[tel-00201486, v4] Activations musculaires et mouvements linguaux

UNIVERSITÉ JOSEPH FOURIER - GRENOBLE I
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THÈSE
pour obtenir le grade
Docteur de l’université Joseph Fourier - Grenoble I
Spécialité : Modèles, méthodes et algorithmes en biologie, santé et environnement
préparée au sein du laboratoire TIMC-IMAG,
Équipe Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur
et du laboratoire GIPSA-Lab, Département Parole et Cognition
dans le cadre de l’école doctorale
Ingénierie pour la Santé, la Cognition et l’Environnement
présentée et soutenue publiquement par
Stéphanie BUCHAILLARD
le 17 décembre 2007
ACTIVATIONS MUSCULAIRES ET MOUVEMENTS LINGUAUX :
MODÉLISATION EN PAROLE NATURELLE ET PATHOLOGIQUE
Directeurs de thèse :
Yohan PAYAN & Pascal PERRIER
Composition du Jury :
M. Jacques DEMONGEOT Président du jury
M. Alain MARCHAL Rapporteur
M. Robert SADER Rapporteur
M. Michel PITERMANN Examinateur
Mme Muriel BRIX Invitée
M. Yohan PAYAN Directeur de thèse
M. Pascal PERRIER Co-directeur de thèse
tel-00201486, version 4 - 24 Jun 2008

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Remerciements
Ce mémoire est l’aboutissement d’un travail de recherche entamé en décembre 2004 au sein du
département Parole et Cognition du laboratoire GIPSA-lab, alors Institut de la Communication
Parlée, en collaboration avec l’équipe GMCAO du laboratoire TIMC-IMAG. Les objectifs ont
peu à peu évolué au cours de cette thèse, le développement d’un modèle de la cavité buccale
utilisable pour le planning des chirurgies linguales, et en particulier les aspects moteurs de ce
modèle, ayant finalement constitué le coeur de ces travaux. L’objectif initial, le développement
d’un outil logiciel utilisable en temps interactif, bien que temporairement reporté, n’a pas été
oublié et sera bien entendu l’objet de travaux futurs. Ce travail, résolument pluridisciplinaire,
m’a permis d’appréhender un domaine qui m’était totalement inconnu, celui de la parole, et de
mêler modélisation biomécanique, synthèse acoustique, tout en tissant un lien avec le monde
médical.
Tout d’abord, je tiens à remercier mon directeur de thèse, Yohan Payan, pour m’avoir pro-
posé de travailler sur ce projet et m’avoir fait confiance pour le mener à terme.
J’exprime toute ma gratitude à Pascal Perrier, mon co-directeur de thèse, pour son soutien,
son enthousiasme envers la recherche et son investissement. Merci à lui également pour son
immense patience et sa disponibilité tout au long de cette recherche.
Je remercie Jacques Demongeot, Professeur à la faculté de médecine de Grenoble, de m’avoir
fait l’honneur de présider le jury.
Je souhaite également remercier Robert Sader, professeur à l’Université Johann Wolfgang Goethe
(Francfort-sur-le-Main), et Alain Marchal, directeur de recherche au Laboratoire Parole et Lan-
gage (Aix-en-Provence), pour avoir accepté d’être les rapporteurs de ce travail.
Mes remerciements s’adressent aussi à Michel Pitermann, chargé de recherche au Laboratoire
Parole et Langage (Aix-en-Provence) ainsi qu’à Muriel Brix, praticien hospitalier au CHU de
Grenoble pour leur participation en tant que membres du jury, respectivement en tant qu’exa-
minateur et invitée.
Je voudrais aussi exprimer mes plus sincères remerciements à Muriel Brix, pour m’avoir ac-
cordé un temps précieux pour la modélisation des chirurgies linguales et pour m’avoir aiguillée
dans mes travaux.
Je tiens également à remercier tous les membres du département Parole et Cognition du
laboratoire GIPSA, le personnel technique et administratif, les permanents et les doctorants.
Je remercie mes parents, ma sœur et mes amis (qui se reconnaîtront...), qui m’ont encouragée
et soutenue tout au long de ces trois années.
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ii Remerciements
Pour finir, un grand merci à toutes les personnes qui m’ont prodigué des conseils judicieux
et à tous ceux et toutes celles qui ont participé à l’avancement de ces travaux, directement ou
indirectement.
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Table des matières
Remerciements i
Table des matières iii
Liste des tableaux vii
Table des figures ix
Glossaire xv
Introduction xix
I Développement d’un modèle biomécanique 3D du conduit vocal pour
la chirurgie linguale 1
1 Le conduit vocal 3
1.1 L’anatomie du conduit vocal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.1 La cavité buccale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.2 Les fosses nasales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 Le pharynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.4 Le larynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1.5 L’os hyoïde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Anatomie de la langue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Muqueuse de la langue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.2 Description anatomique et fonctionnelle des principaux muscles de la
langue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.3 Vascularisation de la langue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.4 Innervation de la langue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3 Le plancher buccal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.1 Génio-hyoïdien (GH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.2 Mylo-hyoïdien (MH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
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