Il faut quelques minutes pour s'habituer au silence étouffant de la chambre sourde. Pas très à l'aise, les langues d'Armelle et Christine se délient petit à petit, puis la conversation devient plus naturelle. Elles jouent les cobayes pour le Laboratoire parole et langage (LPL) d'Aix-en-Provence.

Leur dialogue est filmé et enregistré pendant une heure. « Nous avons déjà tourné huit heures de vidéo. Cet ensemble de données, ou corpus, nous permet d'étudier les différents moyens de communiquer », explique Roxane Bertrand. La linguiste et ses collègues s'intéressent aux sons (ou phonèmes), aux mots, aux intonations, aux gestes, aux mimiques, mais aussi aux interactions entre ces modes de communication. Bref, ce corpus rassemble de quoi satisfaire toutes les spécialités de la linguistique. Une particularité à l'image de ce laboratoire car le LPL, créé en 1972, est éminemment multidisciplinaire. Les sciences du langage y sont étudiées en abordant tous les champs de la linguistique : phonétique (sons), prosodie (rythme et intonation), morphologie (forme des mots), syntaxe (structure des phrases), sémantique (sens des mots et des énoncés), pragmatique (étude dans un contexte), mais également d'autres disciplines comme la psychologie, les neurosciences, la médecine, l'acoustique ou l'informatique. En tout, 86 membres permanents et quelque 80 doctorants en font l'un des plus gros laboratoires d'Europe dans son domaine. « Ici, nous avons la chance de tous partager un projet scientifique commun, la compréhension des mécanismes de production et de perception du langage et de la parole, mais aussi une approche scientifique : la linguistique expérimentale », souligne Philippe Blache, directeur du LPL.

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© Kaksonen/CNRS Photothèque

Le système Éva analyse les paramètres physiques intervenant dans la parole. Il aide notamment au diagnostic des pathologies vocales.

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Et la langue reprend vie
Ainsi, depuis quelques années, les scientifiques étudient des conversations spontanées plutôt que des phrases ou des mots lus, comme ce fut longtemps l'usage. Pour le directeur, « la linguistique est une discipline relativement jeune et cette nouvelle approche, à la fois plus expérimentale et plus ancrée dans le réel, est un signe de maturité. » D'où les enregistrements audio et vidéo permettant de créer des corpus qui constituent véritablement le banc d'expérimentation du linguiste. L'un d'entre eux, le CID – pour Corpus of Interactional Data [corpus de données interactionnelles, NDLR] – est un projet particulièrement important. L'objectif est de rendre compte de tous les modes de communication à l'œuvre dans une conversation. Par exemple, Roxane Bertrand observe sur la vidéo comment, après une pause, Armelle et Christine reprennent la parole exactement au même moment, « un peu comme si un silence ne pouvait pas se prolonger au-delà d'un laps de temps qui serait le même pour tout le monde. » L'étude du CID devrait permettre de déterminer les principes sous-jacents qui régissent les conversations afin d'identifier les codes de communication communs à chacun de nous, non seulement pour mieux les comprendre… mais aussi pour développer par exemple des systèmes de dialogue entre un homme et un avatar dans un environnement de réalité virtuelle. Selon la chercheuse, « la prise en compte de tous les modes de communication est au centre de l'analyse linguistique moderne. » Elle indique comment se combinent les différentes ressources dont disposent les locuteurs pour construire et véhiculer du sens. « Par exemple, l'acquiescement que vous faites quand vous m'écoutez est ce qu'on appelle un back channel. En réalité, c'est moi qui le provoque en ajustant le ton de ma voix de telle sorte que vous ne m'interrompiez pas tout en m'assurant que vous suivez bien ce que je vous dis. » Mais pour l'heure, ce CID n'est pas simple à réaliser. La première difficulté est l'élaboration d'une représentation de l'information commune à tous les champs de la linguistique. Concrètement, les vidéos sont analysées par plusieurs logiciels faisant apparaître à l'écran des sortes de pistes de lectures synchronisées sur l'image et le son. Chacune de ces pistes contient des annotations extrêmement détaillées pour tous les domaines linguistiques. Par exemple, l'analyse des mimiques et des gestes utilise une piste pour le regard, une pour les sourcils et quatre pour les mains. Une piste décompose chaque phonème un à un, une autre, les syllabes, etc. Un ouvrage de Titan !
Heureusement, à l'étage en dessous, les informaticiens du LPL s'affairent pour automatiser autant que possible ce fastidieux travail d'annotation. Parmi eux, Stéphane Rauzy, ex-astrophysicien reconverti aux sciences du langage. Les logiciels qu'il a développés décomposent et identifient automatiquement certaines caractéristiques telles les informations morphosyntaxiques d'un mot (nom commun, masculin, pluriel…), les syllabes ou les intonations. Les bases de ces logiciels sont aussi précieuses pour améliorer les correcteurs orthographiques ou les outils de traduction. Mais l'application dont l'ex-astrophysicien est le plus fier est la plateforme de communication alternative (PCA) destinée aux personnes handicapées dont l'élocution est difficile et la motricité réduite. Il s'empresse de nous faire une démonstration de ce logiciel d'aide à la communication : la PCA fonctionne un peu comme le mode d'écriture automatique des SMS sur un téléphone portable. Elle propose, grâce à un système de probabilité, une liste de mots pouvant suivre ce qui vient d'être écrit et qu'il suffit de sélectionner en un seul clic de souris. Car le but est justement de limiter le nombre d'interaction pour rendre la communication moins fastidieuse. Par exemple, la phrase « je dois prendre le train » peut être formulée en seulement 6 clics ! Un premier pour sélectionner le « j », un deuxième pour choisir « je » dans la liste de mots proposés, un troisième pour garder « dois » dans la nouvelle liste qui s'affiche, et ainsi de suite.

