EA 327 Management de Projet Filière SI Facteurs Humains & Organisationnels

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1 EA 327 Management de Projet Filière SI Facteurs Humains & Organisationnels Année Barbara MAWHIN - barbara.mawhin@airbus.com 1

2 Programme 1. IHM Généralités 2. Facteur Humain et Ergonomie 3. Conception d IHM 4. Evaluation d IHM 5. Exercice d Application 2

3 IHM - GÉNÉRALITÉS 3

4 Système socio-technique Composante Organisationnelle Macro-système Composante Humaine Composante Technique Caractéristiques: 1. Composantes technique + humaine 2. Finalité première économique, production d un service (avec contraintes légales, sécuritaires...) 3. Production in fine sous contrôle du sous-système humain 4. S inscrit dans un macro-système plus large 4

5 IHM I pour Interaction ou Interface Fonctionnalités proposées par la machine SYSTÈME INTERACTIF Utilisateurs H pour Homme ou Humain : => Qui? Caractéristiques? Activité (s)? M pour Machine => Pourquoi? Comment? Dans quelles conditions? OBJECTIF: Concevoir des systèmes UTILES et UTILISABLES 5

6 Illustration IHM Déclenchement des procédures de sécurité suite à un incident sur le réacteur 2: défaillance de l alimentation en eau Mise en route des pompes de secours pour l alimentation en eau, les vannes sont fermées suite à un oubli Les vannes sont réouvertes manuellement jusqu au rétablissement du taux de refroidissement approprié Ordre de fermeture des vannes par le système : la vanne reste coincée Indications ambigües des instruments de contrôle : l ordre de fermeture de la vanne apparaît mais pas sa position réelle Les opérateurs observent une rapide montée du niveau d eau et pensent la vanne fermée : ils arrêtent l alimentation en eau entraînant la fonte du cœur du réacteur 2 Ex: Three Mile Island, 03/1979 Incident Mineur => Accident Majeur : Problème d IHM Source IRSN.fr 6

7 Objectifs de la conception Concevoir des systèmes techniques: Utiles: adéquation aux besoins en fournissant les fonctions adaptées Utilisables: adéquation aux capacités de l utilisateur avec des critères de: Confort Efficacité Sécurité Qualité du produit Qualité de la tâche réalisée avec le système 7

8 Utilité Utilité : «l utilité détermine si le système permet à l utilisateur de réaliser sa tâche, s il est capable de réaliser ce qui est nécessaire pour l utilisateur. Elle couvre: la capacité fonctionnelle, les performances du système, les qualités d assistance» (Senach, 1990) Détermine si le produit respecte les contraintes fonctionnelles et opérationnelles 8

9 Utilisabilité Qualité Facilité d apprentissage Efficacité Facilité de mémorisation Réduction des erreurs Satisfaction subjective Définition Interface facile à apprendre L interface doit permettre à l utilisateur de réaliser sa tâche avec un haut niveau de productivité L interface doit permettre à l utilisateur de se souvenir facilement de son utilisation L interface doit minimiser le nombre d erreurs de l utilisateur et l aider à réparer ses erreurs L interface doit être plaisante à utiliser Nielsen,

10 Utilité et Utilisabilité selon Nielsen Acceptabilité du système Acceptabilité sociale Acceptabilité pratique Facilité d utilisation Coût Fiabilité Etc Utilité Utilisabilité 10

11 FACTEUR HUMAIN ET ERGONOMIE 11

12 Facteurs Humains Ensemble de connaissances sur les opérateurs humains et méthodes visant l adéquation entre l opérateur humain et son travail Caractéristiques du travailleur pris en compte : Activité des travailleurs : comportements physiques et mentaux Moyens d action: organisation du travail, formation, conception des dispositifs techniques 12

13 Facteurs Humains : multi-disciplines Psychologie Ressources cognitives Prise de décision Erreurs humaines Charge de travail Conscience de la situation... Physiologie Ressources physiques et physiologiques Charge de travail Anthropometrie Biomécanique... Comprendre le travail et adapter le travail à l humain Medecine Santé Maladie Sociologie Interactions interindividuelles Culture Linguistique Terminologie Syntaxe Abbréviations Language controllé 13

14 Fiabilité Humaine Fiabilité humaine : Capacité d un opérateur humain à réaliser une tâche avec succès, en temps donné, à ne pas exécuter de tâches supplémentaires nuisibles au bon fonctionnement du système homme-machine «Défaillance» humaine : Ecart par rapport à la performance attendue Erreur : écart involontaire: action involontairement inadaptée Violation : écart volontaire lié à une contrainte opérationnelle majeure Opérateurs longtemps décrits comme limitant la performance L humain n est pas un système technique: l approche probabiliste a ses limites Ex: accident gare de Lyon Nécessité d étudier le facteur humain : responsable d accidents Evaluation de l état de l opérateur nécessaire: est irremplaçable donc: Mesure de la charge mentale, Etude des limites liés aux capacités de traitement de l information: ex: nombre de tâches simultanées 14

15 Ergonomie La discipline scientifique qui s occupe de la compréhension des interactions entre les hommes et les autres éléments d un système (SELF) Les ergonomes contribuent à: - La conception et à l évaluation des tâches, des produits, des conditions de travail et des systèmes - Pour les rendre compatibles avec les besoins, les capacités, les possibilités et les limites des être humains. 2 Domaines de spécialisation : Ergonomie Cognitive / Physique et Physiologique Etudie la tâche et l activité des opérateurs 15

