Thèse NarçonMINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE
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Français
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2001
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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
Thèse NarçonMINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre THESE DE DOCTORAT Discipline : Neurosciences et Comportement présentée par Sandrine NARÇON pour l'obtention du grade de Docteur de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes CARACTÉRISATION DES PERCEPTIONS THERMIQUES EN RÉGIME TRANSITOIRE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES INTERACTIONS SENSORIELLES SUR LE CONFORT soutenue publiquement le 26 octobre 2001 devant le jury suivant : Anne BARDOT PSA Peugeot Citroën, Vélizy Examinateur Michel CABANAC Université de Laval, Québec Rapporteur Jean-Xavier GUINARD Université de Californie, Davis Rapporteur Patrick MAC LEOD Ecole Pratique des Hautes Etudes, Massy Directeur de thèse Françoise THELLIER Université Paul Sabatier, Toulouse Examinateur Laboratoire de Neurobiologie Sensorielle – EPHE 1 Avenue des Olympiades – 91744 Massy Cedex Directeur : Patrick MAC LEOD () PSA Peugeot Citroën – Perceptions et Facteurs Humains Route de Gisy – 78943 Vélizy Villacoublay Cedex Responsable : Anne BARDOT () RESUME : Les modèles actuels de prédiction de la sensation et du confort thermiques sont insuffisants en situation transitoire. Ce travail s'inscrit dans une démarche exploratoire d'amélioration de ces modèles. La première étape de notre expérimentation a été d'améliorer la fiabilité des évaluations sensorielles sur lesquelles sont construits ces modèles.
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Thèse NarçonMINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre THESE DE DOCTORAT Discipline : Neurosciences et Comportement présentée par Sandrine NARÇON pour l'obtention du grade de Docteur de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes CARACTÉRISATION DES PERCEPTIONS THERMIQUES EN RÉGIME TRANSITOIRE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES INTERACTIONS SENSORIELLES SUR LE CONFORT soutenue publiquement le 26 octobre 2001 devant le jury suivant : Anne BARDOT PSA Peugeot Citroën, Vélizy Examinateur Michel CABANAC Université de Laval, Québec Rapporteur Jean-Xavier GUINARD Université de Californie, Davis Rapporteur Patrick MAC LEOD Ecole Pratique des Hautes Etudes, Massy Directeur de thèse Françoise THELLIER Université Paul Sabatier, Toulouse Examinateur Laboratoire de Neurobiologie Sensorielle – EPHE 1 Avenue des Olympiades – 91744 Massy Cedex Directeur : Patrick MAC LEOD () PSA Peugeot Citroën – Perceptions et Facteurs Humains Route de Gisy – 78943 Vélizy Villacoublay Cedex Responsable : Anne BARDOT () RESUME : Les modèles actuels de prédiction de la sensation et du confort thermiques sont insuffisants en situation transitoire. Ce travail s'inscrit dans une démarche exploratoire d'amélioration de ces modèles. La première étape de notre expérimentation a été d'améliorer la fiabilité des évaluations sensorielles sur lesquelles sont construits ces modèles.
- surface de la peau
- caractérisation des perceptions thermiques en régime transitoire
- chaleur
- energie
- sensations thermiques
- situation transitoire
- influence du système thermorégulateur
- voie respiratoire
Thèse NarçonMINISTERE DE L'EDUCATION NATIONALE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre THESE DE DOCTORAT Discipline : Neurosciences et Comportement présentée par Sandrine NARÇON pour l'obtention du grade de Docteur de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes CARACTÉRISATION DES PERCEPTIONS THERMIQUES EN RÉGIME TRANSITOIRE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES INTERACTIONS SENSORIELLES SUR LE CONFORT soutenue publiquement le 26 octobre 2001 devant le jury suivant :
Anne BARDOT PSA Peugeot Citroën, Vélizy Examinateur Michel CABANAC Université de Laval, Québec Rapporteur Jean-Xavier GUINARD Université de Californie, Davis Rapporteur Patrick MAC LEOD Ecole Pratique des Hautes Etudes, Massy Directeur de thèse Françoise THELLIER Université Paul Sabatier, Toulouse Examinateur sandrine.narcon@mpsa.com Laboratoire de Neurobiologie Sensorielle EPHE 1 Avenue des Olympiades 91744 Massy Cedex Directeur : Patrick MAC LEOD (macleod@idg.asso.fr) PSA Peugeot Citroën Perceptions et Facteurs Humains Route de Gisy 78943 Vélizy Villacoublay Cedex Responsable : Anne BARDOT (anne.bardot@mpsa.com)
