Brevet FR2465285A1 — publié le 19810320

L'invention se rapporte à un appareillage destiné à la rééducation d'enfants sourds, par perception corporelle d'une vibration en correspondance avec un signal de parole, composé de fréquences de timbre modulées par un signal de phonème. D'une façon générale, le langage articulé se compose d'une succession de phonèmes, céux-ci constituant des quanta de langage. Chaque phonème peut s'analyser comme constitué de fréquences de timbres, correspondant en gros aux voyelles, modulées en amplitude par un signal de phonème qui correspond dans l'ensemble aux assemblages de consonnes. Un phonème est reconnaissable principalement par la forme du signal de phonème, ou enveloppe du signal de parole, les fréquences de timbre ajoutant peu à l'intelligibilité de la parole. Par enfants sourds, il faut entendre des enfants qui présentent à la naissance, ou tout au moins avant l'acquisition du langage, des défauts d'audition qui empêchent l'acquisition naturelle du langage, ces défauts d'audition étant trop profonds pour pouvoir être suffisamment compensés par des prothèses auditives. La rééducation de ces enfants sourds consiste essentiellement à leur faire artificiellement acquérir le langage, et, dans la mesure du possible, à les rendre capables de comprendre la parole d'interlocuteurs à travers leurs restes d'audition accompagnés d'autres perceptions sensorielles, en particulier la vue des mouvements des lèvres de ces interlocuteurs. De longue date, la rééducation de la muti-surdité a utilisé la perception par la main des vibrations d'organes de la parole, notamment du larynx, alternativement d'un rééducateur et du sujet atteint de muti-surdité, pour obtenir de ce dernier une reproduction des sons émis par un moniteur. Cette méthode s'avère imparfaite pour des phonèmes dans lesquels les fréquences de timbre n'induisent pas de vibrations notables des organes de la parole. Les phonèmes incorporant des sifflantes, proches de bruits blancs, sont particulièrement difficiles à percevoir. On a proposé des appareillages pour la rééducation des enfants sourds qui améliorent la perception de phonèmes incorporant des sifflantes. Dans l'appareillage de Lafont, un signal émis par une source électroacoustique (microphone, magnétophone) est séparé par un ensemble de filtre en une bande grave comprenant les fréquences inférieures à 1000 Hz, une bande médiane comprenant les fréquences comprises entre 1000 et 3000 Hz, et une bande haute comprenant les fréquences supérieures à 3000 Hz. Les bandes médiane et haute subissent une détection d'enveloppe, et les signaux résultant modulent des fréquences fixées, 1000 Hz environ pour la bande mé-diane et 1300 Hz environ pnur la bande haute. Les signaux de sortie, bande grave, et fréquences modulées, sont appliquées à un transducteur électroacoustique (casque) porté par le sujet. Cette disposition s'avère efficace pour la reconnaissance des phonèmes par des sujets qui présentent des restes d'audition dans la bande grave, ce qui est le cas le plus fréquent pour les surdités congénitales. Toutefois les phonèmes à bruit blanc sont reproduits affectés de fréquences de timbre assez pures (1000 et 1300 Hz), de sorte que le suet a tendance à émettre des phonèmes semblables à ceux qu'il a perçus, et non les phonèmes à bruit blanc. Enfin, le port d'un transducteur électroacoustique met le sujet en rééducation dans une situation de contrainte souvent assez mal supportée par des enfants jeunes L'invention a pour objet un appareillage pour la rééducation d'enfants sourds qui n'introduit pas de fréquences parasites de timbre. L'invention a également pour objet un appareillage pour la rééducation d'enfants sourds où les enfants sont dans une situation proche d'un jeuc A ces effets l'invention propose un appareillage destiné à la rééducation d'enfants sourds, par perception corporelle d'une vibration en correspondance avec un signal de parole composé de fréquences de timbre modulées par un signal de phonème, caractérisé en ce qu'il comprend une source électroacoustique adaptée à émettre un signal électrique image du signal verbal, une plateforme équipée de moyens vibrants associés à des moyens d'amplification en puissance, et, reliant la source électroacoustique aux moyens d'amplification des moyens de transposition adaptés à appliquer aux moyens d'amplification un signal transposé comportant une fréquence fixe choisie modulée en amplitude par un signal image du signal de phonème. L'enfant à rééduquer, place