Les effets spatiaux du mouvement : leur rôle et leur traitement - article ; n°2 ; vol.82, pg 457-472

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L'année psychologique - Année 1982 - Volume 82 - Numéro 2 - Pages 457-472
Résumé
Le mouvement — d'un mobile par exemple — s'accompagne d'effets spatiaux dus au changement de position du mobile dans l'espace dans lequel il se déplace. Ce changement de position entraîne une modification des relations spatiales qu'entretient le mobile avec les éléments de l'espace environnant.
Cette note théorique, après avoir clairement distingué la perception du mouvement du traitement spatial de ses conséquences, dégage deux problèmes étroitement intriqués : le premier concerne les conditions du traitement spatial et le second le rôle de la structure de l'espace.
On relève, dans les recherches, de nombreux exemples de confusions classiques, ou de présupposés expérimentaux non explicités.
Mots clefs : perception du mouvement, traitement spatial.
Summary : Spatial effects of movement : their role and processing.
The movement, of a « mobile » (object in motion) for instance, is accompanied by spatial effects due to the mobile's change of position in the surrounding space of its displacement. This change of position leads to a modification of spatial relations maintained by the mobile with the elements of its ambient space. This theoretical note, after having clearly distinguished the perception of movement from spatial treatment of its consequences, identifies two tightly intricated problems : the first one concerns the conditions of the spatial treatment and the second problem has to do with the role of the spatial structure.
It is noted that researchs show numerous examples of classical confusions or non-explicit experimental presuppositions.
Key-words : perception of movement, spatial treatment.
16 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 : vendredi 1 janvier 1982
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J. Pailhous
Viola Cavallo
Les effets spatiaux du mouvement : leur rôle et leur traitement
In: L'année psychologique. 1982 vol. 82, n°2. pp. 457-472.
Résumé
Le mouvement — d'un mobile par exemple — s'accompagne d'effets spatiaux dus au changement de position du mobile dans
l'espace dans lequel il se déplace. Ce changement de position entraîne une modification des relations spatiales qu'entretient le
mobile avec les éléments de l'espace environnant.
Cette note théorique, après avoir clairement distingué la perception du mouvement du traitement spatial de ses conséquences,
dégage deux problèmes étroitement intriqués : le premier concerne les conditions du spatial et le second le rôle de la
structure de l'espace.
On relève, dans les recherches, de nombreux exemples de confusions classiques, ou de présupposés expérimentaux non
explicités.
Mots clefs : perception du mouvement, traitement spatial.
Abstract
Summary : Spatial effects of movement : their role and processing.
The movement, of a « mobile » (object in motion) for instance, is accompanied by spatial effects due to the mobile's change of
position in the surrounding space of its displacement. This change of position leads to a modification of spatial relations
maintained by the mobile with the elements of its ambient space. This theoretical note, after having clearly distinguished the
perception of movement from spatial treatment of its consequences, identifies two tightly intricated problems : the first one
concerns the conditions of the and the second problem has to do with the role of the spatial structure.
It is noted that researchs show numerous examples of classical confusions or non-explicit experimental presuppositions.
Key-words : perception of movement, spatial treatment.
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Pailhous J., Cavallo Viola. Les effets spatiaux du mouvement : leur rôle et leur traitement. In: L'année psychologique. 1982 vol.
82, n°2. pp. 457-472.
doi : 10.3406/psy.1982.28430
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1982_num_82_2_28430L'Année Psychologique, 1982, 82, 457-472
Laboratoire de Psychologie de V Apprentissage
IBHOP1
LES EFFETS SPATIAUX DU MOUVEMENT :
LEUR ROLE ET LEUR TRAITEMENT
par Jean Pailhous et Viola Cavallo
SUMMARY : Spatial effects of movement : their role and processing.
The movement, of a « mobile » (object in motion) for instance, is
accompanied by spatial effects due to the mobile's change of position in the
surrounding space of its displacement. This change of position leads to a
modification of spatial relations maintained by the mobile with the elements
of its ambient space. This theoretical note, after having clearly distinguished
the perception of movement from spatial treatment of its consequences,
identifies two tightly intricated problems : the first one concerns the condi
tions of the spatial treatment and the second problem has to do with the role
of the spatial structure.
It is noted that researchs show numerous examples of classical confu
sions or non-explicit experimental presuppositions.
Key-words : perception of movement, spatial treatment.
