L'effort musculaire et la fatigue des centres nerveux - article ; n°1 ; vol.7, pg 187-205

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L'année psychologique - Année 1900 - Volume 7 - Numéro 1 - Pages 187-205
19 pages
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 : lundi 1 janvier 1900
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Aars
J. Larguier des Bancels
VII. L'effort musculaire et la fatigue des centres nerveux
In: L'année psychologique. 1900 vol. 7. pp. 187-205.
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Aars , Larguier des Bancels J. VII. L'effort musculaire et la fatigue des centres nerveux. In: L'année psychologique. 1900 vol. 7.
pp. 187-205.
doi : 10.3406/psy.1900.3212
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1900_num_7_1_3212Vil
L'EFFORT MUSCULAIRE ET LA FATIGUE
DES CENTRES NERVEUX
Les recherches que nous exposons ici ont été entreprises sur
les conseils de M. A. Binet, dans le but de déterminer les
moyens propres à mesurer dans la fatigue provoquée par le
travail d'un groupe musculaire la part qui revient à l'épuis
ement des centres nerveux.
Les premières expériences étaient disposées de la façon la
plus simple; un dynamomètre elliptique ordinaire suffisait à
provoquer la fatigue et à la mesurer. L'un de nous, Aars, pro
cédait comme suit : deux fois par jour, le matin et le soir, il
donnait deux séries de 10 pressions immédiatement successives,
l'une de la main droite, l'autre de la main gauche. Dans une
première période d'expériences, la main gauche travaillait la
première; dans une seconde période, c'était la droite. La main
droite montra constamment une force supérieure à celle de la
main gauche. Mais cette supériorité est bien plus prononcée
dans le cas où elle effectue les 10 pressions avant le travail de
la main gauche que dans Je cas où elle ne les effectue qu'après.
Dans le premier cas, la différence totale est de 844 kilogrammes
en faveur de la main droite; dans le second, elle n'est plus que
de 547 kilogrammes. Les différences moyennes, par pression,
sont 6ke,42et 4k^,21.
Le tableau I permet de suivre les variations de ces diff
érences de jour en jour.
Le maniement du dynamomètre elliptique devenant rapide
ment très douloureux, nous avons renoncé à employer cet in
strument pour provoquer la fatigue, et nous l'avons remplacé à
cet effet par l'ergographe. L'appareil dont nous nous sommes
servi est l'ergographe de Mosso, muni du doigtier que
Binet a fait construire. Il est disposé de telle sorte que
c'est essentiellement la deuxième et la troisième articulation
du médius qui travaillent, tandis que la première
est relativement inactive. Remarquons qu'à cet égard notre MÉMOIRES ORIGINAUX 188
ergographe est en quelque sorte l'inverse de celui qu'ont
employé Hoch et Kraepelin dans leurs études sur l'influence
des éléments du thé1. Le dynamomètre a été utilisé pour mesur
er la force de la main gauche avant et après l'exercice de la
main droite à l'ergographe; le même instrument a été employé
pendant tout le cours de nos expériences.
I. — Supériorité de i.a maix droite au dynamomètre, en
KILOGRAMMES. DIFFÉRENCES EN SA FAVEUR POUR DIX PRESSIONS
QUAND ELLE PRESSE QUAND ELLE PRESSE
AVAST LA GAUCHE APRÈS LA GAUCHE
MATIN TOTAL SOIR TOTAL MATIN SOIR
4- 71 4- 53 -4- 4 » + 39
4- 77 4- 49 + 32 4- 57 SO 4- 80 — 13 4- 68
4- 80 4- 29 4- 5 + 61
4- 76 4- 63 + 85 + 74
4- 97 4- 27 4- 63 4- 60
4- 30 » + 74
Somme 410 547 434 844 337 210
Moyennes
par pression 5,86 4,81 3,50 4,21 7,?3 6,42
Notre méthode est analogue à celle de M"e Joteyko, dans ses
recherches sur l'effort et la fatigue2, dont nous avons eu con
naissance au cours de notre travail. Elle en diffère cependant
sur un point important. Nous avons toujours mesuré la force
de la main gauche au moyen de cinq pressions consécutives.
