La mémoire

IND6406 Ergonomie cognitive
La mémoire
Jean-Marc Robert
École Polytechnique de Montréal
Le 23 mars 2010
1
Ressources
attentionnelles
tt ti
ll
Registre
d’information
sensorielle
Stimuli
Perception
Décision et
sélection de
réponse
Exécution
de réponse
Réponses
Mémoire
de travail
Mémoire à
long terme
Figure 1.1 Un modèle de traitement humain d’information
2
.
Tirée de : C.D. Wickens (1984). Engineering psychology and human performance
La mémoire est essentielle dans toutes
les activités humaines
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tâches d’inspection (se rappeler de la référence)
Contrôle aérien (se rappeler du contenu des échanges)
Lecture (se rappeler de ce qu’on vient de lire)
Reconnaissance d’un visage, d’une voix
Faire une addition
Prendre des notes en classe
Préparer et passer une examen
All faire
Aller
f i des
d courses
Suivre une discussion avec des gens
Retenir les noms des p
personnes qqu’on vous pprésente
Me rappeler que j’ai un rendez-vous chez le médecin
Mémoire des témoins visuels d’événements (témoignages à la cour)
…
3
Définitions
• « La rétention de l’information dans le temps ».
(Payne et al. , 1999, p. 83)
• De façon opérationnelle: « … les changements dans
le comportement qui sont causés par des
événements dans le passé des sujets » (Payne et al.
al ,
1999, p. 83).
4
Sans la mémoire
•
•
•
•
Je ne sais pas qui je suis
Je ne sais pas où je suis
Je ne sais pas ce que j’ai à faire
Je suis incapable de parler, de lire ou d’écrire (pcq
l langage
le
l
estt appris)
i)
• Je suis incapable de reconnaître qui ou quoi que ce
soit
• …
5
Pertinence de l’étude de la
mémoire en ergonomie
• Formation du personnel
– Dans tous les domaines et p
pour tous les personnels
p
• Organisation du travail
– But: minimiser la charge mnémonique de travail; minimiser les
i t fé
interférences
entre
t éléments
élé
t mémorisés
é
ié
• Conception des interfaces H-M et des outils de travail
•
•
•
•
•
•
Icones
Interfaces à manipulation directe (tout est visible à l’écran)
Aide en ligne
B ll d’information
Bulles
d’i f
i à l’écran
l’é
Procédures
…
6
Terminologie
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Rétention, rappel, recherche (retrieval), oubli
E d
Encodage
Effet de primauté:
Effet de récence
Auto-répétition
Interférence
Prospection mnémonique
Technique de Sternberg (1966)
Empan mnémonique
Rappel sériel immédiat
Rappel libre
Chunk (paquet dd’information)
information)
Truc mnémonique
Association de patrons (pattern matching)
7
Q l
Quelques
observations
b
ti
sur la
l mémoire
é i
•
Est associative
associati e
– Ex.:Aider une personne à retrouver le fil de sa conversation en lui
rappelant le contexte
•
•
Existe pour chaque sens: visuelle,
visuelle auditive,
auditive gustative
gustative, olfactive
olfactive, tactile
tactile.
Est parfois guidée par le physique
– Grâce aux automatismes qu’on a développés, le geste de la main peut nous
aider à retrouver une information
•
•
Se développe avec la pratique
Ne s’observe pas directement
– Est inférée à partir des traces de travail et comportements verbaux
•
Dépend de nos intérêts, de notre motivation
– Peut être très inégale d’un domaine à l’autre
•
Aidée par des trucs mnémoniques
– Ex.: méthode des lieux
– Ex.: phrase dont la première lettre de chacun des mots nous permet de
p
à une qquestion. ((voir les 2 PPT sur l’ordre des pplanètes).
