Maîtrise / Soutien phonétique / Soutenance Patrick Tremblay, ing., M.Ing.

SOUTENANCE
23 mars 2015
Patrick Tremblay, ing., Ing.
École de technologie supérieure

Mémoire
CONCEPTION ET RÉALISATION D’UN LOGICIEL DE SOUTIEN PHONÉTIQUE
AUTOMATISÉ ET DÉGRESSIF POUR LES PERSONNES DYSLEXIQUES, ALLOPHONES OU
PRÉSENTANT DES INCAPACITÉS INTELLECTUELLES
2

Agenda
 Présentations
 Contexte et définitions
 Objectifs
 Méthodologie et démarche empirique
 Démarche de conception du logiciel
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
3

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
4

Présentations
 Collaboration interdisciplinaire ingénierie-éducation
 ÉTS:
 Pierre Bourque, Doyen des études
 Décanat des études
 Université de Montréal:
 Jacques Langevin,
 M.A. sciences de l’éducation (orthopédagogie) (Montréal)
 Doctorat en psychologie (Paris-Vincennes)
 Coresponsable du Groupe DÉFI Apprentissage (GDA), Université de Montréal, Faculté des sciences de
l’éducation.
 Accessibilité universelle et cognitive:
« Le GDA mène depuis 30 ans des recherches en éducation des élèves qui ont des incapacités intellectuelles »
(GDA, 2015).
 Patrick Tremblay
 Baccalauréat, génie logiciel (ÉTS, 2006)
 Ingénieur chez CAE (2006 à aujourd’hui)
5

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
6

Contexte
 50% de la population canadienne n’atteint pas
le 3e niveau de littératie (Langevin, 2014).
 « À leur arrivée au Québec, près de la moitié
(43 %) des immigrants ne connaissent pas un
mot de français. » (Ministre de l'Immigration,
Kathleen Weil, 2015).
7

Contexte
 En français, l'association des graphèmes aux
phonèmes est complexe et instable,
contrairement à l’italien ou au latin, où les
correspondances entre l’oral et l’écrit sont
biunivoques.
 Tout ce qui est écrit ne se prononce pas
toujours. Ex.: « handicap », « faire ».
 Les liaisons phonétiques entre les mots,
prononcées à l’oral, ne sont pas écrites. Ex.:
« les amis » vs « lê z’ami ».
8

Définitions
 Graphème: « la plus petite unité de la chaîne écrite ». (Catach, 2009)
 Mot « Pourchasser » : « p, ou, r, ch, a, ss, er »
 Est dit complexe s’il est composé de plus d’une lettre (ex. : « eau », « eault »)
 Archigraphème : « graphème représentant d’un ensemble de graphèmes correspondant au même
phonème (ex. O pour o, ô, au, eau, etc.). » (Catach, 2009)
 Phonème: « la plus petite unité de la chaîne orale, le son. Ex. : s, o, c dans soc », (Catach, 2009)
 SPh: soutien phonétique:
 Ajout d’archigraphèmes au-dessus des graphèmes complexes
 Notation des voyelles et de leur soutien phonétique en rouge
 Notation des liaisons phonétiques entre les mots
 Estompage des lettres muettes en gris
 Dégressif: retrait du soutien phonétique en fonction du progrès du lecteur
9

Contexte
 À propos de l’instabilité:
 En acceptant les erreurs grammaticales,
combien y a-t-il de façons d’assembler
des graphèmes, afin d’entendre le mot
« auto » ?
 Présentation du Powerpoint « oto ».
Langevin (2011), Madeleine Fauteux (2003)
10

Contexte
 Comment réduire la complexité de l’activité de
lecture du français ?
1. Texte simplifié (TS), (Duquette, Rocque, Langevin, &
Beaulieu, à paraître)
2. Ortograf altêrnativ (OA), (Langevin et al., 2009).
3. Soutien phonétique (Sph), (Langevin et al., 2009).
4. Version sonore (VS), (Rocque, Rioux et Langevin, 2012;
Gravel, 2014).
11