16 Tâche et Activité Tâche : «Prescrit» ce qui est demandé à l opérateur par l organisation: procédures, rythmes, délais «Veuillez éteindre l alimentation de l appareil après toute utilisation» Activité: «Réel» le comportement que l acteur met en place pour répondre à l exigence Monte sur un tabouret pour appuyer sur l interrupteur» Placer les outils et outils et commandes d utilisation fréquente dans la zone de déplacement des mains (entre 15 et 40 cm devant et jusqu à 40 cm sur le côté, à hauteur du coude» Check-list d ergonomie en 128 points (BIT) 16

17 Ergonomie physique et physiologique Etudie les interactions entre les dispositifs techniques et les facteurs physiologiques et physiques humains: posture, accessibilité Adaptation des environnements et ambiance de travail à l activité humaine Utilisation des connaissances en anthropométrie, physiologie et caractéristiques physiques (morphologie ), biomécanique (zones de confort ) 17

18 Morphologie Diversité morphologique des utilisateurs : mannequins numériques et test utilisateurs Ex: calcul des aires d atteintes et des aires visuelles, utilisation de modèles géométriques et biomécaniques Variabilité morphologique intra-individuelle: Effet de la gravité, âge, sexe, niveau scolaire, catégories socioprofessionnelles, origines géographiques Variabilité morphologique inter-individuelle: Diversité morphologique à satisfaire du 5% au 95% des populations utilisateurs: ex: Stature 5 ème centile 95 ème centile 151 cm 162 cm 173 cm 191 cm 161 cm 176 cm Moyennes Source: Travaux de R. Mollard 18

19 Ex: Travail sur écran (Source INRS) Maintien d une position difficile et statique Entraîne une rigidité corporelle Sources de fatigue: -Nuque et cou -Épaules -Coudes -Poignets -Dos -Mains => Troubles musculosquelettiques Visuelle et oculaires =>Immobilité de la pupille, problèmes de convergence Ex de contre-mesure: Travail de + de 50 minutes devant un écran est à proscrire Penser au confort pour éviter la fatigue: analyse de l activité, environnement, posture, confort de contact grâce au test du mannequin, entretiens, conception assistée par ordinateur, contraintes spécifiques (travail en microgravité ) 19

20 Morphologie et Physiologie Principes de bases: Aucune position de travail n est assez bonne pour être maintenue longtemps sans variation Aucun individu n est identique: la station de travail doit être adaptée à l individu qui l utilise Physiologie: Gestion des rythmes: période activité-repos, rythmes circadiens, vieillissement Caractéristiques du corps humain: physiologie des sens, neuropharmacologie, neurochimie Prendre en compte les limites morphologiques et physiologiques pour éviter l exposition au risque et améliorer le confort 20

21 Prise en compte de la physiologie dans Exemple de l œil humain la conception Rayonnements électromagnétiques 400 nm 700 nm Rayons X Bleu Vert Rouge Ultraviolets Infrarouges La sensibilité de l œil aux rayonnements électromagnétiques n est possible que dans une petite portion : Ex: utilisation des eye-trackers pour étude en ergonomie, adaptation des ambiances lumineuses au travail (luxmètre) 21

22 Points clés : Morphologie et physiologie Etudes des caractéristiques: Anthropométriques Physiologiques Biomécaniques Capacité humaine pour l adaptation à l environnement de travail Capacité limitée par les contraintes physiques et physiologiques Importance de la prise en compte de cette capacité humaine dans la conception d outils pour l activité: Postes de travail, outils avec retour proprioceptif 22

23 Ergonomie cognitive Fait appel aux connaissances des sciences cognitives : Etude des systèmes complexes de traitement de l information, perception, langage, mémoire, raisonnement, prise de décision Etudie l interaction entre un dispositif et les fonctions cognitives humaines avec mesure de la charge mentale Nécessité de connaissances sur l humain et son activité afin d adapter les systèmes techniques 23

24 Traitement de l information Niveau sensoriel Récepteurs des 5 sens: Vue, odorat, ouïe, toucher, goût Stimulus reçus par les sens: extéroception, proprioception, nociception Niveau perceptif Aires sensorielles et associatives (Cortex pariétal) Approche intégrative des stimulus = interprétation et signification Niveau cognitif Lobe préfrontal, hippocampe Reconstruction: fonctions cognitives: attention, jugement, mémoire 24

25 Niveau cognitif Attention et Perception Evaluation Mémoire Raisonnement Compréhension (texte, langage) Prise de décision 4 notions de base: Capacité de traitement limitée Étapes de traitement hiérarchisées Organisations des connaissances en mémoire: catégories/classements Représentation mentale 25

26 Mémoire(S) Les différentes mémoires permettent: De percevoir l information: Mémoire sensorielle échoïque (stimulus auditif) et iconique (stimulus visuel) De manipuler et stocker l information à court terme: Mémoire à court terme: MCT Mémoire de travail : MT Encoder, stocker et récupérer l information (reconnaissance et rappel): Mémoire à long terme: MLT 26

27 Mémoire à court terme (MCT) Permet de reproduire immédiatement une information Capacité limitée = empan mnésique En temps: 30 à 90 s En quantité : The Magical Number, Miller (1956) Sensible aux différences inter-individuelles Sensible aux troubles attentionnelles et aux émotions (stress) Mémoire de travail: manipulation de l information Ne pas surcharger l opérateur avec des informations à retenir ou manipuler 27