Mlle Joteyko s'est contentée d'une pression unique. Or, bien
que, dans certains cas, une seule puisse être caracté
ristique de l'état général du centre ou des muscles, elle peut
aussi bien être due au « hasard ». Même avec cinq pressions
successives, on n'est pas à l'abri d'influences difficiles à con
trôler. Une conversation dans le laboratoire, une idée dynamo
gène viennent troubler la pureté de l'expérience. L'énergie des
1. Psychologische Arbeiten, I, 1895.
2. L'Effort nerveux et la fatigue {Archives de Biologie, XVI, 479-535). ET LARGU1ER. — LA FATIGUE DES CENTRES NERVEUX 189 AARS
centres nerveux est peu stable. La somme des résultats obte
nus avec cinq pressions successives ne permet pas toujours
de reconnaître les effets du travail ergographique précédent1.
Nous nous sommes demandé si l'épuisement du médius droit,
obtenu par des moyens différents, est, dans tous les cas, signif
icatif d'une môme fatigue. Pour répondre à cette question, nous
avons fait varier, d'une part, le poids à soulever (de 0,5 à 4 k
ilogrammes) et, d'autre le rythme des soulèvements (inter
valle de 0,7 à 2sec,4).
Voici le type de nos expériences. Le sujet, assis devant l'er-
gographe, mettait son bras droit dans l'appareil de manière k
pouvoir travailler au premier signal. Il donnait 5 pressions
dynamométriques de la main gauche, puis soulevait le poids de
l'ergographe jusqu'à épuisement du médius. Immédiatement
après cet exercice, il reprenait de la main gauche le dynamom
ètre et donnait 5 nouvelles pressions.
La durée de travail à l'ergographe n'était pas constante ; elle
variait avec le poids à soulever et le rythme des soulèvements.
Dans la plupart des expériences, elle était au moins de 2 mi
nutes. Cet espace de temps est-il suffisant pour permettre à la
main gauche de se reposer? En d'autres termes, et en suppo
sant que l'exercice ergographique n'ait pas lieu, un repos de
2 minutes fait-il disparaître toute trace de la fatigue provoquée
par la première série de pressions ?
Nous avons, pour le voir, répété l'expérience type, mais sans
faire intervenir l'exercice ergographique. Nous donnions deux
séries de 5 pressions, à la main gauche, séparées par un repos
de 140 secondes. Nous pouvons dire qu'en général cette durée
suffît à faire disparaître la fatigue due aux premières pressions;
bien plus, l'excitation consécutive à celle-ci — excitation absolu
ment constante chez l'un de nous — n'est pas encore amortie, et
1. L'impossibilité de saisir le dynamomètre toujours de la même façon
constitue une cause d'erreur sérieuse. Les différences, dans la position de
la main, peuvent entraîner des différences de pressions se montant à
quelques kilogrammes. Dans nos expériences, le sujet était obligé, après
chaque pression, de montrer l'instrument à l'expérimentateur, qui enregist
rait les chiffres. Des changements de position et, par suite, des erreurs se
sont certainement produits. Mais elles se balancent, quand le nombre des
expériences est suffisant. — Une autre cause d'erreur plus grave est la dou
leur que provoque le maniement du dynamomètre; elles empêchent par
fois le sujet de donner tout son effort. Les résistances individuelles sont, à
cet égard, très différentes. Certains savent presser sans se faire mal. 11 faut
peut-être rapporter à cette cause d'erreur certaines variations aberrantes ;
elle n'a pu cependant modifier l'enseicble de nos résultats. MÉMOIRES ORIGINAUX 190
souvent les résultats obtenus à la seconde série sont plus consi
dérables. Ces expériences n'ont malheureusement porté que sur
nous-mêmes, et nous ne savons comment nos sujets se seraient
comportés dans les mêmes conditions. Il conviendrait, dans des
expériences ultérieures, de déterminer expérimentalement, pour
chaque sujet, l'intervalle nécessaire pour faire disparaître
absolument la fatigue et réduire à un minimum l'état d'exci
tation. En séparant par cet intervalle les pressions prélimi
naires et l'exercice ergographique, on obtiendrait sans doute des
résultats plus constants. Nous regrettons de n'avoir pas songé
plus tôt à la nécessité de ces déterminations strictement indivi
duelles; nous croyons cependant qu'il n'y a pas là une cause
d'erreur susceptible de vicier nos conclusions.