RESUME : Les modèles actuels de prédiction de la sensation et du confort thermiques sont insuffisants en situation transitoire. Ce travail s'inscrit dans une démarche exploratoire d'amélioration de ces modèles. La première étape de notre expérimentation a été d'améliorer la fiabilité des évaluations sensorielles sur lesquelles sont construits ces modèles. Pour cela, nous avons utilisé les réponses d'appariement intermodal en fonction du temps. Les expériences ont été réalisées avec des stimulations radiatives et convectives, locales, dirigées vers l'avant-bras ou vers le cou, à une température ambiante de 20 ou 12°C. L'expérimentation avec le panel de 6 sujets entraînés a permis de décomposer la sensation thermique en deux descripteurs : la chaleur reçue caractérise la source de chaleur, elle correspond à l'état thermique de l'environnement ; le
réchauffement caractérise l'individu, il correspond à l'état thermique personnel. Par ailleurs, les mesures physiques réalisées au cours des évaluations sensorielles ont montré que le réchauffement perçu était corrélé à la température cutanée (r = 0,93 pour les sujets les plus performants) et que la chaleur reçue perçue était corrélée à la vitesse de variation de cette température (0,75 < r < 0,92). Dans la deuxième phase, l'aspect hédonique a été étudié avec 32 sujets naïfs dans 8 situations caractérisées précédemment par les sujets entraînés. Cette expérimentation a montré que le profil des réponses en fonction du temps pouvait s'interpréter à partir des deux descripteurs générés par le panel de sujets entraînés. De plus, l'étude des préférences montre que les stimulations thermiques, mécaniques et acoustiques ont une influence sur le confort ressenti et qu'il est impossible de considérer les sujets comme un groupe homogène. Une classification en différents groupes distincts est possible et suggère donc une optimisation sélective, adaptée à chaque classe de sujets. TITLE : Thermal perception characterisation in transient conditions Contribution to the study of the influence of the sensory interactions on comfort ABSTRACT : Thermal sensation and comfort models developed up to now are not appropriate for transient conditions. This work is a first attempt at improving these models. The first experimental step aimed at increasing the reliability of the sensory evaluation used to develop these models. For that purpose, we selected time-intensity cross-modality matching. Stimulations consisted either in local radiant heating or in convective heating directed towards the forearm or the neck, at 12 or 20°C ambient temperature. Experiments with the panel of 6 trained subjects allowed to decompose the thermal sensation into two dimensions : immediate heat sensation characterises the heat source, it corresponds to the environment thermal state ; cumulative warming sensation characterises the subject, it corresponds to the personal thermal state. Moreover, physical measurements during sensory evaluations showed that cumulative warming sensation was correlated with skin temperature (r = 0,93 for the most efficient subjects) and that immediate heat sensation was correlated with skin temperature variation rate (0,75 < r < 0,92). In the second series of experiments, hedonic responses were collected from 32 naive subjects, in 8 situations previously characterised by trained subjects. This experimentation showed that time-intensity response profiles could be interpreted using the two descriptors previously generated by the trained panel. In addition, the preference study showed that thermal, mechanical and acoustical stimulations actually influenced comfort feelings and that subjects could not be considered as an homogeneous group. A classification in several distinct groups is anticipated, which accordingly suggests a selective optimisation, adapted to each subject class. MOTS-CLES : Perception thermique, confort, interactions sensorielles, évaluation sensorielle, temps-intensité, appariement intermodal
SOMMAIRE
INTRODUCTION 4 1.1. Point de vue physique 6 1.2. Point de vue physiologique 7 Thermorégulation 8 Mécanismes sensoriels 9 1.3. Point de vue psychophysique 14 Sensations thermiques 15 Etudes des seuils 16 Confort 21 Interactions sensorielles 22 1.4. Modèles 24 Transferts de chaleur 25
Thermorégulation 28 Sensations thermiques 29 Confort 31 REFERENCES 34
INTRODUCTION
L'existence des phénomènes extérieurs ne peut être immédiatement perçue, mais seulement conclue comme la cause de perceptions données. Emmanuel Kant
Nous vivons dans un environnement en constante évolution. Les progrès techniques nous permettent de vivre dans des conditions de plus en plus confortables. Chaque évolution implique la perturbation de l'équilibre initial établi entre l'individu et son environnement. Il faut donc sans cesse s'adapter. Nous percevons notre environnement grâce à nos différents capteurs sensoriels. L'environnement n'est alors en