28 Mémoire à long terme (MLT) Stockage prolongé de l information (>90 s) Trace mnésique pouvant être stockée à vie Se décompose en 3 processus: Encodage: dirigé par les données perçues et les concepts déjà existants Stockage: rôle de la répétition et du sommeil Récupération : rappel ou reconnaissance: suivant le type d information: épisodique, sémantique, déclaratives, procédurales. L apprentissage du fonctionnement d une IHM passe par la MLT 28

29 Influence des émotions Cognition, émotion et plaisir sont toujours liés Cognition et émotion sont en interaction constante notamment pour: L adaptation aux situations La gestion des risques Effet facilitateur: Ex: Théorie des marqueurs somatiques de Damasio (1994) : les émotions accélèrent et facilitent la prise de décision (rappel des expériences passées) Effet délétère: Ex: effets du stress entraînant des persévérations (cognitif) et un rétrécissement du champ visuel (physiologique) 29

30 Travail mental et charge de travail Traitement d informations aboutissant à la production de conduites motrices mais sans que le système musculaire soit fortement sollicité (par opposition au travail physique) Comprend 2 aspects: Cognitif: analyse des informations perçues Affectif: concerne l état subjectif que le traitement des informations engendre chez le sujet 30

31 Modèle de fonctionnement du travail mental Monde extérieur environnement : Stimulus Vigilance Perception des signaux / informations Analyse cognitive Décodage des signaux Inférences et représentations MCT, MT, MLT Mémoire Comparaison avec représentations et schémas stockés Analyse émotionnelle Interprétation des informations Stress Prise de décision Monde extérieur environnement : Réponse comportementale / exécution de la décision Attention à ne pas dépasser la charge de travail mentale des opérateurs lorsqu ils utilisent une IHM 31

32 Composante Humaine dans le système Compétences et performance: Adaptation à l imprévu («capacité de résilience») Coopération Anticipation Autres caractéristiques transformant les performances: Fatigue Conflits Capacité de traitement de l information limitée Ex: Vol US Airways 1549, 01/2009 «Had we been tired, had we not gotten sufficient rest the night before, we could not have performed at the same level» said Captain Sullenberger 32

33 Points clés : Cognitive Capacité d adaptation des opérateurs humains aux contraintes de l activité (décision en contexte changeant, résolution de problème ) Capacité limitée par les possibilités de traitement et de manipulation de l information (MCT, MLT ) Des écarts peuvent apparaître entre performance humaine attendue et réelle (fiabilité et erreur humaine) Importance de la prise en compte de cette capacité humaine dans la conception d outils pour l activité: IHM, procédures 33

34 MODÈLES DE L OPÉRATEUR 34

35 Modèle du processeur humain (Card, 1983) Mémoire à long terme Mémoire visuelle Mémoire auditive MT/MCT Processeur Sensoriel: Entrées haptiques, audition, odorat Processeur Cognitif: compréhension, raisonnement, modèles mentaux, objectifs, intentions Processeur Moteur: mouvements, déplacements A prendre en compte en conception afin d intégrer la composante humaine sans faire appel à l utilisateur 35

36 Activité de l utilisateur: Modèle de l action, Norman (1986) Buts Intention Évaluation Soulève la nécessité de favoriser Permet de détailler chaque étape d une action que l humain va effectuer sur une IHM Signification de l expression d entrée Spécification d actions Signification de l expression de sortie Interprétation Le lien entre Intention et Action Le lien entre Action et Evaluation Forme de l expression d entrée Forme de l expression de sortie 2 concepts importants Exécution Perception Affordance Feedback proactif 36

37 Modèle de Rasmussen - SRK Différents niveaux d expertise / niveaux de contrôle du comportement humain Comportement basé sur les connaissances (Savoir Knowledge) Identification Décision / choix de la tâche : BUTS Planification Comportement basé sur les règles (Règles Rules) Reconnaissance Association état/tâche Règles stockées Comportement basé sur les habiletés (habiletés Skills) Extraction des caractéristiques Réaction motrices automatisées Entrées sensorielles Signaux Actions Application: utiliser les réflexes des utilisateurs (attention aux limites), faire référence à des situations connues pour réduire la charge cognitive/ mentale de l utilisateur (plutôt qu à des situations problèmes) 37

38 CONCEPTION D IHM 38

39 Cycle de conception d une IHM Analyse des besoins Evaluation ergonomique Tests utilisateur Conception Tests d intégration Conception logicielle Tests unitaires Codage 39

40 Ex: Styles d interaction Commande en ligne Langages de requête et questions-réponses Interfaces WIMP (Window, Icon, Menu, Pointing Device) Formulaires de sélection Langage naturel (écrit, parole) Interfaces 3D, gestuelles, réalité augmentée... 40

41 Démarche centrée utilisateur (Norme ISO 13407) Conception centrée utilisateur Objectifs: Rendre les systèmes utilisables Améliorer les conditions de travail Réduire les effets nuisibles sur la sécurité, la performance, la santé Prendre en compte: Etapes: Les aptitudes, les compétences, les limitations Comprendre et spécifier le contexte d utilisation: utilisateurs, tâches et activités, environnement, Spécifier les exigences liées à l utilisateur et à l organisation: coopération, performance attendue Produire des solutions de conception (cf. partie conception) Evaluation centrée utilisateur : processus itératif sur du long terme 41

42 Démarche centrée utilisateur schéma global Identifier la nécessité d une conception centrée sur l opérateur humain I. Comprendre et spécifier le contexte d utilisation IV. Évaluer les conceptions par rapport aux exigences II. Spécifier les exigences liées à l utilisateur et à l organisation Le système répond aux exigences? III. Produire des solutions de conception 42

