Etude sur la validité d'une échelle de sensation d'effort musculaire - article ; n°1 ; vol.62, pg 1-15

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L'année psychologique - Année 1962 - Volume 62 - Numéro 1 - Pages 1-15
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Publié le : lundi 1 janvier 1962
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G. Bernyer
Etude sur la validité d'une échelle de sensation d'effort
musculaire
In: L'année psychologique. 1962 vol. 62, n°1. pp. 1-15.
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Bernyer G. Etude sur la validité d'une échelle de sensation d'effort musculaire. In: L'année psychologique. 1962 vol. 62, n°1. pp.
1-15.
doi : 10.3406/psy.1962.7153
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1962_num_62_1_7153L'ANNÉE PSYCHOLOGIQUE
TOME LXII (Fascicule 1)
MÉMOIRES ORIGINAUX
Laboratoire de Biométrie du C.N.R.S.
ÉTUDE SUR LA VALIDITÉ
D'UNE ÉCHELLE DE SENSATION
D'EFFORT MUSCULAIRE
par G. Bernyer
Selon S. S. Stevens (1957), les grandeurs des sensations peuvent
être mesurées sur des échelles de rapports construites par des
méthodes directes dans lesquelles les réponses des sujets s'e
xpriment par des nombres. « Ces échelles, nous dit-il, révèlent
que sur des continuums « quantitatifs » ou « prothétiques »,
tels que la sonie, la phanie, la lourdeur, la longueur, la vitesse,
la durée, etc., des rapports égaux de stimuli produisent des
rapports subjectifs égaux. De ce principe de base, il suit que la
« loi psychophysique » liant la sensation au stimulus est une
fonction puissance. En première approximation, la grandeur
perçue ^ est liée à la grandeur du stimulus S par la formule
ty = AS". Les valeurs de l'exposant n ont été déterminées pour
au moins treize continuums perceptifs différents. Les exposants
trouvés vont de 0,3 environ pour la sonie à 3,5 environ pour le
choc électrique. » Pour Stevens, cette loi de puissance serait la
loi psychophysique fondamentale.
De nombreux psychologues, cependant, n'admettent pas que
l'estimation directe des intensités des sensations puisse être
considérée comme une véritable mesure. Pour Piéron (1959), qui
a montré l'hétérogénéité de la classe « prothétique », « la possi
bilité d'utiliser les jugements très intellectualisés d'estimation
perceptive demeure en question ». Un certain nombre de travaux
expérimentaux viennent à l'appui de ces critiques.
Garner (1954, 1957), dans une recherche sur la sonie où les
sujets devaient faire des jugements de moitié sur présentation
A. PSYCHOL. 62 1 2 MEMOIRES ORIGINAUX
du second stimulus selon la méthode constante, a montré que
« le contexte dès stimuli affecte les résultats si sérieusement
qu'on peut réellement se demander si le sujet connaît la signi
fication d'un rapport numérique correspondant à son expérience
présente ».
Strangert (1961), construisant une échelle numérique par la
méthode des estimations de rapports, a trouvé que l'exposant n
de la fonction puissance obtenue variait très largement avec les
caractéristiques de la distribution des stimuli présentés. Engen
et Levy (1955), dans des expériences sur la phanie et la lourdeur,
où les sujets devaient estimer une série de stimuli en les comparant
à un étalon, ont montré que les jugements dépendaient du niveau
de l'étalon choisi. Ces travaux mettent en lumière l'influence
du niveau d'adaptation et des effets de contraste sur les est
imations subjectives.
McGill (1960) a construit des échelles individuelles de phanie
par estimation directe d'une série de stimuli présentés dans un
ordre au hasard. Pour les 10 sujets examinés, les résultats bruts
ne donnent pas de fonction puissance et les différences inter
individuelles sont considérables. En supposant qu'il soit justifié,
comme le fait McGill, de convertir ces échelles individuelles en
fonctions puissance (en les traitant comme des échelles d'inter
valles et en ajoutant une constante aux estimations données
par chaque individu), les « points zéro » et les exposants de ces
fonctions diffèrent encore si largement qu' « il est difficile de
croire que le processus sensoriel change si radicalement d'un
sujet à l'autre ».
