Influence de la force centrifuge sur la perception de la verticale - article ; n°1 ; vol.12, pg 84-94

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L'année psychologique - Année 1905 - Volume 12 - Numéro 1 - Pages 84-94
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Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : dimanche 1 janvier 1905
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B. Bourdon
Influence de la force centrifuge sur la perception de la verticale
In: L'année psychologique. 1905 vol. 12. pp. 84-94.
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Bourdon B. Influence de la force centrifuge sur la perception de la verticale. In: L'année psychologique. 1905 vol. 12. pp. 84-94.
doi : 10.3406/psy.1905.3710
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1905_num_12_1_3710INFLUENCE DE LA FORCE CENTRIFUGE
SUR LA PERCEPTION DE LA VERTICALE1
Si, le corps et la tête étant verticaux, nous essayons de
placer également verticale une baguette que tenons entre
les doigts des deux mains, nous la^plaçons verticale, même
les yeux fermés. Nous sommes alors uniquement soumis à
l'action de la pesanteur, nous apprécions correctement la
position de notre corps et de notre tête dans l'espace, nous
apprécions correctement aussi la position de nos bras, de nos
mains et de nos doigts par rapport à la baguette et à notre
corps. Supposons maintenant qu'à l'action de la pesanteur
s'ajoute celle d'une seconde force, dont la direction forme un
'angle avec celle de la pesanteur, c'est-à-dire avec la verticale,
nous percevrons alors la résultante des deux forces, et il est
naturel de penser que nous prendrons cette résultante pour la
verticale.
L'hypothèse précédente se trouve réalisée dans maintes
circonstances, chaque fois que nous sommes emportés dans
un mouvement de rotation; la force qui s'ajoute alors à la
pesanteur est la force centrifuge. Quand, par exemple, un
enfant tourne sur des chevaux de bois, il subit à la fois l'action
de la pesanteur et celle de la force centrifuge. Quand nous
passons en chemin de fer dans une courbe, nous sommes
soumis à l'action des deux mêmes forces; aussi nous trom
pons-nous alors, comme chacun peut l'observer, sur la direc
tion de la verticale (et aussi, naturellement, de l'horizontale) :
les cheminées d'usines, les clochers des églises, les murs des
maisons nous paraissent alors inclinés; plus la vitesse du
train est considérable, plus l'illusion est forte; elle se produit
d'ailleurs toujours, quelle que soit cette vitesse; elle ne dépend
pas de l'inclinaison du plan des rails; cette inclinaison, des
tinée à empêcher la projection du train hors des rails, pourrait
1. Communication faite au Congrès des aliénistes et neurologistes,
Rennes, 1905. BOURDON. INFLUENCE DE LA FORCE CENTRIFUGE 85 B.
ne pas exister, et le voyageur ne s'en tromperait pas moins
sur la direction de la verticale.
Un mathématicien penserait sans doute qu'il est absolument
inutile d'étudier expérimentalement l'action, dans des cas tels
que ceux qui viennent d'être signalés, de la force centrifuge
sur la perception des directions ; il se chargerait, connaissant
la vitesse d'un train donné et le rayon de la courbe que par
court ce train, de calculer de combien les voyageurs doivent
se tromper, au moment du passage dans la courbe, sur la
direction de la verticale.
Il n'est peut-être pas sans intérêt, néanmoins, de contrôler
expérimentalement les déductions mathématiques qu'on peut
ainsi faire. Beaucoup d'esprits sont peu sensibles à la force
probante des raisonnements mathématiques lorsqu'il s'agit de
questions de psychologie. D'autre part, certaines des expé
riences qui ont été faites jusqu'à présent relativement à
l'influence que peut exercer la force centrifuge sur la percep
tion des directions ne paraissent pas s'accorder avec cette
conclusion théorique que, lorsque nous sommes soumis à la
fois à l'action de la pesanteur et à celle de la force centrifuge,
nous devons prendre pour la verticale la direction de la résul
tante des deux forces. Ainsi, Kreidl a constaté, dans des expé
riences sur cette influence de la force centrifuge, que l'incl
inaison apparente de la verticale visuelle était, pour les per
sonnes sur lesquelles il expérimentait, inférieure à l'angle
formé par la résultante de la pesanteur et de la force centri
fuge avec la verticale '.Mach, au contraire, avait conclu anté
rieurement que, lorsqu'on est soumis ainsi expérimentalement
à l'action simultanée de la pesanteur et de la force centrifuge,
on prend pour la verticale la direction de la résultante des
deux forces. Toutefois, les résultats mêmes de ses expériences
ne s'accordent pas parfaitement avec cette conclusion : il lui a
semblé parfois, dit-il au sujet d'expériences dans lesquelles
il observait, enfermé dans une boîte, l'inclinaison d'un pendule
pendant la rotation de son appareil, que la verticale apparente
avait une direction intermédiaire entre celle du pendule et
l'axe de son corps 2.
