Son et posture : le rôle de la perception auditive spatiale dans le maintien de l'équilibre postural

Sound and posture : the role of the spatial auditory perception in maintaining balance

• Auteur / Autrice : Lennie Gandemer
• Direction : Richard Kronland-Martinet, Christophe Bourdin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance le 12/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMA, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique (UMR 7031 ; CNRS, Ecole Centrale de Marseille, Aix-en-Provence)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Viaud-Delmon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Pressnitzer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ilja Frissen, Benoît Bardy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie tridimensionnelle

Audition directionnelle

Processus perceptivomoteurs

Activité motrice

Perception auditive

Mots clés libres

Posture

Équilibre

Son

Audition

Espace sonore

Perception spatiale

Indices acoustiques de localisation

Intégration multi-Sensorielle

Posture

Balance

Sound

Audition

Sound space

Spatial perception

Acoustic cues

Localization

Multisensory integration

Résumé

Le maintien de la stabilité posturale est généralement décrit comme le résultat de l’intégration de plusieurs modalités sensorielles : vision, proprioception, tactile plantaire et système vestibulaire. Bien qu’étant une source riche d’informations spatiales, l’audition a été très peut étudiée dans ce cadre. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’influence spécifique du son sur la posture.La première partie de ces travaux concerne la mise en place et la caractérisation perceptive d’un système de spatialisation ambisonique d’ordre 5. Ce système permet de générer et de déplacer des sons dans tout l’espace 3D entourant l’auditeur, ainsi que de synthétiser des espaces sonores immersifs et réalistes.Ensuite, ce système a été utilisé comme un outil pour la génération de stimuli adaptés à l’étude de l’influence du son sur la posture. Ainsi, la posture debout statique de sujets jeunes et en bonne santé a été étudiée dans un ensemble de cinq expériences posturales. Les résultats de ces différentes études montrent que l’information auditive spatiale peut être intégrée dans le système de régulation posturale, et permettre aux sujets d’atteindre une meilleure stabilité posturale.Deux pistes sont évoquées pour interpréter cette stabilisation : d’un côté, l’utilisation des indices acoustiques pour construire une carte spatiale de l’espace environnant, représentation par rapport à laquelle les sujets peuvent se stabiliser ; de l’autre, des phénomènes d’intégration multi-sensorielle, où la modalité auditive permettrait de potentialiser l’intégration des différentes informations fournies par les autres modalités impliquées dans le contrôle postural.

Postural control is known to be the result of the integration by the central nervous system of several sensory modalities. In the literature, visual, proprioceptive, plantar touch and vestibular inputs are generally mentioned, and the role of audition is often neglected, even though sound is a rich and broad source of information on the whole surroundind 3D space. In the frame of this PhD, we focused on the specific role of sound on posture. The first part of this work is related to the design, the set-up and the perceptual evaluation of a fifth order ambisonics sound spatialization system. This system makes it possible to generate and move sound sources in the 3D space surrounding the listener and also to synthesize immersive and realistic sound environments. Then, this sound spatialization system was used as a tool to generate sound stimuli used in five different postural tests. In these tests, we studied the static upright stance of young and healthy subjects. The results of these studies show that the spatial auditory information can be integrated in the postural control system, allowing the subjects to reach a better stability.Two complementary trails are proposed to explain these stabilizing effects. Firstly, the spatial acoustic cues can contribute to the building of a mental representation of the surrounding environment; given this representation, the subjects could improve their stability. Secondly, we introduce multisensory integration phenomena: the auditory component could facilitate the integration of the other modalities implied in the postural control system.