Est-ce qu`il y a un effet psychologique à la caféine?

Est-ce qu’il y a un effet
psychologique à la caféine?
Par : Lara Simard et Sabrina Martin
Figure 1
Résumé : Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? L. Simard.
& S. Martin. 2014. Rapport interne. Sciences de la nature, Cégep StFélicien. Douze volontaires ont ingéré une dose de caféine de 2 fois leurs
poids (livres) en mg( exemple : Une personne de 100 livres devra ingérer
200 mg de caféine). On a remarqué une grande augmentation (environ
de 20 jusqu’à 40 battements par minute) du rythme cardiaque
immédiatement après la prise de l’excitant alors les effets physiologiques
se remarquent entre 45 minutes et 90 minutes après la prise de caféine.
Abstract : Does cafein have a psychological effect? By Simard, L. & Martin,
S. 2014. Internal report. Sciences, Cégep St-Félicien. Twelve volunteers
received an amount of cafein of twice their weight in mg (ex : 100
pounds = 200 mg). Immediately after taking this substance, their arterial
pressure has significantly rised but physiologic effects of cafein on
arterial pressure normally appear after approximately 45 minutes.
Mots clés: caféine, effet psychologique, fréquence cardiaque, excitant,
effet placebo
Plusieurs personnes se sentent plus excitées et énervées immédiatement après la
prise de caféine:
Notre hypothèse: il y a des effets psychologiques à la
caféine.
Nous avons testé les effets de la caféine sur la fréquence cardiaque de douze
volontaires à l’aide de montres radiofréquence mètre Polar RS800CX et FT2. Nous
prenions la fréquence cardiaque des cobayes chaque minute, à partir de 10 minutes
avant la prise de caféine jusqu’à 60 minutes après celle-ci. Pendant ce temps, ceuxci restaient assis et immobiles. La dose de caféine donnée était de 2 fois leur poids
(livres) en mg de caféine. En effet, si la personne pesait 100 livres on lui donnait 200
mg de caféine.
Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine?
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Introduction
De nos jours, beaucoup de gens sont accros à la caféine. Souvent, ces grands
consommateurs de café se sentent mieux et plus réveillés diront-ils après seulement
quelques gorgées. Et si cela n’était que psychologique ? Comment est-il possible que
la plupart des gens se sentent plus excités tout de suite après avoir pris de la caféine
alors que celle-ci fait normalement effet entre 45 minutes et 90 minutes après la
prise? C’est cette interrogation qui nous a amenés à nous questionner à savoir si une
partie des effets de cette substance ne provient que de notre cerveau. Notre
hypothèse de départ étant que oui, il existe des effets psychologiques à la caféine.
Théorie
La caféine agit de façon générale comme excitante. Elle stimule le système nerveux
ainsi que le système cardiovasculaire. Tout cela a comme principaux effets
l’accélération du rythme cardiaque ainsi que la vasoconstriction, c’est-à-dire la
réduction des vaisseaux sanguins. Après l’ingestion de la caféine, celle-ci passe du
tube digestif jusqu’à la circulation sanguine en environ 45 à 90 minutes. L’effet
physiologique de la substance se remarque donc normalement autour de ce temps.
Pour l’expérimentation, nous avons décidé de donner une dose respectable de
caféine (2 fois le poids de la personne en mg). Nous utilisions des pilules de caféine
(WAKE UP) qu’on mettait en solution dans du jus d’orange afin de pouvoir donner la
dose proportionnelle au poids de chaque personne. Le but principal était de regarder
l’effet que cet excitant aurait sur la fréquence cardiaque en sachant que l’effet réel
de cette substance se remarque normalement environ 45 à 90 minutes après
l’ingestion de celle-ci. Comme le but de notre expérimentation était de se concentrer
sur l’effet psychologique, les fréquences cardiaques qui nous intéressaient le plus
étaient celles avant l’effet physiologique.
Voici le matériel utilisé ainsi que déroulement de l’expérimentation que nous avons
faite :
Matériel et méthode
Matériel utilisé
Jus d’orange Oasis
Verres en plastique
Tasses à mesurer
Wake-up (Pilules de caféine)
Montres radiofréquence mètre Polar modèle RS800CX et Polar modèle FT2
Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine?