1. A. Kreidl, Beiträge zur Physiologie des Ohrlabyrinthes, Pflüger's
Archiv, Bd. 5J, p. 133 ss.; voir aussi J. Breijeu und A. Kreidl, Ueber die
scheinbare Drehung des Gesichtsfeldes während der Einwirkung einer
Gentrifugalkraft, Pflüger's Archiv, Bd. 70, p. 494 ss.
2. E. Mach, Grundlinien der Lehre von den Bewegungsempfindungen,
1875, p. 28. 86 MÉMOIRES ORIGINAUX
APPAREIL
Je me suis servi, dans les expériences que j'ai entreprises
pour étudier l'influence de la force centrifuge sur la perception
de la verticale, de l'appareil représenté en partie ci-dessous
(fig. 1). Cet appareil comprend une table rotative sem
blable à celle qui a été décrite par Aubert, et divers acces
soires. Sur l'une des extrémités de la table rectangulaire A est
disposée une table ronde G qu'on peut faire tourner autour
d'un axe qui la traverse en son milieu et qui traverse égal
ement la table A; quand la table C est dans la position voulue,
on serre l'écrou placé à l'extrémité supérieure de Taxe; deux
fortes presses, non représentées dans la figure, servent, en
même temps que cet écrou, à immobiliser la table. Une goup
ille E s'engage dans une des ouvertures qu'on voit sur la
table C et pénètre ensuite dans une autre ouverture pratiquée
dans la table A; les ouvertures de la table C sont distantes de
45° et disposées de telle manière que, lorsque la goupille E est
en place, l'observateur, supposé regardant droit devant lui,
regarde suivant une direction perpendiculaire à celle des longs
côtés de la table A, formant un angle de 45° à droite avec
celle-ci, si on fait tourner la table C dans le sens des aiguilles
d'une montre, parallèle à la même direction, etc.
Sur la table C est solidement fixé un siège F sur lequel
s'asseoit l'observateur. Le poteau G est fixé à la fois à la table
C et au siège. On peut faire monter ou descendre le long de ce
poteau une planchette H. Sur cette planchette se fixent, au
moyen de presses, divers instruments; celui qui est représenté
dans la figure consiste essentiellement en une baguette J
mobile autour d'un axe horizontal et terminée en haut par une
pointe qui se meut devant une graduation. T est une plan
chette fixée à angle droit à la planchette I sur laquelle est
disposée la baguette J. L est un bouton comme ceux dont on
se sert pour les sonneries électriques.
M est une borne, en communication, par l'intermédiaire de
l'axe autour duquel tourne la table A, avec le fil conducteur
Q3. Cette borne sert également à faire communiquer entre eux
les fils 'Q, et Q2. Le fil'Qf aboutit d'autre part à la tige métal
lique P, et le fil Q, à la tige P2. 0 représente une série de
contrepoids destinés à faire équilibre au poids de l'observateur,
de la table C et des divers accessoires que porte cette table. BOURDON. — INFLUENCE DE LA FORCE CENTRIFUGE 87 B.
Ces contrepoids sont percés d'une ouverture centrale qui
permet de les enfiler sur une tige fixée à la table A au moyen
d'un écrou; on peut faire avancer ou reculer ces poids d'une
certaine quantité grâce à une rainure pratiquée longitudinale-
ment dans la table et obtenir ainsi un équilibre parfait de la
table A.
G
jfl -X-
Fig. 1. — A, table rectangulaire; B, corde de transmission; C, table
ronde; E, goupille traversant les deux tables; F, siège fixé à la table C
et tournant par conséquent avec elle; G, poteau fixé à la table C et au
siège F; H, planchette glissant le long du poteau G et destiné à support
er divers instruments accessoires; I, planchette portant la baguette J;
J, baguette mobile; L, bouton électrique; M, borne communiquant avec
l'axe en métal de l'instrument; N, cercle gradué dont le plan passe par de l'instrument, avec fil à plomb indiquant approximativement
par son inclinaison la vitesse du mouvement; 0, contrepoids; P,, tige
métallique en communication avec le fil conducteur Qj et heurtant à
chaque tour une lame métallique en communication par l'intermédiaire
d'un autre fil avec un signal de Deprez; P2, autre tige métallique en
communication le fil Q2 et heurtant la même lame; le courant passe
quand on presse sur le bouton L ; Ql5 Q2, Q3, fils conducteurs, Q3 com
munique avec l'axe par l'intermédiaire d'une borne et d'une lame métal
lique; R, tendeur fixé au plancher, avec roue et manivelle pour faire
tourner la table; on tend convenablement la corde en faisant avancer
ou reculer la roue par le moyen de la vis qu'on voit à droite; T, plan
chette fixée au support H et à la planchette I.