sur la plate-forme analogue à une piste de danse, perçoit par tout son corps, par l'intermédiaire de la chaîne relativement rigide du squelette, la vibration imprimée à la plate-forme, à une fréquence qui nest pas perçue comme une fréquence de timbre. Par contre la forme de l'enveloppe de modulation de la fréquence de vibration est très peu altérée par rapport à celle du signal de-phonème ; le sujet qui tente de reproduire le signal de parole tel qu'il l'a perçu, sans être influencé par des fréquences de timbre parasites, s'inspire du mouvement des lèvres et de la bouche du moniteur pour déterminer les fréquences de timbre, en émettant un phonème qui provoque une perception de vibration de plate-forme proche de celle qui résulte du phonème modèle.Enfin l'enfant placé sur la plate-forme, a tendance à rapprocher la rééducation d'un jeu d'expression corporelle, d'autant plus que la leçon de rééducation peut être entrecoupée de scènes d'expression corporelle ou de danses De préférence, la plate-forme comporte une plaque de plancher posée sur un bâti par l'intermédiaire d'un tapis ajouré en matériau souple, des haut-parleurs fixés au bâti et dirigés vers la plaque de plancher formant moyens vibrants.Cette disposition, où la plaque de plancher reçoit la pression sonore émise par les haut-parleurs à travers les ajours du tapis, et est susceptible de déplacements notables en raison de la souplesse du tapis, permet une mise en vibration efficace de la partie de la plate-forme sur laquelle l'enfant prend place Les haut-parleurs peuvent être disposés dans des caissons régulièrement répartis en surface horizontale, fixés sur le pourtour d'évidements dans une cloison supérieure de caisson sous le tapis. Ces caissons forment enceintes pour les haut-parleurs et permettent l'attaque de la plaque de plancher par pratiquement toute sa surface. En disposition préférée, les moyens de transposition comprennent deux détecteurs d'enveloppes, respectivement positive et négative, recevant le signal image de signal de parole, un générale teur de signal à fréquence fixe, et des moyens de modulation sensibles conjointement au signal à fréquence fixe et aux signaux d'enveloppe, en sorte d'élaborer le signal transposé. Pour obtenir une amplitude maximale de vibration de la plaque de plancher, on ajustera la fréquence du générateur de signal au voisinage d'une fréquence de résonance de la plate-forme. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'un appareillage selon l'invention ; la figure 2 représente plus en détail la structure de plate forme vibrante la figure 3 est une vue de dessus, partiellement arrachée d'une plate-forme vibrante la figure 4 est une perspective de la disposition générale de l'appareillage selon l'inventiono Selon la forme de réalisation choisie et représentée figure 1, l'appareillage comprend une plate-forme 1, couverte par une plaque de plancher 2 reposant par l'intermédiaire d'un tapis souple ajouré 3, en néoprène, sur une plaque de contreplaqué 4, formant cloison supérieure d'un accolement de caissons 7, 7', 7", avec des cloisons verticales telles que 6, 6', 6", 6"' posant sur le sol. Dans chacun des caissons 7, 7', 7" sont disposés des haut-parleurs, respectivement 5, 5', 5" fixés sur le pourtour d'évidements dans la plaque 4, avec leurs membranes mobiles dirigées vers le haut, les évidements dans la plaque 4 étant en correspondance avec les ajours du tapis 3. Finalement la plateforme 1 est assimilable à une batterie d'enceintes acoustiques accolées, couvertes par la plaque de plancher 2. Les haut-parleurs 5, 5', 5" sont alimentés en phase par un amplificateur de puissance 10, classique en sonorisation. Les circuits d'attaque de l'amplificateur 10 comprennent des sources électroacoustiques, un microphone 11 suivi de son préamplificateur îla et un magnétophone 12, qui peuvent être connectées l'une ou l'autre à l'entrée d'un filtre passe haut 14 par le jeu d'un commutateur 13. Le filtre 14 est un filtre actif avec une fréquence de coupure de 400 Hz et une atténuation de 24 dB par octave.En sortie du filtre 14 est monté un détecteur d'enveloppe, constitué d'un amplificateur 15 équipé de deux chaînes de rétroaction comprenant chacune une diode respectivement 16 et 17, et une résistance respectivement 18 et 19, les diodes 16 et 17 étant placées entre la sortie de l'amplificateur 15 et des points de jonction 18a et 19a respectivement, tandis que les résistances 18 et 19 sont placées entre l'entrée de l'amplificateur 15 et les points de