La dysphasie consiste en une atteinte sévère et persistante de l’acquisition et du développement du langage oral. Les élèves qui en sont atteints peinent à devenir des lecteurs habiles et sont à haut risque d’échec scolaire. Si ce trouble très complexe est étudié dans différents domaines (la santé et l’éducation, entre autres), peu d’études se sont spécifiquement intéressées à vérifier si les élèves dysphasiques possèdent des connaissances morphologiques dérivationnelles. Or, depuis un certain nombre d’années, de nombreux chercheurs soutiennent que ces connaissances, qui concernent la forme des mots et leurs règles de formation, peuvent constituer une stratégie supplémentaire aidante pour les élèves aux prises avec un déficit phonologique, comme les élèves dysphasiques. C’est dans ce cadre que se situe la présente étude, dont l’objectif général est d’évaluer les connaissances morphologiques dérivationnelles d’apprentis-lecteurs dysphasiques francophones du primaire. Pour y parvenir, trois tâches morphologiques, soit une tâche de jugement de relation, une tâche de dérivation et une tâche de plausibilité, ont été soumises à trois groupes de participants dont un groupe d’élèves dysphasiques (D=30) et deux groupes contrôles, c’est-à-dire des élèves du même âge chronologique (CA, n=30) et des élèves plus jeunes, mais du même niveau de lecture (CL, n=30). Nos résultats montrent que l’ensemble des trois groupes de participants a tiré profit des unités morphologiques contenues dans les items pour réussir les tâches proposées, les dysphasiques obtenant des résultats inférieurs aux CA mais comparables aux CL. Toutefois, ces résultats ne s’apparentent pas tout à fait au continuum de développement des connaissances morphologiques dérivationnelles établi par Tyler et Nagy (1989). De plus, aucun effet du type d’affixation (items préfixés vs suffixés) n’a été observé. Les résultats obtenus nous permettent de proposer des pistes d’interventions orthodidactiques visant l’enseignement de la morphologie dérivationnelle auprès des élèves aux prises avec des difficultés de lecture, à l’instar des participants dysphasiques qui ont participé à cette étude. / Dysphasia, also known as specific language impairment, is a severe and persistent impairment of acquisition and development of oral language. Students struggling with dysphasia have reading issues and are at high risk of school failure. If this complex disorder is studied in different areas (health and education, among others), few studies have specifically focused on the evaluation of morphological knowledge of dysphasic students. Morphology refers to the study of the internal structure of words and to how small meaningful linguistic units, termed “morphemes”, can be combined to form words. Over the past 30 years, numerous studies have been published on morphological knowledge, showing that awareness of words’ morphological structure can be a very helpful tool for students who are regularly exposed to unfamiliar words and can contribute to reading comprehension, among other skills. From these observations, we conducted a study to investigate morphological knowledge in young French students with dysphasia. To achieve this, three morphological tasks were used among three groups of students including a group of dysphasic students (D=30) and two control groups (students of the same chronological age (CA=30) and younger students of the same reading level (CL=30)). Our results show that all groups of participants took advantage of the units of meaning contained in the words in order to succeed tasks. Results also indicate that D and CL performed similarly on three tasks, but were outperformed by the CA group. For all three groups, results are not following the morphological knowledge continuum suggested by Tyler and Nagy (1989). Moreover, our results show no effect of the type of affixation (prefixed items vs suffixed items). These results have implications for teaching practices, especially when teachers plan specific activities to teach derivational morphology to students struggling with reading difficulties.

