Seuils absolus et seuils différentiels en vision nocturne - article ; n°1 ; vol.40, pg 171-192

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L'année psychologique - Année 1939 - Volume 40 - Numéro 1 - Pages 171-192
22 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 : dimanche 1 janvier 1939
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G. Durup
L. Rousselot
VIII. Seuils absolus et seuils différentiels en vision nocturne
In: L'année psychologique. 1939 vol. 40. pp. 171-192.
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Durup G., Rousselot L. VIII. Seuils absolus et seuils différentiels en vision nocturne. In: L'année psychologique. 1939 vol. 40.
pp. 171-192.
doi : 10.3406/psy.1939.5754
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1939_num_40_1_5754du Laboratoire de Physiologie des Sensations du Collège de France) <Travail
VIII
SEUILS ABSOLUS ET SEUILS DIFFERENTIELS EN VISION NOCTURNE
Par G. Durup et L. Rousselot
INTRODUCTION
Le Laboratoire ayant eu l'an dernier à réaliser rapidement
par ses propres moyens un test de sensibilité différentielle
en vision nocturne, le Pr Piéron se servit d'un cylindre tour
nant, pour présenter au sujet simultanément, sur un fond
gris, une série de bandes plus claires ou plus foncées.
Alors que les appareils déjà en usage1 pour l'étude de la
vision nocturne, ou du cours de l'adaptation à l'obscurité,
offrent à l'œil, sur un fond obscur, une plage isolée qui permet
seulement la mesure d'un seuil absolu, notre cylindre a pour
but d'éprouver la différenciation, par rapport à un fond qui
devient assez; vite visible, de surfaces plus claires ou plus
sombres (comme lorsqu'il s'agit de distinguer, à vue d'avion,
dans un paysage nocturne, des particularités de terrain, des
constructions, des cours d'eau, etc.).
Toutefois, s'il est vrai que la sensibilité absolue, mesurée
par le seuil après adaptation à l'obscurité, et la sensibilité
différentielle en général sont deux capacités nettement dis
tinctes, en est-il encore ainsi quand la sensibilité différentielle
est mesurée également après adaptation, à des niveaux d'in
tensité très faibles ? Telle est la question que s'est posée le
Pr Piéron.
Pour y répondre, nous avons effectué sous sa direction la
1. Cf. H. Piéron. L'adaptométrie clinique et son importance. Bull.
Inst. Nai. d'Éi. du Trav. et d'O. P., XI, 7, juill. 1939, p. 191.
Signalons aussi les appareils mesurant 1' « acuité nocturne » (Beyne et
Worms, 1926; E. Haas, 1931 et 1935). Il ne s'agit pas, en faible lumière,
d'un pouvoir séparateur de la rétine : ces appareils fournissent le seuil
de brillance en fonction de la dimension de l'optotype (ou vice versa, ce
qui revient au même) ; ce seuil diminue quand grandit (som
mation spatiale de la brillance, voir à la fin du § 4). 172 MÉMOIRES ORIGINAUX
comparaison, sur 11 sujets, des performances obtenues avec
le cylindre tournant et avec 2 appareils mesurant les seuils
absolus : photoptomètre de Polack (plage réglable de 1 cm2}
et adaptomètre de Piéron (plages fixes de 8,5 cm2).
Nous verrons que, si les résultats fournis par ces 2 appar
eils sont parfois divergents, ceux que donne le cylindre
n'en diffèrent pas à un degré beaucoup plus grand. Les deux
sortes d'épreuves auraient donc une assez; forte corrélation.
Avant d'en rechercher l'explication et d'en tirer une conclusion
pratique, voyons de près les données expérimentales.
§ 1. Description des appareils. — Le photoptomètre de
Polack a été décrit ici même1. Celui dont nous nous sommes
servis a été un peu modifié : ampoule de 30-50 bougies au
lieu de 8, permettant d'augmenter, aux dépens de l'intensité,
la diffusion du flux par verres dépolis, donc l'homogénéité
de la plage-test (de 1 cm2). On évite ainsi autant que possible
de présenter au sujet, au niveau liminaire, une plage qui
s'amenuise en altérant sa forme.
