1] Test



Afin de répondre à notre problématique, nous avons mis en place divers tests mettant des sujets en situation de stress.
L’étude de chaque expérience nous a entrainés dans un engrenage liant tous les tests les uns par rapport aux autres …
Attelons nous dès maintenant à l’étude de ces différents test …
1) Tests relatifs à l'augmentation de la fréquence cardiaque

Objectif : mettre un ou plusieurs individu(s) en état de stress
Nous souhaitions montrer par une expérience qu’une situation de stress entraine une augmentation de la fréquence cardiaque. Nous avons donc réalisé le test de la « chaise à bascule »
Mais les résultats de ce test nous ont contraints à réaliser deux autres tests : « l’école du vol », puis « l’examen oral »
Nous vous présenterons ces trois tests en trois parties distinctes, et au cours d’une dernière partie, nous ferons un bilan permettant de lier les trois expériences.

a) La chaise à bascule

La première expérience consistait à asseoir quelqu'un sur une chaise, face à une table puis de lui demander de prendre appui sur la table pour se balancer, afin de rester en équilibre. Ensuite, on relevait sa fréquence cardiaque grâce à des capteurs placés sur son torse, au niveau du cœur. Une montre accrochée au poignet de la personne nous permettait de voir en temps réel son rythme cardiaque (en battements par minute).
Nous comptions sur l’effet de surprise, qui devait faire stresser la personne

Hypothèse : Lors d’une situation stressante, la fréquence cardiaque augmente
.
Vidéos de l'expérience :


       
   



Nous avons fait passer le test à 4 personnes.
Le graphique ci-dessous présente la fréquence cardiaque des 4 sujets :
- Au repos, juste avant de commencer le test (en orange)
- Juste après le test, lorsque le sujet vient d'être basculé (en jaune)




Sujet 1 : Augmentation qui passe de 90 à 115 Battements par minute
Sujet 2 : Augmentation qui passe de 85 à 120 Battements par minute
Sujet 3 : Augmentation qui passe de 95 à 125 Battements par minute
Sujet 4 : Augmentation qui passe de 80 à 115 Battements par minute

Nous avons enregistré chaque basculement à l'aide des capteurs. Les résultats furent récupérés sous forme de graphique. Voici l’un des graphiques, celui du sujet 2.
En outre, tous nos graphiques ne présentèrent pas les des valeurs identiques avec celles relevées en temps réel. Les résultats sont cependant proportionnels, permettant tout de même d’analyser la courbe.

Sujet 2 :

On observe ici une évolution du rythme cardiaque sur une durée de 1 min 30
Analyse de la courbe :

- Du début jusqu'à 0 min 20, le sujet s'assit sur la chaise et se mit en position pour se balancer
- de 0 min 20 à 0 min 30, le sujet se balançait de lui-même
- A partir de 0 min 30, le sujet est basculé par quelqu'un d'autre
- A partir de 0 min 32, le sujet est revenu au sol, mais continua d'avoir une fréquence cardiaque croissante jusqu'à 0 min 55
- Ensuite, le sujet se "calme" jusque au moment où nous éteignîmes l'appareil.
           
            Lors de chaque expérience, on observe une grosse augmentation du rythme cardiaque.
Pour le graphique, le pic qu'effectue la courbe commence au moment où l'on bascule le sujet. Mais la fréquence cardiaque continue à augmenter une fois le basculement réalisé, car le stress a agi brusquement. Il faut donc trouver le temps au sujet pour se calmer.
            Au final, notre hypothèse est vérifiée, car cette situation entraine une augmentation de la fréquence cardiaque chez tous les candidats.
            Cependant, les personnes qui ont accepté de participer à notre test étaient au courant de notre objectif, à savoir de mettre quelqu’un en situation de stress.
Il s’avérait donc que l’augmentation du rythme cardiaque pouvait être lié au fait que ces personnes savaient quelle genre de situation les attendaient. En effet, il se peut qu’en ne sachant pas ce qui leur arrive, elles puissent stresser beaucoup moins, voire pas du tout.
Pour déterminer cela, nous avons réalisé un autre test : « l’école du vol » …

b) L'école du vol

            Notre second test visait à mettre quelqu'un en état de stress pendant une action sportive.
Tout d'abord, on plaçait des capteurs pour mesurer la fréquence cardiaque de la personne, puis celle-ci devait monter le mur d'escalade aux 2/3.
Arrivé à cette étape, le sujet devait sauter dans le vide, et être retenu au dernier moment. La sensation forte que procure cet acte de voltige devrait infuser du stress sur le sujet.

