Perception des vibrations
Tout d’abord, une vibration étant une grandeur vectorielle,
la perception peut dépendre de la direction d’application
(sans parler des composantes rotationnelles qui, on l’a vu,
peuvent être détectées par d’autres capteurs sensoriels).
Cette particularité complique la mise en œuvre des expé-
riences en laboratoire, car il n’est pas si simple de contrô-
ler la direction des stimuli qui s’exercent sur les sujets.
Par ailleurs, le corps humain, composé de nombreux orga-
nes reliés les uns aux autres par des liaisons souples,
réagit comme un solide déformable. Un effort imposé va
donc créer des niveaux d’accélérations variés à différents
endroits du corps et cette distribution d’accélérations
dépend de la fréquence de l’effort. On peut utiliser les
grandeurs classiques de la dynamique pour décrire cette
réponse biodynamique : fonction de transfert (par exemple
entre une accélération imposée à un siège sur lequel est
assis le sujet et l’accélération au niveau du système vesti-
bulaire) et impédance mécanique d’entrée (rapport entre
un effort appliqué et la vitesse vibratoire résultante). La
difficulté est que cette réponse dynamique dépend, entre
autres paramètres, de la personne, de sa posture (allon-
gée, assise de façon plus ou moins stricte [5]…) et de la
direction d’excitation. Ceci peut donc constituer autant
de cas à traiter dans les laboratoires.
Enfin, il faut noter que le siège sur lequel est assis le sujet
(ou le lit sur lequel il est allongé) a une grande impor-
tance, car il filtre considérablement les stimuli. Au cours
d’une étude pour un constructeur automobile, nous avons
mesuré la fonction de transfert entre des vibrations verti-
cales relevées au pied du siège (sur la glissière) et celles
relevées à l’interface siège-sujet (par un accéléromètre
tri-axial placé dans une soucoupe). Le siège était fixé à
une plate-forme excitée verticalement par un pot vibrant
(figure 1 à gauche). La figure 1 à droite montre des exem-
ples de fonctions de transfert mesurées pour 4 personnes
de poids différents [6]. Les mesures sont exploitables aux
fréquences supérieures à 3 Hz. On peut voir de grandes
différences entre les fonctions de transfert : par son poids
et sa morphologie, chaque sujet modifie le comportement
du siège, qui intervient dans ce transfert.
La meilleure façon de contrôler parfaitement les niveaux
vibratoires auxquels sont soumis les sujets consiste
donc à placer ceux-ci sur un support rigide, comme l’on
fait Matsumoto et al. dans le cadre d’une étude portant
sur la perception de vibrations verticales par des sujets
allongés [7].
On est ainsi bien loin de conditions représentatives d’une
situation réelle, conditions plus faciles à réaliser pour des
expériences de perception sonore. Les études naviguent
donc entre deux écueils : ne pas maîtriser parfaitement les
stimuli (exemple d’étude in situ) ou placer les sujets dans
des situations non représentatives de leur vie courante.
Éléments de psychophysique
La psychophysique est l’étude de la relation entre un
stimulus et la sensation associée. Parmi les différentes
grandeurs pouvant être étudiées, ce document présen-
tera des seuils de perception, des différences de niveau
juste perceptibles, des courbes d’iso-sensation et la rela-
tion entre les intensités du stimulus et de la sensation. On
se limitera à la situation d’un sujet assis ; dans d’autres
situations, les résultats sont encore trop parcellaires et
contradictoires.
Fig.1 : Gauche : dispositif d’essai. Droite : fonctions de transfert pied de siège – interface siège/sujet pour 4 personnes.
Fig. 2 : Dispositif expérimental pour sujet allongé [7]
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