L’objectif de ce travail est double. Il s’agit premièrement de participer au développement d’un logiciel d’évaluation des processus cognitifs engagés lors de l’identification des mots écrits. Ce dispositif informatisé (Tinfolec) évalue les processus d’identification des mots écrits et les traitements phonologiques et visuo-orthographiques sous-jacents. Il a été mis au point au cours de plusieurs pré-expérimentations. Deuxièmement, l’efficacité d’un entraînement informatisé grapho-syllabique a été testée auprès d’enfants faibles lecteurs débutants. En effet, partant du double constat que a) la syllabe est une unité intermédiaire de traitement au début de la lecture en français et b) l’entraînement informatisé aux correspondances grapho-phonologiques améliore l’identification des mots écrits, nous nous attendions à ce qu’un entraînement grapho-syllabique aide les plus faibles lecteurs à améliorer leurs performances dans ce domaine. Une procédure classique en 3 phrases, pré-test/entraînement/post-tests et une comparaison de deux groupes d’enfants, expérimental et contrôle, a été utilisée. Différents post-tests différés ont permis de tester le maintien des effets d’entraînement. Les résultats vont en faveur de l’hypothèse selon laquelle la syllabe est effectivement une unité de traitement privilégiée en français au début de l’apprentissage de la lecture. / The aim of this work was twofold. The first one was to contribute to the development of a software evaluating the cognitive processes involved in written words identification by the means of several pre-experimentations. This device (Tinfolec) evaluates written word identification and its underlying phonological and visual-orthographic processing. Secondly, we tested the effectiveness of a computerized grapho-syllabic training in French beginning poor readers. Based on the two facts that a) the syllable is an intermediate treatment unit in beginning reading in French and b) computerized training of grapho-phonological correspondences improves word identification, we expected that trained poor readers improve in reading. The classical 3-periods-procedure including pre-test/training/post-tests and a comparison of two groups of children, experimental and control, were used. Different post-tests permitted to test the maintenance of the training effects. The results are in favor of the hypothesis that the syllable indeed is an intermediate treatment unit in the French reading process.

Le sujet de cette thèse se divise en trois parties: les deux premières traitent chacune d'une extension du modèle utilisé en théorie des automates, tandis que la dernière aborde une partie plus concrète qui consiste à générer des automates avec des propriétés particulières. Tout d'abord, nous donnons une extension du concept d'automate universel, défini sur les mots finis, aux omega-langages. Pour cela, nous avons défini une forme normale pour tenir compte de la spécificité du mode d'acceptation des automates de Büchi qui nous permettent de reconnaître les omega-langages. Ensuite nous avons défini deux types d'omega-factorisations, "classiques" et "pures", qui sont des extensions du concept de factorisation d'un langage, ce qui nous a permis de définir l'automate universel d'un omega-langage. Nous avons prouvé que ce dernier dispose bien des différentes propriétés attendues: il est le plus petit automate de Büchi reconnaissant l'omega-langage et qui possède la propriété d'universalité (moyennant la forme normale). Nous présentons également une méthode pour calculer efficacement les omega-factorisations maximales d'un langage à partir d'un automate prophétique reconnaissant le dit langage. Dans la seconde partie, nous traitons le cas des automates bidirectionnels à multiplicité dans un semi-anneau. Dans un premier temps, nous donnons une version légérement différente de la construction permettant de passer d'un automate bidirectionnel à multiplicité à un automate unidirectionnel à multiplicité et nous prouvons qu'elle préserve la non-ambiguïté mais pas le déterminisme. Nous montrons, également à l'aide d'une construction, que les automates bidirectionnels à multiplicité non-ambigus sont équivalents aux automates unidirectionnels à multiplicité déterministes. Dans un second temps, nous nous concentrons sur les semi-anneaux tropicaux (ou min-+). Nous montrons que sur N-min-+, les automates bidirectionnels sont équivalents aux automates unidirectionnels. Nous montrons également que sur Z-min-+, les automates bidirectionnels n'ont pas toujours un comportement défini et que cette propriété est décidable tandis qu'il n'est pas décidable s'il existe un mot pour lequel le comportement est défini. Dans la dernière partie, nous proposons un algorithme de génération