Nous souhaitons vérifier expérimentalement les hypothèses suivantes :
Hypothèse 1 : Les novices en escalade vont être en situation de stress.
Hypothèse 2 : Les experts en escalade (habitués à cette pratique) ne vont pas se sentir stressés.
Vidéo de l’expérience :




            Nous avons fait au total 4 essais mais les résultats de 3 d’entre eux furent inexploitables suite à des problèmes techniques
Le seul résultat exploitable est celui un expert, pratiquant l’escalade en compétition. Nous nommerons cette personne « sujet 1 »
Voici la courbe :
(
Sujet 1 : expert)
Analyse de la courbe :
- Nous avons enregistré la courbe 20 secondes avant que le sujet ne commence à grimper. On peut voir que celui-ci est assez détendu.
- A partir de 20 secondes, il commence à grimper. On peut ainsi voir que l’effort qu’il demande fait augmenter la fréquence cardiaque.
- Le sujet a mis 1min à atteindre le point de saut, puis patienta 10 secondes avant de sauter.
- Le sujet sauta à 1 min 30. On enregistre dès lors une grande augmentation de la fréquence cardiaque. Le pic correspond à la chute et aux secondes qui suivirent
- Vers 2 min 00, le sujet était au sol, et voit sa fréquence cardiaque qui commence à redescendre jusque à ce que nous stoppions l’enregistrement.
 
Après l’expérience, nous avons demandé au sujet :

- si il avait hésité à sauter avant la chute
- quelle sensation avait-il eu avant et pendant la chute
- et s’il souhaitait recommencer à sauter immédiatement après la première chute. 
Parallèlement, nous avons posé les mêmes questions à un novice de l’escalade, qui pratiquait « l’école du vol » pour la 1ère fois (pour ce sujet, que nous nommerons « sujet 2 »,  l’enregistrement, qui permettait d’avoir un graphique similaire au précédent s’est malheureusement déconnecté au cours de l’expérience)
- Le sujet numéro 1(expert et sportif)  nous a déclaré ne pas être en stress pendant qu’il grimpait, et précise ne pas avoir hésité avant de sauter. Durant la chute, il dit avoir éprouvé un sentiment d’excitation. A l’atterrissage, il était indifférent à l’idée de recommencer, et 15 secondes plus tard, il était désireux de retenter l’expérience.
- Le sujet numéro 2 (novice et peu sportif) déclare avoir été stressé juste avant de commencer l’ascension. Il précise que le moment où il stressait le plus fut l’instant précédent le saut. (lors du test, nous avons constaté que cette personne est restée une vingtaine de secondes accrochée au mur avant de se décider à sauter). Pendant la chute, le sujet eut une sensation d’excitation (associée d’après elle à « une toute petite frayeur»). Peu de temps après l'atterrissage, il se sentait en stress et essoufflée, mais l’excitation ressentie lui avait donné l'envie de recommencer l’expérience.
D’après ces deux interviews et les résultats de la courbe du sujet 1, on peut voir qu’un expert subit une augmentation de la fréquence cardiaque. Par contre, on peut supposer que le novice voit sa fréquence cardiaque faire de même car il précise plusieurs fois avoir stressé.
Ils ont vraisemblablement tous deux ressenti un sentiment d’excitation au moment de la chute. On peut supposer que ce sentiment explique l’augmentation de la fréquence cardiaque (visible sur la courbe pour le sujet 1, à partir de 1 min 30).
Mais comme l’a évoqué le sujet 2, la pratique de cette expérience l’a essoufflé. En effet, toute pratique sportive fait augmenter la fréquence cardiaque. On peut le voir au début de la courbe : le sujet 1 commence à grimper et déploie alors des efforts (légère augmentation du rythme cardiaque), avant de s’habituer (le rythme cardiaque redescend).
Les résultats de l’expérience confortent la première hypothèse, car un novice ressent une sensation de stress avant, après et pendant la chute.
La seconde hypothèse est en revanche infirmée : juste avant de sauter, la fréquence cardiaque d’une personne experte en escalade augmente.
            Toutefois, le test de « l’école du vol » se fait lors d’une situation sportive. On peut donc penser que les augmentations de fréquence cardiaque visibles sur la courbe sont la cause des efforts que le sportif met en œuvre afin de grimper et de sauter.
Afin de déterminer si ce test est faussé ou non, nous avons réalisé une dernière expérience, intitulé «  l’examen oral » …



