Adaptations sur le F1 et le débit en réponse à diverses perturbations (F1 and speech rate adaptations in response to various perturbations) (2020)

Abstract: Nous comparons les effets de deux conditions induisant des stratégies d’adaptation différentes (retour auditif masqué et bite-block) avec les effets des modifications intentionnelles du débit de parole. Nous examinons ces effets en termes de F1 et en termes de débit articulatoire. Nous comparons ensuite les effets de ces mêmes perturbations sur les mêmes locuteurs, afin de définir si les stratégies inter- et intra-individuelles varient en fonction de la boucle perturbée (auditive ou somatosensorielle). Cinq locutrices ont été enregistrées sans perturbation, avec un retour auditif masqué, avec un bite-block et avec des changements de tempo instruits (lent et rapide). Les résultats montrent une augmentation du débit en parallèle d’une augmentation du F1 des voyelles ouvertes, ce qui permet de supposer que les modifications spectrales et les modifications de débit ne seraient pas corrélées. La même augmentation de F1 est observée lors d’une modification intentionnelle du débit de parole.

## introduction dans la production de la parole, les boucles de retours auditif et somatosensoriel jouent le rôle de mécanismes de contrôle qui vérifient de manière continue les deux sorties du processus de planification de la parole, à savoir les mouvements articulatoires et les patrons acoustiques qui en résultent @xcite @xcite . ces mécanismes permettent de corriger la sortie du système de production lorsque celle-ci est décalée par rapport aux intentions du locuteur. l'une des manières d'étudier expérimentalement cette adaptation consiste en une perturbation artificielle des niveaux auditif et / ou somatosensoriel. ainsi, ces paradigmes expérimentaux de perturbation ont pour objectif de déstabiliser le fonctionnement typique du système, allant du masquage du feedback (masked auditory feedback, maf) à l'introduction d'une sortie modifiée aux boucles de feedback avec par exemple des modifications de f0 ou de formants (frequency-shifted feedback, fsf), en passant par un décalage temporel entre les gestes utilisés pour rendre la parole audible et la sortie acoustique effective (delayed auditory feedback, daf). d'autres s'intéressent davantage aux perturbations du retour somatosensoriel. ces perturbations peuvent être induites à l'aide d'un bite-block (bb) devant être gardé dans la cavité buccale et stabilisant la mandibule @xcite , d'un tube tenu entre les lèvres (lip tube) utilisé par exemple par @xcite , des perturbations mécaniques de la langue @xcite , voire des produits anesthésiants @xcite . le principal postulat de ces études suppose un décalage entre le feedback attendu et réel, menant à une redéfinition des commandes motrices. les réponses des participants à ces perturbations de feedback font ressortir des réactions variables. par exemple, les études utilisant des modifications de f0 ou de structures formantiques ont, pour la plupart, démontré trois sortes de réactions possibles aux perturbations. tandis que certains locuteurs ont tendance à compenser les perturbations induites, répondant ainsi à la perturbation en contrant cette dernière (si la perturbation consiste à augmenter la fréquence fondamentale, ces locuteurs vont l'abaisser), chez d'autres, la perturbation induit une réponse allant dans le sens de la perturbation (dans l'exemple, à augmenter la f0). enfin, un troisième groupe de locuteurs ne réagira pas (ou peu) aux perturbations @xcite @xcite . notons toutefois que la perturbation d'un paramètre n'entraîne pas uniquement les modifications de ce même paramètre et, inversement, les modifications d'un paramètre peuvent être la résultante d'une perturbation ne touchant pas directement ce paramètre. il a par exemple été démontré que la simple absence de retour auditif perturbe le contrôle du f0 @xcite et fait augmenter le f1 des voyelles @xcite . de plus, les réactions aux perturbations comme le maf ou daf ont également un impact sur certaines caractéristiques globales comme le débit de parole @xcite . ici, nous proposons de poursuivre ces recherches à travers la comparaison entre les effets des perturbations du retour auditif et ceux des perturbations du retour somatosensoriel. plus concrètement, nous nous intéressons aux changements induits par le maf et le bb et ce, en termes de caractéristiques spectrales et en termes de débit. la revue de la littérature montre en effet que ces deux paradigmes seraient à l'origine de stratégies adaptatives différentes de la part des locuteurs. si l'on suppose que le maf induit l'effet lombard @xcite , cette perturbation entraîne une augmentation de l'amplitude du signal acoustique visant à surmonter le bruit de fond et un changement des caractéristiques spectrales visant à les rendre plus saillantes @xcite . de l'autre côté, la parole avec un bb forcerait le locuteur à modifier ses commandes motrices, afin de garder les caractéristiques spectrales constantes @xcite . ainsi, ces deux paradigmes de perturbation permettent de se