43 Utilisateur et découverte de l IHM En phase de découverte, l utilisateur se pose 2 questions: Que puis-je faire? Présenter les fonctions du système pour que la correspondance avec les buts de l utilisateur soit la plus aisée Comment puis-je faire? => Procédure d interaction nécessaire à la réalisation d un but donnée doit exiger le moins d apprentissage (action sur le système doit être facile) 43

44 Utilisateur et découverte de l IHM La découverte repose sur une prise d information sensorielle (surtout visuelle) Capture de l attention de l utilisateur Connaissances de l utilisateur sur la tâche PROCESSUS BOTTOM-UP Propriétés des sorties du système PROCESSUS TOP-DOWN Orientation de l attention sur certaines zones ou certaines informations du système Lien avec le fonctionnement de la boucle sensori-motrice humaine 44

45 Utilisation des Connaissances ergonomiques en IHM Recommandations Guidelines, règles ergonomiques Critère ergonomiques, Facteur d utilisabilité Check-list, heuristiques d utilisabilité Standards et Normes (ISO) Guide de style Utilisées pour la conception et l évaluation 45

46 Recommandations Résultent de différentes disciplines (psychologie cognitive, anthropométrie ), sont générales et non appliquées à un contexte particulier Guidelines / Règles ergonomiques Principes de conception / évaluation à suivre pour garantir une IHM ergonomique L utilisation des règles ergonomiques permet d incorporer l ergonomie logiciel dans le développement d une application Ex: Toute commande ou choix non accessible doit être grisé Recommandations et règles ergonomiques se confondent dans la réalité 46

47 Guidelines et règles ergonomiques Où les trouver: Guide de conception: ex: Smith et Mosier, Ergonomie en 128 points (BIT, IRSST) Compilations de règles: Vanderdonckt (1992, + de 3000 règles) Guide de style : spécifique à un environnement: Windows, Mac ou à une entreprise (Template) Design standard : ISO 9241 L utilisation ne garantit pas une interface optimale Cf. Bibliographie: Références de Guidelines en ergonomie 47

48 Critères ergonomiques, Facteur d utilisabilité Correspond au respect des règles ergonomiques (critère), Correspond au respect du besoin exprimé (application) Critère Guidage Application Incitation, groupement et distinction entre items, feedback immédiat, Lisibilité Charge de travail Contrôle explicite Adaptabilité Gestion des erreurs Signifiance des codes et dénominations Homogénéité Compatibilité Brièveté des messages, actions minimales, densité informationnelle Actions explicites et contrôle utilisateur Flexibilité, prise en compte de l expérience utilisateur Protection contre les erreurs, Qualité des messages d erreur, Correction des erreurs Adéquation entre objet /information et son référent. Logique d usage Caractéristiques similaires entre différentes applications 48

49 Guidage : Incitation Incitation Objectif Pourquoi Exemple Amener l utilisateur à effectuer des actions précises Soulager sa charge cognitive (MLT et MT) et gérer ses erreurs Ex: Griser certaines options des menus, indiquer le format de saisie de la date Critères ergonomiques Ex 1: Indiquer la date JJ/MM/AAAA Ex 2: 49

50 Guidage: Groupement / Distinction par la localisation Groupement / Distinction par la localisation Objectif Pourquoi Exemple Faciliter le repérage et la mémorisation des items présentés (menus ) par l utilisateur Faciliter le rattachement de toute nouvelle information au répertoire existant Critères ergonomiques Ex: Positionner les items en les regroupant par classes 50

51 Guidage: Feedback immédiat Critères ergonomiques Feedback immédiat Objectif Pourquoi Exemple Aider l utilisateur à construire une représentation mentale en établissant des liens entre ce qu il fait et ce qu il provoque Alléger la charge en mémoire à court terme Ex: Affichage d étoiles lors de l entrée d un mot de passe 51

52 Guidage: Lisibilité Critères ergonomiques Lisibilité Objectif Pourquoi Exemple Faciliter la lecture des informations S adapter aux caractéristiques motrices et perceptuelles de l humain. Ne pas entraîner de fatigue ou de perte d efficacité Ex: adapter la luminance, la dimension des lettres 52

53 Charge de travail Critères ergonomiques Concision / Brièveté des messages Objectif Pourquoi Exemple Réduction des activités perceptives, de mémorisation et d action par rapport à la quantité d informations Capacité de la MCT et limitée donc transmission de données courtes Ex: Nom au lieu de Champ du nom de famille 53

54 Charge de travail Critères ergonomiques Actions minimales Objectif Pourquoi Exemple Réduction des activités perceptives, de mémorisation et de réalisation des actions par l utilisateur Capacité de la MCT est limitée donc actions à entreprendre les plus courtes possibles Ex: Réduire le nombre d actions : 2 clicks souris pour enregistrer un document 54

55 Contrôle explicite Critères ergonomiques Actions explicites Objectif Pourquoi Exemple (proche du critère feedback) Aider l utilisateur à comprendre le fonctionnement du système La compréhension du système entraîne une réduction du nombre d erreurs et facilite l apprentissage Ex: L interface ne doit exécuter que ce que l utilisateur commande 55

56 Contrôle explicite Critères ergonomiques Contrôle utilisateur Objectif Pourquoi Exemple Utilisateur contrôle le déroulement des opérations Utilisateur doit pouvoir utiliser le système comme il veut. Participe à l acceptation du système par l utilisateur Ex: Message «Fermer sans sauvegarder?» 56