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Émetteur de pression artérielle Thermor modèle 7052-09
Balance électronique
Méthode
Nous avons choisi, comme mentionnés précédemment, de donner 2 fois le poids de
la personne en mg de caféine. Comme bouger à une grande influence sur la
fréquence cardiaque, nos cobayes se devaient de rester assis pendant le test. Nous
avons donc décidé de passer un film pendant le temps de l’expérience. Douze
personnes se sont portées volontaires afin de participer à notre expérience. En
rentrant dans la salle, nous prenions le poids de ceux-ci ainsi que leur pression afin
de prévenir certains effets indésirables. En effet, il était déconseillé de donner de la
caféine à une personne ayant une haute pression. On remettait ensuite la montre à
fréquence cardiaque, un consentement éclairé, le questionnaire contenant les
données tel que le sexe, l’âge, etc. (Voir annexe.) Finalement nous leur avons donné
la solution de jus d’oranges et de caféine. Après tout cela, chaque personne
commençait à prendre sa propre fréquence cardiaque toutes les minutes et à
l’inscrire sur un tableau qu’on lui avait fourni. Dix minutes après le début de la prise
des battements cardiaques, chaque personne prenait le mélange de jus et continuait
à prendre sa fréquence cardiaque à toutes les minutes pour encore une heure.
Après tout cela, il ne nous restait plus qu’à analyser la courbe de la fréquence
cardiaque par rapport au temps de chaque personne et de voir s’il y a bel et bien un
effet psychologique à la prise de caféine. De plus, on pouvait comparer les résultats
de chaque personne avec leurs réponses au questionnaire que nous leur avions
remis. Cela nous permettait d’extrapoler et de regarder si certaines caractéristiques
physiques, psychologiques ou même certaines habitudes de vie pourraient avoir une
influence sur cet effet psychologique.
Résultats
Les résultats nous ont permis de voir qu’il existe réellement un effet psychologique à
la prise de la caféine. Dans les graphiques suivants ( trois des graphiques des
cobayes sont présentés ci-dessous, figure 2-3-4), on voit que la fréquence cardiaque
passe d'environ 80 à 120 BPM en seulement 2 minutes. Une hausse de 40 BPM alors
que ces personnes sont toutes restées assises, c'est énorme puisque que pour
monter son pouls il faut la plupart du temps fournir un effort considérable, comme
pédaler sur son vélo pendant un bon 5 minutes. Les résultats sont d'autant plus
surprenants puisqu'une hausse de fréquence cardiaque était observée avant même
que la caféine puisse faire effet, cette hausse ne peut donc pas être associée au
simple fait qu'un liquide entre dans notre corps puisque la fréquence cardiaque
commençait à augmenter avant.
La moyenne des fréquences cardiaques les plus hautes mesurées à la prise du jus
est de 113 BPM. Les cobayes ont donc en moyenne tous passé au-dessus de la barre
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des 100 BPM. La marge d'erreur étant de ± 5 BPM. On peut donc considérer que les
effets ont été assez similaires pour tout le monde. Pour ce qui en est de l'écart entre
les battements moyens et la hausse, c'est une hausse de 33,7 BPM ± 7 BPM que
nous avons observée. Encore une fois, un résultat très surprenant puisqu'ils étaient
tous assis et très calmes. Nous avons aussi remarqué dans certain graphique la
courbe physiologique de la caféine puisqu'elle survient entre es 45 et 90 minutes
après la prise de caféine. Pour chaque courbe physiologique observée, nous avons
remarqué que même la caféine ne donnait pas d'effet aussi fort que les courbes
psychologiques. Comme on peut le remarquer sur la figure 4, le cobaye augmente de
45 BPM lors de la prise que caféine, mais n'augmente que de 27 BPM en moyenne
lors de sa courbe physiologique. Et ce cobaye n'était pas un grand consommateur de
café, donc on ne peut pas dire qu'il était habitué aux effets de la caféine. Par contre,
l'effet de la caféine dur plus longtemps que l'effet psychologique.