jonction respectifs 18a et 19a.En outre la diode 16 est passante de la jonction 18a vers la sortie de l'amplificateur, tandis que la diode 17 est passante de la sortie de l'amplificateur 15 vers la jonction 19a. Ce montage, classique en soi, assure un gain constant de l'amplificateur 15, par l'intermédiaire de l'une ou l'autre des chaines de rétroaction suivant la polarité de la tension de sortie de l'amplificateur, ainsi que la présence de la tension de sortie sur l'une ou l'autre des jonctions 18a ou 19a selon que cette tension est négative ou positive. Les enveloppes des signaux à l'entrée de l'amplificateur 15 sont restituées, négative ou positive, par l'intermédiaire des filtres RC 20, 22 et 21, 23 respectivement. A la sortie des amplificateurs tampons 24 et 25, les enveloppes sont appliquées, à travers des résistances 26 et 27, aux collecteurs des transistors NPN 28 et PNP 29, dont les émetteurs sont à la masse, et les bases attaquées conjointement par des signaux d'une horloge 30, délivrant des signaux carrés à la fréquence de 180 Hz. On remarquera que les tampons inversant les polarités de l'entrée à la sortie, l'enveloppe négative se présente positive sur le collecteur du transistor 28, de même que l'enveloppe positive se présente négative sur le collecteur du transistor 29 Les transistors 28 et 29 sont alternativement saturés ou bloqués par les signaux d'horloge, de sorte que les collecteurs sont alternativement à la masse ou à la tension d'enveloppe respective, au rythme des signaux d'horloges.Ainsi l'addition des tensions de collecteur par le potentiomètre 31 reproduit-elle un signal transposé à la fréquence de l'horloge 30, et modulé avec des enveloppes semblables à celles des signaux de parole sur les sources électroacoustiques 11 et 12. Le signal transposé est am- plifié par l'amplificateur 32 avant d'être appliqué à l'amplificateur de puissance 10 à travers un filtre passe bas actif 33, avec une fréquence de coupure de 400 Hz et une atténuation de 24 dB par octave. L'ajustement du curseur du potentiomètre 31 permet de régler, en l'absence de signal, le potentiel du curseur au potentiel de repos naturel de l'entrée de l'amplificateur 32, de sorte que la mise sous tension des circuits ne se traduise pas par un choc sur le plancher de plate-forme 1. On remarquera par ailleurs que les filtres 14 et 33 assurent un très bon découplage entre les signaux sonores reçus par le microphone 11 et ceux qui sont transmis par les haut-parleurs 5, 5', 5". Ceci est indispensable pour éviter un accrochage par effet "Larsen'2, lorsque le microphone 11 est situé au-dessus de la plate-forme 1. De plus le filtre 33 atténue fortement les harmoniques de la fréquence d'horloge. Comme on le voit sur la figure 2 qui représente une fraction 41 de plate-forme, la plaque de plancher 42, en bois contreplaqué est posée sur le tapis 43, quelques points de collage assurant que la plaque 41 ne risque pas de glisser latéralement. De même le tapis 43 repose sur la plaque de cloison supérieure 44, en contreplaqué épais. Sur le pourtour de l'évidement circulaire 44a dans la plaque 44, est fixé un haut-parleur 46, par la périphérie de sa carcasse 45a, avec sa membrane mobile 45b s'évasant vers le haut. L'ajour circulaire 43a dans le tapis en néoprène 43 est coaxial à l'évidement 44a dans la cloison 45. On comprendra mieux la structure de plate-forme en se reportant à la figure 3. La plate-forme 60, ici vue du dessus est prévue pour être équipée de neuf haut-parleurs répartis suivant une matrice 5 x 3 régulière. La plaque de plancher 61, le tapis 62 et la cloison supérieure 63 sont partiellement arrachées pour laisser apercevoir la structure en caisson, tel que 65, du bâti de plate-forme, avec des cloisons extérieures 64 de forte épaisseur, et des cloisonnements intérieurs 64a. La cloison supérieure 63 est vissée (en 63b) sur le bâti aux emplacements de rencontre des cloisons. Les emplacements de haut-parleurs sont indiqués par les évidements 63a de la cloison supérieure, ou les ajours 62a du tapis, représentés en traits interrompus sous la plaque de plancher 61. Typiquement la plate-forme 60 mesure 1,5 m en longueur et largeur ; la plaque plancher mesure environ 10 mm en épaisseur, et le tapis est une feuille de néoprène d'environ 8 à 9 mm d'épaisseur. La plate-forme est équipée de neuf haut-parleurs susceptibles de supporter 40 W crète, associés chacun à un amplificateur propre. Si, dans la figure 1 l'amplificateur 10 a été représenté attaquant les haut-parleurs 