Etienne en plein action ( atterrissant à gauche et tombant à droite)

c) L'examen oral

  La 3ème expérience visait à mettre un plus grand nombre de personnes dans la même situation de stress. 
Hypothèse : l’augmentation de la fréquence cardiaque peut apparaître en l’absence d’effort physique.
N'ayant pas assez de capteurs pour mesurer la fréquence cardiaque de chacun, nous avons appris et demandé à 27 personnes de notre classe de relever leur pouls.
Pour ce faire, on doit placer son index et son majeur (serré l'un contre l'autre) au niveau de la carotide (située à gauche de la trachée), comme le montre la photo :



On ressent ainsi des «battements» et le nombre de «battements» ressentis en 1 minute correspond à notre fréquence cardiaque.
Une fois que tout le monde fut au courant du mode opératoire, nous avons noté la fréquence cardiaque de chacun de nos sujets alors qu'ils étaient au repos.
  Le lendemain, nous avons repris les mesures lors de la situation suivante :
L’expérience consistait à ce que chacun prenne son pouls juste avant que notre professeur de français ne tire au sort un élève devant passer un bac blanc oral devant la classe. On peut supposer que tout élève trouvant son travail insuffisamment préparé pour avoir une bonne note et/ou angoissé à l’idée de parler intelligiblement face à un public «priera» alors pour que le tirage au sort ne le désigne pas.
L'objectif était donc de connaître simultanément la fréquence cardiaque de toutes les personnes susceptibles d'être sélectionnées alors que l'une d’elles allait être désignée peu de temps après.
Est recensé sur le tableau ci-dessous la fréquence cardiaque au repos et celle juste avant le tirage de chacun de nos sujets (que l'on a numéroté de 1 à 27 par ordre croissant de leur fréquence cardiaque au repos).
En orange se trouvent les sujets dont la fréquence cardiaque n'a pas évolué, tandis qu'en rouge se trouvent les personnes dont la fréquence cardiaque a baissé lors de l'épreuve orale.
Parallèlement, nous avons demandé à chaque personne si la sensation de stress ressentie était forte, moyenne ou nulle. 
Les réponses surlignées en bleu dans la dernière colonne du tableau sont celles faisant apparaitre une contradiction avec les résultats obtenus dans la colonne 2 et 3. 


Tableau de l'expérience «examen oral»



Numéro du sujet :
Fréquence Cardiaque
au
Repos :
Fréquence Cardiaque juste avant le tirage au sort :
Sensation de stress
ressentie
juste avant le tirage :
1
56
68
Aucune
2
60
60
Aucune
3
60
76
Moyenne
4
64
88
Grande
5
72
84
Aucune
6
76
88
Moyenne
7
76
92
Grande
8
76
84
Grande
9
76
92
Grande
10
76
68
Moyenne
11
76
84
Grande
12
76
92
Moyenne
13
80
88
Moyenne
14
80
76
Grande
15
84
96
Moyenne
16
84
76
Aucune
17
84
80
Grande
18
84
76
Aucune
19
84
100
Grande
20
88
84
Moyenne
21
92
96
Aucune
22
96
120
Moyenne
23
96
108
Grande
24
96
116
Grande
25
100
92
Moyenne
26
100
100
Grande
27
104
120
Moyenne

Note : Toutes les mesures ont été réalisées sur 15 secondes, puis multipliés par 4 pour obtenir le nombre de battements en 1 minute (par exemple un individu qui compte 20 battements en 15 secondes aura une fréquence cardiaque de 20 x 4, donc 80 battements en 1 minute)
Voici deux graphiques recensant nos résultats :
 

Le tableau présente donc des contradictions.
A titre d’exemple, le sujet numéro 10 a une fréquence cardiaque qui a baissé juste avant le tirage au sort, mais il affirme avoir tout de même ressenti une légère sensation de stress.
Un autre sujet (le 5) a au contraire vu  sa fréquence cardiaque augmenter lors de l’examen, mais a affirmé ne pas avoir stressé pendant l’oral.
Cependant, ces discordances, entre l’impression ressentie et la mesure du pouls, sont plutôt rares, comme le témoignent les graphiques. Il s’agit sûrement de personnes qui ont mal mesuré leur pouls, (au repos ou à avant l’oral), car cette technique peut-être assez imprécise, compte tenu de la difficulté à « sentir » les battements.
Si on regroupe les sujets qui ont eu une sensation de stress « moyenne » ou  « grande », on remarque que 21 individus ont eu une sensation de stress, alors que la mesure de la fréquence cardiaque montre que 18 individus ont vu leur fréquence cardiaque augmenter.
Globalement, on s’aperçoit qu’une grande partie des sujets ont vu leur fréquence cardiaque augmenter, ou ont ressenti une sensation de stress (moyenne ou grande).
A l’exception des  prises de pouls « probablement incorrectes », on constate une corrélation entre le sentiment de stress ressenti et l’augmentation du rythme cardiaque.
Au final, les résultats se révèlent convaincants : la grande majorité des individus stressent lors du test de « l’examen oral ».
Or, ce test ne demandait pas le moindre effort physique de la part de ses participants.
Par conséquent, notre hypothèse est vérifiée : un individu, en situation de stress, peut voir sa fréquence cardiaque augmenter, même en ne faisant aucun effort physique.