Contexte
 Soutien phonétique (SPh): réduction de
l’instabilité de l’écriture du français.
 Conceptrice: Dominique Rolland, enseignante
(France).
 Découverte du guide phonétique de Word:
possibilité d’insérer archigraphèmes au-dessus
des graphèmes complexes.
 Mme Rolland a observé plusieurs bénéfices chez
ses étudiants.
 Mais les coûts (temps) d’utilisation sont élevés.
Graphème sélectionné
Archigraphème à être superposé
12

Démo
 Sph: vidéo de démonstration
 Démonstration ralentie
13

Contexte
 Problème: le GDA aimerait produire des manuels
scolaires adaptés avec le Sph, mais le coût est
trop élevé: ~416 heures/manuel
 ~15 minutes par page (Beaulieu, 2012)
14

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
15

Objectifs
1. Concevoir et réaliser un logiciel qui ajoute le
soutien phonétique aux documents
francophones, de format Word, avec un taux
d’erreur inférieur à 10%.
2. Rendre l’ajout de soutien phonétique
dégressif et personnalisé pour chaque
apprenant.
16

Objectifs – Limites et hypothèses
 Limites :
 L1 : Le texte est rédigé avec la langue française.
 L2 : Le logiciel proposé ajouterait le soutien phonétique aux textes dans le logiciel Word, de
Microsoft, conjointement au système d’exploitation Windows. Les autres systèmes d’exploitation
sont exclus.
 L3 : Le texte, candidat au SPh, est préalablement simplifié.
 L4 : Le rôle de l’apprenant est de lire le texte produit en extrant par le logiciel, mais il n’est pas
l’utilisateur du logiciel, ni destiné à le configurer.
17

Objectifs – Limites et hypothèses
 Hypothèses :
 H1 : Un logiciel, moteur de génération de soutien phonétique, serait en mesure d’automatiser le
traitement manuel que font les chercheurs du GDA de l’UdM pour ajouter le soutien phonétique et
pour estomper les lettres muettes.
 H2 : Le taux d’erreur qu’effectuerait le logiciel, en ajoutant le soutien phonétique, serait inférieur à
10%.
 H3 : Le logiciel permettrait de tenir un dossier, pour chaque étudiant, afin d’adapter les règles
appliquées en fonction de ses apprentissages. Il s’agit de l’aspect dégressif de l’ajout du soutien
phonétique.
18

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
19

Méthodologie et démarche empirique
1. Conception et réalisation du logiciel (Sphone)
 Feature-Driven Development; méthodologie « Agile »
2. Optimisation du logiciel
 Corpus de 10 textes d’entraînement – tirés du manuel scolaire Signet (3e année)
3. Validation du logiciel : mesure du taux d’erreur
 Méthodologie basée sur logiciel et textes, et donc, n’implique pas de sujets humains.
 Corpus de 7 textes (Signet, 3e année)
 Répartition des erreurs selon 6 catégories:
A. Absence du soutien phonétique
B. Mauvais choix de soutien phonétique
C. Mauvais alignement du soutien phonétique
D. Erreur de marquage (gris estompé) d’une syllabe muette
E. Erreur de marquage (rouge) lorsque le phonème est une voyelle
F. Erreur de marquage de liaison (« z’ », « n’ » ou « t’ »)
20

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
21

Démarche de conception du logiciel
 Étude des caractéristiques et règles
du SPh
1. Graphèmes complexes superposés
par l’archigraphème
correspondant.
 Il existe 35 archigraphèmes
 Table de transposition
2. Syllabes muettes: estompées en
gris.
3. Voyelles et leur soutien phonétique
marquées en rouge.
4. Liaisons phonétiques marquées
explicitement, car « tout ce qui se
prononce s’écrit » (GDA).
Table de transposition (GDA), version complète à l’annexe III
22