)
trouver la réponse
8
T
Truc
mnémotechnique
é t h i
(1/2)
Ordre des p
planètes en ppartant du soleil
(Salut, mon vieux, tu m’as jeté sur une nouvelle planète)
– Soleil
– Mercure
– Vénus
– Terre
– Mars
– Jupiter
J i
– Saturne
– Uranus
– Neptune
– Pluton (n’est
(n est plus une planète)
9
Truc mnémotechnique (2/2)
Ordre des planètes par grosseur
((Je suis un neptunien
p
terroriste vulnérable, ma mission p
polluer))
– Jupiter
– Saturne
– Uranus
– Neptune
– Terre
– Vénus
– Mars
M
– Mercure
– Pluton (plus froide) (n’est plus une planète)
10
Mémoire de débutants vs d’experts
(1/2)
(Chase & Simon 1973: Perception in chess)
• On présente pendant quelques instants à des joueurs
d’é h ordinaires
d’échec
di i et à un maître,
î
des
d pièces
iè
d’un
d’ jeu
j
d’échec
a) placées au hasard sur un échiquier
vs
b) correspondant à différents vrais jeux dd’échecs
échecs
• On fait ensuite un test de rappel de la position des pièces
sur le jeu.
11
Mé i de
Mémoire
d débutants
déb
vs d’
d’experts (2/2)
(Chase & Simon 1973)
• Résultats
– Si les
l pièces
iè
sontt placées
l é au hasard,
h
d le
l maître
ît obtient
bti t des
d résultats
é lt t
semblables à ceux des joueurs ordinaires
– S’il s’agit de jeux réels, le maître obtient de meilleurs résultats que
les joueurs ordinaires.
• Explication
– Association de patrons: le maître a des milliers de jeux stockés en
mémoire, et il associe ce qu’il voit à l’un de ces jeux stockés en
mémoire (pattern matching).
12
Pertinence des informations et mémoire
(étude de S. Sébillotte 1982)
• O
On présente
é
d dossiers
des
d i médicaux
édi
à des
d médecins
éd i et à des
d
sages-femmes (débutants et experts) avant une intervention
obstétricale.
• Chacun voit ensuite le patient.
• On ferme le dossier.
• On fait un test de rappel sur le contenu du dossier.
• Résultats:
– Différence de rappel entre médecins et sages-femmes.
– Différence de rappel entre débutants et experts.
– Les informations ne sont pas restituées sous la forme dans laquelle
elles étaient présentées dans les dossiers mais elles sont
• filtrées
• transformées
• recodées sous forme de synthèse entre données élémentaires.
13
Conclusion
(étude de S. Sébillotte 1982)
• Sélection: on retient des infos utiles pour le traitement.
• Ordre d’apparition: on retient en premier les choses qui
sortent de l’ordinaire, qui nous frappent.
• Biais, déformation (suite à un traitement).
• Rappel des informations par paquets.
14
4 activités faisant appel à la mémoire
(aussi 4 méthodes d’investigation de la rétention)
•
•
•
•
Reconnaissance
Reconstruction
Rappel
Réapprentissage
N.B.:
N
B : la reconnaissance est plus facile que la reconstruction,
reconstruction
qui est plus facile que le rappel, qui est plus facile que le
pp
g
réapprentissage.
15
3 types de mémoires,
3 sous-systèmes ou 3 processus
• RIS
RIS: registre
i t d’information
d’i f
ti sensorielle
i ll (ou
( mémoire
é i
sensorielle)
• MCT: mémoire à court terme
– Mémoire de travail
– Mémoire opérationnelle
• MLT: mémoire à long terme
– Mémoire sémantique
– Mémoire épisodique
RIS > MCT > MLT
L’info
L’i
f doit
d it passer par la
l MCT
pour entrer dans la MLT
--------------------------------------------------------------- Mémoire implicite vs mémoire explicite
- Mémoire prospective
- Méta-mémoire
16
4 points
i t sur lesquels
l
l les
l mémoires
é i
se distinguent
g
•
•
Le but ou le rôle
La capacité (ou la taille)
– RIS: mal définie
– MCT: limitée (7 + ou – 2 éléments)
– MLT: illimitée
•
La durée de persistance des informations
– Ris: 0.1 à 0.5 sec
– MCT: quelques secondes
– MLT: illimitée
•
La nature des informations stockées
– RIS: information physique
– MCT: visuelle / acoustique dans le cas de ces 2 sens
– MLT: sémantique
17
RIS ou mémoire sensorielle
2 sens possibles:
1)
2)
Emmagasinage à long terme des caractéristiques
sensorielles d’un stimulus comme le goût ou l’odeur.
