La reconnaissance vocale est une technologie sujette à amélioration. Malgré 40 ans de travaux, de nombreuses applications restent néanmoins hors de portée en raison d'une trop faible efficacité. De façon à pallier à ce problème, l'auteur propose une amélioration au cadre conceptuel classique. Plus précisément, une nouvelle méthode d'entraînement des modèles markoviens cachés est exposée de manière à augmenter la précision dynamique des classificateurs. Le présent document décrit en détail le résultat de trois ans de recherche et les contributions scientifiques qui en sont le produit. L'aboutissement final de cet effort est la production d'un article de journal proposant une nouvelle tentative d'approche à la communauté scientifique internationale. Dans cet article, les auteurs proposent que des topologies finement adaptées de modèles markoviens cachés (HMMs) soient essentielles à une modélisation temporelle de haute précision. Un cadre conceptuel pour l'apprentissage efficace de topologies par élagage de modèles génériques complexes est donc soumis. Des modèles HMM à topologie gauche-à-droite sont d'abord entraînés de façon classique. Des modèles complexes à topologie générique sont ensuite obtenus par écrasement des modèles gauche-à-droite. Finalement, un enchaînement successif d'élagages et d'entraînements Baum-Welch est fait de manière à augmenter la précision temporelle des modèles.

Nous avons étudié l’impact de la structure temporelle de l'activité neuronale sur la dynamique de réseaux recevant cette activité et impliqués dans la cognition. Nous avons caractérisé le code qui permet de lire l'information dans des signaux du cortex cingulaire antérieur dorsal (CCAd) simien, qui intervient dans les processus d'adaptation comportementale. Nos analyses suggèrent que la variabilité importante du nombre de potentiels d'action émis par les neurones, ainsi que la fiabilité temporelle conséquente de ces signaux, favorisent un décodage par des réseaux sensibles à la structure temporelle. De plus, quand nous avons séparé les données entre un groupe avec un grand nombre de potentiels d'action, et un groupe avec un faible nombre de potentiels d'action, nous n'avons pas trouvé pas de différence robuste du comportement du singe entre ces deux groupes. Par contre, lorsque l'activité d'un neurone devenait moins semblable à la réponse typique de ce neurone, le singe semblent répondait plus lentement pendant la tâche comportementale. L'activité d'un neurone semblait pouvoir se différencier de sa réponse typique par une augmentation ou une diminution du nombre de potentiels d'actions, ou par des imprécisions sur le temps d'émission des potentiels d'action. Nos résultats suggèrent que les réseaux neuronaux qui décodent les signaux du CCAd détectent des motifs spatiotemporels. Enfin, nous avons ensuite analysé mathématiquement des modèles de réseaux de neurones récurrents dans le but mieux comprendre l’impact des signaux du CCAd sur le décodeur. Le modèle de neurone utilisé peut reproduire la réponse dynamique de neurones biologique par l’inclusion d’une adaptation neurale. / We investigated the putative function of the fine temporal dynamics of neuronal networks for implementing cognitive processes. First, we characterized the coding properties of spike trains recorded from the dorsal Anterior Cingulate Cortex (dACC) of monkeys. dACC is thought to trigger behavioral adaptation. We found evidence for (i) high spike count variability and (ii) temporal reliability (favored by temporal correlations) which respectively hindered and favored information transmission when monkeys were cued to switch the behavioral strategy. Also, we investigated the nature of the neuronal variability that was predictive of behavioral variability. High vs. low firing rates were not robustly associated with different behavioral responses, while deviations from a neuron-specific prototypical spike train predicted slower responses of the monkeys. These deviations could be due to increased or decreased spike count, as well as to jitters in spike times. Our results support the hypothesis of a complex spatiotemporal coding of behavioral adaptation by dACC, and suggest that dACC signals are unlikely to be decoded by a neural integrator. Second, we further investigated the impact of dACC temporal signals on the downstream decoder by developing mean-field equations to analyze network dynamics. We used an adapting single neuron model that mimics the response of cortical neurons to realistic dynamic synaptic-like currents. We approximated the time-dependent population rate for recurrent networks in an asynchronous irregular state. This constitutes an important step towards a theoretical study of the effect of temporal drives on networks which could mediate cognitive functions.