aléatoire d'automate acycliques, accessibles et déterministes ainsi que d'automates acycliques minimaux avec une distribution qui est quasiment uniforme, tout cela à l'aide de chaîne de Markov. Nous prouvons l'exactitude de chacun de ces deux algorithmes et nous expliquons comment adapter en tenant compte de contraintes sur l'ensemble des états finals / The subject of this thesis is decided into three parts: two of them are about extensions of the classical model in automata theory, whereas the third one is about a more concrete aspect which consists in randomly generate automata with specific properties. We first give an extension of the universal automaton on finite words to infinite words. To achieve this, we define a normal form in order to take account of the specific acceptance mode of Büchi automata which recognize omega-langages. Then we define two kinds of omega-factorizations, a "regular" one and the "pure" kind, which are both extensions of the classical concept of factorization of a language. This let us define the universal automaton of an omega-language. We prove that it has all the required properties: it is the smallest Buchi automaton, in normal form, that recognizes the omega-language and which has the universal property. We also give an effective way to compute the "regular" omega-factorizations of a language using a prophetic automaton recognizing the language. In the second part, we deal with two-way automata weighted over a semi ring. First, we give a slightly different version of the computation of a weighted one-way automaton from a weighted two-way automaton and we prove that it preserves the non-ambiguity but not the determinism. We prove that non-ambiguous weighted two-way automata are equivalent to deterministic weighted one-way automata. In a later part, we focus on tropical semi rings (or min-+). We prove that two-way automata on N-min-+ are equivalent to one-way automata on N-min-+. We also prove that the behavior of two-way automata on Z-min-+ are not always defined and that this property is decidable whereas it is undecidable whether or not there exists a word on which the behavior is defined. In the last section, we propose an algorithm in order to randomly generate acyclic, accessible and determinist automata and minimal acyclic automata with an almost uniform distribution using Morkov chains. We prove the reliability of both algorithms and we explain how to adapt them in order to fit with constraints on the set of final states

L'objectif principal de ce travail de thèse est de discuter de la place de la tablette tactile dans un dispositif d'enseignement adapté et ciblé auprès d'enfants détectés à risque de difficultés ultérieures en lecture. Pour répondre à cet objectif et après avoir étayé notre propos avec les résultats de la littérature scientifique, deux axes sont présentés. Un axe expérimental, composé de trois études, nous a permis de mesurer l’impact d’un entrainement spécifique intensif et individuel, via la tablette tactile, sur les performances en identification de mots écrits d’élèves de GSM et de CP faibles (pré)lecteurs. Plus précisément, les résultats du suivi longitudinal des élèves susmentionnés à court et moyen termes semblent aller en faveur d’une amélioration de la conscience phonologique et du traitement grapho-syllabique. Le second axe s’attachait à mettre en lumière l’importance des critères ergonomiques de développement de deux applications ludo-éducatives. Les résultats des évaluations subjectives permettent d’identifier les points nécessitant un travail supplémentaire, ces points pouvant entraver le traitement d’informations cruciales pour l’apprentissage de la lecture. / The main objective of this thesis work is to discuss the place of the touch-screen tablet in an adapted and targeted teaching system with children detected at risk of subsequent difficulties in reading. To meet this objective, we have presented two main axes, based on the results of the scientific literature. An experimental axis, made up of three studies, allowed us to measure the impact of a specific intensive and individual training, via the touch-screen tablet, on the performances in written words identification of poor (pre)readers in Kindergarten and First Grade. More precisely, the results of the longitudinal follow-up of the aforementioned students seem to be in favor of an improvement of the phonological awareness and the grapho-syllabic treatment. The second axis aims to highlight the importance of ergonomic criteria for the development of two edutainment apps. The results of the subjective evaluations identify points that requiring additional work, which may hinder the processing of crucial information for the learning of reading.

