Variation des temps de réaction auditifs en fonction de l'intensité à diverses fréquences - article ; n°1 ; vol.41, pg 65-124

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L'année psychologique - Année 1940 - Volume 41 - Numéro 1 - Pages 65-124
60 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 1940
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R. Chocholle
Variation des temps de réaction auditifs en fonction de l'intensité
à diverses fréquences
In: L'année psychologique. 1940 vol. 41-42. pp. 65-124.
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Chocholle R. Variation des temps de réaction auditifs en fonction de l'intensité à diverses fréquences. In: L'année
psychologique. 1940 vol. 41-42. pp. 65-124.
doi : 10.3406/psy.1940.5877
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1940_num_41_1_5877VARIATION DES TEMPS DE REACTION AUDITIFS
EN FONCTION DE L'INTENSITÉ À DIVERSES FREQUENCES
Par René Chocholle
I. — Introduction
II peut paraître osé de vouloir utiliser l'étude des temps de
réaction à l'amélioration de nos connaissances dans un domaine
sensoriel déterminé : il est fort compréhensible, en effet, que
la Psychométrie ou la Psychologie appliquée aient de grands
intérêts à envisager les temps de réaction comme des éléments
d'étude de première importance ; mais, que la Physiologie, la
Psychophysiologie puissent en tirer des déductions, voila qui
peut paraître, a première vue, fort difficile ; et pourtant, les
recherches peuvent être poussées dans ce sens : la voie a été
tracée par Piéron, dès 19U, qui, au moyen d'analyses pré
cises de la latence sensorielle dans le domaine de la vision, a pu
aboutir à des résultats intéressants sur quelques points de la
Psychophysiologie de cette sensation (35-36-38)1. A la suite de
ses travaux, d'autres auteurs ont tenté d'appliquer cette
méthode d'étude à d'autres sensations ; mais, jusqu'à présent,
les phénomènes de l'audition ont, à peine, été explorés ainsi ;
le travail présent essaie de combler cette lacune.
En réalité, il y a eu des travaux antérieurs sur les temps de
réaction auditifs, mais ils sont fort peu nombreux, et on ne
peut rien en déduire de précis ; examinons-les rapidement.
Laissons de côté les travaux intéressant plus spécialement la
.Psychométrie et la Psychologie appliquée, car ils visent à un
autre but, et n'apportent rien à nos connaissances physio
logiques. Les premières recherches furent celles de Wundt (53),
qui montra, mais d'une façon encore peu nette, dans ses élé-
1. Les références sont données en fin du travail, aux numéros indiqués.
l'année psychologique, xli-zlii 5 66 MÉMOIRES ORIGINAUX
ments de Psychophysiologie en 1874, que les temps de réac~
tion auditifs varient avec l'intensité ; il énonça la loi suivante :
les temps augmentent quand l'intensité diminue, et cela
d'autant plus vite que est plus faible ; de plus, les
temps ne diminuent pas indéfiniment, quand l'intensité croît,
mais ont tendance à être sensiblement constants, quand l'in
tensité est suffisamment forte ; cette loi fut appelée, par la
suite, loi de Wundt ; mais, cette étude n'a paru que dans la.