57 Adaptabilité Flexibilité Objectif Pourquoi Exemple Permet à l utilisateur de personnaliser son interface par rapport à la tâche à effectuer et ses habitudes de travail Permet de gérer la variabilité interindividuelle Ex: Affichage du quadrillage ou non (ppt) Critères ergonomiques 57

58 Adaptabilité Critères ergonomiques Prise en compte de l expérience Objectif Pourquoi Exemple Avoir un système qui respecte le niveau d expertise de l utilisateur Permet de gérer la variabilité interindividuelle entre Novice et Expert de l utilisation d un logiciel Ex: Pouvoir suivre plusieurs chemins pour la même tâche: Menu + Enregistrer ou Ctrl + S 58

59 Gestion des erreurs Critères ergonomiques Protection contre les erreurs Objectif Pourquoi Exemple Détecter et prévenir les erreurs d entrées ou les actions dangereuses Prévenir les: -Erreurs d exécution (mauvaises frappes) -Erreurs d intentions (mauvaises interprétation du sens des commandes) Ex: Demande confirmation : «Voulezvous vraiment envoyer Document1.ppt à la corbeille?» 59

60 Gestion des erreurs Critères ergonomiques Correction des erreurs Objectif Pourquoi Exemple Mettre des moyens à disposition pour que l utilisateur puisse corriger ses erreurs Erreur moins perturbante si elle peut être corrigée (Bastien, 1991), importance pour la confiance dans le système et son efficacité Ex: Action «annuler» ou Ctrl +Z 60

61 Gestion des erreurs Critères ergonomiques Qualité des messages Objectif Pourquoi Exemple Donner des informations à l utilisateur sur la nature de son erreur Transmettre des informations lisibles et pertinentes pour augmenter l efficacité et satisfaction de l utilisateur Ex: Messages fonctionnels: renseignent l utilisateur sur le fonctionnement du système Messages d utilisation: renseignent sur comment utiliser le système Message fonctionnel: incompréhensible Message d utilisation 61

62 Signifiance des codes et dénominations Critères ergonomiques Signifiance des codes et dénomination Objectif Pourquoi Exemple Donner un maximum de sémantique (sens) au codage d informations Faciliter la compréhension en proposant une adéquation entre l objet ou l information demandée et son référent (l action par ex). La mémorisation est facilitée. Ex: Mettre un fichier dans la corbeille le supprime Corbeille 62

63 Homogénéité Critères ergonomiques Homogénéité Objectif Pourquoi Exemple Avoir un système qui conserve la logique d usage au sein d une application Permet d automatiser certains processus pour des tâches souvent effectuer par l utilisateur et ainsi diminuer la charge de travail Ex: Même raccourci clavier au sein d une application Ou : Cmd A pour tout sélectionner 63

64 Compatibilité Critères ergonomiques Compatibilité Objectif Pourquoi Exemple Avoir une cohérence entre les différentes applications. Peut-être assimilée à l homogénéité Permet d automatiser certains processus pour des tâches souvent effectuer par l utilisateur et ainsi diminuer la charge de travail Ex: Même raccourci clavier au sein de plusieurs applications: Ctrl Q 64

65 Check-list et grille d utilisabilité CONCEPTION: Liste des caractéristiques devant être présentes pour assurer l utilisabilité de l IHM ou liste de questions pour guider l évaluation EVALUATION: Liste de questions pour guider l évaluation Heuristiques : Nielsen CONCEPTION: Donne les principes d utilisabilité et est similaire aux critères ergonomiques EVALUATION: guide d évaluation 65

66 Exemple Recommandation Règle ergonomique Il faut aider l utilisateur à se construire une représentation mentale du fonctionnement du système DONC lui permettre d établir des liens entre les actions de l utilisateur et les conséquences de ses actions Toutes les actions de l utilisateur sur l interface doivent être matérialisées Critère ergonomique Feedback Facteur d utilisabilité Facilité d apprentissage 66

67 Standards et Normes: ISO Ont un objectif de normalisation Permettent de respecter les critères d homogénéité interapplication = compatibilité ISO 9241 ISO (conception centrée utilisateur) Guide de style Ont un objectif maintien de la cohérence d ensemble : charte graphique Communiquer aisément les principes aux concepteurs (designers, ergonomes ) 67

68 Ex: Norme ISO 9241 Clarté: contenu affiché rapidement, avec précision Discriminabilité: informations bien distinctes Concision: seules les informations nécessaires à la tâche sont affichées Cohérence: les mêmes informations sont présentées de manière identique sur toute l application Détectabilité: les informations sont codées de façon adéquate au bon endroit Lisibilité: l information est facile à lire Compréhensibilité: la signification des termes est clairement compréhensible 68

69 A. Formats d affichage B. Langage C. Couleur D. Graphiques E. Dialogue F. Entrée des données Guidelines de Brown G. Dispositifs de contrôle d affichage H. Messages d erreurs et aide en ligne I. Implémentation de l interface C. Marlin «Lin» Brown (1988), Human- Computer Interface Design Guidelines», Xerox Corporation 69

70 Ex: Guidelines de Brown Partie B : Langage Code des couleurs Blanc / Noir: Couleur fondamentale Rouge: Alarmes ou erreurs; Stop Jaune : Avertissements ou données exigeant de l attention Vert: Normal/OK, Couleur de base si blanc trop clair Bleu saturé: Mise en retrait. Ne pas utiliser pour les données critiques Rose (Magenta): Couleur d alarme secondaire, différenciation des données 70

