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B. Scharf
M.-C. Botte
G. Canévet
Récupération après adaptation induite de sonie
In: L'année psychologique. 1983 vol. 83, n°1. pp. 9-24.
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Scharf B., Botte M.-C., Canévet G. Récupération après adaptation induite de sonie. In: L'année psychologique. 1983 vol. 83,
n°1. pp. 9-24.
doi : 10.3406/psy.1983.28448
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1983_num_83_1_28448L'Année Psychologique, 1983, .S3, 9-24
MÉMOIRES ORIGINAUX
Northeastern Auditory University, Perception Boston, Laboratory, USA*
Laboratoire de Psychologie expérimentale
de l'Université de Paris V1 associé au CNRS** de Mécanique et d'Acoustique
du CNBS, Marseille***
RÉCUPÉRATION APRÈS ADAPTATION INDUITE
DE SONIE2
par Bertram Scharf*1 ***, Marie-Glaire Botte**
et Georges Ganévet***
SUMMARY : Recovery from induced loudness adaptation.
The method of successive magnitude estimation was used to study
recovery from loudness adaptation induced by a contralateral intermittent
tone. Three groups of 30 subjects heard a continuous 1000-Hz tone at 60 dB
SPL in the right ear and an intermittent (500 ms on, 500 ms off) tone of
the same frequency and level in the left ear. Every 20 s, the subject judged
the momentary loudness of the continuous tone by assigning a number to it.
In the presence of the intermittent tone, the loudness of the continuous tone
decreased approximately 60 % within 3 min. Termination of the inter
mittent tone after 3 min. resulted in little recovery of loudness, which 5 min.
later was still 50 % below its pre- adaptation value. Turning the continuous
tone off and then back on resulted in an increase in its loudness — the
1. 28, rue Serpente, 75006 Paris.
2. Ces recherches ont été financées en partie par des bourses de I'otan,
et par des crédits des National Institutes of Health (2 R OIN SO7270 et
RRO 7143). 10 B. Scharf, M. -Cl. Bolle, G. Canévei
longer the silent interval, the larger the increase so that after 30 s of silence
loudness was back to its initial value. However, loudness did not then remain
constant but diminished again over the next 6 min., ending up 40 to 50 %
below its initial value. This readaptation must be a long-term (and so far
inexplicable) effect of the exposure to the intermittent tone, since a 60-dB
tone presented alone without prior exposure to a contralaleral intermittent
tone declines little if at all over time.
Key-words : psychoacoustics, loudness, adaptation.
L'adaptation sensorielle se manifeste par une diminution
d'intensité subjective à la suite de stimulation prolongée. Dans
presque toutes les formes de sensations, l'intensité subjective
diminue avec le temps, et aboutit après quelques minutes à un
niveau nettement inférieur à celui ressenti au début de la st
imulation ; parfois même la sensation disparaît totalement {e.g.
Abrahams, Krakauer et Dallenbach, 1937 ; Riggs, Ratliff,
Gornsweet et Cornsweet, 1953 ; Marks, 1974 ; Gent et McBurney,
1978). En général, après la fin de la stimulation, la sensibilité
revient très vite à son niveau préadaptatif. L'intensité subjective
évoquée par un stimulus retrouve sa valeur « normale », c'est-à-
dire qu'elle est à nouveau aussi forte qu'avant l'exposition pro
longée au stimulus. Cette récupération après adaptation est
complète au bout de quelques minutes (v. Marks, 1974).
L'audition fait exception à cette règle de l'adaptation et,
comme nous le démontrons plus loin, de la récupération. A la
différence des autres sensations, la sonie — intensité subjective
d'un son — ne semble pas diminuer en fonction du temps, dans
la plupart des cas (Ganévet, Germain, Marchioni et Scharf, 1981 ;
Scharf, 1983). Un son semble aussi fort au bout de dix
minutes ou d'une heure qu'au bout d'une seconde. Ceci n'est
pas un effet de l'attention. Il est certes possible, par faute d'at
tention, d'ignorer jusqu'à la présence d'un son, mais dès que
l'attention se reporte sur lui, il reprend sa sonie d'origine. Par
contre, une fois que l'intensité subjective d'une odeur, ou d'un
goût, la phanie d'une lumière, ont diminué pour cause de st
imulation prolongée, malgré tout effort d'attention, l'intensité
subjective reste plus faible.