L’intérêt de cette recherche est d’aider à la compréhension du processus de projet, par l’entremise de ses temporalités. Nous déterminons les structures temporelles de plusieurs projets d’urbanisme, c’est-à-dire des représentations des temps des projets sous forme de découpages d’inspiration archéologique, généalogique et épistémologique. Cette analyse, issue de notre méthode d’appréhension du temps du projet, qui correspond à un projet défini comme processus, dans sa fonction de saisie d’une réalité donnée, mobilise deux notions. L’épaisseur temporelle est une image qui nuance la vision lissée du temps du projet : ce sont les temporalités du projet, actives ou inactives, qui s’ajoutent, apparaissent ou qui s’imbriquent. La transversalité temporelle est dépendante du contexte, et donc d’une analyse du parcours temporel du projet suivant les interactions entre projet et contexte. Plusieurs indicateurs de maturité du projet existent et marquent l’avancement du projet au fil du temps. / The main point of this research is to help to better understand the project through its temporalities. The temporal structure we determine is a visual representation of those temporalities, inspired by archaeological, genealogical and epistemological domains. This analysis, stemmed from a method fitting a (urban) project defined as a process based on a given reality, is guided by two notions. Temporal thickness is an image which is different from the usual linear and chronological perception of the temporal dimension of the project: it refers to the various active or inactive temporalities which appear, pile up or fit into each other. Temporal transversality mainly depends on context, and thus on an analysis of the progression of the project resulting from the interactions between project and context. Several indicators mark the gradual maturity of the project.

Une perte auditive neurosensorielle est généralement associée à uneréduction de l’intelligibilité de la parole, et ce tout particulièrement dans le bruit.Les contributions respectives d’une réduction de l'audibilité et de déficitssupraliminaires sont encore débattues.L'objectif principal de cette thèse était d'évaluer l'effet spécifique desdéficits supraliminaires sur l’intelligibilité de la parole. L'effet de l'audibilité étaitcontrôlé en mesurant l’intelligibilité de signaux de parole sans signification filtrésdans les régions basses et moyennes fréquences au sein desquelles la détection desons purs était normale chez des auditeurs malentendants présentant par ailleursune perte auditive en hautes fréquences. Dans ces régions fréquentielles oùl’audibilité est supposée normale, des déficits d'intelligibilité de la parole légers àsévères ont été observés dans le silence comme dans le bruit chez les auditeursmalentendants. Les déficits étaient similaires dans les bruits masquantstationnaires et fluctuants. Ces résultats démontrent l’influence des déficitsauditifs supraliminaires sur l’intelligibilité de la parole.Le second objectif de cette thèse était d'étudier l'origine de ces déficitssupraliminaires. Les résultats indiquent qu’une réduction de la sélectivitéfréquentielle cochléaire ne peut pas expliquer entièrement les déficitsd’intelligibilité de la parole des auditeurs malentendants. L'influence de lasensibilité à la structure temporelle fine reste incertaine / Speech intelligibility is reduced for listeners with sensorineural hearingloss, especially for speech in noise. The extent to which this reduction is due toreduced audibility or to supra-threshold deficits is still debated.The main goal of this PhD work was to investigate the specific influenceof supra-threshold deficits on speech intelligibility. The effect of audibility wascontrolled for by measuring speech intelligibility for hearing-impaired listenersusing nonsense speech signals filtered in low- and mid-frequency regions wherepure-tone sensitivity was normal. Hearing-impaired listeners with hearing loss inhigh-frequency regions showed mild to severe intelligibility deficits for speechboth in quiet and in noise in these frequency regions of normal audibility. Similardeficits were obtained for speech in steady and fluctuating masking noises. Thisprovides additional evidence that speech intelligibility may be strongly influencedby supra-threshold auditory deficits.The second aim of this PhD work was to investigate the origin of thesesupra-threshold deficits. Results showed that reduced frequency selectivity cannotentirely explain the speech intelligibility deficits of the hearing-impaired listeners.The influence of temporal fine structure sensitivity remained unclear

L'intérêt de cette recherche est d'aider à la compréhension du processus de projet, par l'entremise de ses temporalités. Nous déterminons les structures temporelles de plusieurs projets d'urbanisme, c'est-à-dire des représentations des temps des projets sous forme de découpages d'inspiration archéologique, généalogique et épistémologique. Cette analyse, issue de notre méthode d'appréhension du temps du projet, qui correspond à un projet défini comme processus, dans sa fonction de saisie d'une réalité donnée, mobilise deux notions. L'épaisseur temporelle est une image qui nuance la vision lissée du temps du projet : ce sont les temporalités du projet, actives ou inactives, qui s'ajoutent, apparaissent ou qui s'imbriquent. La transversalité temporelle est dépendante du contexte, et donc d'une analyse du parcours temporel du projet suivant les interactions entre projet et contexte. Plusieurs indicateurs de maturité du projet existent et marquent l'avancement du projet au fil du temps.