Quatre personnes se sont prêtées à un grand nombre d'expé
riences : nous-mêmes et MM. Ph... et S...; MM. P..., A..., F...
et FI..., nous ont donné quelques séries de mesures. Tous nos
sujets étaient habitués aux recherches de laboratoire et fami
liers avec les instruments employés. Ils se sont acquittés avec
le plus grand soin des exercices fastidieux auxquels nous les
soumettions et ont toujours travaillé avec une correction et un
dévouement dont nous les remercions. A ce point de vue tech
nique, les expériences se faisaient ainsi dans de bonnes condi
tions. D'autre part, nos sujets ignoraient le but et la raison de
nos recherches : l'auto-suggestion n'a joué chez eux aucun rôle,
cela est tout à fait certain1.
Voici maintenant les résultats généraux auxquels nous sommes
parvenu ; nous ajouterons ensuite les détails nécessaires à une
intelligence plus complète des faits.
Nos expériences sont au nombre de 44. Dans 17 cas, nous
avons constaté une augmentation de la force de la main gauche
mesurée au dynamomètre ; cette augmentation est assez considé
rable, en moyenne de 10kg,6 pour 5 pressions, ce qui correspond
à une augmentation totale de 180 kilogrammes (pour les 17 cas).
Dans 27 cas, la force de la main gauche a, au contraire, diminué
après le travail ergographique. Cette diminution est d'environ
1. 11 nous paraît intéressant de signaler le fait suivant. En variant le poids
et la vitesse, nous avons obtenu, chez le même sujet, les formes de tracé
les plus diverses. En général, la hauteur moyenne augmente quand le poids
diminue. Le nombre des soulèvements est, pour le poids de 4 kilogrammes,
plus grand à la grande vitesse; pour le poids de 0ks,5, il est, au contraire, à la petite vitesse. Les types individuels de tracé, dont plusieurs
auteurs ont parlé, n'ont donc qu'une valeur relative, et sont déterminés par
le poids et le rythme du travail. FATIGUE DES CENTRES NERVEUX 191 LA
8kg,6 pour 5 pressions; la diminution totale est égale à 232 kil
ogrammes. En s'en tenant à ce résultat sommaire, on pourrait
dire qu'en général la réparation ou l'excitation des centres ner
veux correspondant aux mouvements de la main gauche est
ralentie par le travail du médius droit. C'est une tendance qui
n'est pas très prononcée.
Mais examinons les choses de plus près. Prenons d'abord les
cas où le poids à soulever était de 4 kilogrammes, le rythme
des soulèvements étant différent. Ces cas sont au nombre de 21.
d3 fois la force de la main gauche s'est trouvée augmentée et
dans une mesure considérable : la somme des augmentations est
égale à 159 kilogrammes. Il s'est produit 8 fois une diminution ;
elle est égale à 70 kilogrammes, c'est-à-dire moitié moins grande
environ.
Comparons à ces résultats ceux des expériences où le poids à
soulever était de 0ke,5. Elles sont au nombre de 20. Nous ne
constatons une augmentation que 4 fois seulement; elle est
faible : 21 kilogrammes au total. Dans les 16 autres cas, il y a
diminution ; cette diminution est considérable : 143 kilogrammes.
On voit ainsi qu'il y a différence bien nette, opposition entre les
effets des deux sortes de travail que nous venons d'envisager.
Dans les cas, le médius a été épuisé, mais l'épuisement s'est
produit dans des conditions dissemblables. Tantôt il résulte du
soulèvement d'un poids lourd, répété un petit nombre de fois,
tantôt du soulèvement d'un poids léger, répété un grand nombre
de fois. C'est dans ce dernier cas qu'il modifie la force de la main
gauche. En d'autres termes, ce n'est pas l'épuisement en tant
que tel, c'est le nombre des soulèvements qui intervient comme
facteur essentiel dans la diminution que subit la force de la main
gauche.
Certaines expériences sont particulièrement démonstratives
à cet égard. Parfois nous avons été obligés de suspendre
l'exercice ergographique avec le poids de 0kg,5 avant que l'épu
isement du médius fût complet. Des douleurs, des lésions
locales, le défaut de papier noirci et d'autres circonstances tout
à fait extérieures nous forçaient à interrompre le travail. Néan
moins la force de la main gauche se trouve constamment
diminuée, et dans une forte proportion.