Il faut toutefois noter trois cas particuliers où l'adaptation
de sonie se manifeste : à des niveaux proches du seuil, en présence
d'un son intermittent, ou bien chez des gens atteints de lésions du
système auditif dans sa partie rétrocochléaire. Là encore un effort Récupération après adaptation de sonie 11
de concentration ne réussit pas à ramener la sonie à son niveau
préadaptatif.
Il ne faut donc pas confondre une perte de sonie due à un
manque d'attention, qui ne dépend pas de la durée de la stimul
ation, et une perte de sonie due à une diminution de l'intensité
de la sensation, qui progresse en fonction du temps. La première
diminution de sonie est une diminution cognitive que l'on pourr
ait supprimer sans changer le stimulus mais en changeant l'état
du sujet ; la seconde est une sensorielle que l'on ne
peut inverser qu'en agissant sur le stimulus (par exemple par
arrêt et par redémarrage), le sujet restant dans le même état
d'attention.
Dans cet article nous abordons le problème de l'adaptation
sensorielle de sonie, et plus précisément de la récupération après
l'adaptation induite par un son intermittent. Nos expériences
antérieures ont déjà montré qu'un son intermittent présenté par
écouteur sur une oreille provoquait une diminution progressive
de la sonie d'un son continu sur l'autre oreille. Elles ont aussi
montré que même si l'on supprime le son intermittent tout en
maintenant le son continu, la sonie de ce dernier ne reprend pas
sa valeur préadaptative. Il apparaît que la réversibilité de la
diminution de sonie ou, en d'autres termes, la récupération de la
sonie nécessite l'interruption momentanée du son continu.
Le but des expériences qui font l'objet de cet article est de définir
les conditions et de mesurer les délais de silence nécessaires au
rétablissement de la sonie intégrale d'un son continu sur une
oreille après exposition à un son intermittent sur l'autre.
Il est en effet remarquable d'observer un effet à si long terme
dans l'audition. Seules les études sur la fatigue auditive ont
jusqu'à présent mis en évidence des déficits de seuil et de sonie
dont la récupération est très longue (v. Ward, 1973). Mais on sait
que l'exposition de l'oreille à un son fatigant provoque des alté
rations du mécanisme normal de la perception de l'intensité
sonore. L'adaptation induite de la sonie correspond par contre à
un mode de fonctionnement normal des mécanismes de la sonie.
Le fait que la sonie d'un son continu soit susceptible de modifi
cations pendant et après l'audition d'un son intermittent est
d'un grand intérêt pour la connaissance des mécanismes de la
sonie. Il signifie que la sensibilité du système auditif est suscept
ible d'être modulée en fonction des stimulus eux-mêmes. Ces
modifications semblent s'établir pour des durées longues, de 12 B. Scharf, M.-Cl. Bolle, G. Canévet
l'ordre de la minute, et il est important de les connaître d'un
point de vue pratique et aussi pour planifier les expérimentations
dans ce domaine. En effet, les résultats de plusieurs expositions
successives à ce type de sons (continu + intermittent) risquent
d'être faussés si un temps de récupération insuffisant sépare les
séquences expérimentales.
MÉTHODE EXPÉRIMENTALE
Les résultats que nous présentons ci-dessous sont basés sur un
ensemble de quatre expériences. Nous avons demandé à des auditeurs
de juger la sonie d'un son continu dans l'oreille droite, avant, pendant
et après stimulation de l'oreille gauche par un son intermittent. Ainsi
il a été possible de mesurer l'adaptation induite par le son intermittent
puis la récupération attendue de sonie après adaptation. Nous avons
choisi de stimuler l'oreille droite pour obtenir un maximum d'effet,
car nous avons observé qu'en général l'adaptation induite d'un son
continu est plus forte dans l'oreille droite que dans l'oreille gauche.