Puisqu'il ne s'agissait ici que de mesures de seuils, la
lampe (Philips 1/2 watt, 12-16 volts, 50 bougies) fut employée
sous 12 volts — 1,25 ampère, soit 15 watts, d'où environ
30 bougies. Dans le châssis du photoptomètre était placée une
lame diffusante supplémentaire transmettant 1/17 du flux.
Nous obtenions ainsi pour une ouverture de diaphragme de
1 cm2 (maximum) une plage de brillance avoisinant 1/4 de
nit2.
Afin d'opérer autant que possible dans les mêmes condi
tions qu'avec F adaptomètre, nous avons placé à droite de la
plage, à 7 cm. du centre, un point rouge déterminant la direc
tion de la fixation fovéale. Gomme pour l' adaptomètre, l'œil
du sujet était situé à 40 cm. de la plage, qui se trouvait ainsi
à environ 7/40 de radian = 57° 3 x 7/40 — 10° de la direction
du regard (conditions très favorables à la vision nocturne).
1. N. Kleitman et H. Piéron. Recherches sur l'établissement de la
sensation lumineuse. An. Ps., XXV, 1925, p. 43.
2. Dans le système d'unités pratiques adopté par la Commission Ëlec-
trotechnique Internationale en juin 1935, l'unité de brillance est le nit
ou bougie /m2 (le mètre étant l'unité de longueur du système pratique dit
M. T. S.), l'unité d'éclairement est le lux (lumen /m2). De même que le
lux vaut 0,0001 phot, le nit vaut 0,0001 stilb (dans le système G. G. S.,
1 phot = 1 lumen /cm2, 1 stilb = 1 bougie /cm2). ET ROUSSELOT. SEUILS ABSOLUS ET DIFFÉRENTIELS 173 DURUP
Notons qu'il s'agira toujours, dans ce travail, de vision
binoculaire sans pupille artificielle.
L' adaptomètre de Piéron1 fut employé dans les conditions
normales. Toutefois, la plage n° 1 avait une brillance de
3,6 millinits (au lieu de 7 avec la lampe en service dans l'ét
alonnage initial), et les 5 min. d'adaptation préalable s'effe
ctuaient sur une brillance de 135 nits (au lieu de 500).
Tandis que le photoptomètre obligeait à régler l'unique
plage par tâtonnements jusqu'au minimum perceptible, l'adap-
tomètre donnait immédiatement le seuil puisque les plages
(de 8,5 cm2, disposées en cercle, leurs centres à 7 cm. du point
rouge) se présentent simultanément au sujet.
Le cylindre tournant, de 14 cm. de diamètre, 34 cm. de
longueur (horizontale), présente une gamme de gris obtenus,
au cours de la rotation, par fusion de la partie blanche et de
la partie noire dont sont composées des bandes circulaires.
Ces bandes, de 2 cm. de large et à 2 cm. d'intervalle, réalisent
alors, rangés dans un ordre quelconque (invariable) : à gauche,
4 gris plus clairs que le fond, à droite, 4 gris plus foncés, — les
2 gris les moins discernables du fond' se trouvant de part et
d'autre de la région médiane (juste assez; large pour servir
de piège en suggérant une bande de plus).
Plusieurs sujets ayant distingué ces 8 bandes avant les
30 min. d'adaptation, il fallut pour les classer entre eux leur
offrir des gris plus voisins du fond. Une planchette escamot
able fut placée au-dessus du cylindre et recouverte d'un
même gris de fond, sur lequel étaient collées 4 bandes verti
cales de 2 cm. de large : 2 claires à gauche, 2 foncées à droite,
les moins discernables se trouvant au centre comme dans le
cylindre.