deuxième édition de son Traité, et disparut dans les éditions
suivantes ; Martius (32), ensuite, et Slattery (46) ne retrou
vèrent pas, pour l'audition, de variations nettes avec l'inten
sité ; Kiesow (28), par contre, montra l'existence d'une légère
variation, comme le veut la loi de Wundt ; il est évident, à lire
tous ces travaux, que la marge des variations de l'intensité
utilisée était trop faible, pour que l'on y puisse constater une
variation de latence j et aussi, de nombreuses difficultés, en
particulier pour l'étalonnage, rendaient les mesures peu
correctes. ,
II fallut en arriver aux recherches de Piéron, pour que la
variation soit nettement prouvée ; en effet, Piéron, ayant
obtenu des résultats intéressants dans l'étude des temps de
réaction visuels, voulut constater si, dans d'autres domaines
sensoriels, des résultats analogues ne pouvaient être obtenus ;
et il s'attacha, en particulier, au problème de l 'audition;
l'ensemble de ses premières recherches parut en 1914, dans un
travail général sur les latences sensorielles (35) ; les résultats
étaient probants ; cependant, comme il le reconnut par la
suite, sa technique avait des inconvénients : au moyen de
racousi-esthésimètfe de Toulouse, Piéron faisait tomber d'une
hauteur connue une goutte d'eau distillée de 0 gr. 10 sur une
plaque d'aluminium ; celle-ci vibrait aux environs de 214 cps1 ;
ces vibrations agissaient, par l'intermédiaire d'un fil de pla
tine, sur un signal de Desprez, qui inscrivait, sur un cylindre
tournant à une vitesse connue, le début du stimulus auditif ;
la réponse étant enregistrée, le temps de réaction était égal
au temps écoulé entre les deux enregistrements ; mais la
durée et la mesure de l'intensité du stimulus étaient diffi
ciles à connaître, la fréquence mal déterminée, et le bruit de la
rotation du cylindre gênait considérablement. Piéron reprit,
1. Dans ce travail, les fréquences seront données en cycles par seconde
(cps), c'est-à-dire en vibrations doubles par seconde. CHOCHOLLE. VARIAT. DES TEMPS DE RÉACTION AUDITIFS 67 R.
de nouveau, la question ; les résultats de ses nouvelles mesures
furent publiés en 1922, dans un nouveau travail sur la latence
sensorielle, où il exposait ses recherchés récentes, et complét
ait ses hypothèses (36) ; cette fois, il utilisa, comme source
sonore, le chronoscope de Hipp, qui lui servait, en même temps,
à mesurer les temps de réaction ; le sujet percevait le son au
moyen de deux écouteurs téléphoniques, reliés à un transmet
teur téléphonique, à distance variable du chronoscope ; en
admettant que l'intensité du son varie en raison inverse du
carré de la distance entre le transmetteur et le chronoscope, il
pouvait calculer relative transmise aux écouteurs ;
il réglait convenablement la simultanéité du début de l'exci
tant et du départ du ehronoscope, celle-ci étant obtenue au
moyen d'une clé à contacts multiples et simultanés de mercure;
la technique était ingénieuse, mais comportait, encore, quelques
inconvénients : la fréquence du bruit émis par le chronoscope
de Hipp est constante, mais fort complexe, et comprend, en plus
de la fréquence principale de 1.000 cps, des harmoniques et
des bruits mal définis ; la marge de l'intensité utilisable est,,
nécessairement, fort restreinte, et le calcul de celle-ci fort
difficile, dans la pièce d'émission, et ne tient pas compte des
modifications dans les transmetteurs'; enfin, parmi quelques
autres difficultés d'utilisation de la méthode, on peut, encore,
se demander si le début du stimulus peut être obtenu, ainsi,
brusquement, et à un instant bien défini ; cependant, Piéronr
dans les deux travaux cités précédemment, retrouva la loi de
Wundt, et donna, pour la sensation auditive, des formules
analogues à celles des autres domaines sensoriels, ce qui lui
permettait quelques comparaisons entre les diverses sensations.
Il est évident que les recherches ne pouvaient être
reprises et menées à bien que si des appareils nouveaux, per
fectionnés, étaient mis à la disposition des chercheurs, de
même que pour toutes les études sur l'audition ; il fallait des
appareils à caractéristiques stables, bien définies, à fréquences
pures et étalonnées; à intensité graduée, bien connue et
variable dans d'assez grandes limites ; aussi, dès qu'ils eurent
entre les mains un tel appareil, appelé audiomètre, Fessard et
. Kucharski reprirent l'étude : une clé à contacts multiples et
simultanés de mercure leur servait à faire démarrer un chro
noscope de Hipp, et à fermer, en même temps, le circuit de
sortie de l'audiomètre ; le sujet était dans une cabine sourde ;
ces auteurs utilisèrent une technique fort soignée ; cependant^ 68 MÉMOIRES ORIGINAUX
ce n'était qu'un travail préliminaire, que les auteurs se pro
mettaient de reprendre par la suite, après d'autres recherches,
jugées utiles par ces premiers résultats ; ils en conclurent (18)
les faits saillants suivants : à fréquence fixe, la courbe de varia
tion dés temps de réaction en fonction de l'intensité excita
trice se rapproche d'une hyperbole, mais aucune formule n'est
applicable ; la marge de variation est plus restreinte que celle
indiquée par Piéron ; enfin, à fréquences différentes, les
courbes obtenues se groupent en deux ensembles : les courbes
pour les fréquences inférieures à 1.000 cps se superposent,
celles pour les fréquences supérieures aussi, mais les deux
groupes, né sont pas superposables.
