Soutenance de thèse de Jean-françois CONNAN

L'apprentissage de l'écriture repose sur l'intégration efficiente des feedbacks (FB) visuels et proprioceptifs. Au début du processus d’apprentissage, le contrôle est principalement basé sur l’intégration des informations visuospatiales de la trace qui se forme puis avec la pratique, le contrôle devient plus prédictif et est principalement basé sur l’intégration des informations motrices relatives au mouvement d'écriture. Dans certains cas, des difficultés d’apprentissage de l’écriture apparaissent au cours du développement – le terme de dysgraphie est utilisé pour décrire ce trouble. Les nouvelles technologies constituent une piste intéressante pour modifier, diminuer ou enrichir la perception de l’écriture. Ce projet de thèse avait pour but de développer un logiciel de modification de la perception visuelle de la trace écrite afin d’aider à l’apprentissage et la rééducation de l’écriture manuscrite chez l’enfant. La stratégie générale qui a guidé l’ensemble de ce travail était de diminuer la prise d’informations visuospatiales en temps réel lié à la vision de la trace afin d’augmenter la prise d’informations sur le mouvement d’écriture en temps réel et/ou après le mouvement. Nous avons mené ce travail en 3 grandes étapes. La première a été de comprendre l’effet de la modification de la perception visuelle de la trace induite par le Light Painting (LP), technique de photographie artistique permettant d’écrire avec une lumière. Au cours de la performance, le déplacement de la lumière dans le noir crée une trainée lumineuse qui informe sur la vitesse du mouvement. Après la performance, la photographie permet d’avoir un retour sur la forme produite, mais aussi sur les variations de vitesse de mouvement effectué selon les variations d’intensité lumineuse de la trace. Nous avons testé deux dispositifs différents de LP (debout sans support et assis avec support) dans une tâche d’apprentissage de nouvelles lettres. Ces deux premières études, menées chez l’adulte nous ont permis de confirmer l’intérêt de modifier les FB visuels. La seconde étape a consisté à mener une série d’expériences afin de transposer le dispositif du LP sur tablette numérique. Nous avons testé deux modifications de la trace en temps réel, dont l’une imitait l’effet de trainée lumineuse. Nous avons également testé si l’ajout d’informations sur la cinématique du mouvement après la performance pouvait apporter un bénéfice supplémentaire. Nos résultats ont montré des effets bénéfiques de ces stratégies de modification des FB visuels sur l’écriture, mais seulement au cours des périodes d’entrainement. Lors des post-tests en condition habituelle d’écriture, les bénéfices spécifiques de l’entrainement disparaissent. Dans une dernière étude, nous avons réalisé une modification alternée des deux types de FB (temps réel et après l’action). Les résultats obtenus ont montré un effet bénéfique, à court terme, de cette nouvelle stratégie, dite mixte, sur les performances d’écriture. Dans la troisième étape de cette thèse, nous avons utilisé cette dernière stratégie pour élaborer un protocole de rééducation de la dysgraphie développementale sur tablette numérique. Vingt enfants présentant une dysgraphie ont effectué un protocole ABBA sur 12 séances, dont 6 avec modification de la perception visuelle de la trace. Les résultats ont révélé une amélioration globale des performances des enfants à la suite du protocole, avec toutefois un effet assez marginal de la modification de la trace. En conclusion, la modification de la trace influence le processus et le produit de l’écriture d’adultes et d’enfants dysgraphiques. L’utilisation des FB visuels modifiés semble prometteuse, en particulier dans le domaine de la rééducation des difficultés d’apprentissage du geste d’écriture. Cette stratégie ouvre également des perspectives éducatives.

Learning to write relies on the efficient integration of visual and proprioceptive feedback (FB). At the beginning of the learning process, the motor control of handwriting is mainly based on the integration of visuospatial information about the trace being formed. With practice, this control becomes more predictive, and mainly based on the integration of proprioceptive information related to the writing movement. In some cases, difficulties appear during the acquisition of handwriting - the term dysgraphia is used to describe this disorder. New technologies are an interesting way to modify, decrease or increase the perception of writing. The aim of this thesis was to develop a software to modify the visual perception of the written trace in order to help the learning and rehabilitation of handwriting in children. Following a careful analysis of the literature, the general strategy that guided this work was to minimize the real time visuospatial information and to increase the information about the writing movement in real time and/or after the movement. We conducted this work in three main steps. The first one was to understand the effect of the modification of the trace induced by Light Painting (LP), an artistic photography technique allowing the ‘painter’ to write with a light. During the movement, the displacement of light in the dark creates a luminous trail that constitutes a real time visual FB on the movement speed. After the performance, the photo provides a FB on the shape, but also on the movement speed variations according to the luminous intensity of the trace. We tested two LP setups (standing without support and sitting with support) in a learning task of new letters. These first two studies confirmed the benefit of this visual FB modification in adults. The second step was to conduct a series of experiments in order to transpose the LP setup on a digital tablet. We tested two real time FB modifications, one of which replicated the LP trail effect. We also tested whether adding information about the kinematics of the movement after the trial provided additional benefit. The results showed beneficial effects of these visual FB modification, but only during the training session. During the post-tests, the specific benefits disappeared. In a final study, we performed an alternated modification of real time and postponed FB. The results showed a beneficial effect of this mixed strategy during the short-term post-test. In the third step of this thesis, we used the mixed strategy and developed a protocol for the rehabilitation of developmental dysgraphia on a digital tablet. Twenty children with dysgraphia completed an ABBA protocol over 12 sessions, 6 of which involved modification of visual FB of the trace. The results revealed an overall improvement in the children's performance following the protocol, with a rather marginal effect of the trace modification. In conclusion, visual FB modification influences the writing process and product of adults and children with dysgraphia. The use of the mixed strategy of FB modification seems very promising, in particular in the field of rehabilitation of the writing movement. This strategy also offers educational perspectives.