N est un indicateur grossier de vitesse, sur lequel se guide
l'aide qui fait tourner la table. Cet indicateur consiste en un
cercle portant de 40° en 10° des divisions très apparentes. Un
fil à plomb se déplace, pendant la rotation, devant les divi- 88 MÉMOIRES ORIGINAUX
sions, et l'aide s'applique, lorsque, par exemple, le fil atteint
la division 10°, à maintenir désormais constante la vitesse de
rotation, c'est-à-dire à tourner avec une vitesse telle que le
fil ne quitte plus désormais la division 10°.
La table rotative est mise en mouvement à l'aide de la corde
B; on donne à celle-ci la tension qui convient au moyen du
tendeur R.
L'appareil qui vient d'être décrit est mis électriquement
en communication avec un signal qui inscrit sur un cylindre
tournant parallèlement à un autre signal inscrivant le temps.
L'expérience a lieu de la manière suivante. L'observateur
se place sur le siège F et l'aide équilibre son poids au moyen
des contrepoids 0. Supposons maintenant qu'il s'agisse de apparence"
placer en verticale la baguette J. Le sujet, les yeux
fermés, commence par faire une série de déterminations (20 au
moins), l'appareil restant immobile; la moyenne de ces déter
minations fournit le chiffre duquel seront soustraits ceux qui
seront trouvés pendant les rotations; cette moyenne concorde
toujours à peu près exactement , comme on pouvait s'y
attendre, avec le chiffre qui correspond à la verticalité réelle
de la baguette. L'aide procède ensuite à la mise en mouve
ment de l'appareil. Lorsqu'il atteint la vitesse avec laquelle
la détermination doit avoir lieu, ce dont il se rend compte en
observant l'indicateur de vitesse, il s'applique à maintenir
cette vitesse constante et donne alors au sujet le signal de
placer la baguette verticale. Remarquons que celui-ci, pendant
qu'il s'applique à cette détermination, n'a plus aucune percep
tion du mouvement de rotation auquel il est soumis. Pendant le
mouvement de l'appareil, les contacts Pj et P2 frappent à
chaque tour contre une lame métallique; quand c'est le con
tact P, qui rencontre la lamé, le courant passe et le signal
fait une marque sur le cylindre ; les marques ainsi obtenues
permettent de savoir exactement avec quelle vitesse tournait
l'appareil pendant l'expérience. Quand c'est le contact P2 qui
heurte la lame, le courant, en règle générale, ne passe pas:
il ne passe que si le sujet appuie sur le bouton L : c'est ce que
fait celui-ci aussitôt qu'il a fini de placer la baguette J en
apparence verticale. On sait donc quelle vitesse avait l'instr
ument au moment où la baguette a paru verticale. J'ai pris,
dans le calcul des résultats, pour mesure de cette vitesse, la
moyenne des vitesses pendant les deux derniers tours inscrits
ayant précédé le signal donné ainsi électriquement par le BOURDON. — INFLUENCE DE LA FORCE CENTRIFUGE &9 B.
sujet; en général, la vitesse était la même pendant ces deux
tours.
La table rotative employée, avec la personne assise à l'une
de ses extrémités, les contrepoids placés à l'autre extrémité,
et les divers accessoires qu'elle supportait, pesait environ
200 kilogr. Malgré ce poids considérable, elle tournait facil
ement et à peu près sans aucun bruit, lorsqu'elle était bien équi
librée, et un homme de force moyenne n'éprouvait aucune
peine à lui imprimer la vitesse qui a été utilisée dans les expé
riences. Il y a deux défauts possibles à signaler dans un instru
ment de ce genre : il peut arriver, d'une part, que la table
ne tourne pas exactement dans son plan, d'autre part que les
poids considérables qu'elle supporte la fassent un peu fléchir
à ses extrémités. L'appareil dont je me suis servi, bien qu'ayant
été construit avec soin et très solidement, n'était pas entière
ment exempt de ces deux défauts; mais ils y étaient si peu
prononcés que je n'ai pas cru nécessaire d'en tenir compte dans
le calcul des résultats.