 Comment automatiser l’ajout de Sph dans Word ?
 Dictionnaire phonétique ? Insuffisant (verbes conjugués,
liaisons phonétiques entre les mots). Disponibilité ? Coûts ?
 Idée subséquente: les algorithmes « texte à la parole » grand
public existent déjà. Peut-on en bénéficier ?
 Recherche d’un logiciel « texte à la parole »:
 Gratuit
 Traite la langue française
 Offre disponibilité d’un API (Application Programming Interface)
 Permet de découper les mots en phonèmes
 Traite les liaisons phonétiques entre les mots
 Interprète des syllabes muettes
23

 Évaluation de moteurs phonétiques (« texte à la parole »)
 IBM ViaVoice
 Acapela
 Nuance
 eSpeak
 Vocalyze (Collavizza, 2004)
 Java
24

 Ajout de Soutien phonétique dans Word
 Composantes du logiciel:
 Module d’extension Word (C++)
 Serveur UDP/IP (Java)
 Moteur phonétique (Java)
 Dossiers des apprenants (C++)
25

 Vocalyze
 Règles faites en fonction de certains accents régionaux. Corrections ont été nécessaires pour adapter au
Québec.
 Exemple : le mot « emprunt » prononcé « emprIN », en France :
 Avant: [[ un ]] C -> e~ // accent régional: « in »
 Après: [[ un ]] C -> un // accent régional: « un »
26

C++ Serveur UDP/IP
Word
Plug-in
Moteur
phonétique
Serveur UDP/IP: encodage/
décodage et traitement des
requêtes et réponses
phonétiques.
Dossiers des apprenants
27

 Laboratoire de conception / réalisation du
logiciel
28

 Dégressivité
1. Système de tenue de dossiers des apprenants
 Un dossier par apprenant
 Choix de conception: coût optimal
 Système basé sur une sélection d’archigraphèmes
2. Fonctionnement
 Options: affichage de 100%, 50% ou 0% des
éléments de soutien phonétique choisis.
29

 Dégressivité
1. Validation
 Étant donné que la dégressivité relève de
règles mathématiques, et non pas de règles
phonétiques, la validation est plus simple que
pour l’ajout de soutien phonétique.
2. Vidéo de démonstration
 Dégressivité de l’archigraphème « o »:
affichage de 50% des occurrences.
30

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
31

Résultats
 Afin d’éviter un biais dans le décompte des erreurs, les erreurs en double (même règle
impliquée) n’étaient pas incluses dans le total.
 Si un texte de validation avait contenu des proportions notablement plus grandes de graphèmes dont la
règle d’interprétation était erronée, alors les résultats auraient été biaisés pour ce texte.
 Quelles sont les opérations automatisées comptées ?
1. Ajout et alignement du soutien phonétique au-dessus du texte
2. Changement de couleur en rouge lorsque le phonème est une voyelle
3. Estompage des syllabes muettes en gris
4. Ajout de liaisons (z’, n’, t’)
 Catégories d’erreur:
E. Erreur de marquage (rouge) lorsque le phonème est une voyelle
32

Résultats
33
# Nom du document Durée
automatisée
(secondes)
Nb de
mots
Nb d'opérations Nb d'erreurs Taux
d'erreur
1 SPH_2c_A_P1_tdm_p129 1 33 24 0 0,0%
2 SPH_A_P1_T1_p130-131 4 50 101 1 1,0%
3 SPH_A_P1_T2_p132-133 3 57 49 2 4,1%
4 SPH_A_P1_T3_p134 0 26 46 2 4,3%
5 SPH_A_P1_T4_p135-137 6 68 92 1 1,1%
6 SPH_A_P1_T5_p138-139 3 46 56 3 5,4%
7 SPH_A_P1_T6_p140-142 7 71 140 4 5,0%
TOTAUX: 24 secondes 351 mots 508 opérations 13 erreurs 2,56%
Tableau 5 Résultats de la mise à l’essai