E
Enregistrement
i
ou images
i
quii suivent
i
immédiatement
i
édi
la
l
perception d’un stimulus et dont les durées sont très
brèves.
brèves
18
Expérience
E
é i
de
d Georges
G
Sperling
S li (1960)
menant à la découverte du RIS
• On présente un stimulus visuel à des sujets durant
50 ms et on leur
l
demande
d
d de
d rapporter
immédiatement après la présentation toutes les
l
lettres
dont
d
ils
il se souviennent
i
(situation de rapport
complet et de rappel libre).
• On enregistre
i
la
l réponse.
19
V
R
M
N
C
W
G
J
V
B
S
A
20
Résultats
Ré
lt t d
de l’
l’expérience
é i
de
d
Sperling (1960) au sujet du RIS
• Le sujet
j peut
p rapporter
pp
4-5 éléments sur les 12.
• Explications:
p cat o s:
– Pendant que le sujet identifie, maintient en mémoire et
rapporte les 4-5 éléments, l’information concernant les
autres éléments en mémoire sensorielle se détériore.
– Il y a interférence entre les premiers éléments rappelés
et les éléments suivants: pendant que le sujet rapporte
les premiers éléments, il ne peut pas traiter les autres
éléments.
21
2è
2ème
expérience
é i
de
d G.
G Sperling
S li sur le
l
rapport partiel
--------------------------présente le p
prochain stimulus au sujet
j
On p
pendant 50 ms
22
K
T
R
S
Q
B
V
P
L
M
A
X
23
24
Tout de suite après le stimulus,
on présente
é
brièvement:
b iè
S i
Soit
Un pointeur
U
i t
vis-à-vis
i à i de
d la
l
ligne à rappeler
ou
Un son grave vis-à-vis de la
li
ligne
à rappeler.
l
25
Résultats
Ré
lt t de
d l’expérience
l’
é i
de
d Sperling
S li
sur le rapport
pp
p
partiel
• Le sujet peut rapporter 3 lettres sur 4 dans chaque
rangée
é
– Il a donc stocké 9 lettres sur 12, donc le double de la
situation
i i précédente.
é éd
26
Registre d
d’information
information sensorielle
(ou mémoire sensorielle)
•
•
Existe pour chacun des 5 sens
Retient l’information sensorielle très brièvement, souvent sans que
y
conscients.
nous en soyons
– Persistance: 0.1 à 0.5 sec.
•
•
Il n’existe aucun moyen de prolonger cette information
L’information est ggardée sous sa forme physique
p y q initiale;; elle n’a pas
p
subi de traitement ou de codage pour lui donner une signification.
– Visuel: trace iconique + trace phonétique dans les cas des lettres et des
chiffres.
– Auditif:
A di if trace phonétique
h éi
•
•
•
Illimitée en quantité mais il est difficile d’estimer la capacité réelle de
cette mémoire
C idé é comme un lac
Considérée
l d’informations
d’i f
ti
d
dans
lequel
l
l se ravitaillent
it ill t
les autres mémoires
Les mémoires visuelles et auditives ont été les plus étudiées jusqu’à ce
jour.
jour
27
Mé i à courtt terme
Mémoire
t
• C
Correspond
d à la
l quantité
tité d’informations
d’i f
ti
de
d
l’environnement qui peut être stockée temporairement dans
une même fraction de temps.
• Contenu différent du RIS: l’information retenue n’est pas
une image
g complète
p
des événement,, on retient pplutôt
l’interprétation immédiate de ceux-ci.
• Étude classique de Miller (1956):
. « The magical number of 7, plus or minus 2 »
. Faite avec des objets sans signification
• L’étude de Broadbent (1975) montre plutôt qu’elle est de
l’ordre de 3 à 5 éléments.