C'est la méthode d'estimations successives de grandeur de Stevens
(successive magnitude estimations) que nous avons utilisée. Selon cette
méthode, le sujet doit évaluer la sonie en la caractérisant par un nombre
positif qui lui soit proportionnel. De préférence, on n'impose au sujet
ni référence ni échelle ; il a pour seule consigne de traduire par des
nombres l'intensité du son telle qu'il la perçoit, la valeur zéro corre
spondant à un son inaudible. Bien entendu les sujets constituaient certa
inement leur propre référence, en particulier à partir de leur première
estimation. Ils n'étaient jamais prévenus de la variation de sonie qui
risquait de se produire : nulle, en hausse ou en baisse, subjective ou
objective. Par ailleurs, l'accent a été mis sur l'importance de juger
uniquement le son continu dans l'oreille droite sans se préoccuper de la
présence ou de l'absence du son intermittent dans l'oreille gauche.
Les expériences ont été réalisées dans une chambre insonorisée, et
pilotées par un ordinateur PDP 11/34. Le sujet avait à sa disposition
une console qui lui permettait, à l'appel d'un message sur l'écran
(« Entrez votre estimation »), d'introduire ses estimations chiffrées sur
le clavier.
De ces estimations nous avons tiré une grandeur sans dimension, le
taux d'adaptation (TA) que nous définissons de la manière suivante :
où E^ est la première estimation, ou estimation initiale, et Et l'estimation
au temps t. Ce taux varie donc de 0, lorsque l'adaptation est nulle Récupération après adaptation de sonie 13
(E( = E») à 1, lorsque l'adaptation est totale et que le sujet n'entend
plus rien après un temps t (Et = 0). Il peut aussi être négatif lorsque la
sonie augmente avec le temps, ce que l'on observe parfois pour un son
continu seul.
STIMULUS
Les stimulus étaient des sons purs de 1 000 Hz d'un niveau de
pression acoustique de 60 dB. Ils étaient présentés au moyen d'écou
teurs TDH-39 montés sur des casques MX41-AR. Leur présentation,
durée, etc., étaient contrôlées par l'ordinateur PDP 11/34 qui command
ait également la fréquence d'un oscillateur programmable Krohn-Hite
et prenait en compte la réponse du sujet.
Le son continu, toujours dans l'oreille droite, durait de 5 à 12 minutes
selon l'expérience. Le son intermittent commençait 20 s après le début
du son continu et durait 160 s. Il était constitué de trains d'ondes
(de 1 000 Hz) d'une durée de 500 ras, de temps de montée et de descente
de 25 ms, dont la récurrence était d'une seconde.
Sauf dans un cas particulier, le son continu était interrompu 20 s
après l'arrêt du son intermittent, pendant un certain temps.
La variable indépendante était la durée du silence qui introduisait
une coupure dans le son continu. Elle allait de 0 s (pas de coupure)
à 120 s. La durée pendant laquelle des jugements postadaptatifs étaient
sollicités a également varié selon les expériences.
La figure 1 illustre la séquence des sons présentés aux deux oreilles
ainsi que les demandes d'estimations numériques. La première est
imation se faisait 5 ou 10 s après le début du son continu puis les sui
vantes se renouvelaient toutes les 20 ou 30 s suivant le cas. L'interrup
tion du son continu, sur ce schéma, a duré 20 s.
SON INTERMITTENT
OREILLE
GAUCHE
SILENCE SON CONTINU oreille; DROITE
l
L
ESTIMATIONS
50 100 150 200 250 300
DUREE DU SON CONTINU ( SECONDES )
Fig. 1. — Schéma de la séquence des signaux et des estimations. 14 B. Scharf, M-. Cl. Botte, G. Canével
SUJETS
La plupart des sujets étaient des étudiants de 18 à 22 ans, qui avaient
une audition normale et qui n'avaient pas participé auparavant à ce
type d'expérience auditive.
