- Nouvelles recherches sur le papillotement chromatique à luminance constante - article ; n°1 ; vol.47, pg 86-96

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L'année psychologique - Année 1946 - Volume 47 - Numéro 1 - Pages 86-96
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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 : mardi 1 janvier 1946
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Y Galifret
Henri Piéron
V. - Nouvelles recherches sur le papillotement chromatique à
luminance constante
In: L'année psychologique. 1946 vol. 47-48. pp. 86-96.
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Galifret Y, Piéron Henri. V. - Nouvelles recherches sur le papillotement chromatique à luminance constante. In: L'année
psychologique. 1946 vol. 47-48. pp. 86-96.
doi : 10.3406/psy.1946.8281
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1946_num_47_1_8281NOUVELLES RECHERCHES
SUR LE PÂPILLOTEMENT CHROMATIQUE
A LUMINANCE CONSTANTE
par Yves Galifret et Henri Piéron
Introduction.
Dans une série d'expériences précédemment relatée (1) nous
avons donné des indications numériques sur le rôle du niveau
fixe de luminance, dans la fréquence critique de fusion de st
imulations chromatiques intermittentes, séparées par des inter
valles égaux de stimulation achromatique d'égale luminance.
Nous avons également montré l'influence de la variation du
rapport des phases achromatique et chromatique.
Enfin, en ce qui concerne la pureté de la stimulation chro
matique, nous avons constaté qu'une variation, depuis la pureté
maximale de radiations monochromatiques jusqu'à une
10 %, un peu supérieure au seuil de perception du chroma,
n'exerçait pas d'influence sur la fréquence critique de fusion,
à niveau fixe de luminance.
Sur ce point, qui ne laissait pas de paraître surprenant malgré
certaines données concordantes, nous avons repris de nouvelles
recherches et nous avons également examiné si la tonalité chro
matique manifestait une action propre décelable par des varia
tions caractéristiques de la fréquence critique pour les trois
fondamentales.
Dans ces recherches, reprises avec le spectrocolorimètre, nous
avons utilisé la même méthode que précédemment et renvoyons
à la description que nous avons donnée (1). GAUFRET ET PIÉRON. — LE PAPILLOTEMENT CHROMATIQUE 87
A. — Rôle de la tonalité chromatique.
Nous nous étions précédemment réservé de revenir sur le
rôle que joue la tonalité chromatique dans la fusion, au moins
pour les fondamentales rouge, verte et bleue.
Les mesures furent effectuées avec le spectrocolorimètre et
suivant la technique utilisée dans l'étude de l'influence de la
pureté. Au lieu de faire varier la pureté du flux chromatique,
on en faisait varier la longueur d'onde en maintenant la lumi
nance fixe (0,8 nit) et égale à celle fournie par le flux achro
matique. Trois radiations monochromatiques furent utilisées
à pureté spectrale maximale, bleue (475 m^), verte (530 m^)
et rouge (640 m\i).
Voici les fréquences critiques de fusion correspondantes (nom
bre de périodes par minute) :
Rouge Vert Bleu
445 455 455
420 405 435
520 520 530 540
480 470 470
M = 482 474 480
Chaque valeur est la moyenne de cinq déterminations.
Les différences entre 482, 474 et 480 sont de l'ordre des erreurs
commises dans les mesures et on doit considérer les trois moyennes
comme égales.
La tonalité chromatique n'a donc manifesté aucune influence
appréciable sur la fréquence critique de fusion en ce qui con
cerne les fondamentales rouge, verte et bleue, dans la stimu
lation chromatique intermittente, à luminance invariable.
B. — La fréquence critique aux niveaux de pureté paralimlnaires.
Nous avions constaté précédemment (1) que, lors de l'alte
rnance d'une stimulation chromatique avec une stimulation
achromatique de même luminance, la fréquence critique de fusion MÉMOIRES ORIGINAUX 88
était indépendante des variations de pureté de la stimulation
chromatique.
Ce fait, quoique d'aspect paradoxal, pouvait être prévu depuis
que l'un de nous avait montré que la vitesse d'établissement
d'une sensation de couleur sur fond de luminance fixe n'était
pas modifiée par les variations de pureté (2).
Mais, si l'on admet le phénomène pour des niveaux de satu
ration relativement élevés ou au moins nettement supérieurs
au seuil, il reste qu'il est difficile de prévoir ce qui se passe dans
la région para-liminaire. Pour une pureté nulle les deux st
imulations alternantes sont identiques et la substitution de l'une
à l'autre n'est pas perçue; pour une pureté double de la pureté
liminaire la substitution est perçue et il faut, pour obtenir
la fusion, un rythme d'alternance qui ne variera plus quand
la pureté augmentera; quelle est l'allure du phénomène dans
la région intermédiaire?
A l'aide du même dispositif expérimental nous avons tenté
de le préciser.