71 EVALUATION D IHM 71

72 Evaluation Principes généraux Intuition du concepteur ne peut suffire Les recommandations restent des bonnes pratiques trop générales pour couvrir tous les aspects d une interaction Se fait à chaque étape de la conception et peut-être : analytique/heuristique expérimentale Prototypage papier ou interactif 2 types: Quantitative: basée sur des mesures objectives: durées, % d erreurs obtenues lors d expérimentation Qualitative: donnée subjectives: entretiens, questionnaires auprès des utilisateurs ou experts en ergonomie des IHM 72

73 Paradigmes d évaluation 1. Evaluation analytique / heuristique Evaluation a priori -revue d expert : analyse heuristique -promenade cognitive -Évaluation participative (brainstorming) Ex: Validation d heuristiques par exemple les heuristiques de Nielsen ( 5 experts min) doit être validée à la fin par les utilisateurs cibles Modèles prédictifs Modèles psycho-cognitifs permettant de simuler les conséquences d un choix de conception GOMS, Loi de Fitts, Keystroke model 2. Evaluation expérimentale : objective ou subjective Evaluation subjective Questionnaires / interviews Ex : Questionnaire avec échelle Satisfait Pas satisfait Tests d utilisabilité Avec utilisateurs potentiels Ex: Utilisation NORME ISO pour la création d une grille d évaluation Tests d acceptabilité Auprès de population échantillon Evaluation postcommercialisation ou version test Retour utilisateurs 73

74 Evaluation avec ou sans utilisateurs Avec des utilisateurs (recrutement: âge, nombre, rémunération ) Observer les utilisateurs Demander leur avis Mesurer leur performances Sans utilisateur Avis d experts Avec les heuristiques ergonomiques Estimation à l aide d un modèle de l utilisateur 74

75 1. Evaluation heuristique / analytique 1. Evaluation heuristique / analytique Sans l utilisateur final Se fait à l aide des heuristiques et règles ergonomiques Revue d experts Promenade cognitive Evaluation participative Modèles pshycho-cognitifs: GOMS, Loi de Fitts, Keystroke 75

76 1. Evaluation heuristique / analytique Evaluation avec des règles ergonomiques Sélectionner les règles (standards, entreprise ) Préparer l évaluation (définition grille, planifier le temps nécessaire ) Définition grille: Ex: Nom de l écran /fenêtre n des règles non respectées Description du problème Limites: Difficile d inspecter totalement l application donc le scénario doit être bien défini (choisir les tâches les plus fréquentes ou les plus «sensibles» aux erreurs) Faire un rapport d évaluation orienté conception intégrant des propositions de modification Réel apport de l expertise en ergonomie Degré de sévérité (grave, peu grave ) 76

77 1. Evaluation heuristique / analytique Critères d évaluation de Bastien et Scapin (1993) Evaluation heuristique 1. Compatibilité Dénominations de commandes compatibles avec le vocabulaire de l utilisateur: transfert d information plus rapide et plus efficace si le re-codage d information est réduit 2. Homogénéité Prise de décision, choix de solutions, rappel... Sont plus satisfaisants si l environnement est constant 3. Concision Repose sur l existence de limites en mémoire à court terme de l opérateur humain : réduire la charge mnésique des utilisateurs 4. Flexibilité Exigence liée à l existence d une variabilité inter-utilisateurs. Le logiciel doit comporter différents niveaux pour prendre en considération l acquisition d expérience par l utilisateur 5. Feed-back et Guidage La qualité de la performance est influencée par la connaissance du résultat. Le feed-back doit être aussi immédiat que possible 6. Charge Informationnelle Maintenir la charge a un niveau acceptable pour l utilisateur afin de minimiser le risque d erreurs 7. Contrôle explicite Même si le logiciel a le contrôle, l interface doit apparaître comme étant sous le contrôle de l utilisateur 8. Gestion des erreurs Fournir à l utilisateur un moyen pour corriger ses propres erreurs 77

78 1. Evaluation heuristique / analytique Heuristiques de Nielsen, Source: 78

79 1. Evaluation heuristique / analytique Heuristiques de Nielsen (1) Visibilité de l état du système /feedback: " Grâce à un feedback approprié et fourni dans un délai raisonnable, le système doit toujours informer l'utilisateur sur son état. Adéquation du système au monde réel :" Le système doit s'exprimer dans le langage de l'utilisateur, avec des mots, des phrases et des concepts familiers à celui-ci, plutôt qu'avec des termes "orientés système". Il faut respecter les conventions du monde réel, en faisant apparaître les informations dans un ordre naturel et logique. «Contrôle et liberté de l utilisateur: " Les utilisateurs choisissent souvent par erreur des fonctions du système et ont besoin d'issues de secours clairement balisées pour quitter la situation non désirée sans devoir parcourir un long dialogue. Il faut offrir les fonctions 'undo [/annuler]' et 'redo [/refaire]'. «Cohérence et respect des standards: " Les utilisateurs ne devraient pas se demander si différents mots, situations, ou actions veulent dire la même chose. Il faut se conformer aux conventions de la plate-forme. «Design minimaliste et esthétique: " Les dialogues ne devraient pas contenir des informations qui sont non pertinentes ou rarement utilisées. Toute information superflue dans un dialogue entre en compétition avec les informations pertinentes et diminue la visibilité relative de ces dernières. " 79