Etudions maintenant les résultats obtenus avec des rythmes
différents. Le rythme du soulèvement était déterminé par un
métronome. Au premier coup donné par l'instrument, nous
soulevions le poids et nous maintenions le médius en flexion 192 MÉMOIRES ORIGINAUX
jusqu'au second, coup ; nous laissions alors retomber le poids
et nous recommencions de même au troisième coup. L'élément
de travail correspond donc à deux intervalles du métronome.
Nous désignerons le rythme par le nombre des coups que
donnait le métronome à la minute. Les nombres adoptés ont
été 50, 60, 100, 120 et 176. Les plus fréquemment employés
ont été 50 el 176. Pour plus de simplicité, nous parlerons des
vitesses de soulèvement : vitesse 50, vitesse 60, etc.
Dix-sept expériences ont été faites avec la vitesse faible1
(50 ou 60). Dans 10 cas, la force de la main gauche a diminué.
La diminution totale est égale à 110 kilogrammes, ce qui cor
respond à une diminution moyenne pour 5 pressions de 11 kil
ogrammes. Dans les 7 autres cas, il y a eu augmentation. Elle
est relativement considérable, en moyenne de 14kK,5, ce qui
correspond à un total de 102 kilogrammes.
Dix-huit expériences ont été faites avec la grande vitesse
(176) ; 15 fois, il y a eu diminution ; diminution totale : 105 kil
ogrammes, diminution moyenne : 7 kilogrammes. 3 fois, il y a
eu augmentation; augmentation totale : 22 kilogrammes; aug
mentation moyenne : 7kg,3.
Nous n'avons qu'un petit nombre d'expériences avec les
vitesses intermédiaires. Vitesse 100; 4 expériences. — 3 fois,
augmentation : 20 kilogrammes; une fois, diminution insigni
fiante (1 kilogramme). — Vitesse 120; A — A fois,
augmentation.
11 semble donc qu'après un travail ergographique avec la
petite vitesse, il y a moins souvent diminution de la force de la
main gauche qu'après un travail avec la grande vitesse II semble
de plus que l'intervalle très agréable d'environ une seconde
(vitesse 100 ou 120) est favorable à l'augmentation de la force
de la main gauche. Il est bon de remarquer ici qu'avec la petite
vitesse le lemps laissé à la main gauche pour se reposer des
5 premières pressions est beaucoup plus considérable qu'avec
la grande vitesse. Dans le cas du poids lourd, ce temps de
repos a été trop court dans nos expériences. On trouvera l'e
nsemble des résultats dans le tableau IL II est à double entrée
et permet de saisir l'ensemble des faits. Deux séries sont assez
complètes : la série avec poids de 4 kilogrammes et vitesse 50,
et la série avec poids de 0kg,5 et vitesse 176.
1. Nous n'avons qu'une expérience avec la vitesse 60 (poids de 4 kil
ogrammes); nous l'avons comptée avec les expériences faites avec la vitesse
voisine : 50. — Augmentation ou diminution de la force de la main gauche après le travail ergographique. II.
Différences en kilogrammes entre les deux séries de cinq pressions. Dans la colonne N, on
TROUVE LE NOMBRE D'AUGMENTATIONS EN DIMINUTIONS.
VITESSE 50 OU 60 VITESSE 100 VITESSE 120 VITESSE 144 VITESSE 17G SOMMES
POIDS
de
l'erc.ograi'He
0.500 kil. 35 16 91 12 21 143 16
1.000 kil. il 11
3.000 kil.
4.000 kil. 56 19 30 14 13 15 159 70
Sommes 102 110 10 26 30 16 105 15 180 17 232 27 MÉMOIRES ORIGINAUX 194
Nous ajouterons une remarque. Au début de nos expériences
— les 10 premières — les doigts, index et annulaires, étaient
laissés libres. Dans les 34 autres, l'annulaire était fixé. Les
diminutions et les augmentations se répartissant de la même
manière dans les deux séries d'expériences, nous n'avons pas
tenu compte de cette différence du dispositif dans nos calculs.
Les tables suivantes contiennent l'ensemble de nos mesures.
