La charge mentale n`est pas un concept flou (mais son utilité est

La charge mentale n'est pas
un concept flou (mais son
utilité est toute provisoire)
André Tricot
CLLE-LTC, UMR CNRS 5263
Université de Toulouse le Mirail
[email protected]
Introduction
• La mauvaise réputation…
Définition
• La charge mentale (ou cognitive)
correspondrait à l’intensité du traitement
cognitif engagé par un individu pour
réaliser une certaine tâche, d’une
certaine manière, dans un certain
environnement.
Émotions, stress
• Effets interférents
• Engagement dans la tâche (émotions positives, « bon stress »)
• Et possibles effets « pertinents », où la charge est cette fois
intrinsèque à la tâche. Isen (1993) : « l’émotion positive peut
exercer une influence sur la prise de décision et la prise de
risque. Les sujets présentant un état affectif positif, par rapport
aux sujets du groupe contrôle, estiment qu’ils sont capables de
prendre plus de risques, prennent des décisions complexes plus
rapidement, affichent moins de redondances dans leur
processus de recherche et écartent davantage les mauvaises
décisions ».
• Mériterait d’être plus largement étayé empiriquement.
Attention
• La charge est liée :
– au coût attentionnel de la tâche, qui est d’autant
plus faible que les traitements qu’elle implique
sont automatisés ;
– au partage attentionnel, qui est d’autant plus
important qu’il y a des interférences avec la tâche
principale, notamment si tâche principale et
interférences sont coûteuses et proches par les
traitements sensoriels et cognitifs qu’elles
impliquent.
• La vigilance pourrait être considérée comme
une ressource attentionnelle.
Mémoire de travail
• La charge est liée à :
– la quantité d’ « unités cognitives » que l’individu
doit maintenir et traiter pour réaliser la tâche, ainsi
que le temps nécessaire de ce maintien et de ce
traitement, soit :
• la quantité d’informations et de liens entre ces
informations à traiter dans la situation ; charge plus faible
si diverses modalités sensorielles sont mobilisées plutôt
qu’une seule
• la quantité d’opérations ou de traitements à réaliser sur
ces informations
Mémoire à long terme
• La mobilisation de connaissances en
mémoire à long terme est d’autant moins
coûteuse que celles-ci sont implicites ou
automatisées, ce qui implique qu’un expert
n’est pas souvent confronté à une surcharge
cognitive intrinsèque.
Stratégies
• La charge liée à une tâche dépend de la
façon dont l’individu réalise cette tâche. La
baisse du coût d’une stratégie passe
généralement par la diminution du nombre
d’informations ou de critères pris en compte
pour réaliser la tâche.
• Les experts peuvent utiliser des stratégies
très peu coûteuses pour réaliser des tâches
intrinsèquement complexes, mais aussi
engager de traitements cognitifs coûteux
quand la tâche présente un aspect inhabituel.
Effort
• L’effort que l’individu investit ou peut investir
dans la tâche détermine la charge cognitive.
L’effort est lui-même influencé par la
motivation et la fatigue de l’individu au
moment où il réalise la tâche.
Apprentissage
• L’apprentissage est un moyen de réduire la
charge cognitive liée à une tâche, mais aussi
une activité cognitive qui, quand elle est
explicite, peut se révéler elle-même
coûteuse, tellement coûteuse parfois…
qu’elle ne permet pas d’apprendre.
En résumé, la charge dépend
• du nombre d’informations et des relations entre elles à maintenir
en mémoire de travail et à traiter pour réaliser la tâche
• de la quantité de connaissances de l’individu relativement à la
tâche et donc aux informations à traiter
• de la stratégie employée : celle-ci peut consister à éliminer
certaines informations à traiter, faisant par là baisser la charge
• de la présence d’interférences dans la situation : plus elles seront
nombreuses, plus la charge sera importante
• de la proximité entre les traitements (sensoriels, cognitifs)
impliqués dans la réalisation de la tâche, ainsi que dans le
traitement des interférences : plus leur proximité est grande, plus
la charge est importante
• de l’effort consenti par l’individu pour réaliser la tâche, en fonction
de sa motivation et de sa fatigue : si trop d’effort alors risque
désengagement
• la charge cognitive W(t,h,m) impliquée dans la réalisation de
la tâche t par l’individu h au moment m est égale à :
• W(t,h,m) = ∑ (ki + qi) CAi + ∑ Ej – ∑ pl W(Al) si < e
• sinon
W(t,h,m) = 0
• e = seuil d’effort de h au moment m
• Ai une unité d’information ou un lien entre deux informations contenues
dans t
• t = U { A1, A2, A3, … An }
• ki = poids lié à la proximité de Ai à tous les autres A
• ai = le degré de connaissance de h à propos de Ai
• CAi = le coût relatif à h de Ai : CAi = Ai – ai
• Ei = intensité de l’interférence générée par un élément extérieur à t
• qi = coefficient multiplicatif lié à l’effet de Ei
• ∑ ki CAi = charge intrinsèque
• ∑ Ej = charge extrinsèque
• ∑ pl W(Al) = charge éliminée par la stratégie utilisée
• W(Al) = (kl + ql) CAl
• pl = 1 si Al est éliminé par la stratégie utilisée et sinon pl = 0.
Mais à quoi ça sert ?
• Permet d’évaluer des situations de travail ou
d’apprentissage, et par extension des outils, ainsi
que de disposer de pistes pour les améliorer
• Cependant, il peut sembler bien plus utile à la
psychologie ergonomique de connaître la nature de
ces traitements que leur intensité « globale »
• L’utilité de la charge cognitive résiderait surtout dans
sa capacité à aider les chercheurs à aborder des
problèmes nouveaux ou complexes
Questions théoriques
• Par ex. : y a-t-il d’autres sources de
différences interindividuelles que les
connaissances dans les phénomènes
de charge cognitive ? (par ex. une
capacité de contrôle attentionnel propre
à l’individu ?)
Domaines d’application
• Exemples :
– Évaluation de la complexité des interfaces
pour un même service en fonction des
supports (téléphone, ordinateur, pda, etc.)
– Conception de documents électroniques
en maintenance aéronautique
– Effet du guidage procuré par la structure
d’un document sur l’apprentissage
Grâce à cet exposé, vous
n’aurez pas besoin d’acheter
ça
Evaluation de la charge
mentale
Quatre catégories de mesure
(Brünken, Plass & Leutner 2003)
• méthodes subjectives ou méthodes objectives
• lien direct ou indirect avec la charge
– Les mesures indirectes et subjectives : questionnaires
relevant la perception subjective de l’effort investi.
– Les mesures directes et subjectives : évaluation de la
difficulté de la tâche par l’individu.
– Les mesures indirectes et objectives : mesures de
performance.
– Les mesures directes et objectives : imagerie cérébrale,
double tâche.
Approche additive
(Miyake, 2001)
• Indice de charge : addition de :
– trois mesures physiologiques
• pression artérielle
• activité de vaisseaux sanguins périphériques
• rythme respiratoire
– une mesure subjective
• moyenne de trois mesures issues de la NASATLX : la demande mentale, la demande
temporelle et l’effort
Approche intégrée
(Cegarra et Chevalier, sous presse)
• Logiciel Tholos : intègre trois mesures :
– mesures issues du paradigme de la double
tâche
– mesures issues d’une version simplifiée de
la NASA-TLX (RTLX)
– mesures physiologiques (dilatation
pupillaire)
A quoi sert de mesurer la
charge mentale ?
• Ergonomie de « terrain »
• Recherche en psychologie et
ergonomie