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LPC - Les Pierres qui Chantent

Cabinet associatif d'étude et expertise en architecture et acoustique. Amélioration de l’habitabilité acoustique des logements pour personnes vulnérables et handicapées. Assistance à Maitrise d’Ouvrage en BTP. LPC travaille en lien avec le laboratoire d'Architecture UMR 7218 CNRS, des agences d’architectes, des établissements médico-sociaux, et contribue à la formation professionnelle dans ses disciplines d’étude. LPC est propriétaire du Label "Haute Qualité Acoustique". CONTACT 06 63 16 87 89

LA SIGNATURE VOCALE DES ENFANTS AUTISTES : un élément clé du diagnostique TSA précoce

Publié le 28 Mars 2017 par O. MANAUD - C. BARRANDON

Dans le prolongement des travaux d’investigation d’Antoine Alaméda initiés en 1997 en France et en dialogue à ceux de Stephen Sheinkopf aux Etats-Unis, nous poursuivons l’étude de la signature vocale des enfants autistes. A partir du sixième mois de leur existence, on constate que les caractéristiques sonores de leurs cris et de leurs pleurs ne ressemblent pas à celles d’un enfant ordinaire. Et même à l’âge adulte, le phénomène est identifiable. Pour vérifier cela, il faut mettre en place un protocole de prise de son et d’analyse du signal enregistré.

Antoine Alaméda avait travaillé avec un acousticien sur trois enfants autistes de 6 à 8 ans, ouvrant ainsi un axe de recherche. Les résultats qu’ils ont obtenus sont passionnants, mais il leur manquait d’étendre leurs investigations sur un groupe d’enfants plus important pour consolider de manière scientifique la piste qui s’ouvrait à eux : pour les trois enfants étudiés, leur signature vocale ressemblait à celle de « son presque purs ». C’est à dire qu’il n’y avait quasiment pas d’harmoniques lorsqu’ils criaient ou pleuraient. Par ailleurs, dès lors qu’une personne s’approche d’eux et leur parlent, les enfants entrent dans un processus mimétique et essaient de reproduire la production d’harmoniques qui ne leur sont pas naturelles, modifiant l’ambiance sonore de leur émission vocale. Cependant, leur signature vocale reste la même, malgré tout.

Définition simplifiée de la signature vocale :

Pour un être humain, on appelle signature vocale le rapport de la somme des puissances contenues dans les harmoniques (Fn) à la puissance contenue dans la fondamentale (F0).

« Cette signature étant pour l’individu analogue à des empreintes digitales acoustiques », elle reste constante durant des temps très longs, ne se modifiant que lorsque la voix change, lors de la puberté par exemple. Par contre, cette signature ne se modifie pas en fonction du contexte émotionnel par exemple. Elle est personnelle à chacun de nous et permet de nous reconnaître, de nous différencier. Ainsi, cette signature acoustique stable, peut être définie comme un véritable Moi vocal. » (Alaméda, p.44)

Analyse spectrale et transformée de Fourier

La plupart des méthodes de représentation des signaux de paroles s’appuient généralement sur l’analyse spectrale de Fourier (la transformée de Fourier, la FFT). Le principe revient à circonscrire les fréquences principales qui composent le signal (les pics apparaissant dans le module carré de la transformée de Fourier du signal, pris dans son intégralité ou spectre), et qui sont caractéristiques d’un phonème (les fréquences caractéristiques d’un « a » ne sont pas identiques à celles d’un « i »). Pour un bébé ou pour une personne qui n’a pas l’usage de la parole, et qui s’exprime par des cris, l’application de la transformée de Fourier peut convenir. On sait que l’analyse de Fourier appliquée telle quelle n’est pas totalement suffisante pour analyser le signal de la parole. La raison est que lorsque l’on détecte un pic dans le spectre du signal, on a perdu une information importante : on ne sait pas quand la fréquence détectée a été émise (ou prononcée). C’est un problème lorsque l’on veut analyser un mot ou une expression verbale. La transformée de Fourier fait une sorte de photographie atemporelle des pics fréquentiels associés à tous les phonèmes du mot qui se superposent alors. Autrement dit, et en simplifiant un peu, le mot « limité » devient analogue au mot « milité », .le mot « souris » à celui de « roussi »… Ceci traduit le fait que l’analyse de Fourier est adaptée aux situations stationnaires  tandis que le signal de parole est par essence non-stationnaire (à cause de la courte durée des phonèmes, des pauses, etc.). Pour prendre en compte ce caractère non-stationnaire, la solution la plus fréquente consiste à conserver le principe de l’analyse de Fourier, mais en le décomposant pour lui ajouter une dimension temporelle. Le principe est de fractionner le signal en tranches successives et de calculer dans chacune d’elles la transformée de Fourier. On dit alors que l’on calcule la transformée de Fourier à court-terme (FFT) et on appelle son module carré, le sonagramme. Le spectrogramme est donc une fonction de deux variables : le temps (par convention c’est l’instant marquant le centre de la tranche où on fait l’analyse) et la fréquence (suite à l’analyse de Fourier dans la tranche). On représente ainsi le spectre évoluant dans le temps. Autrement dit, on fait une analyse conjointe temps-fréquence du signal. Nous effectuons la visualisation des sonagramme au moyen de plusieurs logiciels du traitement audio, comme Adobe Audition, par exemple.

Prendre en compte l’émission vocale et l’environnement architectural

Les études les plus récentes, comme celles de Sheinkopf, se concentrent sur l’analyse de l’émission vocale de l’enfant autiste, mais ne prend malheureusement pas en compte les phénomènes sonores produits par l’architecture du lieu où se trouvent les bébés enregistrés. En effet, nous ne cessons de souligner l’importance de l’ECHO-SYSTEME lorsqu’il s’agit de notre rapport à la voix et aux sons. De même que nous aimons jouer avec le retour de son lorsque nous passons sous un pont ou un tunnel, de même le petit enfant joue avec les ambiances sonores des espaces où il se trouve. Voilà pourquoi l'architecture et son écho-système de résonance à quelque chose à voir avec l'émission sonore de l'enfant. Le retour de son qu’il perçoit est soit celui de la pièce, soit celui de la voix de sa mère ou d’un membre de sa famille.

Signature vocale et diagnostique autistique dès l’enfance

Depuis plusieurs années, le diagnostique médical de l’autisme s’est beaucoup affiné, mais le chantier est encore immense. L’association LPC poursuit les recherches commencées en matière de signature vocale. Les enregistrements effectués depuis deux ans nous permettent de corroborer les travaux d’Antoine Alaméda et de son équipe: Certaines personnes diagnostiquées “autistes” ont bien une signature vocale spécifique. Sans doute faudrait-il, de manière systématique, procéder à une analyse spectrale de la voix des enfants, dès le 6ème mois pour enrichir le diagnostique medical. En effet, l’autisme se rencontre sous diverses formes avec bien souvent des troubles associés, lesquels rendent les choses plus complexes.

Bibliographie :

Antoine ALAMEDA, L’intelligence avant la parole : nouvelles approches originales du bébé, ESF, 1998.

Stephen J. SHEINKOPF, Jana M. IVERSON, Melissa L. RINALDI et Barry M. LESTER, “Atypical Cry Acoustics in 6-Month-Old Infants at Risk for Autism Spectrum Disorder”, in Autism Research n°5/2012, pp. 331-339.

Stephen J. Sheinkopf, Peter Mundy, D. Kimbrough Oller, and Michele Steffens, “Vocal Atypicalities of Preverbal Autistic Children”, in Journal of Autism and Developmental Disorders, Vol. 30, No. 4, 2000, pp. 345-354.

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