Le langage de Salvatore Sciarrino et celui de Brian Ferneyhough sembleraient aux antipodes : l’un doté d’une ligne épurée de tout excès, l’autre avec une notation surchargée de détails. La structure temporelle de leurs langages pourraient toutefois trouver un point de contact dans deux pièces pour flûte seule : L’orologio di Bergson de Sciarrino et Carceri d’Invenzione IIb de Ferneyhough. La pièce de Sciarrino est structurée sur la périodicité de certains éléments qui, par leur récurrence, créent une sensation de temps circulaire. Celle de Ferneyhough, bien que plus complexe à la surface, emploie la même idée de récurrence du matériau. La simplicité des éléments sonores de Sciarrino laisse la place à des unités de matériau incandescentes. Cette thèse a comme but de montrer une certaine similarité quant à la gestion du temps, et quant à son déroulement. L’analyse de plusieurs interprétations montrera aussi comment les interprètes s’approprient cette conception temporelle. / At first impression, the language of Salvatore Sciarrino and that of Brian Ferneyhough seem to be antipodes, two extremes exactly opposite to each other: one simple, pure, deprived of any unnecessary excess, while the other rich, complex, decorated with all the possible details. However, in these two pieces for flute solo, there is a common ground that can be found: L’orologio di Bergson of Salvatore Sciarrino and Carceri d’Invenzione IIb of Brian Ferneyhough. The piece of Sciarrino is structured on the periodicity of certain elements, by their recurrence, which create a sensation of circular time. While the piece of Ferneyhough, although, seemingly much more complex, employs the same idea of recurrence of the material. The simplicity of the sonic elements of Sciarrino gives the space to the unity of the incandescent materials. The objective of this thesis is to demonstrate some certain similarity, concerning the time management and its development. The analysis of several interpretation also shows how the interpreters adapt themselves to this time conception.

Nous nous demandons dans ce travail de quelle manière "quand" modifie l'interprétation qui serait faite d'une séquence de propositions P. Q ou Q. P lorsqu'il préfixe P. Après avoir souligné les problèmes que cette question soulevé dans plusieurs études fondatrices en sémantique temporelle, nous apportons des arguments pour défendre la théorie, admise par plusieurs auteurs, selon laquelle "quand P" est un adverbial de localisation temporelle. Nous montrons que les propriétés discursives de P, souvent traitée dans la littérature comme une proposition présupposée, s'expliquent par cette seule contrainte : "quand" impose de traiter cette proposition comme la description d'un repère temporel utilisé dans l'interprétation de Q. Nous montrons en outre que la théorie selon laquelle "quand P" désigne un repère temporel permet de rendre compte des contraintes qui pèsent sur les relations chronologiques pouvant s'établir entre les événements eP et eQ des deux propositions. En particulier, nous avançons que l'inférence d'une relation de succession immédiate entre eP et eQ reflète l'une des relations qui peuvent s'établir entre le référent d'un adverbial de localisation et l'événement qu'il localise : le référent de l'adverbial sert de borne initiale à l'intervalle d'occurrence de l'événement. Enfin, nous étudions la manière dont la description d'éventualité et le marqueur temporel accueillis par P contribuent à la sémantique de l'adverbial "quand P". Nous précisons les propriétés quantificationnelles et temporelles conférées au référent de "quand P" par les différents temps du français et expliquons par ces propriétés les contraintes de cooccurrence qui pèsent sur l'emploi des temps dans P et Q. / In this work, we adress the following question: how does "quand" change the interpretation that may be made of a sequence of clauses P. Q or Q. P when it prefixes P? After highlighting the problems that this matter raises in several pioneering studies in temporal semantics, we provide arguments to defend the theory E accepted by several authors E that quand P is a temporal locating adverbial. We show that the discourse properties of P, which is often treated in the literature as a presupposed proposition, is explained by the following single constraint: "quand" demands to treat this clause as the description of a time mark to be used in the interpretation of Q. We further show that the theory that "quand P" designates a time mark accounts for the constraints on the temporal relations that can be established between eP and eQ, the events of both clauses. In particular, we argue that the inference that eQ immediately follows eP reflects one of the relations that can be established between the referent of a temporal locating adverbial and the event it locates: the referent of the adverbial provides an initial bound to the interval of occurrence of the event. Finally, we study how the event description and the tense of P contribute to the semantics of the adverbial "quand P". We specify the quantificational and temporal properties imparted to the referent of quand P by the different tenses of French and explain these properties by co-occurrence constraints that impact the use of tenses in P and Q.