L'éclairement de l'ensemble du test provenait, par
réflexion diffuse, des parois de la chambre noire, dont un
coin supérieur, derrière le sujet, était illuminé par une lampe
solaire de 25 watts, diaphragmée et munie d'un verre de
Tscherning de 1 photoptrie. Pour connaître les brillances des
bandes dans ces conditions (même après adaptation, elles
n'apparaissaient pas dans le brillancemètre), il fallut procéder
indirectement.
Les brillances relatives du papier blanc (cylindre immobile),
1. H. Piéron. Art. cité, et : Un adaptomètre clinique. Presse Médicale,
12 avril 1939, n° 29, p. 553-554. 474 MÉMOIRES ORIGINAUX
du fond gris et des 12 bandes furent mesurées pour un éclai
rage direct provenant d'une lampe située près du plafond, au
centre de la lueur « nocturne » utilisée pour le test1. On déter
mina d'autre part la brillance du papier blanc (environ
900 micronits) lorsque cette lueur était produite par la lampe
d'expérience sans verre de Tscherning.
La mise en place de ce verre sur l'ouverture n'ayant pas
d'autre effet que de réduire les éclairements au 1/10, une
division par 10 fournit en valeur absolue la brillance du blanc
pour l'éclairement nocturne utilisé. Les brillances absolues
du fond et des 12 bandes s'obtiennent alors à partir du tableau
des brillances relatives.
Nous voulions réaliser un éclairement analogue à celui
que reçoit un sol horizontal par une nuit claire sans lune,
— par exemple 0,3 millilux2. Les brillances que nous avons
obtenues sont celles que présenteraient, sous cet éclairement,
des surfaces ayant pour facteur de diffusion (vers l'œil du
sujet), pour le papier blanc : 0,91 ; pour le fond gris : 0,205 ;
pour les bandes claires : 0,41 - 0,37 - 0,31 - 0,285 (cylindre) et
0,277-0,248 (planchette) ; pour les bandes foncées : 0,065-
0,085-0,105-0,14 (cylindre) et 0,152-0,168 (planchette).
L'erreur probable sur ces valeurs relatives est de l'ordre de 1 %„
Pour l'établissement d'une adaptation préalable définie
(à 135 nits, durant 5 min., après 1 min. d'obscurité), le sujet
fixait la région centrale d'une surface de plus de 60 cm. sur 80
(le cylindre n'a que 34 cm. de long), située à 73 cm. de l'œil.
§ 2. Technique expérimentale. — Le sujet séjourne d'abord
dans la chambre noire plusieurs minutes, occupées par des
essais de pupillométrie, puis par l'exposé des instructions
générales. On lui montre les appareils (notamment les plages)
qu'il ne reverra plus qu'au moment des mesures de seuils.
On lui cache la disposition des bandes du cylindre, mais on le
prévient qu'elles sont blanches à gauche, noires à droite.
1. La surface convexe du cylindre, non mate, présentait les bande&
avec une brillance maximum au centre, pour toutes à la même hauteur
(la hauteur où intervenait au maximum la réflexion régulière). C'est,
dans cette région que fut mesurée — identiquement pour les 8 bandes
et le fond — une brillance moyenne (voir p. 176, n. 1).
2. Yntema (Public. Astron. Labo. Groningen, 1909), Roelofs et
Zeeman (Ar. néer. Physio., Ill, 1919, 562-586) donnent un éclairement.
un peu inférieur; Fabry (C. R. Ac. Se, 150, 1910, 272-275) : « environ
1 /3.000 de lux ». : DURUP ET ROUSSELOT. SEUILS ABSOLUS ET DIFFÉRENTIELS 175
On l'avertit que la vision indirecte est avantageuse, en l'invi
tant à regarder librement au-dessus du cylindre, de côté, etc.
On convient enfin des signaux, et de la forme des réponses.
Après 1 min. d'obscurité et 5 min. d'adaptation à 135 nits1,
le sujet s'assied devant le cylindre immobile, dont la partie
blanche est tournée de son côté. Dès qu'il la distingue, il
avertit l'opérateur. Assis et invisible, celui-ci fait tourner le
cylindre.