Le sujet pouvait à sa guise, en manœuvrant un volet, décou
vrir ou faire disparaître la plage d'observation (plage circulaire
de 30' de diamètre vue au centre de 4 points rouges disposés
comme les sommets d'un carré de 45' de diagonale). Pour un
degré de pureté donné et pour une fréquence donnée, il avait
la possibilité de multiplier les observations, mais il lui était
recommandé de faire chaque observation aussi vite que pos
sible et de fixer une plage blanche d'une luminance de 2 nits
durant ses repos.
Les déterminations sont difficiles à faire avec la précision
suffisante. Le réglage préalable des flux doit être parachevé par
le sujet lui-même, car l'efficience lumineuse de la radiation chro
matique est une caractéristique individuelle propre, et une
égalisation faite par un autre œil ne serait pas valable. Ce réglage
augmente considérablement la durée des expériences.
Il est pratiquement impossible d'opérer avec des personnes
non entraînées à ce genre de mesures. Mais, l'un de nous ser
vant de sujet, nous avons pu recueillir des données dont la
signification n'est pas douteuse.
Toutes les mesures furent faites à un niveau de luminance
de 1,7 nit. On utilisa le rouge 640 m{z comme stimulation chro
matique.
En procédant par égalisation en flicker, nous avons pu éva
luer les efficiences lumineuses relatives du flux rouge et du GALIFRET ET PIERON. LE PAPILLOTEMENT CHROMATIQUE 89
flux blanc dont le mélange fournissait le flux rouge de satura
tion variable. Le tableau suivant donne les compositions suc
cessives de ce dernier :
(1) (2) (3) (4)
Rouge 0,15 0,38 1,5 30
Efficience lumineuse
relative
Blanc 99,85 99,62 98,5 70
Pour le flux 1 nous nous trouvons très au-dessous de la satu
ration liminaire; la substitution de ce flux à un flux blanc de
même brillance n'est pas perçue quel que soit le rythme des
alternances.
Pour le flux 2 le sujet ne perçoit une différence avec le flux
achromatique que s'il est averti du moment de la substitution.
La différence perçue n'est pas de caractère chromatique, le
sujet ne perçoit pas encore le chroma, il remarque seulement
que « ça n'est pas tout à fait identique à la stimulation achro
matique ».
Si l'on fait alterner les deux stimulations à rythme lent
jusqu'à 200 alternances par minute, aucun flicker n'est perçu,
vers 240 l'apparence est douteuse, et à 270 le flicker apparaît
nettement. C'est qu'à cette vitesse l'intervalle achromatique
entre deux stimulations chromatiques infra-liminaires est assez
bref pour permettre la sommation; stimulation et intervalle
ont alors une durée de 111 <j. Une telle sommation de stimula
tions infra-liminaires a déjà fait l'objet d'une étude de Granit
et Davis (3), mais il s'agissait alors de stimulations lumineuses
séparées par un intervalle d'obscurité.
En faisant croître le rythme au-delà de 270, on obtient un
flicker de plus en plus rapide et il faut atteindre le rythme de
500 alternances à la minute pour que la fusion s'effectue.
Avec le flux 3 nous sommes au-dessus du seuil de saturation,
la fréquence critique est de 510.
Avec le flux 4 nous sommes très au-dessus de ce seuil, la
fréquence critique est de 505.
Les valeurs de fréquence critique indiquées sont les moyennes
de cinq déterminations. Vu l'ordre de précision des déterminat
ions, les différences ne peuvent être considérées comme signi
ficatives. Donc, que la différence de pureté entre le flux achro- 30 MÉMOIRES ORIGINAUX
matique (pureté 0) et le flux chromatique soit encore légèrement
infra-liminaire ou très supérieure au seuil, la fréquence' critique
de fusion est toujours la même. Dès qu'un déséquilibre existe
entre les deux stimulations, aussi petit soit-il, la fusion n'est
possible qu'à une fréquence de l'ordre de 505. C'est pour un
intervalle d'une durée de 59 msec entre deux stimulations chro
matiques que 1' « off-effect »provoqué par la disparition de la
première « se raccorde » à 1' « on-effect » provoqué par l'appa
rition de la seconde. Et ceci de façon rigide* avec une allure
de « tout ou rien », quel que soit le niveau de la stimulation
chromatique.
La considération du seuil différentiel de perception des satu
rations ne peut donc être d'aucun secours pour l'explication
du phénomène; ainsi que nous le signalions antérieurement (1),
il s'agit d'un mécanisme préperceptif.
C. — Alternance de deux saturations.
Nous avons voulu observer comment variait la fréquence cr
itique lorsque, au lieu de faire alterner une stimulation chro
matique et une stimulation achromatique, on faisait alterner
deux stimulations chromatiques de même longueur d'onde (rouge,
640 mfi), mais de saturation différente.