INTRODUCTION
Les rapports entre les mouvements et leurs référentiels spa
tiaux posent de nombreuses questions théoriques à la psychologie
cognitive : mécanismes d'exploration spatiale, connaissance des
propriétés spatiales des mouvements, élaboration des référent
iels, etc. En outre, l'analyse des travaux effectués dans ce secteur
montre une assez mauvaise coordination entre ce type de recher
ches et les recherches de psychophysiologie et de psychophysique.
En psychologie cognitive, les recherches sont la plupart du
temps centrées sur la connaissance de l'espace environnant, la
1. Rue des Géraniums, 13014 Marseille. 458 J. Pailhous el V. Cavallo
representation de ses propriétés relationnelles avec une utilisation
fréquente au niveau descriptif de la géométrie (cf. par exemple
Piaget, Inhelder et Szeminska, 1948 ; Michon, 1968).
La psychophysique, la psychophysiologie se sont surtout inté
ressées, quant à la description du mouvement, à ses propriétés
cinématiques (cf. par exemple le pointage visuo-manuel : Pail
lard, 1980 a ; Hauert, Mounoud et Mayer, 1981).
On trouve donc des recherches où le mouvement est pri
ncipalement conçu comme un moyen d'atteindre les propriétés
de l'espace (déplacement exploratoire visuel, locomoteur... par
exemple) et des recherches où il est l'objet même d'étude. Ainsi
par exemple dans le cas simple de la perception du mouvement
d'un mobile on peut distinguer les propriétés de l'espace qui
contient le mouvement des propriétés de l'espace du
lui-même, ses propriétés intrinsèques.
On peut remarquer qu'on n'a pas toujours très bien perçu que
les propriétés de l'espace qui contient le mouvement peuvent
servir de référentiel pour la connaissance des propriétés intrin
sèques du mouvement, et, réciproquement, ces peuvent servir de référentiel pour la connaissance de
l'espace qui le contient.
Certes ce problème n'a pas échappé à tout le monde. Gibson
(1958) notamment dans le cas du déplacement du sujet (qui
n'est qu'un cas particulier dans des conditions unimodalitaires)
se servait, dans ses modèles, des effets sur l'espace environnant
de différents déplacements pour le traitement du déplacement
lui-même (son contrôle par exemple). Cependant, n'ayant pas
réellement expérimenté lui-même, une distinction fondamentale
a échappé à son analyse. En effet, un certain nombre de pro
priétés de l'espace dans lequel le déplacement a lieu, ne sont pas
prises en considération dans sa problématique. Les espaces (des
surfaces) construits par Gibson ne permettent un véritable tra
itement du déplacement que pendant le déplacement lui-même
puisqu'il ne prend en compte que les lois cinématiques (direction,
vitesse, accélération) du mouvement apparent, donc consécutif
au déplacement de points hypothétiques de la surface.
De fait, ses travaux ont surtout suscité des recherches dans
le domaine de la perception — en psychophysique (Llewellyn,
1971 ; Warren, 1976) et en psychophysiologie (cf. vection par
exemple, Pavard, Berthoz et Lestienne, 1976) — , que des recher
ches en psychologie cognitive. Les effets spatiaux du mouvement 459
II suffit de supprimer la perception du mouvement, de créer
des espaces diversifiés pour que la perspective soit radicalement
transformée.
Il faut établir en effet une claire distinction entre :
1° Les informations qui proviennent directement de la per
ception du mouvement, celle-ci impliquant la mise en jeu d'une
infrastructure neurophysiologique déjà remarquable au niveau
périphérique (rétinien par exemple) ; cette information étant
bien entendu susceptible d'être la base d'un traitement cognitif
de type spatial (on voit bouger le mobile) ;
2° Des informations qui proviennent des conséquences spa
tiales ou « effets spatiaux » du mouvement (on voit le mobile
changer de place). Encore faudra-t-il, comme on le verra, qu'il
y ait des « places » dans cet espace.