d) Bilan des 3 tests relatifs à l'augmentation de la fréquence cardiaque

            Notre hypothèse initiale, qui était liée au test de la chaise, consistait à montrer que lors d’une situation stressante, un individu voit sa fréquence cardiaque augmenter.
Cependant, le test avait pour but de surprendre les sujets, mais ces derniers savaient que notre expérience était liée au stress. De ce fait, l’effet de surprise n’entrait plus dans nos critères … Mais les sujets ont tout de même vu une augmentation de leur fréquence cardiaque. 
Nous avons donc souhaité savoir si le fait de ne pas être surpris lorsque on subit une action stressante modifiait notre évolution du rythme cardiaque.
            Pour ce faire, nous avons réalisé le test de l’école du vol qui consistait à prouver que deux individus, l’un novice et l’autre expert en escalade ne présentaient pas la même variation de leur fréquence cardiaque lors d’une situation stressante. Le novice ne savait pas ce qui l’attendait, et à l’inverse de l’expert connaissait ce genre d’épreuve. Mais dans les deux cas, le saut fit augmenter la fréquence cardiaque des sujets.
L’hypothèse de la chaise était donc bel et bien vérifiée : dans une situation stressante, la fréquence cardiaque augmente.
Par contre, le fait que les individus sachent ce qui les attendait ne modifièrent pas les conséquences du test : quel que soit la situation (stressante), la fréquence cardiaque augmente, que l’effet de surprise soit de mise ou non.
Par ailleurs, au cours de l’expérience de l’escalade, nous n’avions pas pris en compte que la fréquence cardiaque augmentait lors d’un effort physique. En effet, le test reposait sur les compétences de l’individu à grimper, puis à sauter.
Il s’avéra, comme dit précédemment, que les deux sujets virent leur fréquence cardiaque augmenter, ce qui confirma l’hypothèse selon laquelle un individu novice a une grande augmentation de la fréquence cardiaque. Mais cela infirma l’hypothèse où l’individu expert n’aurait pas d’augmentation de sa fréquence cardiaque, car le sujet en question voit bien son rythme cardiaque augmenter.
Ce qu’on ne savait pas, c’était si l’on devait cette augmentation de la fréquence cardiaque au stress ou à l’effort physique déployé pour monter le mur.
Nous avons donc entrepris le 3ème test, l’examen oral, qui avait pour but de vérifier si le stress apparait uniquement lors d’un effort.
Nos résultats, qui regroupaient un grand nombre d’individus montrèrent que la situation exposée mettait bel et bien les individus en état de stress, alors que ceux-ci ne faisaient aucun effort physique.
Ainsi, nous pouvons en déduire que lors du test de l’école du vol, l’augmentation de la fréquence cardiaque visible sur la courbe au moment de sauter n’est pas lié au déploiement d’un effort, mais bien à un état de stress et de peur, dont le sujet 2 nous a fait part en nous précisant son hésitation à sauter et en nous révélant avoir eu une petite frayeur durant la chute.
            Cependant, lorsque nous avons interrogé le sujet expert. Celui-ci ne nous a pas dit avoir eu peur pendant la chute et par ailleurs, il n’a absolument pas hésité à sauter dans le vide. Nous nous sommes donc demandé pourquoi son rythme cardiaque persistait à augmenter.
L’augmentation de la fréquence cardiaque au moment du saut paraissait beaucoup trop pour que cela soit causé par l’effort de propulsion qui visait à sauter …

C’est dans cette optique là que nous avons pensé à l’adrénaline …
Nous allons donc vous présenter un dernier qui tentera de lier l’adrénaline et le stress

2) Tests relatifs à la présence d'adrénaline : le test de l'huître

Hypothèse : Le stress et l’adrénaline serait liés par les mêmes effets. La présence d’adrénaline dans un organisme pourrait ainsi faire augmenter la fréquence cardiaque.
En effet,  nous avons vu que lors d’une situation de stress, le rythme cardiaque s’accélère, le cœur « bat » plus vite.
Nous allons donc vous présenter notre dernière expérience : l’observation de l’huître