C'est ce problème très controversé de la validité des échelles
sensorielles obtenues par estimation directe des intensités des
sensations que nous avons voulu aborder dans cette étude en
construisant, suivant la méthode classique de Stevens, une
échelle de sensation d'effort musculaire1.
1. C'est après avoir construit des échelles d'estimation de poids (ceux-ci
devant constituer le stimulus, alors qu'ils ne font qu'obliger, dans le soul
èvement, à une contraction musculaire d'une certaine force), que S. S. Stevens
a envisagé des échelles d'estimation d'un effort dynamométrique, réalisées
par J. C. Stevens (1959, 1960). On connaît encore mal le mécanisme sensoriel
de régulation de l'effort, mais il est certain que l'intensité de sensation ne
répond pas ici à un stimulus extérieur ; dans ce cas, on constate que l'impression
d'effort croît plus vite que cet effort, physiquement mesuré, tandis que pour
les sensations élémentaires provoquées par des stimuli extérieurs, l'intensité
croît beaucoup moins vite que celle du processus physique, ce qui s'exprime
par une fonction logarithmique, comme dans la loi de Fechner, ou par une
fonction puissance avec un exposant inférieur à 1. BERNYER. ECHELLE DE SENSATION D EFFORT MUSCULAIRE G.
CONDITIONS EXPERIMENTALES
Matériel. — Le matériel utilisé dans cette recherche, composé essen
tiellement d'une série de leviers pivotant autour d'un axe horizontal,
est une adaptation du gravimètre de Piéron (Mathilde Piéron, 1933).
L'un des bras de levier est constitué par une tige métallique de
38 cm de long sur laquelle peut glisser une masse de laiton. Une règle
graduée placée parallèlement à la tige permet de repérer la position de
la masse de laiton sur cette tige. Toute cette portion de l'appareil est
dissimulée par un couvercle.
Le second bras de levier, plus court, est un cylindre métallique
portant à son extrémité une touche (petite cuvette circulaire de 1 cm de
diamètre) située à 6 cm au-dessus du niveau de la table portant l'appareil.
Le sujet, assis devant la table d'expérience, l'avant-bras posé sur la
table, appuie sur cette touche avec la pulpe de l'index pour soulever la
masse placée sur le premier bras de levier et la soupeser.
Ces leviers, équipés de cinq masses mobiles pesant de 80 g à 400 g,
permettent de présenter aux sujets des poids à soupeser pouvant varier
de 40 à 1 800 g.
Technique. — Neuf poids en progression logarithmique, de 100, 138,
190, 262, 361, 497, 685, 943 et 1 300 g, ont été utilisés comme stimuli.
Deux leviers étaient placés côte à côte devant le sujet, celui de
gauche donnant le stimulus étalon, celui de droite le stimulus variable.
On demandait au sujet de soupeser les 2 poids présentés, en appuyant
sur la touche des 2 leviers avec le même index ; en attribuant une
valeur subjective, fixée arbitrairement par l'expérimentateur, à la sen
sation du poids étalon, le sujet devait estimer numériquement sa
sensation pour le poids variable.
Trois des 9 poids ont servi d'étalon dans ces expériences : le poids
faible (100 g), le poids médian (361 g) et le poids fort (1 300 g). Pour
simplifier les estimations des sujets, la valeur subjective imposée pour
l'étalon était de 1 pour le poids faible, de 10 pour le poids médian et
de 100 pour le poids fort.
A chaque séance d'examen, on n'utilisait qu'un seul étalon et le
sujet devait, lui, comparer les 8 autres poids présentés deux fois dans
un ordre au hasard. On a effectué pour chaque sujet 5 séances d'est
imations, soit 10 estimations de chacun des 8 poids variables, pour chaque
étalon.
RÉSULTAIS
Ces expériences ont été faites sur 8 sujets de 17 à 65 ans.