C'est sur ce second point que portera la réflexion. En général
dans la vie courante ces deux sources d'information sont associées
et redondantes, mais on peut expérimentalement les dissocier
(avec un stroboscope par exemple). Cette dissociation permet de
mieux étudier cette seconde source et en parti
culier de dégager son rôle dans l'inférence/reconstruction du
mouvement. Cependant, nous remarquerons qu'il ne s'agit en
aucune façon de dissocier perception et représentation du mou
vement. En effet, la du mouvement du mobile est la
base la plus commune de la représentation spatiale de ce mouve
ment. Il s'agit en fait, en supprimant la perception du mouvement,
d'obliger le sujet par le seul traitement des effets spatiaux (qui
peut exister aussi, bien entendu, lorsque le mouvement est perçu)
de le reconstruire dans ses propriétés cinématiques. Cette recons
truction implique le recours à des processus cognitifs et plus
spécifiquement à des représentations spatiales (qui ne sont just
ement pas celles du mouvement, comme on le verra largement par
la suite, notamment au § 3). Bien entendu, le mouvement une
fois reconstruit peut être représenté (tout comme lorsqu'il a été
perçu) mais cette représentation du mouvement doit être clair
ement distinguée de sa reconstruction. Les expériences de l'un
d'entre nous (Cavallo, 1981) que nous rapporterons plus loin
brièvement, le montrent clairement. Contrairement et complé-
mentairement à la perspective de Gibson, la structure de l'espace
deviendra décisive puisqu'elle conditionnera la nature et même la
possibilité du traitement spatial. ESPACE PHYSIQUE
par exemple :
un mobile et son
environnement
' Filtre visuel Filtre tactilo-
des propriétés kinesthésique dés
de l'espace propriétés de l'es
pace
Premier niveau
de traitement
(périphérique)
Information non- trai table spatiale
(espace aléatoire,
régulier...)
Traitement spatial Deuxième niveau
Instruments cognitifs de traitement - spatiaux '
- relationnels Information (spatial)
spatiale
figuratif opératif
Information spatiale
traitée
spatial Objectifs (par du exemple): traitement
-contrôle et planifica
tion de l'action
-élaboration d'une image
-inferences (par exemple
du mouvement à partir
ides effets spatiaux)
Fig. 1. — Traitement périphérique et spatial Les effets spatiaux du mouvement 461
1. L'INFORMATION SPATIALE
Pour effectuer une opération, un traitement spatial, encore
faut-il que le sujet dispose d'une information spatiale ; or, une
information sensorielle, même si elle a des propriétés spatiales,
n'est pas encore une information spatiale.
Ainsi la capture fovéale d'une cible mobile nécessite de tenir
compte de propriétés spatiales éventuellement fort complexes du
mouvement de la cible. Nous dirons néanmoins que ce traitement
est sensori-moteur, périphérique, etc., et non pas spatial. Pour
qu'il y ait traitement spatial, encore faut-il qu'il y ait traduction
spatiale de ces propriétés spatiales. Cette traduction spatiale a
donc pour unique base les informations sensorielles et l'attribution
à ces informations sensorielles de propriétés spatiales fait appel à
des mécanismes d'ordre supérieur (cf. § 2). Il s'agit donc de
boucles neurophysiologiques longues susceptibles d'être soumises
à des contrôles supérieurs pouvant constituer la base d'une con
naissance de l'espace, et en particulier de supporter des processus
d'acquisition, des choix de stratégies, etc.
L'information spatiale est donc le produit d'un double « fi
ltrage » (codage). Sur la base des propriétés de l'espace retenues
(« filtrées ») par les appareils sensori-moteurs (les informations
sensorielles) une seconde opération de codage est nécessaire pour
effectuer une transformation, constituant de fait un second filtre
de l'information sensorielle en information spatiale (fig. 1).
1.1. Les propriétés spatiales
de l'information sensorielle
Les propriétés de l'espace retenues, sélectionnées, filtrées par
les modalités visuelle, tactilo-kinesthésique, auditive, ne sont pas
identiques. Elles ont bien entendu des points communs qui per
mettent par exemple les réussites aux expériences de stéréognosie
(reconnaissance visuelle de formes spatiales palpées...) mais elles
ont des différences. La profondeur, par exemple, se présente très
différemment projetée sur la surface de la rétine ou palpée par
la main.
Cette question est particulièrement bien illustrée par l'exemple
dit des suppléances « sensorielles ». Dans le cas des aveugles, les
deux prothèses les plus étudiées (par les chercheurs !) semblent J. Pailhous ei V. Cavallo 462
être un guide ultrasonique (Bower, 1977 ; Page, 1981) et une
« rétine » tactile (Bach y Rita, 1971).
Si on laisse de côté les sens (le tact et l'audition) auxquels
s'adressent ces prothèses, pour analyser un peu les propriétés du
signal aux sorties de la prothèse, on peut remarquer entre ces
deux appareils d'énormes différences dans les propriétés qu'ils
retiennent de l'espace.
