Traçage et suivi du palais dans les images échographiques : un système de biofeedback visuel pour l’apprentissage d’une langue seconde

Résumé

L’imagerie échographique (US) émerge comme un outil précieux dans les sciences de la parole, offrant une fenêtre non invasive et en temps réel sur les mouvements de la langue durant l’articulation. Pour l’analyse articulatoire, et dans les systèmes de biofeedback visuel destinés à l’apprentissage d’une langue seconde (L2), un tracé du palais dur peut constituer une valeur ajoutée significative. Il sert non seulement de cible passive pour de nombreux sons consonantiques, mais aussi de cadre de référence stable pour normaliser les mesures articulatoires, comparer les productions et guider les apprenants vers des gestes plus ciblés. Toutefois, l’utilisation d’un tracé du palais en biofeedback est limitée par un défi majeur : son invisibilité durant la parole, due à l’interface air-tissu qui bloque les ultrasons. Les méthodes existantes, peu nombreuses, se limitent donc à la reconstruction statique du tracé, souvent acquise par le biais d’une tâche de déglutition. Ce mémoire propose deux contributions complémentaires. Premièrement, nous établissons des pratiques exemplaires pour le traçage fiable du palais. Notre analyse comparative (51 vidéos, 17 participants, 3 tâches, 3 méthodes) démontre que la déglutition sèche combinée à la méthode du squelette d’échos cumulés (CES) produit le meilleur accord inter-juges (erreur de 2,87 mm) et valide la viabilité du CES automatique (erreur de 2,63 mm). Deuxièmement, ce mémoire introduit une méthode de suivi automatique du palais. L’approche repose sur l’inférence du mouvement palatin à partir d’un repère constamment visible : le tendon du muscle génioglosse. Un système hybride, combinant un détecteur YOLOv8 et un filtre particulaire, assure un suivi robuste du tendon, permettant d’inférer la position du palais via un modèle de transformation rigide. Évaluée sur 71 vidéos (déglutitions et parole libre), la méthode atteint une erreur moyenne de 1,34 à 2,68 mm et reste fiable même avec moins de 5 % de visibilité palatine. L’hypothèse d’inférence anatomique est validée par une corrélation significative (r = 0, 64, p = 0, 001) entre l’exactitude du suivi du tendon et celle du palais. Ces avancées posent les fondations de systèmes de biofeedback visuel améliorés pour l’orthopho nie et l’apprentissage d’une L2. La première étude établit une pratique exemplaire (déglutition sèche et CES) pour obtenir un tracé de référence fiable et valide la méthode CES automatique, notant ses limites face aux artefacts causés par la présence de liquides. La seconde contribution s’appuie sur cette base pour proposer un suivi continu malgré l’invisibilité. Le potentiel de ce suivi est démontré par le prototype ReaPT, développé en marge de ce projet et salué par les utilisateurs. Les limites actuelles, comme l’hypothèse de transformation rigide affectée par les mouvements mandibulaires, ouvrent des pistes futures : modèles non rigides, ré-initialisation, et validation clinique.

Date	19 déc. 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Catherine Laporte (Directeur(-trice)), Lucie Ménard (Codirecteur(-trice)) & Walcir Cardoso (Codirecteur(-trice))