pencher sur la fonction et le rôle des phénomènes adaptatifs en production de la parole : le maf induirait une modification du spectre ayant une fonction communicative, ce qui n'est pas le cas pour les modifications du spectre dues à la présence du bb. par ailleurs, le débit de parole sous maf est aussi plus lent par rapport à celui de la parole pas perturbée @xcite . il s'agit dans ce cas de comprendre si cette réduction de débit est une conséquence des changements spectraux et d'intensité (supposant que l'hyperarticulation est corrélée avec un ralentissement de débit), ou s'il a la fonction de rendre plus saillants les sons de parole dans le but de préserver leur fonction communicative. pour mieux caractériser la relation entre les modifications de débit et la saillance spectrale, nous allons comparer les effets du maf et du bb avec les effets des modifications du débit de parole intentionnellement produit par les locuteurs. un second objectif de cette étude est de comparer les effets de ces perturbations sur les mêmes locuteurs, afin de définir si les stratégies inter-et intra-individuelles varient selon que la perturbation concerne la boucle auditive ou la boucle somatosensorielle. ## méthodologie cinq locutrices de langue maternelle française, appariées en âge et en catégorie socio-professionnelle, ont été enregistrées durant plusieurs perturbations de leurs retours auditif et somatosensoriel (retour auditif masqué par un bruit, retour auditif retardé, retour auditif avec modification de fréquence fondamentale, bite-block), ainsi que durant une modification de débit de parole avec débit imposé. chacune des perturbations a été administrée séparément des autres. les locutrices ont participé à trois séances d'approximativement 45 minutes chacune. les séances se déroulaient dans une pièce calme. la première consistait en un enregistrement de la baseline (sans perturbation), suivi de la condition maf, elle-même suivie d'une condition de lecture à débit rapide 1 . pendant la condition de maf, les locutrices étaient équipées d'un casque transmettant un bruit de « cocktail party », tandis que leur voix était transmise par voie aérienne. avant de commencer cette phase de l'expérience, il leur a été demandé de compter en boucle de 1 à 10 pendant qu'elles entendaient leur voix transmise par le casque (sans bruit) et que le volume de ce signal était augmenté graduellement. les locutrices devaient s'arrêter lorsque l'intensité de la voix véhiculée par le casque était égale à celle de leur voix transmise par voie aérienne. cela a permis de régler le volume du bruit de « cocktail party » de façon à obtenir une différence de 12 db entre son intensité et celle de la voix des locutrices. la deuxième session comprenait les modifications de f0 et l'utilisation de daf, conditions qui ne feront pas l'objet de cette étude. enfin, la troisième session contenait la lecture des phrases avec le bite-block (parallélépipède en plexiglass, dont les arrêtes ont été limées, percé d'un trou servant à l'attache d'un fil de nylon pour éviter les risques de déglutition ; le fil reste à l'extérieur de la bouche lors de la production sans qu'il perturbe la fermeture des lèvres) et dans une condition où on leur demandait d'adopter un tempo lent. les détails concernant les réglages des conditions sont décrits dans le condition précisions bite-block 10*15*5mm maf bruit de « cocktail party » +12db tempo guidé par curseur à 1,4 syll/sec (lent) ou 6syll/sec (rapide) les données ont été segmentées semi-automatiquement utilisant easyalign @xcite avant une vérification manuelle des segmentations. le débit en syllabes par seconde a ensuite été mesuré pour chaque phrase. cette mesure a notamment permis de tester l'effet de la condition / de la perturbation sur la vitesse d'articulation, le maf étant connu pour induire des variations de débit. nous avons ensuite mesuré la fréquence de f1 des premiers /a/ de « papa » (cf. phrase 4 du corpus). cette mesure a été prise sur le milieu de la voyelle et représente une moyenne des mesures à 40%, 50% et 60% de la durée totale de la voyelle. les données sur le f1 ont été retenues afin de comparer les caractéristiques spectrales de la voyelle liées à l'aperture, notamment du fait de l'utilisation du bite-block. de plus, selon @xcite , le maf fait augmenter le f1 des voyelles. l'effet de chacune des conditions (baseline, maf, bb, tempo lent, tempo rapide) sur (1) le débit et (2) le f1 du /a/ a été testé dans r (r core team, 2017) en deux étapes. d'abord, l'effet global de la condition (5 niveaux) a été testé avec le package lme4 @xcite en utilisant un modèle linéaire mixte. les variations liées aux locuteurs sont modélisées par une structure aléatoire par locuteur. dans un deuxième temps, des comparaisons par paires avec le package emmeans (lenth et al., 2020) ont été effectuées par condition et ce, pour chaque locuteur et avec correction de bonferroni pour comparaisons multiples. enfin, nous avons calculé, pour le débit et pour le f1, le coefficient de variation (et / moyenne) des 20 répétitions par locutrice et par condition.