Quand le sujet distingue une bande (ou, ensuite, une bande
nouvelle) il dit « top » et ferme les yeux (les mains devant,
sans appuyer). L'opérateur note le temps, puis les observat
ions du sujet, qui peut alors rectifier l'instant de son top
si l'observation se situait avant. On fait ensuite un autre
essai. Quand le sujet ne distingue rien de nouveau, il se
repose 2 à 3 min. ; s'il parvient à voir les 8 raies, on lui pré
sente les 4 de la planchette.
Après 30 min., l'éclairage nocturne est supprimé et le
sujet passe au photoptomètre. On part du diaphragme réglé
à 0,2 mm. (fente fixe) X 0,25 mm. (fente réglable) et, rédui
sant plus ou moins cette dernière en fonction des jugements
du sujet, on tâche de réaliser après le minimum de tâton
nements une plage tout juste perceptible (le sujet fixant le
point rouge).
Le sujet passe ensuite à l'adaptomètre. Puis, de nouveau,
photoptomètre et adaptomètre ; enfin, les 12 bandes en éclai-
rement nocturne.
§ 3. Résultats concernant le seuil différentiel. — Les per
formances individuelles au cylindre tournant sont présentées
dans les figures 1 (5 sujets) et 2 (6 sujets). Chaque point repré
sente, à l'instant porté en abcisse, le niveau de la bande juste
visible. Quand par exemple un sujet commence à distinguer
la 3e bande noire, le niveau marqué est 10,5 ; si sa réponse
est incertaine : « 3 noires et peut-être une 4e », le niveau sera
intermédiaire entre 10,5 et 14.
1 . Prolonger celle-ci au delà de 5 min. n'augmenterait guère l'effet sur
l'adaptation consécutive à l'obscurité (Lohmann. Z. f. Sinnesphys., 41,
1907, 290-311 ; H. K. Müller. Ar. f. O., 125, 1931, 614-642). Mais il
importe, si l'on veut expérimenter dans des conditions bien définies,
d'éliminer la longue adaptation antérieure envers la lumière, souvent
vive, du jour. Hecht (J. gen. Physio., 1921, 113-139) parle 30 min. au
sujet dans la salle d'expérience avant de commencer une adaptation préa
lable de 5 min. à 500 nits. MEMOIRES ORIGINAUX 176
Ces niveaux sont des valeurs relatives de brillance, l'unité
étant de l'ordre du micronit (10~10 stilb)1. Le niveau 20,5 est
celui du fond. L'écart entre la courbe d'un sujet et la droite
du niveau 20,5 donne le seuil différentiel.
On voit que ce seuil décroît d'abord rapidement, puis
asymptotiquement à une droite de niveau constant. L'allure
est analogue à celle de la récupération du seuil absolu.
Entre les sujets extrêmes, on observe un gros écart : du
simple au triple. Deux sujets ont distingué les dernières
bandes avant 30 min. : l'un vers la 20e min., l'autre vers
la 15e. L'échelle des gris devrait donc, si l'on désirait chiffrer
le seuil différentiel après 30 min. pour tous les sujets, com
prendre des gris plus voisins du fond que ne le permettait
notre série de papiers de Hering.
Le sujet GB. (collègue bien entraîné) a été testé à 2 reprises,
par 2 opérateurs différents. Les valeurs portées figure 1,
représentées par des X pour le 1er test (par LR.) et par des
points pour le retest (par GD., 2 mois après), ne présentent
aucune différence significative.
Pour préciser l'allure de la récupération de la sensibilité
différentielle au cours de l'adaptation à l'obscurité, prenons
quelques valeurs médianes (relatives au groupe de 11 sujets).