Les expériences furent faites au spectrocoiorimètre avec la
même technique que précédemment.
Le tableau suivant indique la fréquence critique en fonction
de la composition des flux alternants exprimée en efficience lumi
neuse relative.
Rouge Alternant avec
Rouge + Blanc Fc
100 100 0 Pas de flicker Chaque valeur est 75 25 390 la moyenne de
100 50 50 430 cinq détermi10 90 450 nations.
100 0,5 99,5 465
On constate que la fréquence critique croît, cette fois, comme
la différence entre les niveaux de pureté des deux stimulations. .
GALIFRET ET PIÉRON. LE PAPILLOTEMENT CHROMATIQUE 91
D. — Données sur une influence de la pureté avee un dispositif
expérimental différent.
Il nous faut maintenant rendre compte d'une autre série d'ex
périences relatives également à l'influence de la pureté sur la
fréquence critique de fusion.
Ces expériences furent faites avec le photomètre à papillo-
tement de Blet (4).
Dans cet appareil, le sujet observe une surface réfléchissante
blanche, éclairée alternativement par le flux blanc et le flux
coloré. La plage d'observation est limitée par un diaphragme
circulaire et se présentait dans nos expériences comme un cercle
lumineux de 30' de diamètre sur un fond noir.
Le flux chromatique était réalisé avec un filtre liquide, une
solution aqueuse de vert naphtol. Trois taux de dilution fournis
saient les trois saturations, « Forte » (F), « Moyenne » (M),
« faible » (f) *. Cette élémentaire discrimination suffit à la mise
en évidence du phénomène dont rend compte le tableau suivant :
Sujet F M f
N
587 1 657 523
2 664 596 584
3 ...... 725 631 578
Moyenne. . . 682 605 562
L'égalisation des illuminances par les flux achromatique et
chromatique était faite par flicker en éloignant plus ou moins
de l'écran réfléchissant la source chargée de fournir le flux chro
matique, l'autre source étant dans une position fixe, de manière
à travailler toujours à luminosité constante.
1. Voici des données approximatives (valeurs relatives) sur la courbe de
transmission des filtres.
Longueur d'onde 430 470 500 530 570 610
F 0 3,5 21,5 100 21,5 0
M 0 11,5 43 75 0 43
8,5 25,5 38 43 f 29 0 92 MEMOIRES ORIGINAUX
On voit qu'avec ce nouveau dispositif expérimental la fr
équence critique croît avec la concentration du filtre liquide,
donc avec la saturation.
Le désaccord avec les résultats précédemment obtenus pose
donc un nouveau problème.
Discussion.
Le point nouveau qui ressort de ces recherches, c'est l'absence
d'influence spécifique des tonalités chromatiques. Pour un même
niveau fixe de luminance, la fréquence critique de fusion de
stimulations chromatiques intermittentes est la même pour les
trois couleurs fondamentales utilisées 1.
On peut penser que ce fait est en désaccord avec tout l'e
nsemble des données qui montrent une inégalité notable dans
l'évolution temporelle du rouge, du vert et du bleu.
La latence, aussi bien de l'impression lumineuse que de la
sensation chromatique, pour un niveau donné de luminance,
est la plus brève pour le rouge et la plus longue pour le bleu (25;) ;
de même la vitesse d'établissement de l'impression lumineuse
et celle de la sensation chromatique, sans variation de lumi
nance, est la plus grande pour le rouge et la moindre pour le
bleu (2).
Mais, en matière de papillotement, la fréquence critique de
fusion, fonction de la luminance, n'est pas influencée par la
tonalité chromatique (6), et les données recueillies sur cette
fréquence, en cas de stimulations chromatiques intermittentes
sans variation de luminance, établissent nettement cette égal
ité des fondamentales.
Le désaccord apparent peut s'expliquer par le fait général
1. Dans nos premières expériences, nous avions en réalité enregistré
une variation systématique de la fréquence critique de fusion en fonction
de la spécificité chromatique.
Le bleu (475 mu) fusionnait à 492 périodes minute, le vert (530 mu à
545) et le rouge (640 mu) à 583 (z).
Mais les conditions expérimentales étaient les suivantes :
— plage d'observation carrée de 85' de diagonale,
— brillance ne dépassant pas 0,1 nit,
— absence de points de fixation.
Chacune de ces conditions, en enlevant à la stimulation son caractère
strictement fovéal, suffisait à elle seule à justifier le désaccord. Les déter
minations, en effet, n'ont de signification que si l'on exclut toute partici
pation des bâtonnets. L'influence de ceux-ci, variant avec la longueur
d'onde entraînait l'apparence d'une spécificité chromatique. "TfTW
GALIFRET ET PIERON. LE PAPILLÇTEMENT CHROMATIQUE 93
du mécanisme d'induction contrastante dans les scimulations
monochromatiques.
