Bien qu'elle soit omniprésente dans notre société, l'écriture au clavier reste assez mal caractérisée. L’étudier impose de s'intéresser à l'intersection de plusieurs champs de recherche tels que la psycholinguistique, le contrôle moteur et la programmation de séquence. Le but de cette thèse était d'étudier les processus linguistiques et moteurs mis en jeu lors de l'écriture au clavier. Une première étude comportementale a démontré l'importance des processus linguistiques pour expliquer les performances d'écriture (temps de réaction, intervalles inter-frappes et proportion de réponses correctes). Dans une deuxième étude, nous avons évalué la fiabilité d’une plateforme de récolte de données en ligne pour enregistrer des séquences de frappe à grande échelle. Ensuite, trois études d'EEG ont permis de caractériser les processus de préparation de réponses motrices et leur éventuelle interaction avec des processus linguistiques. Nous avons observé à plusieurs reprises un patron d'activation/inhibition des cortex moteurs, précédemment caractérisé dans le contexte de tâches de choix forcé. Nous avons pu également observer la dépendance de cet index aux effecteurs engagés dans la séquence tapée. Les résultats présentés sont discutés en termes de processus linguistiques et moteurs sous-jacents. L'écriture au clavier se présente comme une modalité appropriée pour étudier leur interaction potentielle lors de la production écrite et la question générale de la transmission d'information entre processus cognitifs. Les données présentées ici contribuent à la caractérisation de ce comportement désormais omniprésent et ouvrent ainsi de nombreuses perspectives de recherche dans ce domaine. / Typing has become a ubiquitous skill in our modern information societies. It constitutes an important language production modality and probably our preferred way to produce written language. Still its investigation is rather scarce. Understanding typing behavior pertains to several research domains such as language production, motor control and sequence programming. The aim of this thesis was to characterize linguistic and motor processing during typing. The methodology combined fine grained behavioral and electroencephalography (EEG) investigations.The first study aimed to assess the importance of linguistic processes during typing. It revealed a composite pattern of effects on response latencies, inter-keystroke intervals and accuracy rates. The second study assessed the reliability of an online platform to perform large-scale studies of typing skills. Then, three EEG studies aimed to characterize motor planning during typing and their putative interaction with linguistic processing. While linguistic processing was harder to trace with EEG, all three studies revealed a reliable pattern over motor cortices prior to the striking of the first keystroke of a word, interpreted as an index of motor preparation. The manipulation of effectors engaged in sequence production revealed versatile inhibitory processes dependent on the content of the sequence. The results are discussed in terms of linguistic and motor processes and their putative interactions during typed language production, contributing to the popular debate about information processing in cognitive science. This work provides novel data that pave the way to promising future investigations of typing.

La production du langage est une activité cognitive longtemps restée étudiée de manière isolée des processus cognitifs plus généraux pouvant sous-tendre sa réalisation. Notre approche a été de contribuer à la dynamique naissante d’une ouverture de la psycholinguistique aux autres domaines de la psychologie cognitive, en spécifiant les interactions qu’entretiennent les mécanismes langagiers avec les mécanismes attentionnels. Pour ce faire, nous avons notamment étudié dans quelle mesure la production d’une information linguistique isolée repose sur des mécanismes de sélection. Conjointement, nous avons tenté de mettre en évidence les mécanismes attentionnels sous-tendant ces mécanismes de sélection lexicale. Les sélections de deux types de mots grammaticaux ont été comparées : les mots de la classe ouverte et les mots de la classe fermée. Les résultats ont révélé que la sélection des deux types de mots, les mots de la classe fermée qui structurent la phrase et les mots de la classe ouverte qui lui donnent un sens, recrutent des ressources attentionnelles. Aussi, nous avons montré que l’effet d’interférence sémantique –supposé affecter un mécanisme de compétition à l’étape de sélection lexicale- peut être résolu avant l’engagement de ressources attentionnelles. Ce résultat suggère que l’effet d’interférence sémantique reflète un mécanisme situé avant la sélection lexicale. Une dernière étude s’est proposé d’explorer la dynamique temporelle de notre système de production à sélectionner plusieurs mots dans un contexte de production de séquences de mots, tel que celui de syntagmes nominaux. Les résultats chronométriques ont révélé que les mots sont sélectionnés de manière strictement séquentielle, une dynamique suggérant que le recrutement de ressources attentionnelles pour la sélection d’une information linguistique isolée peut contraindre leur agencement dans un contexte de production plus naturel. / Language production is a cognitive activity long studied in isolation from more general cognitive processes that could underlie its achievement. Our approach aimed to contribute to the emerging dynamics of the opening of psycholinguistics to other domains of cognitive psychology by specifying how linguistic mechanisms interact with attentional mechanisms. To do so, we first investigated to which extent producing a single linguistic unit relies on selection mechanisms. Also, we highlighted the attentional mechanisms underlying these lexical selection mechanisms: The selections of two types of grammatical words were compared: open- and closed- class words. Results revealed that the selections of both, closed-class words structuring the phrase, and open-class words conveying meaning, require attentional resources. In a third study, we showed that the semantic interference effect - affecting a competition mechanism supposedly taking place at the level of lexical selection- can in fact be resolved before the involvement of central attentional resources. This suggests that this semantic interference effect possibly reflects a mechanism taking place prior to lexical selection. In a last study, we explored the temporal dynamics of our production system when engaged in the selection of several words within a sequence, using noun phrases. Chronometric results revealed that words are selected strictly sequentially. This dynamics suggests that the way attentional resources are recruited for the selection of an isolated linguistic unit can constrain the way several words are produced in a more natural speaking context.