130
120
110
100
90
80
70
60
-10
-8
-6
-4
-2
JUS
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 2: Courbe de la fréquence cardiaque du cobaye #1
Temps (minutes)
110
100
90
80
70
60
-10
-8
-6
-4
-2
JUS
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 3: Courbe de la fréquence cardiaque du cobaye #8
Temps (minutes)
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130
120
110
100
90
80
70
60
-10
-8
-6
-4
-2
JUS
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 4 : Courbe de la fréquence cardiaque du cobaye #10
Temps (minutes)
Après avoir calculé la variation de fréquence cardiaque de ces 12 cobayes, nous
avons cherché à faire des corrélations avec les réponses du questionnaire. Cela a
donné lieu à de nouvelles hypothèses qui sont associées aux moyennes de variation
de fréquence cardiaque selon l'âge, la consommation de caféine, le degré de stress,
la consommation d'alcool et l'appréciation des films d'horreur (figures 5 à 9).

Les filles auront une plus grande variation de fréquence cardiaque que les
garçons.
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 5 : Hausses de la fréquence cardiaque selon le
sexe
60
50
40
30
30,1
27,3
20
10
0
Homme
Femme
Sexe
Nous nous attendions à observer une plus grande moyenne pour les filles que pour
les hommes, puisque ces dernières sont reconnues pour être plus anxieuses que les
garçons à la prise de substances donnant de forts effets. Puisque nous donnions une
plus grande dose de caféine, nous croyons que les filles seraient peut-être plus
stressées que les hommes. Malheureusement, notre hypothèse n'est ni infirmée ni
confirmée. Le résultat est plutôt neutre, les marges d'erreur sont beaucoup trop
grandes et celles des femmes englobent celles des hommes. Il n'y a aucune réelle
conclusion à tirer de cette corrélation.
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
Les petits consommateurs de café auront une plus grande variation de
fréquence cardiaque que les grands consommateurs.
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 6 : Hausses de la fréquence cardiaque selon la
consommation de café
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
31,9
21,5
Léger
Grand
Consommateur de café
Du côté de la consommation de café, ce graphique reflète exactement ce à quoi nous
nous attendions. Les légers consommateurs on une moyenne plus haute puisqu'en
étant moins habitué au café, les effets psychologique de prendre une grosse dose de
café son plus grand que pour ceux qui sont habitués d'en prendre.

Les gens plus stressés auront une plus grande variation de fréquence
cardiaque que les gens plus calmes.
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 7 : Hausses de la fréquence cardiaque selon le
degré de stress de la personne
50
40
30,3
30
27,6
20
10
0
Bas
Degré de stress
Élevé
Nous nous attendions à avoir une grande différence entre les personnes stressées et
les personnes plus calmes puisque les personnes stressées auraient été plus
énervées par la prise d'une grosse dose de caféine, mais au finale, les résultats ne
sont pas assez concluants pour confirmer notre hypothèse.
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
Les gens consommant souvent de l'alcool auront une plus petite variation de
fréquence cardiaque que les gens consommant moins souvent de l'alcool.
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 8 : Hausses de la fréquence cardiaque selon la
consommation d'alcool
60
50
40
30
28,7
28,1
20
10
0
Léger
Grand
Consommateur d'alcool
Nous nous attendions à ce que les légers consommateurs d'alcool aient une moyenne
plus élevée que les grands consommateurs au même principe que les personnes
stressées puisque les gens étant peu habitués de consommer des substances
exerçant des changements sur notre corps auraient pu être plus énervés par la prise
d'une grosse dose de caféine, mais au finale, les résultats ne sont pas assez
concluant pour confirmer notre hypothèse.

Les gens appréciant les films d'horreur auront une plus petite variation de
fréquence cardiaque que les gens détestant les films d'horreur.
Fréquence cardiaque (BPM)
Figure 9 : Hausses de la fréquence cardiaque selon
l'appréciation des films d'horreur
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
29,5
N'aime pas
27,0
Aime
Appréciation des films d'horreur
Au même principe que les graphiques sur le degré de stress et sur la consommation
d'alcool, nous nous attendions à ce que les gens appréciant des films d'horreur soient
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une plus petite variation de fréquence cardiaque, puisqu'ils auraient pu être moins
excités de prendre une grosse dose de caféine en raison de leur appréciation des
sensations fortes.