80 1. Evaluation heuristique / analytique Heuristiques de Nielsen (2) Reconnaissance plutôt que rappel: " Il faut rendre les objets, les actions et les options visibles. Il ne convient pas que l'utilisateur doive se rappeler des informations données à un endroit du dialogue lorsqu'il est à un autre endroit du dialogue. Les instructions d'utilisation du système devraient être visibles ou faciles à retrouver lorsqu'elles sont nécessaires. Flexibilité d utilisation: " Des accélérateurs - non vus par l'utilisateur novice - peuvent souvent accélérer l'interaction pour l'utilisateur expert de telle façon que le système puisse s'adresser à la fois aux novices et aux experts. Il faut permettre aux utilisateurs d'adapter des actions fréquentes. " Aide à la gestion des erreurs: " Les messages d'erreur doivent être exprimés dans un langage clair (pas de codes), indiquer précisément le problème et suggérer une solution d'une manière constructive. " Prévention des erreurs: " Plutôt qu'un bon message d'erreur, il vaut mieux un design soigné qui empêche un problème de se produire.» Aide et documentation : " Même s'il est préférable qu'un système puisse être utilisé sans documentation, il peut être nécessaire de fournir une aide et une documentation. Toute information de ce type doit être facile à chercher et ciblée sur la tâche de l'utilisateur ; elle doit reprendre la liste des étapes concrètes à suivre et ne doit pas être trop volumineuse. " 80

81 1. Evaluation heuristique / analytique Promenade cognitive Cognitive walkthrough Cognitive walkthrough: évaluation d interface centrée sur la tâche 4 questions fondamentales: 1. L utilisateur va-t-il réaliser le but attendu? Saura-t-il ce qu il doit faire? 2. L utilisateur pourra-t-il constater que l action nécessaire pour réaliser son but en cours est disponible? 3. L utilisateur pourra-t-il associer l action correcte avec l effet qu il recherche? 4. Si l action correcte est réalisée, l utilisateur verra-t-il un progrès pour la réalisation de son but? Saura-t-il mettre en œuvre l action correcte ou une action incorrecte? 81

82 1. Evaluation heuristique / analytique Promenade Cognitive Avantages et Limites Avantages Optimise l utilisabilité (introduit des connaissances implicites chez l utilisateur et limite les itérations) De 20 à 50% des problèmes d utilisabilité détectés Moins de fausses alarmes et un meilleur taux de détection que l évaluation heuristiques Limites Doit être combinée avec d autres méthodes (test empiriques ) Doit évoluer pour prendre en compte plus de connaissances sur l utilisateur et s adapter aux type d interactions spécifiques (multimodales) Peut être fastidieux Ne permet pas d anticiper suffisamment d erreurs possibles Semble favoriser les solutions locales 82

83 1. Evaluation heuristique / analytique Modèles prédictifs: GOMS GOMS (Goal, Operator, Method, Selection) Basé sur le modèle de Card But: structure symbolique qui définit un état recherché: Ex: Fermer l application Opérateur : action élémentaire conduisant à un changement d état Ex: Cliquer sur la croix en haut de l écran avec la souris Méthode: procédé pour atteindre un but (suite conditionnelle) Prendre la souris, la déplacer vers le haut de l écran, cliquer Sélection: choix d une méthode lors d un conflit L application n est pas fermée: utiliser la méthode 2: Commande + Q 83

84 1. Evaluation heuristique / analytique Modèles prédictifs : Keystroke Le modèle Keystroke: Prédire le temps d exécution d une tâche précise par un utilisateur expert. Prend en compte: Une tâche (constituée de sous-tâches) Le langage de commande du système Les paramètres des capacités motrices de l utilisateur Les paramètres de temps de réponse du système La méthode de réalisation de la tâche 84

85 1. Evaluation heuristique / analytique Evaluation analytique / heuristique : Evaluation participative Réservée aux experts Brainstorming ou Focus Group Protocole: Lancement du thème : ex: adapter notre site à un nouveau public Production d idées : rendu sous forme de tableau Synthèse: les idées les plus adaptées sont retenues 85

86 1. Evaluation heuristique / analytique Evaluation heuristique : mise en œuvre pratique 1. Définir des tâches utilisateurs et préciser les heuristiques à étudier 2. Mettre en place l évaluation : pas besoin de conditions d utilisations réelles 3. Recueil des données : l expert rempli une fiche d évaluation 4. Synthèse : hiérarchiser les problèmes en terme de sévérité et de criticité Tâche n : Version du système: Expert: Date: Localisation dans la tâche Heuristique Description du problème Commentaires ou suggestion de solution Un nouveau message arrive dans la boîte aux lettres Observabilité L utilisateur n est pas informé de cette arrivée L utilisateur aimerait sans doute être alerté (par un son)- Option paramétrable 86

87 2. Evaluation expérimentale 2. Evaluation expérimentale : avec utilisateurs Observation de sessions d utilisation Avantage: conditions d usages aussi réelles que possible Moyens: Sessions d utilisation du système avec un scénario, observations/enregistrements, analyse des données Evaluation quantitative : tests d utilisabilité (Norme ISO) Evaluation qualitative : questionnaires, interviews, tests d acceptabilité Tâche n : Nom de l évaluateur: Sujet n : Version du système: Date: Action mise en jeu dans la description de la tâche Remarque du participants Commentaires / explications Limites Evalue le plus souvent la première prise en main du logiciel: pas de suivi d apprentissage au cours du temps Ne permet pas une couverture large des fonctionnalités Adaptation du comportement: effet Hawthorne 87

88 Mesures subjectives de la charge mentale Observation d utilisateurs (tests utilisateurs) en situation réelle ou en laboratoire Avec + ou de matériel Démarche expérimentale Questionnaire Recueil de données Rapports Verbaux Outils d évaluation : ex: NASA TLX 88