Cette recherche visait à clarifier les mécanismes de bas niveau impliqués dans la détection de la modulation de fréquence (FM). Les sons naturels véhiculent des modulations d’amplitude et de fréquence saillantes essentielles à la communication. L’analyse des réponses de neurones auditifs du noyau cochléaire montre que les propriétés spectro-temporelles des stimuli de FM de basse cadence sont représentées par deux mécanismes distincts basés sur le verrouillage en phase à l’enveloppe temporelle (ENV) et à la structure temporelle fine (TFS). La contribution relative de chaque mécanisme s’avère très dépendante des paramètres de stimulation (fréquence porteuse, cadence de modulation et profondeur de modulation) mais aussi du type de neurones, chacun étant spécialisé pour un type de représentation ou l'autre. L’existence de ces deux mécanismes de codage neuronal a été confirmée chez les auditeurs humains en utilisant deux paradigmes psychophysiques. Les résultats de ces études démontrent également que le mécanisme de codage de TFS est efficace dans des conditions d'écoute défavorables (e.g. en présence de modulations interférentes). Cependant, le mécanisme de codage de TFS est susceptible de se dégrader avec l'âge et plus encore avec la perte auditive, alors que le mécanisme de codage d’ENV semble relativement épargné. Deux modèles computationnels ont été développés afin d’expliquer les contributions des indices d’ENV et de TFS dans le système auditif normal et malentendant. / This research aimed at clarifying the low-level mechanisms involved in frequency-modulation (FM) detection. Natural sounds convey salient amplitude- and frequency-modulation patterns crucial for communication. Results from single auditory neurons in the cochlear nucleus show that the spectro-temporal properties of low-rate FM stimuli are accurately represented by two distinct mechanisms based on neural phase-locking to temporal envelope (ENV) and temporal fine structure (TFS) cues. The relative contribution of each mechanism was found to be highly dependent on stimulus parameters (carrier frequency, modulation rate and modulation depth) and also on the type of neuron, with clear specializations for one type of representation or the other. The validity of those two neural encoding mechanisms was confirmed for human listeners using two psychophysical paradigms. Results from those studies also demonstrate that the TFS coding mechanism is efficient in adverse listening conditions, like in the presence of interfering modulations. However, the TFS coding mechanism is prone to decline with age and even more with hearing loss, while the ENV coding mechanism seems relatively spared. Two computational models were developed to fully explain the contributions of ENV and TFS cues in the normal and impaired auditory system.