Discussion
Interprétation
Notre hypothèse étant que l'effet psychologique de la caféine existe s'avère exacte
puisque les fréquences cardiaques des 12 cobayes, dont trois d'entre eux, sont
représentées plus haut dans les figures 2, 3 et 4 à augmenter en moyenne de 33,7
BPM avant même que la caféine puisse faire effet. Cette hausse observée chez les 12
personnes du groupe était la courbe psychologique que l'on cherchait. Nos secondes
hypothèses sont pour la plupart infirmées. Le contraire de ce que nous pensions,
n'est même pas arrivé en fait, on ne peut rien conclure des graphiques liés au sexe
de la personne, à son degré de stress, à sa consommation d'alcool et à son
appréciation de film d'horreur. Il n'y a aucune corrélation ni d'un sens ni de l'autre,
sauf pour la moyenne de variation de fréquence cardiaque selon la consommation de
caféine. En effet, la différence entre les deux moyennes est d'un peu plus de 10
BPM, donc plus on consomme de café et moins l'effet psychologique de celui-ci est
fort. Malheureusement, on ne peut affirmer que la différence est significative puisque
les marges d'erreur se croisent.
Critique
Pour ce qui en est de la première hypothèse, nos résultats sont tout à fait fiables.
C'est sans aucun doute le cerveau qui a augmenté la fréquence cardiaque des
cobayes, car le simple fait de prendre un jus augmente les fréquences cardiaques de
5 à 10 BPM et non de 30 BPM comme pour le cobaye #10. Par contre, pour ce qui en
est de nos secondes hypothèses, les résultats ne sont pas fiables du tout. Les
marges d'erreur sont beaucoup trop grosses pour pouvoir observer des différences
significatives entre les moyennes de variations. Ceci est dû au petit nombre de
participants que nous avions (12 participants). En effet, moins nous avions de
participants, plus les marges d'erreur étaient grandes. Voici un des points faibles de
notre expérience : le nombre peu élevé de participants de notre expérience. Une
autre faiblesse est la longueur de l'expérience, en effet si l'expérience avait été
moins longue nous aurions pu regrouper plus de gens. Une autre faiblesse de notre
expérience est la façon de trouver nos cobayes, nous y avons été par
l'échantillonnage à l'aveuglette et il y aurait plutôt fallu utiliser l'échantillonnage
aléatoire simple. Par contre notre expérience a aussi des forces, le fait de faire la
solution individuellement pour chaque personne empêche la contamination et assure
un produit frais (le mélange jus/caféine encore bon). Le fait que toutes les personnes
fassent la même chose, personne ne s'entrainait pendant que quelqu'un d'autre
dormait. Ils écoutaient tous un film, il n'y avait donc pas de grosse variation de
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fréquence cardiaque entre chaque cobaye. Une autre force de l'expérience était que
l'on ciblait une partie précise de la population.
Suggestion
Étant donné que l'équation pour calculer la marge d'erreur pour un échantillon de
moins de 20 personnes est :
(T*Écart-Type)/√n
eq.1
𝐸𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑝𝑜𝑢𝑟 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑟𝑔𝑒 𝑑 ′ 𝑒𝑟𝑟𝑒𝑢𝑟 𝑑𝑒𝑠 ℎ𝑜𝑚𝑚𝑒𝑠 𝑓𝑖𝑔𝑢𝑟𝑒 5 ∶
2,447 ∗ 7,37
√7
= 6,8
Il y aurait fallu un nombre n plus gros afin de réduire les marges d'erreur. Si nous
avions eu plus de temps pour réaliser notre expérience, nous aurions pu faire
plusieurs expériences à différent moment dans une semaine pour rejoindre les
disponibilités du plus grand nombre de gens possible. Une autre amélioration à
apporter à notre expérience serait de réduire le temps de celle-ci. Il serait judicieux
de prendre la fréquence cardiaque sur seulement 30 minutes au lieu d'une heure.