Les êtres humains définissent naturellement leur espace quotidien en unités discrètes. Par exemple, nous sommes capables d'identifier le lieu où nous sommes (e.g. le bureau 205) et sa catégorie (i.e. un bureau), sur la base de leur seule apparence visuelle. Les travaux récents en reconnaissance de lieux sémantiques, visent à doter les robots de capacités similaires. Ces unités, appelées "lieux sémantiques", sont caractérisées par une extension spatiale et une unité fonctionnelle, ce qui distingue ce domaine des travaux habituels en cartographie. Nous présentons nos travaux dans le domaine de la reconnaissance de lieux sémantiques. Ces derniers ont plusieurs originalités par rapport à l'état de l'art. Premièrement, ils combinent la caractérisation globale d'une image, intéressante car elle permet de s'affranchir des variations locales de l'apparence des lieux, et les méthodes basées sur les mots visuels, qui reposent sur la classification non-supervisée de descripteurs locaux. Deuxièmement, et de manière intimement reliée, ils tirent parti du flux d'images fourni par le robot en utilisant des méthodes bayésiennes d'intégration temporelle. Dans un premier modèle, nous ne tenons pas compte de l'ordre des images. Le mécanisme d'intégration est donc particulièrement simple mais montre des difficultés à repérer les changements de lieux. Nous élaborons donc plusieurs mécanismes de détection des transitions entre lieux qui ne nécessitent pas d'apprentissage supplémentaire. Une deuxième version enrichit le formalisme classique du filtrage bayésien en utilisant l'ordre local d'apparition des images. Nous comparons nos méthodes à l'état de l'art sur des tâches de reconnaissance d'instances et de catégorisation, en utilisant plusieurs bases de données. Nous étudions l'influence des paramètres sur les performances et comparons les différents types de codage employés sur une même base.Ces expériences montrent que nos méthodes sont supérieures à l'état de l'art, en particulier sur les tâches de catégorisation. / Human beings naturally organize their space as composed of discrete units. Those units, called "semantic places", are characterized by their spatial extend and their functional unity. Moreover, we are able to quickly recognize a given place (e.g. office 205) and its category (i.e. an office), solely on their visual appearance. Recent works in semantic place recognition seek to endow the robot with similar capabilities. Contrary to classical localization and mapping work, this problem is usually tackled as a supervised learning problem. Our contributions are two fold. First, we combine global image characterization, which captures the global organization of the image, and visual words methods which are usually based unsupervised classification of local signatures. Our second but closely related, contribution is to use several images for recognition by using Bayesian methods for temporal integration. Our first model don't use the natural temporal ordering of images. Temporal integration is very simple but has difficulties when the robot moves from one place to another.We thus develop several mechanisms to detect place transitions. Those mechanisms are simple and don't require additional learning. A second model augment the classical Bayesian filtering approach by using the local order among images. We compare our methods to state-of-the-art algorithms on place recognition and place categorization tasks.We study the influence of system parameters and compare the different global characterization methods on the same dataset. These experiments show that our approach while being simple leads to better results especially on the place categorization task.

Cette thèse aborde les problèmes de variabilité et confusabilité phonémique du point de vue des modèles de prononciation pour un système de reconnaissance automatique de la parole. En particulier, plusieurs directions de recherche sont étudiées. Premièrement, on développe des méthodes de conversion automatique de graphème-phonème et de phonème-phonème. Ces méthodes engendrent des variantes de prononciation pour les mots du vocabulaire, ainsi que des prononciations et des variantes de prononciation, pour des mots hors-vocabulaire. Cependant, ajouter plusieurs prononciations par mot au vocabulaire peut introduire des homophones (ou quasi-homophones) et provoquer une augmentation de la confusabilité du système. Une nouvelle mesure de cette confusabilité est proposée pour analyser et étudier sa relation avec la performance d’un système de reconnaissance de la parole. Cette “confusabilité de prononciation” est plus élevée si des probabilités pour les prononciations ne sont pas fournies et elle peut potentiellement dégrader sérieusement la performance d’un système de reconnaissance de la parole. Il convient, par conséquent, qu’elle soit prise en compte lors de la génération de prononciations. On étudie donc des approches d’entraînement discriminant pour entraîner les poids d’un modèle de confusion phonémique qui autorise différentes facons de prononcer un mot tout en contrôlant le problème de confusabilité phonémique. La fonction objectif à optimiser est choisie afin de correspondre à la mesure de performance de chaque tâche particulière. Dans cette thèse, deux tâches sont étudiées: la tâche de reconnaissance automatique de la parole et la tâche de détection de mots-clés. Pour la reconnaissance automatique de la parole, une fonction objectif qui minimise le taux d’erreur au niveau des phonèmes est adoptée. Pour les expériences menées sur la détection de mots-clés, le “Figure of Merit” (FOM), une mesure de performance de la détection de mots-clés, est directement optimisée. / This thesis addresses the problems of phonemic variability and confusability from the pronunciation modeling perspective for an automatic speech recognition (ASR) system. In particular, several research directions are investigated. First, automatic grapheme-to- phoneme (g2p) and phoneme-to-phoneme (p2p) converters are developed that generate alternative pronunciations for in-vocabulary as well as out-of-vocabulary (OOV) terms. Since the addition of alternative pronunciation may introduce homophones (or close homophones), there is an increase of the confusability of the system. A novel measure of this confusability is proposed to analyze it and study its relation with the ASR performance. This pronunciation confusability is higher if pronunciation probabilities are not provided and can potentially severely degrade the ASR performance. It should, thus, be taken into account during pronunciation generation. Discriminative training approaches are, then, investigated to train the weights of a phoneme confusion model that allows alternative ways of pronouncing a term counterbalancing the phonemic confusability problem. The objective function to optimize is chosen to correspond to the performance measure of the particular task. In this thesis, two tasks are investigated, the ASR task and the KeywordSpotting (KWS) task. For ASR, an objective that minimizes the phoneme error rate is adopted. For experiments conducted on KWS, the Figure of Merit (FOM), a KWS performance measure, is directly maximized.