La variabilité des résultats est élevée : les estimations d'un
même poids varient en moyenne dans le rapport de 1 à 4 pour les
individus, de 1 à 14 pour l'ensemble du groupe (dépassant pour
deux poids 1 à 30). 4 MEMOIRES ORIGINAUX
Les distributions de ces estimations étant très dissymétriques,
on a utilisé comme valeur typique la moyenne géométrique. Ces
moyennes, pour chacun des sujets et pour le groupe total, sont
données aux tableaux I, II et III. Pour rendre les résultats des
trois tableaux plus directement comparables, la sensation sub
jective correspondant au stimulus étalon a été prise pour unité
dans les trois cas (les évaluations numériques données par les
sujets ont été divisées par 10 au tableau II, par 100 au tableau III).
TABLEAU I
Moyennes géométriques des estimations de l'effort musculaire
Stimulus étalon faible (poids de 100 g)
Rapports des poids variables à l'étalon :
Sujets
1,38 1,90 2,62 3.61 4,97 6,85 9,43 13
3,59 5,04 10,00 16,50 29,50 54,50 A 1,57 100,00
1,87 3,37 6,09 9,85 15,00 31,90 52,30 B 1,19
1,64 2,43 5,10 8,68 15,10 22,00 c 42,70 68,00
2,86 4,00 6,08 8,89 13,60 18,40 30,60 D 1,52
2,81 6,08 9,53 12,80 19,90 32,60 50,70 78,60 E
6,07 9,13 14,00 19,00 21,50 24,90 26,90 F 2,99
1,28 1,80 2,67 3,70 4,42 6,33 8,18 9,16 G
1,52 2,25 3,92 8,67 16,30 33,50 56,20 H 1,20
Groupe total . 1,67 2,88 4,54 7,33 11,50 17,70 28,80 43,10
TABLEAU II
Moyennes géométriques des estimations de l'effort musculaire
Stimulus étalon médian (poids de 361 g)
variables à l'étalon : Rapports des poids
Sujets
0,382 1,38 1,90 2,61 3,60 0,277 0,526 0,726
A 0,107 0,177 0,416 0,722 1,32 2,13 3,04 5,14
B 0,099 0,185 0,368 0,621 1,24 2,19 3,94 9,55
1,61 3,22 5,14 C 0,115 0,219 0,487 0,751 10,97 8,68 D 0,110 0,206 0,360 0,592 1,55 2,97
1,43 E 0,171 0,342 0,568 0,768 2,66 5,83 8,93
0,309 0,701 2,55 8,57 12,05 F 0,265 0,448 6,67
0,394 0,760 1,68 3,18 3,81 G 0,202 0,283 2,39
0,361 1,25 4,79 H 0,242 0,511 0,813 2,00 8,97
0,251 0,439 0,712 1,54 2,80 4,71 8,02 Groupe total. 0,153 G. BERNYF.T1. — ECHELLE DE SENSATION D EFFORT MUSCULAIRE
TABLEAU III
Moyennes géométriques des estimations de l'effort musculaire
Stimulus étalon fort (poids de 1 300 g)
Rapports des poids variables à l'étalon :
Sujets
0,077 0,106 0,146 0,202 0,278 0,382 0,527 0,725
0,076 A 0,016 0,024 0,046 0,145 0,281 0,399 0.747
B 0,020 0.035 0,064 0,086 0,209 0,330 0,387 0,581
0,035 0,060 0,088 0,134 G 0,206 0,272 0,492 0.858
0,038 0,065 0,090 0,141 0,379 D 0,027 0,197 0,686
E 0,038 0,055 0,104 0,130 0,220 0,316 0,417 0,717
F 0,083 0,092 0,111 0.143 0.217 0,333 0,500 0,746
0,045 0,054 0.093 0,152 0^214 0,431 0,754 G 0,316
Il 0,031 0,045 0,074 0,100 0;152 0,209 0,377 0,761
Groupe total. 0,033 0,047 0,078 0,110 0,185 0,277 0,420 0,728
L'étude statistique des résultats a été effectuée non sur les
estimations elles-mêmes, mais sur leurs logarithmes, ce chan
gement de variable donnant des distributions beaucoup moins
éloignées de la normalité que les valeurs brutes.
