langue de l’auditeur. En témoignent les résultats par exemple de Hoonhorst et collaborateurs (Hoonhorst, Serniclaes, Collet, Colin, Markessis, Radeau & Deltenre, 2009a ; Hoonhorst et al., 2009b) qui montrent que les nourrissons francophones de moins de six mois discriminent le VOT sur base de frontières perceptives naturelles (à -30 et +30 ms VOT) alors que les nourrissons de plus de six mois sont sensibles à la frontière phonologique adulte, aux alentours de 0 ms de VOT. Ainsi, Serniclaes a émis l’hypothèse que les frontières phonémiques d’un auditeur résultent d’un couplage des oppositions non natives. Les traits issus du couplage sont donc spécifiques à la langue, et de nature phonémique. Acquérir des frontières phonémiques spécifiques à sa langue maternelle est une condition nécessaire à la compréhension de sa langue. Néanmoins, catégoriser les phonèmes selon une frontière phonémique ne suffit pas à percevoir les sons de parole de manière catégorielle. Des recherches ont montré que l’enfant continue à développer des compétences de perception catégorielle après la première année de vie.

2.2.2. Acquisition de la perception catégorielle chez l’enfant

Un problème de base dans l’étude du développement de la parole est de comprendre le décours développemental de l’acquisition de la perception catégorielle. L’époque à laquelle se déroule la réorganisation perceptive est particulièrement intéressante. Plusieurs études ont mis en lumière une tendance développementale des compétences de perception catégorielle et de précision catégorielle. Deux études différentes indiquent une absence d’effet de l’âge sur la perception catégorielle mais bien un effet de l’âge sur la précision catégorielle : on constate une augmentation de la précision de la frontière sur un continuum de voisement avec l’augmentation de l’âge (enfants de 6 à 8 ans et adultes), alors que la perception catégorielle ne varie pas entre les groupes (Medina et al., in press ; Hoonhorst, Medina, Colin, Markessis, Radeau, Deltenre & Serniclaes, en révision).

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La précision catégorielle semble donc se développer jusqu’à l’âge adulte. Ce résultat est en accord avec différents travaux antérieurs. Des précédentes études montrent que l’identification de l’opposition du contraste natif s’améliore avec l’âge alors que l’identification de l’opposition non native se dégrade avec l’âge. Burnham, Earnshaw et Clark (1991) testent la perception d’un continuum de voisement chez 4 groupes de sujets anglophones : des bébés de 9 et 11 mois, des enfants de 2 ans, des enfants de 6 ans et des adultes. Les continuums de voisement sont composés de contrastes natifs et non natifs.

Burnham et collaborateurs ont remarqué que l’identification devenait de plus en plus centrée sur les contrastes natifs avec l’accroissement de l’âge. Plus précisément, c’est à l’âge de 6 ans que la catégorisation selon la frontière non native se situe au niveau du hasard, et que la catégorisation selon la frontière native s’améliore nettement. La pente de la fonction d’identification devient également plus raide entre 2 ans et l’âge adulte (Zlatin &

Koeningsknecht, 1975; Simon & Fourcin, 1978; Burnham et al., 1991 ; Hazan et Barrett, 2000). Hazan et Barrett (2000) ont mis en évidence une progression dans la cohérence de la catégorisation phonémique entre 6 et 12 ans, et cette progression s’est également manifestée dans la comparaison des performances des enfants de 12 ans à celles des adultes (environ 30 ans). Par l’examen des pentes d’identification obtenues sur des contrastes occlusifs /k/-/g/ et /d/-/g/ et fricatifs /s/-/z/ et /s/-/ȓ/, les auteurs ont constaté que la catégorisation phonémique était plus développée chez les adultes que chez les enfants.

Considérés ensemble, ces résultats sont caractéristiques de deux phénomènes importants : la stabilité de la perception catégorielle d’une part et la maturation progressive des performances de précision catégorielle d’autre part. Ces études indiquent que l’accroissement de l’âge joue un rôle important dans la précision des compétences de catégorisation mais que la perception catégorielle semble acquise avant l’âge de 6 ans. Les études précédemment citées ont permis de mettre en évidence que les périodes entre 0 et 1 an et entre 0 et 6 ans peuvent correspondre respectivement à une période sensible ou critique de la détermination des frontières phonémiques et de l’acquisition de la perception catégorielle.

Au contraire, la période de développement de la précision catégorielle s’étend jusqu’à l’âge adulte.

Percevoir les phonèmes de manière catégorielle ne consiste pas uniquement en la capacité à percevoir des invariants phonologiques. Les connaissances que les enfants acquièrent dans le domaine sémantique sont également susceptibles d’influencer la perception des mots et donc des phonèmes qui les composent. La partie suivante porte donc sur l’influence des représentations lexicales sur la perception des unités phonémiques.