28
MCT et mémoire de travail
• Braddeley & Hitch (1974) préfèrent parler de
mémoire de travail
– Concept voisin qui conçoit cette mémoire à la fois
comme un lieu de stockage et comme un lieu de
traitement.
• On peut garder l’information en MCT pendant un
temps indéfini en faisant un effort conscient
– Ex., par auto-répétition
29
Caractéristiques de la MCT
(selon Hitch 1987; Gardiner 1987)
•
•
•
Les lettres et les mots qui riment sont particulièrement difficiles à
différencier dans le MCT
On p
perd de l’info en qq secondes de la MCT si les qq secondes qui
q
suivent une activité de mémorisation sont occupées à faire une activité
ou traiter de l’information distrayante (voir Fig. 5.7)
Le taux d’oubli
d oubli par la MCT augmente
– avec la complexité de la tâche ou de l’activité distrayante
– au fur et à mesure que la quantité d’information à se rappeler augmente
– quand du matériel semblable a récemment été stocké en mémoire
•
•
•
Le rappel de noms d’items de la MCT est généralement meilleur quand
ces items sont présentés en images plutôt qu’en mots
L probabilité
La
b bilité de
d rappell de
d la
l MCT augmente
t en fonction
f ti de
d la
l
profondeur et de la quantité de traitement effectué au moment de
l’encodage.
Pl on vieillit
Plus
i illi (>
( 55 ans),
) moins
i on peut retenir
i d’information
d’i f
i en MCT.
MCT
30
Figure 5.7 Pourcentage de rappel correct en fonction du délai entre la
présentation des items et leur rappel (Peterson et Peterson 1959)
(Tirée de C. Fortin, R. Rousseau (1989). Psychologie cognitive, p. 166)
31
Capacité
p
de la MCT,, rappel
pp sériel
immédiat et empan mnémonique
Le rappel sériel immédiat est la principale tâche utilisée
depuis plus d’un siècle pour estimer la capacité de la MCT.
– L’expérimentateur présente à un sujet une série de lettres ou de
chiffres et lui demande, immédiatement à la fin de la série,
pp des items dans l’ordre de pprésentation.
d’effectuer un rappel
– Le nombre d’items contenus dans la série la plus longue que le
sujet peut réciter correctement est appelé empan mnémonique
((memoryy span).
p )
– L’empan pour des lettres ou des chiffres est généralement de 7 ou
8.
– Controverse: serait-ce
serait ce la seule mesure de la capacité de la MCT?
32
Eff t d
Effet
de primauté
i
té ett effet
ff t de
d récence
é
(voir Fig. 5.1)
• Effet de primauté:
– le
l rappell est supérieur
éi
pour les
l items
i
apparaissant
i
au
début des listes.
• Effet de récence
– le rappel est supérieur pour les items apparaissant à la
fin des listes.
listes
33
Figure 5.1
Fi
5 1 Pourcentage
P
dde rappell correct en ffonction
i de
d la
l position
i i d’un
d’
mot dans une liste en comportant 40 (courbe de position sérielle)
(Tirée de C. Fortin, R. Rousseau (1989). Psychologie cognitive, p. 142)
34
Technique de Sternberg (1966)
sur la prospection mnémonique
• L’auteur a mis au point une technique de reconnaissance
d’items en mémoire qui va comme suit:
– On présente au sujet un ensemble d’items qu’il doit mémoriser,
l’ensemble-mémoire; par ex. : A, P, Q, W
– Typiquement cet ensemble est présenté visuellement et contient un
nombre d’items inférieur à l’empan mnémonique, soit au
maximum 6 ou 7 items.
– Après un délai d’environ 0.5 sec, un item-test est présenté (ex., W)
et le sujet doit indiquer le plus rapidement possible par « oui » ou
par « non » si cet item était p
p
présent dans l’ensemble-mémoire.
– On enregistre le temps de latence.
35
700
.
650
Temps de 600
réaction
550
moyen
(ms)
500
450
.
.
.
.
.