Pour juger de la signification des différences inter-indivi-
duelles, on a fait l'analyse de la variance des logarithmes des
80 estimations fournies par l'ensemble des sujets, pour chacun
des 8 poids comparés à chaque étalon. Le tableau IV donne le
rapport F de Snedecor pour ces 24 analyses. Les différences
TABLEAU IV
Signification des différences entre sujets
Rapport F de Snedecor1
Poids soupesés Étalon faible Étalon médian Étalon fort
(1 300 g) (100 g) (361 g)
100 g 19,7.3 10,74
138 - 9,98 6,54 7,86
190 - 14,44 3,30 2,62 2,05* 262 - 12,27 4,04
361 - 9,74 3,61
497 - 10,68 10.50 5,13 1,19* 685 - 9,00 10,22
943 - 12.27 8,38 4,33
1 300 - 23^55 12,94
(1) F est ici significatif au seuil de P = .05 à partir de 2,14 ; et signi
ficatif au seuil de P = .01 à partir de 2,90.
L'astérisque désigne les differences non significatives. A B H log 5
Fig. 1. — Courbes (8 sujets) du logarithme de la sensation tjj en fonction du logarithme du stimulus S, pour
rétalon faible (100 g).
S est le poids soupesé. Les poids s'échelonnent à intervalle logarithmique constant = 0,139. Les carrés représentent
le stimulus étalon. Fig. 2. — Courbes (8 sujets) du logarithme de la sensation (j; en fonction du logarithme du stimulus S
pour l'étalon médian (361 g). 1 0 ,
T
Fiç. 3. — Courbes (8 sujets) du logarithme de la sensation ù en fonction du logarithme du stimulus S pour
l'étalon fort (1 300 g). DERNYER. ECHELLE DE SENSATION D EFFORT MUSCULAIRE 0 G.
entre sujets sont très significatives pour les estimations de tous
les stimuli supérieurs à l'étalon. Pour les stimuli comparés à un
étalon plus fort, la différenciation des sujets est encore très
marquée pour les deux poids les plus éloignés de l'étalon ; elle
est moins forte pour les autres poids, et le rapport F n'est pas
significatif pour deux d'entre eux.
Pour chaque groupe de 10 estimations du même stimulus
données par chaque sujet, on a calculé la moyenne, l'écart-type
et l' erreur-type sur la moyenne des logarithmes de ces estimations.
La dispersion des jugements, qui croît avec l'intensité du
stimulus en coordonnées arithmétiques, reste pratiquement la
même à tous les niveaux en coordonnées logarithmiques. Elle
tend à dépendre, par contre, de la proximité du poids soupesé
à l'étalon : dans la moitié des cas environ, la variabilité des est
imations est significativement plus faible pour le poids de la
série suivant ou précédant immédiatement l'étalon ; pour 3 sujets,
avec l'étalon fort, cet abaissement de la variabilité s'étend aux
3 stimuli les plus proches de l'étalon.
Les figures 1, 2 et 3 donnent les représentations graphiques
des résultats obtenus avec chacun des trois étalons. On a construit
pour les huit sujets les points représentant, en coordonnées
logarithmiques, l'intensité de la sensation en fonction du stimulus.
Les poids soupesés étant en progression géométrique sont équi-
distants en coordonnées logarithmiques ; c'est la valeur constante
(égale à 0,139) de l'écart entre 2 stimuli consécutifs qui a été
prise pour unité sur l'axe des abscisses. Pour séparer clairement
les courbes établies pour les différents sujets, l'origine des
abscisses (point représentatif de l'étalon) a été décalée d'une
courbe à l'autre.
L'examen des graphiques nous a montré tout d'abord que,
pour la majorité des sujets, les différents points des courbes
obtenues s'alignaient, assez grossièrement, ce qui permettait
d'en déduire une loi de puissance. En effet, dans le cas de la
fonction puissance <\> = kSn, on a :
log <\> = n log S -f log k
En coordonnées logarithmiques, la représentation graphique de
cette fonction est une droite de pente n.
Partout où l'ajustement d'une droite aux données était possible
dans les limites des fluctuations d'échantillonnage, cet ajuste
ment a été effectué par la méthode des moindres carrés. Avec
l'étalon médian, les points correspondant aux stimuli inférieurs

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