DÉTERMINATIONS EFFECTUÉES
J'ai été moi-même sujet dans toutes les expériences. La
vitesse a toujours été d'un tour en 3 à 4 secondes environ. Le
milieu du siège sur lequel j'étais assis se trouvait à 0 m. 60
de l'axe. L'aide s'appliquait à maintenir le fil à plomb de
l'indicateur de vitesse sur la division marquée 10°. J'ai fait les
séries suivantes de déterminations.
1. Essayer, les yeux bandés, de placer verticale la baguette J
(verticale tactile). — L'appareil était disposé comme l'indique
la figure 1, c'est-à-dire que la direction de mon regard et celle
A' formaient entre elles un angle des longs côtés de la table
droit, et que le côté gauche de mon corps était le plus rappro
ché de l'axe. Une large courroie maintenait mon corps immob
ile en le pressant contre le dos de la chaise. Ma tête n'était
pas immobilisée. Je me servais de mes deux mains pour
placer la baguette dans la position cherchée et je faisais mouv
oir la baguette, au commencement de l'expérience, tantôt de
gauche à droite, tantôt de droite à gauche, en partant d'une
position pour laquelle la baguette me parût évidemment
inclinée par rapport à la verticale.
2. Même expérience, mais la tête étant immobilisée. — J'immo- 90 MÉMOIRES ORIGINAUX
bilisais ma tête en mordant un moule de mes dents fixé hor
izontalement sur la planchette H.
3. Même expérience, la tête étant inclinée vers la gauche de 1 0°,
c'est-à-dire d'une quantité égale à l'angle formé avec la verticale
par la résultante de la pesanteur et de Ja force centrifuge. —
Ma tête, pendant la rotation, me paraissait alors à peu près
verticale. Je dirai dès maintenant que cette expérience m'a
donné à peu près exactement les mêmes résultats que les deux
précédentes. De même, si on essayait successivement, le corps
étant droit et immobile, de placer avec les deux mains vertic
alement une baguette tantôt en tenant la tête dans le prolonge
ment du corps, tantôt en l'inclinant de 10° par rapport au
corps, on constaterait que les résultats seraient à peu près
identiques dans les deux cas.
4. Essayer de placer verticale la tête elle-même. — Pour
mesurer l'inclinaison de la tête dans ce cas, je me suis servi
d'un dispositif analogue à celui que j'ai décrit en détail anté
rieurement (Revue philosophique, mai 1904, p. 463, fig. 2). Je
tenais serrée entre les dents une planchette qui suivait les
mouvements de ma tête et qui était pourvue d'une aiguille
indiquant sur une graduation l'inclinaison finale de la plan
chette et par conséquent celle de ma tête. Ce dispositif était
fixé sur la planchette H. Avant de procéder aux expériences,
j'ai commencé par déterminer la position pour laquelle, l'appar
eil étant immobile, ma tête me paraissait verticale (de gauche
à droite), et, comme précédemment, c'est au chiffre ainsi
obtenu que j'ai comparé les chiffres obtenus ensuite pendant
la rotation.
5. Déterminer la verticale visuelle apparente . — L'instrument
accessoire dont je me suis servi et qui était également fixé sur
la planchette H, consiste essentiellement en un tube T (fig. 2)
en bois, long d'environ 30 centimètres et ayant un diamètre
intérieur de 10 centimètres, pourvu à l'une de ses extrémités
de deux œilletons O (un seul est visible dans la figure), et à
l'autre d'un couvercle G mobile. G est une gaine en métal dans
laquelle est serré le tube1. On fait tourner à la main le cou-
1. Grâce à cette gaine, on peut faire tourner le tube tout entier autour
de son axe et donner ainsi à l'un des œilletons une position abaissée ou
élevée par rapport à l'autre. Je me sers ordinairement de ce petit in
strument pour démontrer à mes élèves l'expérience d'Auhert (inclinaison
de la verticale visuelle apparente, lorsqu'on observe dans l'obscurité, la
tête étant inclinée latéralement); la gaine G est alors fixée sur un sup
port, qu'on peut disposer à une hauteur variable. BOURDON. INFLUENCE DE LA FORCE CENTRIFUGE 91 B.
vercle C; une lame L, formant ressort, l'empêche, pendant ce
mouvement, de s'éloigner du tube. Le fond de ce couvercle
présente une fente recouverte de papier huilé et devant la fente
se déplace un fil à plomb qui indique sur une graduation l'i
nclinaison de la fente par rapport à la verticale. J'essayais, pen
dant la rotation, de placer verticale la ligne lumineuse F pro
duite par la fente. La fente était éclairée au moyen d'une
lanterne fixée elle-même sur la planchette H, et par conséquent
tournant avec l'appareil. Les œilletons s'adaptaient exactement
aux yeux, et, en conséquence, je n'apercevais, pendant la rota
tion, aucun autre objet que la ligne brillante F.