Matériel :
- 6 huîtres (au cas où une seule ne suffirait pas)
- 100 mg de solution d’adrénaline synthétisée
- de l’eau distillée
- un couteau pour ouvrir les huîtres
- un scalpel

- un récipient rempli de sable
- des gants et des lunettes de protection
Protocole expérimental :
- On ouvre l’huître à l’aide d’un couteau spécifique
- une fois ouverte et que l’on peut voir ses organes, on la place dans un récipient rempli de sable, de manière à ce qu’elle soit bien calée pour l’observer
- on identifie le cœur de l’huître, puis on compte le nombre de battements que celui-ci émet pendant 1 minute.
- ensuite, on ajoute 2 à 3 gouttes de solution d’adrénaline

- puis on observe une fois de plus le nombre de battements émis par le cœur en 1 minute
Etude de l’évolution de la fréquence cardiaque sur l’huître :
            Tout d’abord, nous avons dû observer où se situait le cœur. Notre professeur nous a indiqué que les battements de l’animal sont très lents, mais nous n’arrivions toujours pas à le distinguer. Nous nous sommes donc aidés d’internet,  et avons trouvé cette image :




Schéma de l’anatomie interne de l’huître
 (le cœur est représenté à l’extrémité du trait rouge)
 Nous avons donc identifié le cœur de notre huître mais même en le frôlant avec un scalpel, il n’y avait que le « bord du manteau » (voir image ci-dessus) qui bougeait légèrement.
Il fallut donc recommencer, mais les 2ème et 3ème huîtres coupées présentèrent les mêmes résultats.  Ce fut la 4ème qui nous permit de distinguer les mouvements du cœur.
Nous devions compter le nombre de battements que produisait le cœur en 1 minute, alors que l’huître était « au repos », c’est-à-dire que nous ne l’avons pas exposé directement au contact de l’adrénaline.

Vidéo de l'expérience :




Nous avons compté 7 battements en 1 minute : ils s’identifient grâce à une augmentation du volume du cœur, auquel s’ajoute un petit halo lumineux, sûrement dû à la luminosité de la pièce.
Sur la vidéo, les battements se situent à :

1er battement : 0 min 03 s                                     

2ème battement : 0 min 13 s                                              
3ème battement : 0 min 16 s           
4ème battement : 0 min 30 s           
5ème battement : 0 min 43 s
6ème battement : 0 min 58 s


Dans un second temps nous répétons l’expérience, mais en ayant, cette fois, versé 3 gouttes d’adrénaline sur le cœur de l’huître.
Vidéo de l'expérience :
(il est recommandé de lire la vidéo en grand écran) 
 

 

Il y a cette fois 10 battements, qui s’avérèrent malheureusement moins visibles sur la vidéo, faute de cadrage et de luminosité (nous nous sommes déplacés de 10 mètres par rapport à la 1ère vidéo). Toutefois, à partir du moment où nous avons déposé l’adrénaline, nous avons mesuré pendant 55 secondes, on peut donc supposer qu’un onzième battement s’est produit pendant les 5 secondes restantes
Les battements les plus visibles sont signalés en gras :

Le 1er    :  à  16 s
Le 2ème :  à  19 s
Le 3ème  :  à  22 s
Le 4ème  :  à  26 s
Le 5ème :  à  31 s
Le 6ème  :  à  37 s
Le 7ème :  à  45 s
Le 8ème  :  à  52 s
Le 9ème :  à  56 s
Le 10ème : à  59 s
En comparant la fréquence cardiaque de l’huître dans les 2 situations, avec ou sans adrénaline,  il apparait que le cœur de l’huître produit plus de contractions dans le second cas.
On passe en effet de 6 battements par minute au repos à 11 battements par minute en présence d’adrénaline.
La fréquence cardiaque naturellement lente de l’huître augmente donc en présence d’adrénaline.

3) Conclusion 
Nos trois premiers tests nous ont montré que lors d’un évènement stressant, un individu voit sa fréquence cardiaque augmenter.

L’expérience avec l’huître visait à augmenter la fréquence cardiaque d’un animal lorsque celui-ci est placé en contact avec l’adrénaline.
Pour l’intégralité de nos tests, les sujets (humains ou animaux) voyaient leur fréquence cardiaque augmenter.
           
Ainsi, le stress et l’adrénaline sont deux situations qui ont en commun d’augmenter la fréquence cardiaque. En revanche, nous ne savons toujours pas si le stress et l’adrénaline sont liés …
C’est pourquoi,  nous vous invitons à continuer la visite, dans le but de découvrir si ces deux situations sont liées.
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