5 à 5" en parallèle, c'est pour la clarté de la description, et notamment pour faire apparaitre l'attaque en phase des haut-parleurs. La plate-forme ainsi réalisée présente une résonance vers 180 Hz lorsqu'elle est chargée par un enfant de poids moyen. En fait, c'est cette fréquence de résonance qui fixe le choix de la fréquence d'horloge, de façon à obtenir une grande amplitude de vibration de la plate-forme. Pour une séance de rééducation, comme représenté figure 4, l'enfant à rééduquer 51 prend place sur la plate-forme 50, reliée à l'appareillage de commande 54 par le câble 55. L'enfant a à sa disposition le microphone 52 relié par le câble 53 à l'appareillage de commande 54. Alternativement, des signaux de parole sont émis, soit par une source interne à l'appareillage 54, soit par un moniteur, signaux que l'enfant perçoit transposés en vibrations de la plate-forme, et l'enfant 51 s'exerce à émettre des signaux de parole dans le microphone 52, signaux tels que les vibrations résultantes de plate-forme soient perçues de façon sensiblement identique. On conçoit que le microphone 52 est exposé à recueillir les vibrations de plate-forme 50,de sorte que le découplage dans l'appareillage 54 doit être très important à la fréquence de vibration. Bien entendu la méthode de rééducation en soi est en dehors du cadre de la présente invention, qui se limite à la combinaison de moyens adaptée à l'application de cette méthode de rééducation. Mais la combinaison de moyens objet de l'invention trouve précisément sa finalité dans l'application de la méthode de rééducation. I1 est par ailleurs clair que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit à titre d'exemple, mais en embrasse toutes les variantes d'exécutiont REVENDICÂTIONS 1. Appareillage destiné à la rééducation d'enfants sourds, par perception corporelle d'une vibration en correspondance avec un signal de parole composé de fréquences de timbre modulées par un signal de phonème, caractérisé en ce qu'il comprend une source électroacoustique adaptée à émettre un signal électrique image du signal verbal, une plate-forme équipée de moyens vibrants associés à des moyens d'amplification en puissance, et, reliant la source électroacoustique aux moyens d'amplification des moyens de transposition adaptés à appliquer aux moyens d'amplification un signal transposé comportant une fréquence fixe choisie modulée en amplitude par un signal image du signal de phonème. 2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plate-forme comporte une plaque de plancher posée sur un bâti par l'intermédiaire d'un tapis ajouré en matériau souple, des haut-parleurs fixés áu bâti et dirigés vers la plaque de plancher formant moyens vibrants. 3. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bâti est divisé en caissons régulièrementrépartis en surface horizontale, chaque caisson enfermant un haut-parleur fixé sur le pourtour d'un évidement dans une cloison supérieure du caisson, sous le tapis souple ajouré en correspondance. 4. Appareillage selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de transposition comprennent deux détecteurs d'enveloppes, respectivement positive et négative, recevant le signal image de signal de parole, un générateur de signal à fréquence fixe, et des moyens de modulation sensibles conjointement au signal à fréquence fixe et aux signaux d'enveloppe en sorte d'élaborer le signal transposé. 5. Appareillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les détecteurs d'enveloppe comportent un amplificateur deux chaînes de rétroaction composée chacune d'une diode entre la sortie de l'amplificateur et un point de jonction, et une résistance entre point de jonction et entrée de l'amplificateur, les diodes étant passantes respectivement vers et depuis leur point de jonction, et ces points de jonction constituent sorties des détecteurs d'enveloppe. 6. Appareillage selon une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens de modulation comprennent deux transistors, l'un NPN et l'autre PNP montéE en opposition avec émetteur à la masse, attaqués conjointement sur leur base par ledit générateur de signal à fréquence fixe, et reliés par leur collecteur à travers une résistance respectivement aux sorties des détecteurs d'enveloppe, le signal modulé étant prélevé sur un pont réglable entre collecteurs des transistors. 7. Appareillage selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fréquence fixe est choisie sensiblement égale à une fréquence de résonance de la plate-forme.