Les avantages liés à la formation musicale transfèrent au traitement du langage, et à certaines fonctions perceptives et cognitives. Nous examinons si cette formation facilite aussi l'apprentissage de mots nouveaux au long de la vie. Les enfants «musiciens» et les jeunes musiciens professionnels surpassent les participants de contrôle dans une série d’expériences, avec une plasticité cérébrale plus rapide, et une connectivité fonctionnelle plus forte, mesurées par électroencéphalographie. Les résultats des musiciens plus âgés sont moins clairs, suggérant un impact limité de la formation musicale sur le déclin cognitif. Enfin, les jeunes musiciens ont une meilleure mémoire à long terme des nouveaux mots, ce qui contribuerait à expliquer l’avantage observé. Ces effets de transfert de la formation musicale au niveau sémantique et de la mémoire à long terme révèlent l’importance des fonctions cognitives générales et ouvrent de nouvelles perspectives pour l’éducation et la rééducation. / Based on results evidencing music training-related advantages on speech processing, perceptive and cognitive functions, we examine whether music training facilitates novel word learning throughout the lifespan. We show that musically-trained children and young professional musicians outperform controls in a series of experiments, with faster brain plasticity and stronger functional connectivity, as measured by electroencephalography. By contrast, advantages for old adult musicians are less clear-cut, suggesting a limited impact of music training to counteract cognitive decline. Finally, young musicians show better long-term memory for novel words, which possibly contributes, along with better auditory perception and attention, to their advantage in word learning. By showing transfer effects from music training to semantic processing and long-term memory, results reveal the importance of domain-general cognitive functions and open new perspectives for education and rehabilitation.

Pas de résumé / The thesis investigated the development of children’s global/local processing hierarchical patterns introduced by Navon (1977). The objectives were to understand more comprehensively the developmental characteristics of children’s perception through their global and local processing of hierarchical patterns, by considering the effects of age, stimuli properties, duration of exposure to the stimuli and gender in a perceptual task and a drawing task. These effects were tested in 3 different populations: typically developing children, children with mental retardation and early blind children. The results revealed that typically developing children attended to both the local and global level of processing but these modes of spatial information processing operated independently. In a first step, children before 4 years of age showed dominance of local processing and then a more global processing developed at 4 years of age, and at 5 years of age integrated responses began to emerge. Early blind children showed similar developmental characteristics, although there was a protracted period of local processing dominance. Indeed, these children mainly produced local responses at ages of between 6 and 10 years, and then developed more global responses at 11-12 years and continued to integrate the two levels of analysis at later ages. On the other hand, global dominance was shown in children with mental retardation and their development was affected more by mental age than by chronological age. Moreover, their responses were shown to be sensitive to the fact that meaningful object could be located at the local level, enhancing local processing in this case. These results need further confirmations as the studies of global/local processing in atypical children are not numerous. In particular, the effect of duration of exposure to the stimuli should be further analyzed, because this factor did not seem to have a great effect in our experiments while it seemed more powerful in other studies carried out with adults. Replication of the study with children with mental retardation appears also important to plan for future work, because we can have some doubt relatively the absence of modification through ages of the way these children perceive hierarchical patterns. Finally, defining more precisely what may underlie the gender differences seems also worth to explore since gender did not show a major effect in our results.