Résultats
 Points forts:
 Catégorie C: alignement du soutien phonétique
 Raison: fiabilité de la fonction interne du SDK de Word:
PhoneticGuide(Text,Alignment,Raise,Font,…), dans le
module d’extension (plug-in).
 Catégorie E: marquage rouge des voyelles et de leur
Sph
 Raison: fiabilité de la logique implémentée dans le
module d’extension de Word.
 Opportunités d’amélioration:
 Catégorie A: soutien phonétique absent
 Catégorie B: choix de soutien phonétique erroné
 Catégorie D: marquage de syllabes muettes.
 Catégorie F: marquage de liaison (« z’ », « n’ » ou
« t’ »)
 Valides : « les amis », « les oiseaux »
 Sont notamment erronées:
 liaison en « t », qui se fait avec une lettre « d »,
dans « grand arbre » ou « quand il »,
 la liaison « n’ » dans « un homme » se fait,
même si le « h » est une consonne, et muette
de surcroît.
E. Erreur de marquage (rouge) d’une voyelle
34
Nb
d’erreurs

Résultats
 Raisonnement quant aux opportunités d’amélioration du SPhone:
 Entraînement du logiciel limité à un corpus de 10 textes du manuel scolaire Signet 3e année.
 Ces textes n’avaient évidemment pas interpellé toutes les règles phonétiques, trouvées dans
l’ensemble des 7 textes de validation.
 Donc: sans surprise, le modèle des règles du moteur phonétique, laisse place à
l’amélioration.
 Fichier texte « règles.txt » pourra être amélioré, avec l’utilisation du logiciel.
 « Les règles de prononciation utilisées pour la traduction en phonèmes sont parfois insuffisantes »
(Collavizza, 2006).
 Exemple tiré de (Goldman et al., 2001), où “l’analyse syntaxique serait justifiée”:
35

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
36

Conclusion
 Retour sur les objectifs:
1. Concevoir et réaliser un logiciel qui ajoute le
soutien phonétique aux documents
francophones, de format Word, avec un taux
d’erreur inférieur à 10%.
2. Rendre l’ajout de soutien phonétique
dégressif et personnalisé pour chaque
apprenant.
37

Conclusion
Retour sur les hypothèses:
• H1 : Un logiciel, moteur de génération de soutien phonétique, serait en mesure
d’automatiser le traitement manuel que font les chercheurs du GDA de l’UdM pour
ajouter le soutien phonétique et pour estomper les lettres muettes.
• Hypothèse retenue.
• H2 : Le taux d’erreur qu’effectuerait le logiciel, en ajoutant le soutien phonétique,
serait inférieur à 10%.
• Hypothèse retenue; taux d’erreur = 2.56%.
• H3 : Le logiciel permettrait de tenir un dossier, pour chaque étudiant, afin
d’adapter les règles appliquées en fonction de ses apprentissages. Il s’agit de
l’aspect dégressif de l’ajout du soutien phonétique.
• Hypothèse retenue.
Importance de cette conclusion pour le domaine:
• L’utilisation d’un logiciel, pour la production de manuels scolaires adaptés avec le
soutien phonétique, peut être envisagée.
38

Communication
 Projet de rédaction d'un article de
conférence
 Collaboration :
 Bourque P., Langevin J.
 Mónica Villavicencio
 Finissante du doctorat ÉTS
 Professeur à l’ESPOL (Équateur)
 École Polytechnique Supérieure du
Littoral
 Est hispanophone; a appris le français
durant ses études au doctorat
 En lien avec le sujet du mémoire: catégorie
des personnes allophones
 Entame collaboration avec M. Bourque
39

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
40

Recommandations
 L1 : Le modèle phonétique du SPhone est centré sur la langue française. Une
nouvelle recherche pourrait donc viser à adapter le SPhone pour, traiter d’autres
langues comme l’espagnol, l’anglais ou l’italien, entre autres.
 L2 : Le logiciel SPhone est limité à ajouter le soutien phonétique aux textes dans le
logiciel Word, de Microsoft, conjointement au système d’exploitation Windows. Une
nouvelle avenue de recherche pourrait avoir pour objectif d’adapter le logiciel pour
d’autres systèmes d’exploitation, comme Android et Mac OS, et des plateformes
mobiles telles que l’iPad, le Samsung Galaxy ou le Microsoft Surface Pro.
 L3 : Les textes utilisés pour optimiser et valider le SPhone avaient préalablement été
simplifiés, pour un manuel scolaire de 3e année du primaire. Une nouvelle recherche
pourrait viser à traiter des textes d’un plus grand niveau de complexité, par exemple
pour des étudiants du niveau secondaire.
41