400
0
1
2
3
4
5
Dimension de l’ensemble-mémoire
6
Figure
gu e 5.11
5. Temps
e ps de réaction
éact o moyen
oye de laa réponse
épo se dans
da s une
u e tâche
tâc e de prospection
p ospect o
mnémonique en fonction de la dimension de l’ensemble-mémoire
36
(d’après Sternberg, 1966) (tiré de Fortin & Rousseau, 1989, p. 175)
Mé i opérationnelle
Mémoire
é ti
ll
• Concept proche de la « mémoire de travail » (Baddeley,
1976)
• Concept introduit par André Bisseret (1970) en France
dans le cadre de ses recherches sur le contrôle aérien
• Définition:
– La rétention temporaire des données nécessaires à l’action, sous
l’hypothèse que l’organisation de cette mémoire est structurée par
les processus de traitement de l’information pour lesquels la
rétention était nécessaire ou du moins utile.
– Une mémoire fonctionnelle qui résulte de la conjugaison des
capacités offertes par la mémoire de travail et par la partie de la
MLT qui peut être activée lors de l’exécution d’une tâche.
37
E é i
Expérience
de
d A.
A Bi
Bisserett (1970)
•
•
Fait
F
it résoudre
é d des
d problèmes
blè
de
d navigation
i ti aérienne
éi
à des
d contrôleurs
t ôl
aériens comme ils le font dans leur travail
Fait faire une tâche de rappel libre sur ces problèmes.
Résultats:
• Différences entre débutants et expérimentés
expérimentés, non pas quantitatives
mais qualitatives, ce qui reflète l’emploi de raisonnements différents
pour la résolution de problèmes
Par la suite, Sperandio montre:
• L’effet du degré d’importance de chaque info élémentaire selon le type
d problème
de
blè traité.
ié
• Il existe une relation entre récence de l’encodage mnésique et la
quantité d’informations à mémoriser.
38
Mémoire à long terme
•
•
•
•
•
Contient
C
i l’ensemble
l’
bl des
d connaissances
i
permanentes de
d l’H
Sans limite de taille
Sans limite de temps
Contenu sémantique et organisé en un réseau sémantique
Le recouvrement dd’infos
infos procède par association à partir
d’indices présents dans la mémoire de travail que l’on
appelle « sondeurs » (Walker & Hitch, 1985)
• Le rappel est un processus dynamique car le contenu du
sondeur est en permanence modifié en fonction de
ll’évolution
évolution de la situation et du déroulement du rappel,
rappel et le
réseau de base de la mémoire qui est sollicitée est susceptible
de changer.
39
C
Caractéristiques
té i ti
de
d la
l MLT
•
La probabilité
L
b bilité de
d retrouver
t
l’info
l’i f ddans lla MLT augmente
t en fonction
f ti
du pairage entre
– les indices et le contexte présents au moment du stockage et
– les indices et le contexte disponibles au moment du rappel
•
•
•
•
Plus la compatibilité (ressemblance) est grande entre les opérations
effectuées pour stocker l’info et les opérations effectuées pour la
recherche, plus la probabilité de rappel correct est grande.
Le rappel dans la MLT d’informations interreliées est meilleur que
pour des informations indépendantes,
p
p
isolées.
Plus l’info stockée en MLT est distincte et unique, plus la probabilité
est grande qu’elle soit rappelée correctement.
Le rappel de la MLT est meilleur pour des images que pour des mots,
mots
et pour des mots visualisables que pour des mots qui ne le sont pas.
40
Mé i sémantique
Mémoire
é
ti
Endel Tulving (1972,
(1972 1983) est le premier auteur à avoir distingué 2
différents types de mémoires: la mémoire sémantique et la mémoire
épisodique.
-------------------------------------------------------------------------• Une MLT qui nous permet d’interpréter ce que nous
vivons.
• Contenu abstrait et général : on y emmagasine des
concepts tels que père, cheval, chien, nourriture, manger, avion, …
• S’est constituée à travers nos toutes premières expériences
• Les oublis surviennent ici moins fréquemment qu’en
mémoire
é i épisodique.