89 2. Evaluation expérimentale Quantitative: Evaluation de l utilisabilité Métrique d évaluation quantitative : Norme ISO 9241 Mesures d utilisabilité Adéquation à la tâche Approprié pour l utilisateur entraîné Efficacité Efficience Satisfaction % de buts atteints Temps pour réaliser la tâche Nombre de fonctions importantes utilisées «Apprenabilité» % de fonctions apprises Tolérance à l erreur % d erreurs corrigées Efficacité relative comparée à un expert Temps d apprentissage Temps passé à corriger les erreurs Echelle de jugement de satisfaction Echelle de jugement de satisfaction Echelle de jugement de facilité d utilisation Echelle de jugement de facilité de correction Mesures de l utilisabilité préconisées par la norme ISO 9241 (basé sur les critères de Nielsen) Limite d application: centrée sur la facilité d apprentissage = facilité d établissement du lien entre buts et actions 89

90 2. Evaluation expérimentale Evaluer l utilisabilité - Les Tests utilisateurs Auprès de population échantillon: Avoir accès aux utilisateurs Avoir une version partielle du produit Définir le nombre, le profil Objectif du recueil de données Objectif d utilisabilité: ex: Tolérance aux erreurs Données nécessaires: Erreurs/correction des erreurs Données Brutes recueillies: durée des actions Données brutes à recueillir Données objectives: Actions, résultat des actions, temps, direction du regard (eye-tracker) Données subjectives: questionnaires 90

91 2. Evaluation expérimentale Evaluations qualitatives : satisfaction Questionnaires et entretiens Interviews / Entretiens Questionnaires Importance de: - l ordre des question (simples => complexes) - Questions adaptées à l utilisateur - Importance de l échelle de notation des questionnaires: OUI/NON; échelles de Lickert, Ordre d importance 1. Globalement, je suis satisfait de la facilitée pour accomplir les tâches du scénario 2. Globalement, je suis satisfait du temps nécessaire pour accomplir les tâches du scénario 3. Globalement, je suis satisfait du retour d information lorsque j accomplis les tâches du scénario (aide, messages et documentation) Accord Lewis, J.R (1995) IBM Computer Usability Satisfaction Questionnaires: Psychometric Désaccord NR 91 c

92 Evaluation analytique / heuristique Schéma récapitulatif des méthodes d évaluation Avec utilisateurs Evaluation a priori: -Experts -Promenade cognitive -Evaluation participative Sans utilisateur Modèle de psychologie cognitive Evaluation expérimentale Quantitative Qualitative Tests d utilisabilité - Evaluation subjectives (questionnaires, interviews ) - Tests d acceptabilité 92

93 Avantages et limites Avantages Limites Expérimentation Subjectif Prédictif (modèles) Analytique (experts) Détection de problèmes sur une large portée Peu coûteux, permet d appréhender l avis des usagers Système non nécessaire Peu coûteux Modification du comportement Précision Portée limitée Nécessite une grande expertise Peut manquer des problèmes 93

94 Expérience utilisateur (UX) Objectif: comprendre ce qui permet une expérience d usage de qualité Vision holistique : pensées, sensations, émotions 3 dimensions principales Dimension pragmatique: qualités instrumentales. Ex: utilisabilité Dimension hédonique: qualités non instrumentales. Ex: identification sociale, stimulation par la nouveauté, symbolique liée à la valeur du produit (identification), motivationnelle Dimension affective: réactions émotionnelles : recherche d affects positifs 94

95 Derniers travaux -IHM & Affects Pour répondre à la limite des approches par l utilisabilité Dimension affective et utilisabilité : par le biais de la notion de satisfaction (cf. Nielsen) Satisfaction dans Norme ISO : confort ressenti lors de l utilisation» Affects : caractère esthétique du produit ou sa valeur symbolique Utilisateurs sensibles aux affects: aux expériences frustrantes: Ex: Enervement face à la lenteur d ouverture des différentes fenêtres Les émotions positives ne sont pas toujours bénéfiques (prise de risque) Les émotions négatives peu intenses peuvent favoriser la réflexion 95

96 Points clés IHM L utilisateur n est pas tout L utilisateur n est pas toujours l acheteur: ex: actionnaires, syndicats, gouvernements L utilisateur est un humain et doit être pris en compte de manière holistique (y compris affects) L utilisateur doit être inclus dans la conception et l évaluation 96

97 Bibliographie Bonnet, C. Gihiglione, R., Richard, J.F. (2002) Traité de psychologie cognitive. Psycho Master, DUNOD Mollard, R., Hennion, P.Y., & Bouillet, A. (2006). ERGODATA : An on-line database system for digital human modelling and ergonomics studies. Proceedings of the 16th Triennal World Conference of the International Ergonomics Association., Maastricht, The Netherlands, 10-14, July. Norman, 1986, User centered design Klein, G. Et al. Decision Making in Action: Models and Methods. Ablex Publishing Co., Norwood, NJ. Nielsen J. (1993) Usability engineering. Academic Press. Stone D., Jarret C., Woodroffe M., Minoche. (2005) User Interface Designer and Evaluation. Morgan Kauffmann, Elsevier, San Francisco, CA. ISBN Février F. Et al., La prise en compte des affects dans le domaine des interactions homme-machine: quels modèles, quelles méthodes, quels bénéfices?. Le travail humain, 2011/2 Vol. 74, p DOI: /th Références de Guidelines en Ergonomie (Ergo du Web) 1/scapin1.html 97