Depuis ce dernier travail, plus rien n'a paru. La question
méritait d'être reprise ; mais tous ces travaux concernaient
l'apparition brusque d'un stimulus auditif ; il n'y a jamais eu
4e travaux sur la variation des temps de réaction en fonction
d'autres modifications de l'état antérieur, telles que variations
d'intensité ou de fréquence, disparition du stimulus ; or, de
telles études peuvent apporter des résultats intéressants à nos
(connaissances : ö'est ce que j'ai entrepris de faire. Je me limite,
■dans cet exposé, au cas de l'apparition brusque du stimulus
sonore ; deux notes préliminaires ont déjà paru (10 et 11) ; par
la suite, seront donnés des résultats sur la sensibilité différent
ielle, soit pour la fréquence, soit pour l'intensité ; deux autres
notes préliminaires leur ont été consacrées (12 et 13).
Avant d'exposer la méthode utilisée dans mes mesures,, je
crois utile de rappeler la nature complexe du temps de réac
tion : en effet, dans ce genre de mesures, l'on fait varier les
conditions existant antérieurement sur un organe sensitif, et
ceci d'une façon brusque (sinon les résultats seraient à peu
près impossibles à interpréter), et le sujet doit répondre le plus
rapidement possible dès qu'il sent la modification, d'une façon
indiquée à l'avance, et permettant de connaître le temps
"écoulé entre l'instant enregistré de la modification et celui
de la réponse musculaire. Mais que représente ce temps
mesuré, dit temps de réaction ? il comprend des retards
d'origine physique, à l'émission du stimulus, pendant sa
transmission, à la mise en marche de l'appareil servant à
mesurer le temps, à son arrêt ; mais, si les appareils sont bien
réglés, ces retards sont extrêmement faibles, et négligeables ;
des retards d'origine physiologique peuvent avoir la même
nature, par exemple à la transmission au travers des divers CHOCHOtLE. — VARIAT. DES TEMPS DE RÉACTION AUDITIFS 69 R.
milieux de l'oreille, des membranes et osselets y de celle-ci;
mais l'on peut négliger tous ces retards, et admettre que le
temps total mesuré est d'origine psychophysiologique et
physiologique ; il est facile de grouper les pertes de temps
psychophysiologiques et physiologiques en trois groupes :
retards d'origine centripète, retards d'origine centrale, retards
d'origine centrifuge ; voyons, rapidement, la part respective
de chacun de ces trois groupes de pertes de temps dans la
valeur totale mesurée ; tout d'abord, la stimulation excite les
organes périphériques, puis ceux-ci excitent les terminaisons
nerveuses, y déclenchent un influx, et celui-ci passe de fibres
nerveuses en fibres nerveuses jusqu'au cortex cérébral : c'est
là, la voie centripète ; les principaux temps perdus dans cette
voie sont créés par les mécanismes suivants : stimulation des
organes sensoriels périphériques, excitation des terminaisons
nerveuses périphériques, transmission des influx le long des
nerfs, passage des synapses : d'après ce que l'on connaît, par
ailleurs, par les études de Physiologie nerveuse par exemple,
l'on peut concevoir que ces temps sont faibles, et peu variables
avec des stimuli différents, devant le temps total mesuré et ses
variations ; les influx, arrivés au cortex, excitent à leur tourr
par l'intermédiaire d'autres cellules nerveuses de connexion,
dès amas de cellules nerveuses, où l'impulsion, créée par les-
mécanismes extérieurs, arrive à la connaissance, et acquiert,
très certainement, les caractères qu'on lui connaît ; l'ordre v
pour la réponse est, alors, donné, après interférence entre la
connaissance de la perception et celle du souvenir de la