La première prothèse est constituée d'une matrice de vibra-
teurs susceptible d'être excitée en produisant des formes à peu près
homothétiques à celles qu'il y aurait eues sur la rétine en vision
monoculaire ; à ceci près cependant que la matrice des vibrateurs
discrétise grossièrement les formes et les mouvements.
La seconde par contre produit un son continu dont la hauteur
et l'intensité dépendent de la surface apparente et de la distance
de l'objet, la stéréophonie indiquant sa direction.
On constate que l'une de ces prothèses est très adaptée pour
le traitement des propriétés relationnelles (géométriques) de
l'espace ; l'autre est adaptée au codage des distances, à l'analyse
cinématique des objets mobiles (Page, 1981). On constate ainsi
que c'est par abus de langage qu'on parle de suppléance sensor
ielle puisque c'est seulement au niveau des traits spatiaux filtrés
par la vision et la prothèse qu'on peut mener l'analyse.
1.2. Le codage spatial
D'autre part, il ne suffit pas qu'une certaine propriété de
l'espace soit filtrée par une modalité sensorielle pour en faire une
information spatiale ; en effet, le propre d'une information efficace
sur la trajectoire d'un mobile par exemple c'est d'informer sur
les propriétés spatiales réelles de cette trajectoire, le plus ind
épendamment possible des modalités sensorielles d'appréhension
et des biais qu'elles entraînent, c'est-à-dire d'être le plus fidèle
possible. On peut rendre ainsi comparables des informations pro
venant d'un même mouvement mais appréhendées par des modal
ités sensorielles différentes mises en jeu soit simultanément, soit
successivement. L'existence dans le cerveau de zones de cellules
polyafîérentées (cf. par exemple le pariétal, Brissaud, 1981 ; ou
encore l'hippocampe, O'keefe et Nadel, 1979), qui ont toujours
trait au traitement des propriétés spatiales, encourage la réflexion
dans ce sens. Ces zones seraient le support des informations
spatiales. Les coordinations sensori-motrices (visuo-manuelles Les effets spatiaux du mouvement 463
par exemple) dans leur établissement ontogénétique et dans leur
exercice sont difficilement explicables sans recourir à cette tra
duction. C'est parce qu'il y a un langage commun qui ne peut
être ni visuel ni manuel, mais spatial, que l'œil et la main peuvent
communiquer.
C'est seulement à ce moment de relative neutralisation des
modalités sensorielles que peuvent intervenir les calculs spatiaux
(Roll, 1981).
1.3. Les effets spatiaux du mouvement
On les définira ainsi : ce sont les modifications au cours du
temps que subissent les relations spatiales — telles qu'une ou
plusieurs modalités sensorielles les appréhendent — du seul fait
de ce mouvement. Ce qu'on entend par relations spatiales est
somme toute plus classique pour la psychologie cognitive. Il s'agit
de relations géométriques entre les éléments d'un espace classées
parfois grossièrement, parfois faussement — en catégories comme
topologiques, projectives ou métriques mais qu'on peut opération-
naliser assez aisément : être à l'intérieur de, être dans tel ordre,
être aligné, être parallèle, être à telle distance, former tel angle...
Dans le cas où le sujet ne perçoit plus directement le mouve
ment et où il doit donc le reconstruire, les instruments cognitifs
vont s'appliquer non sur des modifications continues des effets
spatiaux mais sur des modifications discrètes des états. Au plan
théorique cette question est fort complexe car cette diminution
objective de l'information renvoie à la fois au primat ontogénét
ique du traitement des états sur le traitement des transformat
ions (Piaget et Inhelder, 1966) et au intermittent des
informations sensorielles (Jeannerod, 1981). Nous ne la dévelop
perons pas ici.
D'une façon plus générale, la connaissance des propriétés
d'un mouvement dépend des instruments cognitifs mis en jeu par
le sujet.
Soit par exemple 3 objets et 2 flashes stroboscopiques, le
sujet perçoit :
ABC A C B
1er flash 2e flash
Si le sujet n'applique à cette transformation que la relation
d'ordre par exemple, il saura qu'il y a eu mouvement mais ne 464 J. Pailhous el V. Cavallo
saura dire si c'est B, C ou les deux qui ont bougé. Si, outre la
relation d'ordre, il tient compte des distances entre les éléments,
il pourra en déduire que seul B a bougé. Il est évident qu'en se
dispensant de tout calcul mais en disposant de la vision du mouve
ment le sujet aurait immédiatement identifié le mobile.