TABLEAU I
Bande Bande Seuil différentiel Durée Seuil Seuil
d'adaptatioa différent. différent.
en minutes moyen relatif juste perceptible supérieur inférieur
10 33,5 7 13 13,5 13,25 0,65
15 29,5 11,5 9 9 9 0,44
20 28,5 13,5 8 7 7,5 0,365
30 28 14,7 7,5 5,8 6,65 0,325
40 27 15 6,5 5,5 6 0,293
50 26 15,7 5,5 4,8 5,15 0,25
Ces valeurs (déterminées sur l'ensemble des courbes des
figures 1 et 2) sont portées dans les 2e et 3e colonnes du
tableau ci-contre. Leurs différences avec 20,5 donnent les
1. A partir des valeurs S indiquées au § 1, on obtient les brillances
(leurs valeurs absolues étant évidemment peu précises) par la formule :
B = (E /7t)S, soit ici : B (micronits) = 8 X 300 (microlux) /n, soit environ
100 S, portées en ordonnées dans nos figures. 3o
Zo
10 So
Fig. 1. — Courbes individuelles de récupération de la sensibilité
différentielle au cours de l'adaptation à l'obscurité. En abscisses, durées
d'adaptation en minutes ; en ordonnées, brillances relatives (en unités
d'environ 1 micronit). Les courbes donnent la brillance de la raie (blanche
en haut, noire en bas) juste distinguable. Le seuil différentiel est fourni
par la distance de ces courbes au niveau de du fond (20,5). Les
courbes du sujet GB. correspondent aux résultats (distingués par des x et
des points) fournis à 2 mois d'intervalle, avec changement d'opérateur.
3o
tT;:' :•-.?* (gv)
(6V)
10 ■" lo 30 4o 5o
Fig. 2. — - Même présentation que pourvla figure 1.
l'année psychologique, xl MÉMOIRES ORIGINAUX 178
seuils différentiels (4e et 5e col.). La moyenne des deux s. d.
(supérieur et inférieur) pour un temps donné fournit un s. d.
assez; précis (AB) correspondant à un niveau B de brillance
d'environ 20 micronits. D'où le rapport AB/B (dern. col.).
La figure 3 montre l'allure de la récupération de ce seuil
AB
B 0,6
0,5
0,4
0,î différentiel Fig. 3. — Seuil relat
if AB /B (médian
de 11 sujets), pour 0.1 B = 20 micronits,
pupille naturelle,
vision binoculaire
— en fonction de
la durée d'adap
tation à l'obscurit
é, après 5 min.
d'adaptation à
135 nits (cf. ta1o Zo so 40 ffo bleau I).
différentiel relatif, entre la 10e et la 50e min. d'adaptation
à l'obscurité. Le coude accentué de la courbe vers la 20e min.
empêche de l'assimiler à une hyperbole (notamment :
b/t + 0,14) ou à une exponentielle (e~~°>lr -f 0,25). On peut
seulement conclure que l'asymptote — le minimum vers
lequel tend la fraction différentielle — semble de l'ordre de 1/5
(pour B = 20 micronits).
La figure 4 représente la sensibilité différentielle, mesurée
par l'inverse (B/AB) des valeurs précédentes. On obtient une
portion de courbe compatible avec la courbe en S classique
(elle présente vers la 20e min. un coude répondant à celui
de la courbe des AB/B). En somme, l'allure de la récupération
de la sensibilité différentielle se montre assez; analogue à
celle qu'on a obtenue dans l'étude des seuils absolus. DURUP ET ROUSSELOT. SEUILS ABSOLUS ET DIFFÉRENTIELS 179
1oo
B
Zb

60
SO
4o
3o
2o 1
1o
1o îo 3o 40 60 7 80
courbe de Kravkov Fig. précédente. 4. — (op. Sensibilité cit., Les p. 5 96, croix différentielle, fig. et 8). l'échelle de représentée droite reproduisent par l'inverse les résultats de la
Nous avons trouvé seulement dans Kravkov1 quelques
données sur la récupération de la sensibilité différentielle
(moyennes de 2 sujets, testés à 11° 5 de la fovéa, côté temporal,
av^c une plage totale de 4° 5 de diamètre angulaire) :
Minutes 10 30 50 70 85
B/AB . . 37 52 76 76 100
1. S. W. Kravkov. Die Unterschiedsempfindlichkeit der Netzhautper
ipherie beim Dämmerungssehen. Ar. f. O., 127, 1931, 86-99.

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