Les signaux de communication, dont la parole, contiennent des modulations d'amplitude et de fréquence relativement lentes qui jouent un rôle capital dans l'identification et la discrimination des sons. Le but de ce programme de recherche doctorale est de comprendre plus finement les mécanismes impliqués dans la perception de l'AM et de la FM, et de clarifier les effets du vieillissement et de la perte auditive neurosensorielle sur ceux-ci. Les seuils auditifs de détection d'AM et de FM sont mesurés pour des sujets normo-entendants (NE) jeunes et âgés, ainsi que pour des sujets malentendants (ME) âgés, à basse fréquence porteuse (500 Hz) et à basse cadence de modulation (2 et 20 Hz). Le nombre de cycles de modulation, N, varie entre 2 et 9. Les seuils de détection de FM sont mesurés en présence d'une AM interférente, de façon à contraindre l'utilisation des indices d’enveloppe temporelle. Pour l'ensemble des groupes, les seuils de détection d'AM et de FM sont meilleurs à 2 qu'à 20 Hz. La sensibilité à l'AM et la FM s'améliore lorsque N augmente, démontrant une intégration temporelle des indices d’AM et de FM. Pour l’AM, les effets du vieillissement et de la perte auditive sont antagonistes: aux deux cadences de modulation, la sensibilité à l'AM décline avec l'âge, tandis qu'elle s'améliore en présence d'une perte auditive. L'intégration temporelle est similaire pour les deux groupes de NE, tandis que l'intégration temporelle est améliorée chez les sujets ME. Pour la sensibilité à la FM, l'âge dégrade sélectivement les seuils de détection de FM à basse cadence de modulation, tandis que la perte auditive a un effet délétère global aux deux cadences de modulation. L'intégration temporelle est similaire pour l'ensemble des groupes. Deux modèles computationnels (mono-bande et multi-bandes) utilisant un banc de filtres de modulation et un processus d'appariement de gabarit sont développés pour rendre compte des données. Pris ensemble, les données psychophysiques et de modélisation suggèrent que: 1) pour des cadences de modulation rapides, la détection d'AM et de FM sont encodés par un mécanisme commun, probablement basé sur les indices d’enveloppe temporelle. A l'inverse, à basse cadence de modulation, l'AM et la FM sont encodés par des mécanismes distincts, utilisant probablement et respectivement des indices d’enveloppe temporelle et de structure temporelle fine; 2) le vieillissement dégrade la sensibilité à l'AM et la FM (i.e. les indices d’enveloppe temporelle et de structure temporelle fine), mais affecte plus fortement ces derniers; 3) la perte auditive n'affecte pas la sensibilité à l'AM (indices d’enveloppe temporelle), mais dégrade la sensibilité à la FM aux deux cadences de modulation; 4) Les processus décisionnels et mnésiques impliqués dans l'intégration temporelle d'AM et de FM sont préservés par le vieillissement. En présence d'une perte auditive, l'intégration temporelle d'AM est améliorée, probablement en raison de la perte de compression cochléaire, tandis que l'intégration temporelle en FM reste préservée. Toutefois, certains aspects de l’efficacité de traitement (modélisés par un bruit interne) déclinent avec l’âge et encore plus fortement avec une perte auditive. Les implications de ces résultats pour la définition, le diagnostic et la réhabilitation de la presbyacousie sont discutés. / Communication sounds, including speech, contain relatively slow (<5-10 Hz) patterns of amplitude modulation (AM) and frequency modulation (FM) that play an important role in the discrimination and identification of sounds. The goal of this doctoral research program was to better understand the mechanisms involved in AM and FM perception and to clarify the effects of age and hearing loss on AM and FM perception. AM and FM detection thresholds were measured for young and older normal-hearing (NH) listeners and for older hearing-impaired (HI) listeners, using a low carrier frequency (500 Hz) and low modulation rates (2 and 20 Hz). The number of modulation cycles, N, varied between 2 to 9. FM detection thresholds were measured with and without an interfering AM to disrupt temporal-envelope cues. For all groups of listeners, AM and FM detection thresholds were lower for the 2-Hz than for the 20-Hz rate. AM and FM sensitivity improved with increasing N, demonstrating temporal integration for AM and FM detection. As for AM thresholds, opposite effects of age and hearing loss were observed: AM sensitivity declines with age, but improves with hearing loss at both modulation rates. Temporal integration of AM cues was similar across NH listeners, but better for HI listeners. As for FM sensitivity, ageing degrades FM thresholds at the low modulation rate only, whereas hearing loss has a deleterious effect at both modulation rates. Temporal integration of FM cues was similar across all groups. Two computational models (a single-band and a multi-band version) using the modulation filterbank concept and a template-matching decision strategy were developed in order to account for the data. Overall, the psychophysical and modeling data suggest that: 1) at high modulation rates, AM and FM detection are coded by a common underlying mechanism, possibly based on temporal-envelope cues. In contrast, at low modulation rates, AM and FM are coded by different mechanisms, possibly based on temporal-envelope cues and temporal-fine-structure cues, respectively. 2) Ageing reduces sensitivity to both AM and FM (i.e., both temporal-envelope and temporal-fine-structure cues), but more so for the latter. 3) Hearing loss does not affect sensitivity to AM (temporal-envelope cues) but impairs FM sensitivity at both rates. 4) The memory and decision processes involved in the temporal integration of AM and FM cues are preserved with age. With hearing loss, the temporal integration of AM cues is enhanced, probably due to the loss of amplitude compression, while the temporal integration of FM cues remains unchanged. Still, some aspects of processing efficiency (as modeled by internal noise) decline with age and even more following cochlear damage. The implications for the definition, diagnosis and rehabilitation of presbyacysis are discussed.