Cette étude prédictive vise à explorer le développement de la Mémoire de Travail ainsi que le rôle joué par l’identification des mots écrits dans ce développement. La population concernée par ce travail est composée de deux groupes : un groupe d’enfants tout-venant de GSM, de CP et de CE1 qui ont participé à l’étude longitudinale et un groupe de sujets présentant des troubles de la lecture de CE1 qui ont été évalué une seule fois. Les résultats concernant les données des sujets tout-venant révèlent une amélioration progressive des performances aux épreuves évaluant les différents composants de la MT (modèle de MT de Baddeley & Hitch, 1974) entre la GSM et le CE1 ainsi qu’une différentiation progressive de la MT pendant cette période du développement. De plus, les résultats montrent que l’entrée dans l’écrit est impliquée dans le développement et la différentiation de la MT et que les liens entre la lecture et la MT ne sont pas dus exclusivement à l’implication de facteurs linguistiques, phonologiques ou métaphonologiques généraux dans les tâches mesurant ces deux habiletés. Enfin, les résultats provenant de l’analyse des données des sujets dyslexiques soutiennent l’hypothèse selon laquelle la lecture jouerait un rôle primordial dans le développement de la MT en montrant que ces sujets présentent une organisation structurale de la MT différente de celle des sujets tout-venant du même niveau scolaire. / This study aims to explore the role that learning to read plays in Working Memory development. The population for this research was split into two groups. The first group, which was studied longitudinally, consisted of kindergartners and first and second graders attending a regular school. The second group, which was assessed only once, consisted of poor readers in second grade. The results from the first group revealed a progressive increase in WM capacity as well as a progressive differentiation of this system (WM model of Baddeley & Hitch, 1974) between kindergarten and the second grade. Moreover, the results showed that learning to read plays a role in WM development and that the relation between these abilities is not strictly due to the involvement of more general linguistic or phonological abilities in the tasks used for the assessment of WM and reading. Finally, the poor readers’ results support the hypothesis suggesting that reading plays a fundamental role in WM development. In fact, the structural organization of WM in these children is different from the one found in children of the same education level in the other group.

Mélanger des parties de mots est une façon qui peut sembler étonnante pour produire de nouvelles formes linguistiques. Cela est devenu une manière très utilisée pour inventer des noms pour le quotidien, les noms de marque, les noms utilisés dans les codes informatiques des logiciels, par exemple avec alicament (aliment and médicament), aspivenin (aspirer and venin). Il existe plusieurs façon de mélanger des mots pour en former d'autres, ce qui rend difficile l'analyse des mots produits. Dans cette thèse, nous nous proposons une approche d'analyse automatique des évocations de mots produits à l'aide de mélanges, en considérant des méthodes de classification de type top-k. Nous comparons trois méthodes d'analyse des parties d'un mot : n-grammes, syllabes et cellules morpho-phonologiques. Nous proposons deux algorithmes d'extraction des syllables ainsi que des méthodes d'évaluation.L'algorithme Enqualitum est proposé pour identifier les mots étant évoqués par le mot analysé. Notre proposition a été utilisée en particulier dans le domaine de l'analyse automatique en génie logiciel pour lequel nous avons proposé l'algorithme Sword pour produire un découpage pertinent des noms apparaissant dans les programmes. Les expérimentations ont démontré l'intérêt de nos propositions. / Lexical blending is amazing in the sense of morphological productivity, involving the coinage of a new lexeme by fusing parts of at least two source words. Since new things need new words, blending has become a frequent productive word creation such as smog (smoke and fog), or alicament (aliment and médicament) (a French blend word), etc. The challenge is to design methods to discover how the first source word and the second source word are combined. The thesis aims at automatic analysis blend words in order to find the source words they evoke. The contributions of the thesis can divided into two main parts. First, the contribution to automatic blend word analysis, we develop top-k classification and its evaluation framework to predict concepts of blend words. We investigate three different features of words: character N-grams, syllables and morpho-phonological stems. Moreover, we propose a novel approach to automatically identify blend source words, named Enqualitum. The experiments are conducted on both synthetic French blend words and words from a French thesaurus. Second, the contribution to software engineering application, we apply the idea of learning character patterns of identifiers to predict concepts of source codes and also introduce a method to automate semantic context in source codes. The experiments are conducted on real identifier names from open source software packages. The results show the usefulness and the effectiveness of our proposed approaches.