THESE
Présentée devant
L’Université Lumière LYON 2
Pour l’obtention du
DIPLOME DE DOCTORAT
de
SCIENCES COGNITIVES mention NEUROSCIENCES
(arrêté du 30 mars 1992)
Soutenue le 07 Juin 2005
La qualité perçue des mélanges Odorants : Analyses Psychophysiologiques
Directeur de Thèse : Dr. Gilles SICARD
JURY 
Professeur Olivier Koenig (Université Lyon II) : Président du Jury
Docteur Nathalie Martin (INRA – NESTLE) : Rapporteur
Docteur Gilles De Revel (Université Bordeaux II) : Rapporteur
Professeur Tyler S. Lorig (Wash. & Lee University, Lexington, VA, USA)
Docteur Gilles Sicard (CESG) : Directeur de thèse
Docteur Thierry Thomas-Danguin (INRA)

Remerciements

Je tiens à remercier tout d’abord Gilles Sicard, pour m’avoir accueilli il y a déjà 6 ans en stage de maîtrise, et pour m’avoir fait confiance jusqu’à aujourd’hui. Je salue ici ses qualités tant humaines que scientifiques.

J’ai été plus qu’honoré de rencontrer Tyler Lorig lors de mon séjour à Lexington en 2003. Qu’il en soit ici remercié avec mon profond respect. Tyler, Thank you so much my friend.

J’exprime toute ma reconnaissance à Madame Nathalie Martin et à Monsieur Gilles de Revel pour avoir montré de l’intérêt pour mes travaux, d’avoir accepté de juger cette thèse et d’en être les rapporteurs.

Merci à Lionel Collet qui m’a accueilli au sein du laboratoire Neurosciences & Systèmes Sensoriels.

J’exprime également toute ma gratitude aux chercheurs du laboratoire Neurosciences & Systèmes Sensoriels, ceux qui n’ont fait que passer et ceux qui y sont encore, ils ont rendu, de près ou de moins près, ce travail possible :

Mais aussi à Samuel G., Vincent F., Bernard B., Michel V., Nathalie B., Fabien P., Barbara T. et Nicolas G. et à ceux que j’oublie honteusement…

A jane Plailly, une ‘collocataire’ de bureau qui est devenue une amie, et à qui je dois ENORMEMENT depuis le début de notre aventure au labo.

Aux étudiants du laboratoire NSS : Alexandra, Damien, Alexandre, Etienne, Géraldine, Tristan, Fred, Idrick, Mickael, Delphine, Agnès, Marion & Germain : BONNES FORCES !

Je tiens tout particulièrement à dédier ce travail à mes parents, à qui je souhaite d’avoir une retraite aussi épanouissante et remplie que l’a été leur vie professionnelle.

A ma sœur Mélissa, qui n’a jamais refusé de m’aider et qui a su trouver les mots pour apaiser les craintes quotidiennes de la vie du ‘petit frère doctorant’. A Fred, pour sa relecture et ses corrections.

A Johanna qui m’a soutenu dans les moments de doutes, de panique et de résignation comme dans les moments de joies et de détente. Joe, je te dois beaucoup et te souhaite tout le bonheur et la réussite que tu mérites.

Enfin, à ma grand-mère Mamou et à mes tantes Anny et Mimi, qui m’accompagnent à chaque instant… Et à ceux qui sont partis trop tôt, Azo et Papou, mais qui sont avec moi quand même.

Evidemment, je ne pourrai conclure ses remerciements sans saluer tous les sujets qui ont accepté de mettre leur nez dans mes expériences.

Une petite expérience :

Humez l’air qui vous entoure…

Que sentez- vous ?

…CONCENTREZ-VOUS…

Humez une nouvelle fois !

Et cette fois-ci, que sentez-vous ?

Voyez vous-même, en matière d’odeur, il est difficile d’être en accord avec soi même
deux fois de suite !

RESUME

TITRE : La qualité perçue des mélanges odorants : Analyses psychophysiologiques.