Fig. 2. — T, tube en bois; G, gaine en métal; G, couvercle mobile; L, lame
d'acier retenue par un cercle en métal et empêchant le couvercle de
s'écarter pendant qu'on le fait tourner; F, fente et ligne lumineuse.
6. Déterminer la torsion des yeux. — Sous l'influence de
l'inclinaison latérale apparente de la tête pendant la rotation,
il se produit une torsion du regard, comme il arriverait si la
tête était inclinée réellement. J'ai mesuré cette torsion au
moyen de l'instrument qui vient d'être décrit (fig. 2). La table
rotative étant immobile, je fixe, assez longtemps pour obtenir
une image consécutive persistante, la ligne lumineuse du tube;
je donne ensuite à l'aide le signal de tourner, et lui-même
m'avertit, lorsque la vitesse requise est atteinte; je place alors
la ligne parallèlement à mon image consécutive que je projette
à une très petite distance à gauche de cette ligne, en m'aidant
pour cela d'un point lumineux produit par un petit trou percé
à côté de la ligne dans le couvercle.
J'aurais pu répéter la plupart des expériences qui viennent
d'être décrites en me plaçant dans d'autres positions par rap
port à la table A., par exemple en tournant le dos à l'axe. Mais,
ainsi que je l'ai constaté par un petit nombre d'expériences,
il n'y avait aucun intérêt à le faire. Qu'on se place comme on
voudra sur la table rotative, on se sent toujours, pendant la
rotation, incliné en dehors, et les illusions qui se produisent 92 MEMOIRES ORIGINAUX
par rapport à la verticale se déduisent exactement de cette
inclinaison apparente. Pour la position du corps considérée
dans mes expériences, je me sentais, pendant la rotation,
incliné vers la droite; en conséquence, j'inclinais vers la
gauche la baguette, ou la ligne lumineuse, ou ma propre tête,
lorsque j'essayais de les placer verticalement. Si j'avais tourné
le dos à l'axe, je me serais senti penché en avant, et j'aurais
alors incliné la baguette, par exemple, vers moi, en voulant la
placer verticalement.
RÉSULTATS
Les résultats obtenusont été les suivants. La colonne Résul
tante indique quel était l'angle formé avec la verticale par la
résultante de la pesanteur et de la force centrifuge pendant les
deux derniers tours ayant précédé le signal par lequel le sujet
indiquait qu'il avait achevé sa détermination. Cet angle a été
calculé d'après la vitesse de rotation de l'appareil inscrite sur
le cylindre enregistreur. Les colonnes I, II, III, IV, V, VI
correspondent aux séries d'expériences décrites ci-dessus. Les
chiffres rapportés dans ces colonnes sont les moyennes d'un
nombre variable de déterminations; le nombre des déterminat
ions qui ont servi à établir ces moyennes est placé entre
parenthèses à côté des chiffres des moyennes; plus ce nombre
est élevé, plus la moyenne considérée évidemment a de valeur.
RÉSULTANTE I II III IV V VI
M n 8°, 13 1°,7 (1)
6° » » » » 8°,58 (8) 2°,7(3)
9°,03 6°,71 (4) 6o,9 (1) 6°,90(l) 2o,2(6)
» 9^,48 9 -,40(1) 7°,9 (3) 2°,7 (16) 7o,40(2) 6o,7 60,4 70 » (22) (17) (4)
10°,03 8°,37 (9) 9°,46 (8) 7°,78 (4) 8°,4 (11) 2°,5 (10)
10°,60 8°,97 (24) 7°,73 (3) 8°,3 (15) 2o,8 (8) 7°,94(13)
ll°,20 » 8°,31 (11) 8o,3 (17) 2°,8 (5) 9°,13(11) 90,24(23)
llo,80 7o,15 (2) 6o,4 (2) 9°,15(4) 2«,5(1J
Laissons provisoirement de côté la série VI (torsion des
yeux). Nous remarquons que l'inclinaison de la résultante est,
sans exception, supérieure à celle de la verticale apparente.
On peut expliquer ce résultat, qui s'accorde avec ce qu'a trouvé

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