Les habiletés rythmiques varient considérablement d’un individu à l’autre. Cependant, notre compréhension du lien entre ces variations au niveau comportemental et les marqueurs électrophysiologiques qui les sous-tendent est incertaine. L’objectif du travail actuel était d’examiner la signature cérébrale (EEG) des différences individuelles des habiletés rythmiques impliquant la prédiction temporelle (i.e., perceptuelles, sensorimotrices). Les participants (n=43) ont effectué deux tâches provenant de la Battery for the Assessment of Auditory Sensorimotor and Rhythmic abilities (BAASTA, Dalla Bella et al., 2017). De plus, l’activité cérébrale de ces participants a été enregistrée lors d’une tâche de prédiction temporelle. Cette tâche utilisant le paradigme du stimulus discordant (i.e., oddball paradigm) consistait en la présentation de sons purs standards (i.e., non pertinents) et discordants (i.e., pertinents) sur des séquences isochrones ou non-isochrones (i.e., régulières ou non). Les résultats ont montré des différences individuelles dans les habiletés rhythmiques se reflétant au niveau des composantes ERP. Chez tous les participants, des meilleures habiletés sensorimotrices ont été associées à de plus petites amplitudes de la P50 lors de la présentation de sons standards, suggérant une inhibition accrue des stimuli non pertinents. Aussi, l’amplitude de la composante N100 pourrait servir de marqueur de la capacité de traitement de la discordance des stimuli. Effectivement, les individus ayant de bonnes habiletés de traitement du rythme, présente des amplitudes moins négatives de la N100 pour les sons discordants présentés régulièrement, suggérant une discrimination accrue des sons discordants. Ainsi, ces résultats ajoutent à notre compréhension des processus sous-jacents aux différences individuelles dans les habiletés rhythmiques. / It is known that rhythmic abilities vary widely in the general population. However, our understanding of the link between these variations at the behavioral level and their underlying brain electrophysiological patterns is uncertain. The aim of the present work was to investigate the electrophysiological correlates of individual differences in rhythmic abilities (i.e., perceptual, sensorimotor). Participants (n=43) performed two tasks of rhythmic abilities (beat alignment test and paced tapping) from the Battery for the Assessment of Auditory Sensorimotor and Rhythmic abilities (BAASTA, Dalla Bella et al., 2017). Moreover, the brain activity (EEG) of these participants was recorded while they performed a temporal predictability task. This task consisted in an oddball paradigm where standard (i.e., irrelevant tones) and deviant (i.e., relevant tones) sinusoidal tones were presented in isochronous (i.e., regular) and temporally random (i.e., irregular) sequences. Results indicated that individual differences in rhythmic abilities are reflected in electrophysiological markers of temporal predictability. Across all participants, improved sensorimotor abilities were associated with smaller amplitudes of the P50 auditory evoked potential to standard tones, suggesting increased inhibition of irrelevant stimuli. Moreover, the amplitude of the N100 component serve as a potential marker of the ability to process stimuli deviance. Indeed, individuals with good rhythm abilities have less negative amplitudes of N100 for deviant tones presented in the isochronous sequence, suggesting enhanced discrimination of deviant tones. Altogether, these findings add to our understanding of the processes underlying individual differences in rhythmic abilities.