Les travaux de Bonnet (1975) semblent montrer que les sys
tèmes de traitement des informations visuelles de mouvement et
de déplacement ont leurs caractéristiques propres et génèrent une
information sensorielle spécifique : d'une part le « percept » de
déplacement, c'est-à-dire le changement de position dans le
temps, d'autre part le « percept » de mobilité, c'est-à-dire de pur
mouvement sans déplacement corrélatif perçu. Un certain nombre
de travaux de psychophysiologie ou de neurophysiologie étayent
plus ou moins directement cette hypothèse (Paillard, Jordan et
Brouchon, 1981 ; Grüsser et Grüsser-Cornehls, 1973). En général
donc ces deux informations sont associées ; cependant il existe
deux cas où les effets spatiaux se présentent sous la forme d'une
séquence de positions :
1° La vitesse du mobile est trop lente pour donner lieu à une
perception directe du mouvement (aiguille des minutes, les côtes
maritimes vues du large...). On constatera alors qu'un objet est
en mouvement parce qu'il a changé de place ;
2° Le mobile est présenté de façon discrète, c'est-à-dire qu'il
est présenté à deux positions différentes, à deux moments diffé
rents, sans aucun déplacement visible entre les deux positions
(radar, stroboscope).
Pour connaître les propriétés dynamiques et formelles d'un
mouvement à partir de changements de position il faut inférer
les informations (Exner, 1875) qui sont normalement données
immédiatement par la perception du mouvement.
Le processus de base pour inférer le mouvement à partir de
positions discrètes inclut la comparaison d'une position actuelle
avec une position mémorisée. Elle est en outre favorisée par la
présence de références stationnaires (Bonnet, 1975). Ces références
entretiennent avec le mobile des relations spatiales qui se modif
ient discrètement. Ceci laisse entrevoir que le système d'appré
ciation du mouvement implique non seulement d'éventuelles
voies nerveuses différentes mais (si la tâche nécessite des pro
cessus cognitifs) des processus cognitifs différents. Ainsi la sup
pression au niveau perceptif du mouvement peut promouvoir un
niveau de traitement supérieur impliquant des processus cogni- Les effets spatiaux du mouvement 465
tifs ; le mouvement devant être reconstitué, c'est la modification
successive des relations spatiales qui constitue la base des infe
rences effectuées par le sujet.
2. LE TRAITEMENT SPATIAL
L'attribution de propriétés relationnelles à un espace par le
sujet est soumise à quelques conditions bien connues en psychol
ogie cognitive :
1) Les sujets ne disposent pas d'emblée du répertoire complet
de ces relations. On sait au contraire, quels que soient les débats
qui animent les chercheurs s'intéressant à ces questions, que la
constitution du répertoire donne lieu à une longue élaboration
ontogénétique et à des apprentissages (ainsi la relation « être à
l'intérieur de... » apparaît plus précocement que la « être
à telle distance de... »).
2) En général, les effets spatiaux sont associés à la perception
directe du mouvement. Donc un traitement périphérique (sensori-
moteur) et cognitif (spatial) du mouvement est possible simul
tanément. Le niveau de traitement impliqué dépend étroitement
des exigences de la tâche et des conditions de son exécution.
a) Dans un certain nombre de tâches, le traitement périphé
rique du mouvement est non seulement suffisant mais, par sa
rapidité, sa précision, il peut être plus efficace que le traitement
des conséquences spatiales de ce mouvement. Il en va ainsi par
exemple de la saisie d'un ballon lancé (Croft, 1971) où l'apprécia
tion des propriétés du mouvement de la cible est à la fois indis
pensable et sous contrainte de temps.
Le même auteur constate par contre que le lancer de balle
vers un objectif spatial immobile n'est pas entravé si l'on supprime
la vision du mouvement. De ce point de vue, les résultats obtenus
par Grémieux (1979) ne sont pas du tout surprenants. L'auteur
ne constate pas de différences significatives entre les animaux
élevés en lumière stroboscopique (à fréquence fixe) et ceux élevés
sous conditions normales, dans des tests comportementaux (le
placement par exemple) qui n'impliquent pas nécessairement le
contrôle visuel du mouvement : il s'agit en l'occurrence du poin
tage d'une cible fixe.
b) Réciproquement, il est probable que dans certaines condi
tions où perception du mouvement et effets spatiaux sont simul-

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