Quand on procède à une stimulation rouge intermittente,
dans la phase d'intermittence les deux autres fondamentales
sont éveillées, et l'on a affaire à une alternance d'une fonda
mentale avec un couple antagoniste; les relations temporelles
critiques quand s'établit la fusion se trouvent donc toujours
assez sensiblement les mêmes, dans la régularisation générale
des alternances rythmées. Et, dès lors, il n'est pas étonnant que
des différences spécifiques dans l'évolution, isolément envisagée,
des trois fondamentales ne puissent se manifester dans ce cas. •
C'est ce fait que les intermittences apparentes une st
imulation chromatique, quand s'y substitue une stimulation
achromatique d'égale luminance, comportent en réalité des alter
nances hétérochromatiques par induction des complémentaires,
qui explique l'autre fait précédemment signalé (1) que, dans la
variation progressive des rapports des deux phases, la symétrie
des valeurs de fréquences critiques est complète quand on envi
sage l'augmentation de la phase chromatique ou celle de la
phase théoriquement achromatique, à partir d'une égalité comp
lète des phases. Il en est de même pour les alternances de leu-
cies (gris plus ou moins foncés), en opposition avec la variation
continue des fréquences critiques dans la stimulation lumineuse
intermittente (à luminance moyenne constante).
***
En ce qui concerne l'influence de la pureté, tout l'ensemble
des données obtenues avec alternance, au spectrocolorimètre,
d'un flux monochromatique spectral de pureté donnée et d'un
flux achromatique d'égale luminance, s'accorde pour montrer
que la fréquence critique se trouve déterminée à une valeur
fixe pour un niveau donné de luminance, dès qu'une différen
ciation des flux se manifeste, sans modification quand la satu
ration chromatique s'élève jusqu'à la pureté spectrale maxima.
Mais, à côté de cela, quand alternent des stimulations chro
matiques homogènes ne différant que de pureté, l'amplitude de
la différence intervient, et la fréquence critique s'élève quand
augmente l'hétérogénéité de saturation des impressions alter
nantes, d'après les recherches effectuées en lumière rouge.
Dans le premier cas, on peut penser qu'intervient 1' « off-
effect » mis en évidence dans la rétine avec des stimulations MÉMOIRES ORIGINAUX
intermittentes. Cet effet préperceptif (lié peut-être à l'induction
contrastante dans le cas des excitations colorées), dès qu'il est
déclenché, crée une hétérogénéité dans les messages afférents,
exerçant une influence propre pour empêcher la fusion cor
ticale jusqu'à une fréquence qui, pour le niveau de luminance,
entraîne la disparition de J' « off-effect ».
Cet effet n'intervient pas dans l'alternance de stimulations
chromatiques, dont l'une varie seulement de pureté, à luminance
constante et, dès lors, les processus perceptifs doivent régir la
fréquence critique de fusion, suivant la loi générale d'accroi
ssement de la difficulté de fusion avec l'hétérogénéité des alter
nances.
* * *
Reste à envisager le désaccord des résultats obtenus au spec-
trocolorimètre, d'où résulte une absence complète d'influence
de la pureté sur la fréquence critique dans le cas d'alternance
entre stimulations chromatiques et stimulations achromatiques
d'égale luminance, et de ceux qu'a donnés l'emploi du photo
mètre à papillotement de Blet, comportant une influence de la
pureté, dont l'accroissement élève la fréquence critique de fusion,
alors que les conditions d'examen sont analogues.
Le sujet observe, en effet, une plage ramenée à une dimension
d'environ 30' au moyen d'une lunette limitant le champ de
vision.
Il est peu probable que l'emploi de filtres pour isoler une
bande monochromatique, au lieu de l'isolement dans le spectre
d'une bande, évidemment plus étroite, puisse exercer une action
modificatrice au point de vue des fréquences critiques, ni que
les modalités différentes des variations de pureté puissent être
incriminées 1.
Mais une différence essentielle peut rendre compte du désac
cord. Dans les recherches avec le photomètre papilloteur, il
n'y avait pas de dispositif pour assurer une fixation fovéale
1. Avec le spectrocolorimètre, à la même bande de radiations monochrom
atiques, on superpose un faisceau de lumière blanche avec participation
spectrale totale, et dans l'apport de luminance la proportion relevant de
l'étroite bande, à pureté minima, diminue progressivement quand on réduit
la pureté. Avec les filtres, quand la transparence augmente (sans que la
luminance croisse par réduction convenable du flux), la bande assez large de
radiations traversant le filtre, avec un centre de gravité pour un X donné,
e'étend davantage et la saillie centrale se réduit. Avec les trois concentrations
utilisées, on trouve que, autour de 530 mp., la proportion dans l'apport de
luminance passe de 68 à 43 et à 30, d'où la variation de pureté.

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