consigne donnée, et des influx vont exciter les neurones
moteurs : dans cette voie centrale, les mécanismes sont les
moins connus, et les pertes de temps, ainsi que leurs variations
avec les divers excitants, sont les plus grandes ; c'est dans la
voie centrale, aussi, que jouent un rôle des mécanismes psy
chiques, comme l'attention, l'attente du stimulus, la fatigue,
tous les états mentaux en général, ainsi que leurs continuelles
fluctuations ; ils allongent ou raccourcissent les temps mesur
és, mais d'une façon continuellement variable, ce qui ajoute
encore à la complexité du problème ; enfin, les neurones moteurs
sont excités, et l'influx se propage parles nerfs moteurs déter
minés jusqu'aux muscles correspondants, fixés par l'aspect
que doit prendre la réponse ; ceux-ci sont, alors, mis en mou-
Ivement : cette voie centrifuge doit être de durée assez courte,
et celle-ci peut être considérée, en tout cas, comme invariable ;
■:■
.1 MÉMOIRES ORIGINAUX
dans dues à cette l'excitation voie, les des pertes neurones de temps moteurs, les plus sans importantes doute déjà sensisont
bilisés par avance; mais il y a, aussi, des temps de conduction
de l'influx jusqu'aux fibres musculaires, et, après l'excitation
de celles-ci, le temps de contraction du muscle, tandis qu'il y a
relâchement des muscles adverses : ce temps dépend de la
résistance à vaincre, et du chemin à, parcourir dans l'espace
extérieur par la petite surface de la peau (bout du doigt par
exemple), qui doit agir sur les- appareils de réponse. Ainsi, le
temps de réaction est une somme complexe de latences diverses,
de temps perdus d'origines diverses. Une petite remarque
s'impose ici : on appelle latences, temps de latence, les divers
temps perdus ; mais la latence sensorielle est définie comme le qui s'écoule entre l'instant de la mise en marche du
stimulus, et l'arrivée à la connaissance de la sensation ; elle
ne se confond, donc, pas avec le temps de réaction, que l'on
nomme latence totale ; à première approximation, on peut
définir la sensorielle comme égale au temps de réaction,
diminué des temps perdus dans la voie centrifuge, ceux-ci
considérés comme constants ; alors, la variation de la latence
sensorielle est égale à celle du temps de réaction.
Comme on le voit, les déductions de l'étude des tenips de
réaction et de leurs variations sont fort difficiles à faire : il faut
ne s'e© servir qu'avec précaution : si l'on trouve, par exemple,
que , dans un même domaine sensoriel, pour des stimuli de
nature différente, les temps de réaction sont égaux, l'on ne peut I
en déduire des analogies dans les mécanismes mis en jeu, que si
l'on est bien sûr d'avoir stimulé, dans les expériences, des voies
identiques^ sinon confondues ; de plus, il faut prendre de
gramdœs précautions dans les mesures de temps o\e réaction,
évite» tout ce qui peut fausser les résultats, atténuer les interac
tions d'ordre psychique ; nous allons voir comment j'ai pro
cédé, pour avoir, constamment, des conditions aussi identiques
qu« possible.
II. — Technique des mesures •
La technique utilisée diffère peu de celle de Fessard et
Kucharski (18), à part quelques améliorations. La principale
est celle qui concerne l'audiomètre utilisé ; ces auteurs avaient
à leur disposition un audiomètre remarquablement stable,
mais fournissant huit sons de fréquences fixes à l'octave CHOCHOLLE. — VARIAT. DES TEMPS DE RÉACTION AUDITIFS 71 H.
de 64 à 8.192 cps, et à intensité variable de 5 décibels en
5 décibels1 ; ceci était un inconvénient, en particulier pour
prendre exactement le seuil.