é i di
• Les études sur cette mémoire mettent l’accent sur la
ll’organisation
organisation ou la structure de ll’information
information en mémoire.
mémoire
41
Mémoire épisodique
• une MLT qui contient les informations spécifiques
portant sur des expériences concrètes que nous avons
vécues dans des lieux et des moments particuliers
particuliers.
– Ex.: le souvenir de la soirée de samedi dernier
– Ex.: je sais que j’ai un rendez-vous chez le dentiste jeudi prochain
• Une mémoire en constante évolution car de nouveaux
événements s’ajoutent à chaque instant.
• Les études sur cette mémoire mettent ll’accent
accent sur les
processus impliqués dans l’utilisation de cette mémoire.
42
Mé i implicite
Mémoire
i li i
Graf & Schacter (1985) ont créé les termes de mémoire explicite et mémoire
implicite pour distinguer ces deux formes de mémoire.
------------------------------------------------------------------------------------------•
Elle renvoie aux capacités non-intentionnelles de recouvrement de connaissances
en mémoire lors d’activités très automatisées et qui ne nécessitent aucun effort
conscient de récupération d’information.
– E
Ex.: reconnaissance
i
de
d caractères
tè lors
l de
d la
l lecture
l t
– Ex.: se rappeler de la signature de mon nom
– Ex.: associer un nom à un visage familier
•
La mémoire implicite se révèle quand la performance à une tâche est facilitée en
l’absence de souvenir conscient.
•
La situation la plus étudiée au sujet de cette mémoire est l’accès direct,
immédiat, irréfléchi à des connaissances en présence d’un stimulus particulier
(direct priming, Tulving & Schacter, 1990).
43
Mémoire explicite
• La mémoire explicite se révèle quand la performance à une
tâche requiert de se rappeler de façon consciente
d’ é i
d’expériences
passées.
é
44
Mémoire prospective
• C’
C’est lla mémoire
é i quii permet de
d se rappeler
l de
d faire
f i des
d
choses dans le futur.
– Ex
Ex.:: prendre des médicaments tous les 3 heures.
heures
– Ex.: passer chez le nettoyeur en revenant du travail
– Ex.: téléphoner ce soir à Marie-Hélène pour son anniversaire.
• Importance des aide-mémoires externes pour se rappeler de
faire des choses et améliorer ainsi la performance.
– Par ex.: une liste de choses à faire.
45
Méta-mémoire
• Mémoire des méta-connaissances,, c.-à-d. des
connaissances particulières qui permettent à l’humain de
connaître les connaissances qu’il possède.
46
L’entrevue
L’
t
cognitive
iti pour améliorer
éli
la
l
mémoire des témoins visuels
•
•
Développée par Geiselman, Fisher, MacKinnon & Holland (1986).
Basée sur 2 principes :
1. On assume que ce qui est dans la mémoire (memories) comprend une
multitude d’attributs, et par conséquent, l’efficacité d’une procédure
dd’amélioration
amélioration de la mémoire dépend du degré selon lequel les indices de
rappel utilisés croisent (overlap) les attributs stockés en mémoire.
2. Il peut y avoir plusieurs chemins qui mènent à ce qui a été mémorisé
(
(memory
ttrace),
) donc
d
différents
diffé t indices
i di
de
d rappell peuventt permettre
tt de
d
retrouver différentes informations.
•
4 techniques générales pour retrouver l’information et des techniques
plus spécifiques pour évoquer des types d’information spécifiques.
47
Références
Réfé
•
•
•
•
Card, S.K.
S K (1989).
(1989) Models of working memory, in J.E.
J E Elkind, S.K.
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Ch
Chase,
Simon,
Si
H.
H (1973).
(1973) P
Perception
ti iin chess.
h
C
Cognitive
iti Psychology,
P h l
4, 55-81
Payne,
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p
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Handbook of Applied Cognition. Wiley.
Wickens C.D.
Wickens,
C D (1984).
(1984) Engineering Psychology and Human
Performance.
48