PLAN D ENSEMBLE
Les quatre expériences qui sont présentées avaient respectivement
pour but :
1) La mise en évidence de l'effet inducteur d'adaptation de la sonie
d'un son continu monaural par un son intermittent contracterai ;
2) L'étude des variations de la récupération sous l'effet d'une inter
ruption de durée variable du son adapté après la période d'adaptation;
3) L'étude de la récupération sur une durée d'écoute prolongée ;
4)de l'effet d'une interruption prolongée sur la récupération
pendant une durée d'écoute prolongée.
Chacune de ces quatre expériences comportait un nombre différent
de conditions, allant de 2 à 7, selon les expériences. Pour chaque expé
rience, les sujets (10 à 15 selon les expériences) ont été testés une fois
dans chacune des conditions. L'ordre de passation, pour la série des
conditions testées, était modifié d'un sujet à l'autre de façon à contre
balancer le plus possible d'éventuels effets d'ordre. D'une expérience à
l'autre, le groupe de sujets était différent, à part le fait que 3 des 10 sujets
de la troisième expérience avaient participé à la seconde, de même que 4
des 10 sujets de la quatrième expérience avaient participé à la troisième.
RÉSULTATS
La première expérience, tout d'abord, illustre le; mécanisme
de l'adaptation: induite (fîgv 2). Dans cette expérience, à laquelle
participèrent 15 sujets* nous mesurions l'évolution temporelle
de la sonie dans les deux conditions suivantes : une condition
de contrôle, où seule l'oreille droite était stimulée par un son
continu (1 000 Hz, 60 dB) et une condition d'induction où ce son
était accompagné d'un son puisant de même fréquence et de
même niveau sur l'oreille gauche. On peut constater qu'en
moyenne la sohie du son continu seul varie peu en fonction du
temps. Par contre la stimulation contralatérale par un son pui
sant provoque un abaissement rapide de la sonie du son continu
qui, après une minute et demie, est réduite d'environ 50 % Réçupéralion après adaplaiion de sonie 15
et se maintient ensuite à ce niveau. Une réduction de sonie
de 50 % équivaut à une diminution de niveau de 10 dB. Pour le
calcul du taux d'adaptation, le premier jugement fait par les
sujets avant le commencement du son intermittent servait de
référence. La première valeur de TA est donc toujours nulle.
SON CONTINU + SON INTERMITTENT'
SON INTERMITTENT
50 100 150 200
DUREE DU SON CONTINU SECONDES )
Fig. 2. — Evolution temporelle de la sonie d'un son continu
O o son continu seul, à 1 000 Hz, 60 dB, dans l'oreille droite.
A. A même son continu, accompagné d'un son puisant à 1 000 Hz,
60 dB, 500 ms/500 ms dans l'oreille gauche.
Les résultats des trois expériences suivantes sont présentés
sur les figures 3, 4 et 5.
Sur ces figures, les données concernant la sonie du son continu
se divisent en deux parties : celles recueillies pendant la stimu
lation par le son intermittent, et celles après la fin du
son intermittent.
La figure 3 correspond à une expérience où la durée de l'inte
rruption du son adapté a été variée d'une condition à l'autre.
Sept valeurs d'interruption différentes échelonnées entre 0
et 30 s ont été testées. Ce silence commençait toujours 20 s
après l'arrêt du son intermittent. Un symbole différent représente
chacune des sept conditions qui ne différaient que par la durée 16 B. Scharf, M.-Cl. Bolle, G. Canévet
du silence. La longueur du trait horizontal, indiqué par « silence »
sur les graphiques, correspond à la durée de l'interruption du son
continu. Pour l'essai représenté par le symbole + il n'y avait
pas d'interruption (intervalle de silence : 0). Pour les carrés
l'interruption ne durait que 0,5 s et pour les triangles 1,0 s.