Même si cela nous empêche de voir la courbe physiologique sur le graphique. Ou
même garder les personnes pendant 30 minutes parce que c'est à ce moment-là
qu'ils doivent tous être immobiles et les laisser faire ce qu'ils veulent par la suite en
leur donnant des recommandations strictes sur les activités physiques qu'ils peuvent
faire ou non et leur faire confiance. Il serait aussi intéressant de recommencer
l’expérience à plus grande échelle avec des gens d’une autre tranche d’âge pour
changer le groupe cible, avec des habitudes de vie semblable ou avec de nouveaux
tests.
Conclusion
À la lumière de ce qui précède, on peut facilement affirmer que l'effet psychologique
de la caféine existe puisqu'en moyenne nos cobayes ont eu une variation de
fréquence de 33,7 BPM ± 7 BPM. Cette découverte est extrêmement surprenante,
d'autant plus que nous avons aussi pu observer une corrélation entre la variation des
fréquences cardiaque et les habitudes de vie. Celle concernant la consommation de
caféine. En effet, un plus grand consommateur de caféine a une plus petite variation
de fréquence cardiaque au niveau psychologique et vice versa.
Remerciements
Nous souhaitons principalement remercier notre professeur M. Laval Duchesne et
notre technicienne Julie Dubé sans qui ce projet n’aurait pas été possible. Ils ont
tous deux été de très bon conseil et nous ont encouragés tout au long de notre
travail. Les organisateurs de l’expo-science sans qui nous n’aurions pas pu vivre
cette belle expérience. Nous vous en sommes très reconnaissantes. Aussi les
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cobayes qui ont participé à notre expérience et nos amis qui nous ont enduré lors de
nos tests sur la caféine qui pouvaient nous rendre irritantes.
Médiagraphie





MARIEB, Elaine N. HOEHN, Katja. (2011). Anatomie et physiologie humaines.
Ed. ERPI. Montréal.
INCONNU. « Placebo (pharmacologie) », WIKIPEDIA. 1 DÉCEMBRE 2013.
INCONNU. « Placébo », FUTURA-SCIENCES. DATE INCONNUE.
ÉTIENNE, Jean. « L’effet placebo enfin expliqué », FUTURA-SCIENCES. 23
AOÛT 2007.
FECTEAU, D. (2005) L’effet placebo : Le pouvoir de guérison. Ed. Homme.
Iconographie
Figure 1 : Vignette :
https://www.google.ca/search?q=caf%C3%A9&rlz=1C1CHTY_frCA489CA489&source=lnms&tbm
=isch&sa=X&ei=slBqU9sMJCuyASLzYKgDw&ved=0CAcQ_AUoAg&biw=1440&bih=799#q=caf%C3%A9ine&tbm=isch&facr
c=_&imgdii=_&imgrc=i_BDDX7s9SpCOM%253A%3BNlSHkbpu5Q7vpM%3Bhttp%253A%252F%2
52Fwww.esante.fr%252Fsites%252Fdefault%252Ffiles%252Fimagecache%252Fvisuel_200%252Fimages_ar
ticles%252F5559_0.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.e-sante.fr%252Fou-se-cachecafeine%252Factualite%252F568%3B200%3B200
Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine?
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Annexe 1
Questionnaire sur les habitudes de vie
Pseudonyme : __________________________________
1. Quel âge avez-vous? ______ ans
2. Quel est votre sexe?
H
F
3. Quel est votre poids? _______ lbs
4. Où vous situez-vous sur l'échelle de la consommation de caféine (1 étant aucun
café et cinq étant plus de 3 cafés par jour) ?
□ 1
□ 2
□ 3
□ 4
□ 5
□ Moyen
□ Nerveux
□ Très nerveux
5. Êtes-vous :
□ Très calme □ Calme
6. À quelle fréquence consommez-vous de l'alcool?
□ Jamais
□ 1 fois/mois
fois/semaine
□ 1 fois/2 semaines
□ 1 fois/semaine
□ + de 2
7. Où vous situez -vous sur l'échelle d'appréciation des films d'horreur (1 étant, je
n'aime pas les films d'horreur et 5 étant, j'adore les films d'horreur) ?
□ 1
□ 2
□ 3
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□ 4
□ 5
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