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© Kaksonen/CNRS Photothèque

Ce palais artificiel sert à étudier les interactions entre le palais et la langue. La position de celle-ci modifie le timbre des sons et permet de distinguer les voyelles.

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Diagnostic et rééducation
Autre volet des recherches menées ici : l'étude des mécanismes physiques de production de la parole. Alain Ghio du LPL rappelle qu'« émettre des sons compréhensibles est l'une des actions les plus compliquées du comportement humain, elle implique une centaine de muscles différents. » Le son est produit par l'air des poumons qui passe entre les cordes vocales. Plus ou moins aigu, il est alors modulé par l'ouverture de la mâchoire, des lèvres, par la position de la langue ou du voile du palais pour aboutir à un phonème. Alain Ghio jongle avec plusieurs appareils capables d'étudier tous ces mécanismes. L'un des plus complets est le système d'évaluation vocale assistée (Éva). Au premier abord, la machine ne paie pas de mine : un simple cornet fixé sur un pied se place devant la bouche et un collier s'attache autour du cou au niveau des cordes vocales. Le tout est relié à un ordinateur. Mais Éva permet d'enregistrer les sons, leur hauteur, leur intensité, de mesurer le débit d'air oral et nasal grâce à des capteurs de pression et de visualiser le mouvement des cordes vocales par signaux électriques. Aujourd'hui le dispositif n'est plus seulement un outil de recherche, il est commercialisé par la start-up SQ-Lab, qui en a obtenu la licence, auprès des hôpitaux comme une aide précieuse au diagnostic et à la rééducation de la voix. « Éva permet des examens non invasifs. Par exemple la mesure d'un débit d'air oral trop important peut révéler un mauvais accolement des cordes vocales », explique l'ingénieur. Mais pour l'heure, au LPL, ce sont des patients atteints de la maladie de Parkinson qui viennent se prêter aux analyses d'Éva. Les chercheurs évaluent l'effet des médicaments sur les troubles de la parole associés à cette maladie neurodégénérative. « L'étude des dysfonctionnements liés à cette maladie nous aide à comprendre les mécanismes d'élaboration des sons dans le cerveau », précise Serge Pinto, neurophysiologiste au LPL. Le chercheur travaille aussi à partir de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les images obtenues mettent en évidence les zones activées dans le cerveau lors d'une action donnée. Grâce à elles, Serge Pinto a mis en évidence un élément étonnant chez les patients atteints de la maladie de Parkinson : les zones cérébrales impliquées dans l'exécution motrice de la parole semblent davantage stimulées quand les membres du corps sont en mouvement que si le patient est immobile. Ces résultats pourraient ouvrir la voie vers de nouvelles stratégies de rééducation orthophonique basée sur la gestuelle. Car comme le souligne Roxane Bertrand : « on réalise de plus en plus l'importance des gestes dans la production de paroles et de sens. » Bref, au LPL les voies de recherches ne cessent de se recouper !

Caroline Dangléant