J'avais, à ma disposition, deux audiomètres G. M. M. du
Laboratoire Électro-Acoustique ; sur ces appareils, la fr
équence peut varier d'une façon continue ; l'un donnait toute
la gamme de 0 à 10.000 cps, l'autre de 0 à 20.000 cps ; l'intens
ité, sur ces audiomètres, est graduée de 0 à 118 db, en éche
lons-discontinus de 2 en 2 db, au-dessus d'une pression sonore,
considérée comme le seuil moyen d'un grand nombre de
sujets à 2.000 cps ; ainsi, le niveau de base de ces appareils
diffère un peu de celui adopté par les Américains et par les
récents Congrès Internationaux ; évidemment, la graduation
discontinue est un désavantage ; à défaut d'une variation
continue, il aurait été bon d'avoir une graduation plus fine ;
cependant, en général, cette sensibilité m'a suffi ; d'ailleurs,
on peut obtenir des valeurs intermédiaires, en ajoutant sur le
circuit de sortie de l'audiomètre des résistances convenables,
et calculées en supposant que le voltage ne varie pas par addi
tion de faibles résistances, ce qui n'est pas tout à fait exact ;
par la suite, j'eus un atténuateur donnant 1 décibel; l'étalon
nage de ces audiomètres, aussi bien pour la fréquence que pour
l'intensité, est facile et suffisamment correct, à peine quelques
cycles à 1.000 cps pour la fréquence, par exemple. Je faisais
fréquemment l'étalonnage ; les intervalles entre deux réglages
variaient avec les circonstances ; l'appareil est assez stable,
avec un taux d'harmoniques faibles. Par contre, un souffle
se surajoute aux sons intenses de fréquences supérieures
1. Je rappelle, ici, que le décibel (en abrégé db) est une unité loga
rithmique de rapport ; connaissant le rapport des énergies sonores de deux
sons W2 [Wv le nombre de décibels qui sépare ces deux sons est 12 — lt =
== 101og10 W^/Wj;. le rapport des pressions sonores équival
entes p2/Pi, ou le rapport des intensités /2Ai> ou des voltages v2[vv des
courants alternatifs agissant dans des appareils émetteurs de sons, si ces
rapports sont les racines carrées du rapport des énergies correspondantes,
le nombre de décibels 12 — l± entre les deux sons est, alors, défini ainsi :
1* — lt = 20 log10 p2 /px = 20 logio i2 \i± = 20 loglo v2 /vx ; si une telle rela
tion n'existe pas entre ces différents rapports et W2 IWV on peut, encore, uti
liser ces dernières relations, mais il faut le spécifier; on en outre,
utiliser soit une échelle d'intensité, soit une échelle de sensation : dans
l'échelle d'intensité, le niveau fondamental est le niveau de référence fixé
à 10 16 watts /cm2, soit 2.10— 4 dynes /cm2; dans l'échelle de sensation, le
niveau fondamental varie avec la fréquence : c'est l'intensité liminaire
à cette fréquence, soit de la moyenne de nombreux sujets, soit de chaque
sujet en particulier. MÉMOIRES ORIGINAUX 72
à 4.000 cps pour les intensités fortes, et s'étend sur des niveaux
d'intensité d'autant plus bas que la fréquence est plus grande ;
à fréquences basses, au contraire, ai^dessous de 100 cps, un
ronflement se fait entendre ; cependant, dans des mesures de
ce genre, on peut, sans risquer de faire une erreur trop grande,
demander aux sujets de faire abstraction de ce souffle ou de ce
ronflement, dont le caractère tonal est absolument différent
(de celui du son utilisé ; d'ailleurs, par la suite, mes mesures de
sensibilité différentielle m'ont montré que, dans la plupart des
cas, les mesures n'étaient pas faussées (12 «t 13) ; les résultats
auraient été semblables avec ou sans de pareils bruits continus;
ces bruits parasites ne gênent vraiment que lorsque leur intens
ité est forte par rapport à celle du stimulus sonore, c'est-à-
dire aux fréquences assez élevées, et aux fréquences assez
basses ; le sujet rendait compte à l'opérateur s'il se sentait
gêné, et il fallait être prudent dans l'emploi de ces mesures.