Recommandations
 Améliorer les règles phonétiques au-delà des
10 textes d’entraînement, avec des textes du
même niveau de complexité.
 Aspect dégressif /dossiers des étudiants
 Base de données centralisée sur internet
 Intégration aux commissions scolaires
42

Mot de la fin
 Sph: mot de la fin
- Monsieur Anatole France (1844-1924)
Prix Nobel de littérature (1921)
 Texte non simplifé
43

Mot de la fin
 Décompte des opérations automatisées
 Une erreur identifiée: ‘om’; règle #12 de la Table de transposition (Langevin et
Rocque, 2011)
 Correction simple dans le fichier « règles.txt », en ajoutant:
 C [[ om ]] p -> on ## « comprendre » 'om' = 'on‘
 Démo avec la correction
44

Agenda
 Présentations
 Objectifs
 Résultats
 Conclusion
 Recommandations
 Discussions
45

Discussions
 Période de discussions
46

Sources
 GDA, 2015. Lettre d’intention. CRSH partenariat, 2016-2023. Version finale du 13 février 2015, Montréal.
 Ministre de l'Immigration, Kathleen Weil, 2015, La Presse. 8 février 2015.
http://www.lapresse.ca/actualites/politique/politique-quebecoise/201501/25/01-4838252-immigration-au-quebec-reforme-majeure-a-
venir.php
 Viens, J., Langevin, J., Saint-Pierre, M. et Rocque, S. (2012). Pour des technologies accessibles aux élèves handicapés ou en difficulté
d’apprentissage ou d’adaptation. Montréal, Québec : Éditions Nouvelles
 Langevin, J., 2009. Recueil de textes Université d’Été Incapacités intellectuelles 2009. Montréal : Université de Montréal, Groupe DÉFI
Apprentissage
 Langevin J., 2009. Programme de recherche et innovation 2010-2014, version 2.5. Montréal : Université de Montréal, Groupe DÉFI
Apprentissage
 Langevin J., 2014. Une découverte en éducation : les élèves ayant des incapacités intellectuelles. Conférence. Département de
psychopédagogie et d'andragogie, Groupe DÉFI Accessibilité (GDA).
 Collavizza H., Stromboni J.P. 2006. « Une synthèse vocale destinée aux déficients visuels ». XXVIèmes Journées d‘Étude sur la Parole,
Dinard.
 Catach, Nina. 2009. L'orthographe, 9e édition. Coll. « Que sais-je ? ». France: Presses universitaires de France, 128 p.
 Langlois, M.-C., Analphabétisme et littératie au Canada, 2012. Note de la Colline no 2012-46-F. Parlement du Canada.
http://www.parl.gc.ca/Content/LOP/ResearchPublications/2012-46-f.htm
47

Sources
 Langevin J., Fauteux M., 2003. "Powerpoint 'oto'". Présentation Powerpoint. GDA: Montréal.
 Beaulieu, Judith. 2013. « Productivité de manuels scolaires adaptés pour élèves ayant deux années de
retard en lecture ». Thèse de doctorat. Montréal, Université de Montréal, 270 p.
 Beaulieu, J. 2012. Témoignage: "Estimation du temps moyen que prend l'ajout de soutien phonétique
dans un document Word". Courrier électronique envoyé à Patrick Tremblay. Judith Beaulieu, 1 p.
Consulté le 5 octobre 2012.
 Goldman JP, Gaudinat A, Nerima L, Wehrli, E. 2001. « FipsVox : a French TTS based on a syntactic
parser. ». Conference paper. Cahiers de linguistique française. Journal: 2001, no 23 (234 p.). Unité de
linguistique française: Genève, Suisse.
 France, A. 2015. « Anatole France - Quelques citations ». Tiré du web. 19 mars 2015.
http://qqcitations.com/auteur/anatole-france
 Photos et images externes: tirées du site www.123rf.com, avec droits d’auteur acquittés.
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