Un des enjeux majeurs de la Psychologie Cognitive est de décrire les grandes fonctions mentales, notamment chez l’humain. Du point de vue neuroscientifique, il s’agit de modéliser l’activité cérébrale pour en extraire les éléments et mécanismes spatio-temporels susceptibles d’être mis en correspondance avec les opérations cognitives. Le travail de cette thèse a consisté à définir et mettre en œuvre des stratégies originales permettant de confronter les modèles cognitifs existants à des données issues d’enregistrements neurophysiologiques chez l’humain. Dans une première étude nous avons démontré que la distinction entre les organisations classiques de la dénomination de dessin sériel-parallèle, doit être adressée au niveau des essais uniques et non sur la moyenne des signaux. Nous avons conçu et mené l’analyse des signaux SEEG de 15 patients pour montrer que l’organisation temporelle de la dénomination de dessin n’est pas, au sens strict, parallèle. Dans une deuxième étude nous avons combiné trois techniques d’enregistrements : SEEG, EEG et MEG pour clarifier l’organisation spatiale des sources d’activité neuronales. Nous avons établi la faisabilité de l’enregistrement sur un patient qui exécute une tâche de perception visuelle. Au delà des corrélations entre les signaux moyens des trois techniques, cette analyse a révélé des corrélations au niveau des essais uniques. À travers deux approches expérimentales, cette thèse propose de nombreux développements méthodologiques et conceptuels originaux et pertinents. Ces contributions ouvrent de nouvelles perspectives à partir desquelles les signaux neurophysiologiques pourront informer les théories des Neurosciences Cognitives. / A major issue in Cognitive Psychology is to describe human cognitive functions. From the Neuroscientific perceptive, measurements of brain activity are collected and processed in order to grasp, at their best resolution, the relevant spatio-temporal features of the signal that can be linked with cognitive operations. The work of this thesis consisted in designing and implementing strategies in order to overcome spatial and temporal limitations of signal processing procedures used to address cognitive issues. In a first study we demonstrated that the distinction between picture naming classical temporal organizations serial-parallel, should be addressed at the level of single trials and not on the averaged signals. We designed and conducted the analysis of SEEG signals from 5 patients to show that the temporal organization of picture naming involves a parallel processing architecture to a limited degree only. In a second study, we combined SEEG, EEG and MEG into a simultaneous trimodal recording session. A patient was presented with a visual stimulation paradigm while the three types of signals were simultaneously recorded. Averaged activities at the sensor level were shown to be consistent across the three techniques. More importantly a fine-grained coupling between the amplitudes of the three recording techniques is detected at the level of single evoked responses. This thesis proposes various relevant methodological and conceptual developments. It opens up several perspectives in which neurophysiological signals shall better inform Cognitive Neuroscientific theories.

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