Quant aux écouteurs, je n'avais à ma disposition que des
écouteurs électromagnétiques : un Elno, un Ericsson, et un
Brunet ; j'en ai fait tracer les courbes d'étalonnage ; ils ontr
tous, des pointes considérables ; cependant, cela ne me gênait
en rien, car j'ai, toujours, utilisé des intensités relatives,
au-dessus du seuil de mes sujets, pour chaque fréquence ; en
pratique, je*me suis toujours servi du même écouteur, l'écou
teur Elno, pour avoir des conditions à peu près identiques ;
évidemment, son impédance trop faible de 315 ohms à
1 .000 cps est un désavantage ; par contre, ses pointes se
trouvent dans des bandes de fréquence où je n'étudiais pas, et
il s'est avéré plus commode que les deux autres à maintenir
en place sur l'oreille dans une position identique à peu près,
d'une série de mesures à une autre ; de plus, aux fréquences
élevées, il répond encore un peu ; un casque, déformable au
gré du sujet, le maintenait sur l'oreille droite ; sur l'autre
oreille, un autre écouteur servait de contrepoids, et égalisait
la sensation à l'état de silence dans les deux oreilles.
Une question préoccupante est celle des transients : on
sait que, si l'on applique brusquement une force variant péri
odiquement sur un système au repos, celui-ci commence,
d'abord, par vibrer à sa période propre ; puis, ces vibrations
s'atténuent peu à peu exponentiellement : on les appelle des
transients ; le système atteint, alors, un état d'équilibre, où il
suit exactement les vibrations périodiques de la force externe ;
le temps nécessaire pour atteindre l'état d'équilibre dépend de CHOCHOLLE. — VARIAT. DES TEMPS DE RÉACTION AUDITIFS 73 R.
la vitesse avec laquelle les oscillations transientes sont amort
ies, c'est-à-dire de l'élasticité, de l'inertie du système ; il y a,
aussi, des transients dans le cas de cessation de la force pério
dique ; de même, dans les variations brusques de fréquence
ou d'intensité de la force externe ; si l'amortissement est
faible, les transients peuvent durer longtemps, et interférer,
alors, avec la fréquence de la force périodique ; or, les écouteurs
téléphoniques, et les milieux, les membranes de l'oreille
créent de telles vibrations, qui sont entendues sous forme de
clics ; Derbyshire et Davis (16) ont montré, d'ailleurs, que
l'oreille répond à ces transients, sur des enregistrements du
potentiel microphonique cochléaire et du potentiel d'action
du nerf cochléaire ; de plus, je crois possible qu'une partie des
clics des écouteurs du type de ceux utilisés par moi est due,
même dans des récepteurs à attraction permanente, à un
contact trop brusque de la membrane contre l'électro-aimant,
sous l'effet d'une attraction trop violente ; les clics ne sont
bien audibles qu'à intensité forte, et ils sont d'autant plus forts
que la fréquence du courant appliqué sur l'écouteur est plus
éloignée des fréquences moyennes ; on ne peut supprimer
les clics : un moyen, évidemment, d'atténuer les clics est
d'ajouter, dans le circuit, une capacité et une résistance bien
choisies, mais l'intensité du courant diminue, alors, ce qui
n'est pas un avantage, sauf pour des mesures légèrement
supraliminair.es. Il est certain qpe, parfois, les sujets ont été
gênés par les clics, en particulier pour les fréquences élevées et .
pour les fréquences basses ; cependant, le plus souvent, ils
sont nettement distingués du début du stimulus sonore, car
leur intensité subjective est différente : s'ils spnt plus faibles
subjectivement que le stimulus sonore, ils sont perçus comme
postérieurs ; au contraire, s'ils sont plus forts, et c'est ce qui
arrive quand on fait des mesures légèrement supraliminaires
pour les fréquences éloignées de la zone moyenne, ils sont
perçus comme antérieurs ; comme ils sont brefs, ils ne simultanés avec le son que dans peu de cas ; et
encore, par habitude, et, puisque le sujet sait ce qu'il doit
attendre et qu'il n'a pas à faire attention à eux, celui-ci arrive
à en faire suffisamment abstraction.
Je fis toutes ces mesures à la Sorbonne, au Laboratoire de-
Physiologie des Sensations ; bien qu'au quatrième étage, les
bruits sont encore assez importants pour gêner, sauf de très
bonne heure le matin, et au soir, à partir de 20 heures ; ea

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