On trouve dans la première la colonne des vitesses ; dans la
seconde, les poids; dans la troisième, les noms des sujets; dans
la quatrième, un numéro qui indique l'ordre chronologique des
expériences ; dans la cinquième, la date des expériences ; dans
la sixième, le nombre des soulèvements * exécutés. Dans les
colonnes septième, huitième, neuvième et dixième, nous don
nons toutes les mesures de pression prises avant et après le
travail ergographique et leurs sommes. Les différences indi
quées dans la onzième colonne sont les entre les
deux sommes de pression ; l'augmentation est désignée par le
signe -}-, la diminution par le signe — . La dernière colonne est
réservée aux moyennes de ces différences ; elles indiquent assez
bien la marche générale des variations. Nous avons évité en
général de faire deux expériences le même jour. L'astérisque
indique les quelques cas où nous avons procédé autrement. Les
deux exercices ont été alors séparés par un repos considérable.
Dans un certain nombre d'expériences, le sujet a fourni
deux consécutifs complets. Immédiatement après la
seconde série de pressions, il fournissait un nouvel ergo-
gramme et pressait ensuite 5 fois le dynamomètre de la main
gauche. Ces résultats ne sont naturellement pas consignés
dans les tables ci-jointes. Dans tous les cas, nous avons cons
taté une diminution de la force mesurée par les 5 premières
pressions. Il y avait eu trois fois augmentation de la force après
le premier travail à l'ergographe (poids de 4 kilogrammes,
vitesse 120); 1 fois diminution (poids de 0kf?,5, vitesse 144).
Voici ces résultats. La a été égale à 4 kilogrammes
(n° 2), à 6 kilogrammes (n° 3), à 23 kilogrammes (n° 4) avec le
poids de 4 kilogrammes. Elle a été de 4 kilogrammes avec
le poids de 0kg,5 (n° 6). Nous avons abandonné cette troisième
mesure dynamométrique, qui compliquait beaucoup la quest
ion. Il conviendrait d'étudier à part la variation de la force de
1. Quand la vitesse du cylindre était constante et les soulèvements très
régulièrement espacés, on s'est contenté de compter une trentaine de sou
lèvements et de calculer, à l'aide du compas, la somme totale. ET LARGUIER. LA FATIGUE DES CENTRES CERVELX 195 AARS
la main gauche pendant une série d'exercices ergographiques
consécutifs. Il est probable que la diminution de force atteint
assez rapidement une limite, si l'intervalle entre les tracés est
suffisant pour donner à la main le repos nécessaire.
On connaît la théorie que MM. Hoch et Kraepelin ont expo
sée dans leur travail sur l'influence du thé*. Ces auteurs
admettent que, pour un rythme et un poids constants, le
nombre des soulèvements à l'ergographe augmente, comme
l'énergie des centres nerveux et que la hauteur moyenne des
soulèvements augmente comme l'énergie des muscles. Nous
avons attaqué un problème analogue, mais en sens inverse; la
comparaison de nos résultats avec cette théorie présentera
donc un certain intérêt.
Nos sujets n'absorbaient ni caféine ni huiles de thé ; nous ne
modifions pas l'énergie de leurs muscles ou de leurs centres
avant le travail. Mais nous avons constaté après le travail une
modification de centrale. La forme de cette modifica
tion est la suivante. A la suite d'un grand nombre de soulève
ments d'un poids faible, il y a diminution très constante. A la
suite d'un petit nombre de soulèvements d'un poids fort, la
diminution est moins constante ; elle est moins importante et
est souvent remplacée par une augmentation assez considé
rable. Cette variation est mesurée par la force de la main
gauche ; la diminution que présente celle-ci après le travail du
médius droit ne peut, en effet, être rapportée qu'à la fatigue
des centres qui commandent ses mouvements de pression.
Quand un poids faible détermine une fatigue plus profonde
qu'un poids lourJ, on ne peut attribuer cet effet qu'à deux fac
teurs : nombre des soulèvements et hauteur moyenne. La hau
teur moyenne, à la vérité, est environ 2 fois plus grande dans
le premier cas. Mais, comme le travail accompli est alors 8 fois
plus petit par centimètre d'élévation (0k«,5 au lieu de 4 kil
ogrammes), il devient presque certain que la fatigue est en rai
son du nombre des soulèvements.
On pourrait êlre tenté d'expliquer cette différence entre les
effets du poids léger et ceux du poids lourd, en admettant que
le soulèvement de ce dernier provoque très tôt des douleurs et
détermine ainsi l'arrêt du travail avant que les centres aient
eu le temps de s'épuiser. Cette hypothèse, ou toute autre ana
logue, est assurément possible. Mais ce qu'il faut retenir en
1. Psychologische Ar hei ten, I, 1895.

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