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41 2.3. Influence des représentations lexicales sur la perception phonémique

De nombreuses recherches ont précisé le rôle du lexique dans la capacité à percevoir les sons de parole de manière catégorielle. Différents modèles ont été développés pour rendre compte de la façon dont les auditeurs effectuent l’appariement entre les catégories phonémiques et les représentations lexicales stockées en mémoire. Les modèles Cohorte II (Marslen-Wilson, 1987, 1989, 1990) et TRACE (McClelland et Elman, 1986) s’opposent sur l’influence des informations lexicales pendant la reconnaissance des mots écrits. Selon le modèle de la cohorte II, il n’y a pas d’activation des informations lexicales lors de la perception de la parole. Un auditeur sélectionne dès les premières 100 à 150 ms, un ensemble de candidats (cohorte) possibles commençant par le premier trait phonétique du mot traité. Il y a donc une réduction séquentielle du nombre de candidats lexicaux à mesure que l’information acoustique est traitée. Seule l’information acoustique permet l’activation et l’élimination des candidats pour aboutir à la perception correcte du mot entendu. Suite à l’activation du mot correct, le sujet accède à sa représentation lexicale. Selon le modèle TRACE (McClelland et Elman, 1986), les représentations des traits phonémiques, des phonèmes et des informations lexicales interagissent pour percevoir les mots. Les informations lexicales influencent la perception des phonèmes puisque ce n’est qu’après avoir reconnu le mot, qu’un mécanisme de rétroaction d’activation descendante permettra l’identification des phonèmes contenus dans ce mot.

Ces modèles ont fourni un cadre permettant de déterminer dans quelle mesure l’auditeur tire parti de ses connaissances lexicales pour identifier les phonèmes dont un mot est composé. Afin de pouvoir identifier correctement les phonèmes dans le signal de parole, la solution envisagée par le modèle TRACE pour faciliter l’appariement d’une image auditive avec des représentations phonémiques ou phonologiques consiste à faire intervenir des procédures de rétroaction des niveaux lexicaux vers les niveaux de représentation prélexicaux.

Ainsi, des connaissances de haut niveau faciliteraient la tâche du système d’identification phonémique en guidant les choix perceptifs dans les situations problématiques. Les partisans d’une approche interactive (notamment McClelland & Elman, 1986) se sont également heurtés à un courant autonome dont les représentants (Cutler, Mehler, Norris, & Segui, 1987) affirmaient l’indépendance entre niveaux de traitement de bas niveau et représentations plus élaborées. Nous décrivons dans les paragraphes suivants certaines données expérimentales présentées comme reflétant des preuves du recours à des rétroactions lexicales.

Certaines recherches ont mis en évidence que les connaissances lexicales permettent de reconnaître un phonème mal prononcé ou masqué par un bruit. Les célèbres expériences de

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Warren (1970) sur la restauration phonémique ont montré que le lexique permet à l’auditeur de reconstituer la forme sonore d’un phonème remplacé par du bruit dans une phrase. Selon Warren, l’influence des informations lexicales entraîne un véritable phénomène d’illusion perceptive, dans la mesure où l’auditeur “entend” le phonème bien que le segment acoustique correspondant ait été supprimé. Par ailleurs, Cutler et al. (1987) ont montré qu’un même phonème est plus facilement détecté dans un mot que dans un non-mot. Ainsi, les informations lexicales facilitent la perception phonémique. Une autre étude fondamentale montrant un effet de lexicalité est celle de Ganong (1980). Lorsqu’on demande à des sujets de catégoriser des phonèmes dont on fait varier le VOT sur un continuum allant de /d/ à /t/, on observe une courbe de perception catégorielle classique (c’est-à-dire un basculement brutal de la perception de /d/ à /t/ pour les valeurs situées au milieu du continuum). Lorsqu’à une extrémité du continuum, le stimulus forme un mot (task) et à l’autre extrémité du continuum, le stimulus forme un non-mot (dask), on observe alors un déplacement de la frontière catégorielle en faveur de la réponse « mot ». Il semble donc que l’information lexicale affecte le jugement des sujets sur l’identité des phonèmes.

Selon l’une des hypothèses avancées pour expliquer ce phénomène, un transfert d’informations de haut en bas (du lexique vers les niveaux inférieurs de traitement) a lieu dans la perception de la parole. On parle d’un effet descendant du lexique sur la perception de la parole, ou effet top-down (Elman et McClelland, 1988). En effet, pour expliquer pourquoi les connaissances lexicales influencent la perception des phonèmes, on peut adopter une vue interactive de l’architecture du système de traitement. Il y aurait des procédures de rétroaction du niveau lexical vers le niveau prélexical, c’est-à-dire une influence descendante sur la perception. C’est le point de vue adopté par le modèle TRACE qui postule des connexions facilitatrices descendantes. Ainsi, quand un mot est activé, il active en retour les phonèmes contenus dans ce mot par un mécanisme d’excitation de haut en bas. Ceci peut expliquer, par exemple, pourquoi un phonème est identifié plus rapidement dans un mot que dans un non-mot (Cutler et al., 1987 ; Frauenfelder, Segui, et Dijkstra1990).

L’existence de ces effets top-down est loin d’être reconnue par tous les auteurs (voir par exemple Norris, McQueen, Cutler, 2000 ; McQueen, Norris, Cutler, 2001, pour un état des discussions actuelles). Tous les chercheurs n’adoptent pas cette conception interactive du fonctionnement du système de traitement. Selon Cutler et Norris, il n’y a pas d’influence descendante du niveau lexical sur le niveau des phonèmes. Selon eux, l’identification des phonèmes résulte d’une course entre une route phonémique et une route lexicale (par laquelle on accède aux représentations phonologiques des mots à partir du lexique). Les phonèmes

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43 peuvent donc être identifiés soit directement sur la base d’une analyse de l’input ou bien, en accédant aux représentations phonologiques des mots, stockés dans le lexique. L’intervention d’un mécanisme de rétroaction du niveau lexical sur le niveau phonémique ne serait donc pas nécessaire pour rendre compte des effets décrits plus haut.