Chaque symbole est la moyenne de 10 TA, calculée sur les TA
individuels de dix; sujets. Pour la période d'adaptation les sept
séries étaient toutes identiques. Les courbes ont donc la même
allure et les TA s'entremêlent jusqu'à 185 s, c'est-à-dire ju
squ'aux derniers jugements demandés avant le début de l'inter
valle de silence à 200 s. Ces résultats ne se distinguent pas de
ceux trouvés auparavant (Botte, Ganévet et Scharf, 1982). Cinq
0,0
• 0,2
:0,3
0,4
0,6
0,7 SON INTERMITTENT
50 100 150 200 250 300 350
DUREE DU SON CONTINU ( SECONDES)
Fig. 3. — Effet de l'interruption momentanée d'un son continu
sur sa sonie après adaptation
• interruption de 30 s ; A interruption de 20 s ; o interruption de 10 s ;
X de 5 s ; ■ de 1 s ; A de 500 ms ;
+ pas d'interruption. Ecart type moyen = 0,23.
secondes après le début du son intermittent les TA se situent
entre 0,18 et 0,29, ce qui représente une diminution de sonie
d'environ 25 %. La sonie continue à diminuer jusqu'à 140 s,
à peu près, où le TA atteint 0,60.
En ce qui concerne la période de récupération, par contre, Récupération après adaptation de sonie 17
les résultats varient suivant le cas. On observera par exemple
que 5 s après l'arrêt du son intermittent la sonie n'est remontée
que de 6 à 10 %, puisque TA est de l'ordre de 0,45.
Ce qui est frappant également, et inattendu, dans ces résultats,
c'est que même 100 s après la fin du son intermittent, le TA se
situe aux alentours de 0,4 dans la plupart des séquences. Si 5 s
après la fin du son intermittent, la sonie a peu augmenté, par
contre, tout de suite après la fin de l'intervalle de silence, la
sonie est nettement plus élevée qu'à la fin du son intermittent,
et le taux de cette récupération augmente avec la durée de l'inter
valle de silence. Pour que la récupération soit complète (même si
ce n'est que temporaire) et que la sonie revienne à son niveau
initial, il faut des intervalles de silence de 20 à 30 s. Même dans
ce cas, la sonie du son continu semble recommencer à diminuer,
surtout si la sonie est proche de sa valeur préadaptative. Cette
nouvelle diminution a lieu malgré l'absence du son intermittent.
Nous appelons cette diminution « réadaptation ». Ces résultats
nous amènent à poser deux questions précises. Combien de temps
dure cette réadaptation ? Elle n'est évidemment pas terminée
au bout de 300 s. Quelle durée de silence faut-il pour éviter la
réadaptation ? Trente secondes ne semblent pas être suffisantes.
Les deux expériences suivantes abordent ces questions, la
première en prolongeant la durée d'exposition au son continu
après adaptation, la seconde en prolongeant à la fois la durée de
l'intervalle de silence et celle du son continu après adaptation.
La figure 4 donne les résultats de quatre séquences où la durée
de silence allait de 0 ( + ) à 30 s (o). Les estimations étaient solli
citées toutes les 20 s pendant une durée de 270 s après la reprise
du son continu, ce qui nous a fourni des jusqu'à 500 s
après le début du son continu. Chaque symbole est la moyenne
de 10 TA individuels. Comme dans la figure 3, la sonie du son
continu diminue tout de suite de 20 à 25 % en présence du son
intermittent, et au cours des 160 s suivantes elle diminue pro
gressivement jusqu'à 55 à 65 %. La légère remontée de sonie
tout de suite après l'arrêt du son intermittent se manifeste
comme dans la série précédente. L'interruption du son continu
provoque une récupération de sonie qui, tout comme dans la
première série, augmente au fur et à mesure que la durée de
l'interruption se prolonge. Par contre, en observant le son continu,
après le silence, jusqu'à 500 s, nous voyons qu'en fait la sonie
continue à diminuer, aboutissant à un TA de l'ordre de 0,40

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