En olfaction, la qualité des mélanges odorants est une thématique peu étudiée. Pourtant, il s’agit là d’une dimension primordiale pour comprendre comment le sujet humain détecte, reconnait, et identifie les odeurs de son environnement et pour préciser les processus périphériques et centraux mis en jeu dans le traitement de l’information olfactive. De plus, les odeurs que nous rencontrons au quotidien sont exclusivement des mélanges complexes de molécules odorantes. L’objectif principal de cette thèse est de contribuer à la compréhension de la perception de la qualité odorante, et plus particulièrement dans le cas de mélanges binaires (constitués de 2 composés odorants).

Nous avons tout d’abord montré que des sujets non experts sont capables d’organiser un espace odorant, c'est-à-dire de regrouper des odorants selon leurs airs de famille et que cette aptitude naturelle peut être améliorée par l’apport d’une information sémantique (généralement le nom de l’objet source de l’odeur).

Puis, dans un second temps, nous avons élaboré des procédures expérimentales originales qui permettent de mettre en évidence des interactions perceptives particulières dans les mélanges odorants. Ces interactions surviennent dans des mélanges de composés odorants déterminés, à des concentrations et proportions particulières. Dans certains cas, ces mélanges particuliers peuvent conduire à la perception d’une nouvelle note odorante (accord-fusion) qui n’était pas perceptible avant le mélange ; ou dans d’autres cas, à la disparition d’une des notes odorantes (masquage) correspondant à un des constituant du mélange. Les résultats que nous avons obtenus nous ont conduit à redéfinir la notion d’interaction qualitative dans les mélanges binaires odorants.

Enfin, grâce à une collaboration avec le laboratoire de neurosciences cognitives de T. Lorig (Washington & Lee University, Lexington, VA – USA), nous avons pu mettre en évidence l’effet de la sensibilisation olfactive (apprentissage perceptif) d’une note odorante particulière sur les capacités de discrimination olfactive dans un mélange binaire.

Les travaux présentés dans cette thèse apportent donc de nouvelles informations sur la perception de la qualité odorante, soulignant l’importance des processus bottom-up (du perceptif au cognitif) et top-down (du cognitif au perceptif) dans le traitement de la perception olfactive.

Mots clés : Qualité odorante ; mélange binaire ; accord-fusion ; masquage olfactif ; potentiel évoqué olfactif ; discrimination olfactive.

SUMMARY

TITLE: The perceived quality of odorous mixtures: Psychophysiological analysis.

In olfaction, the quality of odorous mixtures is quite an under studied field of investigation. Nevertheless, this dimension is crucial to understand how human subjects detect, recognize and identify the odors of its environment and to specify both the peripheral and the central processes brought into operation during the process of olfactory information. Moreover, the odors which we encounter in our everyday life are exclusively made of complex mixtures of odorous molecules. The main purpose of this thesis is to contribute towards the understanding of the perception of odor quality, and especially in the case of binary mixtures (constituted by 2 components).

First, we have shown that naïve subjects are able to organize a field of odors, which corresponds in grouping together odorants on the basis of their qualitative resemblances. This natural capability could be enhanced by the addition of a semantic indication (generally the name of the object which brings the odor).

Second, we have elaborated original experimental procedures allowing us to underline some specific perceptive interactions in binary mixtures. These interactions occurred in mixtures of particular compounds, at specific concentrations and ratio. In some cases, these mixtures could bring to the perception of a new odorous hint (harmony) which was not perceptible before mixing; in other cases, it could bring to the fading of an odorous hint corresponding to one of the component. Our results have leaded us to redefine the notion of qualitative interactions in binary odor mixtures.

Finally, during a period in the Cognitive Neuroscience Laboratory of the Professor Tyler Lorig (Washington & Lee University, Lexington, VA – USA), using his OERP/olfactometer platform, we have showed the psychophysiological effects of olfactory sensitization (perceptive learning) to a specific odorous hint on olfactory discrimination in binary mixtures.

The results brought in the thesis provide new information on the perception of odor quality, underlying the significancy of both the bottom-up and the top-down components in the process of olfactory perception.

Key-words: odor quality; binary mixtures; odor harmony; masking; OERP; olfactory discrimination.

Epigraphe

« L’âne va au chardon comme l’Homme va au Savoir »
Henri Gougaud

« La science naît du jour où des erreurs, des échecs, des surprises désagréables nous poussent à regarder le réel de plus près »
René Thom