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Conception de systèmes de travail

Lundi, Mars 14 2011 19: 45

Stations de travail

Une approche intégrée dans la conception des postes de travail

En ergonomie, la conception des postes de travail est une tâche critique. Il est généralement admis que dans tout environnement de travail, col bleu ou col blanc, un poste de travail bien conçu favorise non seulement la santé et le bien-être des travailleurs, mais aussi la productivité et la qualité des produits. À l'inverse, le poste de travail mal conçu est susceptible de provoquer ou de contribuer au développement de problèmes de santé ou de maladies professionnelles chroniques, ainsi que de problèmes de maintien de la qualité et de la productivité des produits à un niveau prescrit.

Pour tout ergonome, l'énoncé ci-dessus peut sembler trivial. Il est également reconnu par tous les ergonomes que la vie professionnelle dans le monde est pleine non seulement de lacunes ergonomiques, mais aussi de violations flagrantes des principes ergonomiques de base. Il est évident qu'il existe une méconnaissance généralisée de l'importance de la conception des postes de travail chez les responsables : ingénieurs de production, superviseurs et gestionnaires.

Il convient de noter qu'il existe une tendance internationale en ce qui concerne le travail industriel qui semble souligner l'importance des facteurs ergonomiques : la demande croissante d'amélioration de la qualité des produits, de la flexibilité et de la précision de livraison des produits. Ces exigences ne sont pas compatibles avec une vision conservatrice de la conception du travail et des lieux de travail.

Bien que, dans le contexte actuel, ce soient les facteurs physiques de conception du poste de travail qui soient les plus importants, il convient de garder à l'esprit que la conception physique du poste de travail ne peut en pratique être séparée de l'organisation du travail. Ce principe sera mis en évidence dans le processus de conception décrit dans ce qui suit. La qualité du résultat final du processus repose sur trois supports : les connaissances ergonomiques, l'intégration aux exigences de productivité et de qualité et la participation. Le processus de mise en œuvre d'un nouveau poste de travail doit répondre à cette intégration, et c'est l'objet principal de cet article.

Considérations sur la conception

Les postes de travail sont destinés au travail. Il faut reconnaître que le point de départ du processus de conception d'un poste de travail est qu'un certain objectif de production doit être atteint. Le concepteur - souvent un ingénieur de production ou une autre personne au niveau de l'encadrement intermédiaire - développe en interne une vision du lieu de travail et commence à mettre en œuvre cette vision à travers ses moyens de planification. Le processus est itératif : d'une première tentative grossière, les solutions deviennent progressivement de plus en plus raffinées. Il est essentiel que les aspects ergonomiques soient pris en compte à chaque itération au fur et à mesure de l'avancement des travaux.

En tant que professionnels, design ergonomique des postes de travail est étroitement liée à évaluation ergonomique de postes de travail. En fait, la structure à suivre ici s'applique également aux cas où le poste de travail existe déjà ou lorsqu'il est à l'état de projet.

Dans le processus de conception, il est nécessaire d'avoir une structure qui garantisse que tous les aspects pertinents soient pris en compte. La manière traditionnelle de gérer cela consiste à utiliser des listes de contrôle contenant une série de ces variables qui doivent être prises en compte. Cependant, les listes de contrôle à usage général ont tendance à être volumineuses et difficiles à utiliser, car dans une situation de conception particulière, seule une fraction de la liste de contrôle peut être pertinente. De plus, dans une situation de conception pratique, certaines variables ressortent comme étant plus importantes que d'autres. Une méthodologie pour considérer ces facteurs conjointement dans une situation de conception est nécessaire. Une telle méthodologie sera proposée dans cet article.

Les recommandations pour la conception des postes de travail doivent être fondées sur un ensemble d'exigences pertinentes. Il convient de noter qu'il ne suffit généralement pas de prendre en compte des valeurs limites de seuil pour des variables individuelles. Un objectif combiné reconnu de productivité et de préservation de la santé oblige à être plus ambitieux que dans une situation de conception traditionnelle. En particulier, la question des troubles musculo-squelettiques est un aspect majeur dans de nombreuses situations industrielles, bien que cette catégorie de problèmes ne soit nullement limitée au milieu industriel.

Un processus de conception de poste de travail

Étapes du processus

Dans le processus de conception et de mise en œuvre du poste de travail, il y a toujours un besoin initial d'informer les utilisateurs et d'organiser le projet de manière à permettre une pleine participation des utilisateurs et afin d'augmenter les chances de pleine acceptation du résultat final par les employés. Un traitement de cet objectif n'entre pas dans le cadre du présent traité, qui se concentre sur le problème d'arriver à une solution optimale pour la conception physique du poste de travail, mais le processus de conception permet néanmoins d'intégrer un tel objectif. Dans ce processus, les étapes suivantes doivent toujours être prises en compte :

    1. collection de demandes spécifiées par l'utilisateur
    2. hiérarchisation des demandes
    3. transfert des demandes en (a) spécifications techniques et (b) spécifications en termes d'utilisation
    4. développement itératif de l'aménagement physique du poste de travail
    5. mise en œuvre physique
    6. période d'essai de production
    7. production complète
    8. évaluation et identification des problèmes de repos.

                   

                  L'accent est mis ici sur les étapes un à cinq. Souvent, seul un sous-ensemble de toutes ces étapes est réellement inclus dans la conception des postes de travail. Il peut y avoir diverses raisons à cela. Si le poste de travail est une conception standard, comme dans certaines situations de travail sur écran, certaines étapes peuvent être dûment exclues. Cependant, dans la plupart des cas, l'exclusion de certaines des étapes énumérées conduirait à un poste de travail de qualité inférieure à ce qui peut être considéré comme acceptable. Cela peut être le cas lorsque les contraintes économiques ou de temps sont trop sévères, ou lorsqu'il y a une négligence pure et simple due à un manque de connaissances ou de perspicacité au niveau de la direction.

                  Collecte des demandes spécifiées par l'utilisateur

                  Il est essentiel d'identifier l'utilisateur du lieu de travail comme tout membre de l'organisation de production susceptible d'apporter un avis qualifié sur sa conception. Les utilisateurs peuvent inclure, par exemple, les travailleurs, les superviseurs, les planificateurs de production et les ingénieurs de production, ainsi que le délégué à la sécurité. L'expérience montre clairement que ces acteurs ont tous des connaissances uniques qu'il convient de mettre à profit dans le processus.

                  La collecte des demandes spécifiées par l'utilisateur doit répondre à un certain nombre de critères :

                  1. Ouverture. Aucun filtre ne doit être appliqué au stade initial du processus. Tous les points de vue doivent être notés sans critique exprimée.
                  2. Non-discrimination. Les points de vue de chaque catégorie doivent être traités de la même manière à ce stade du processus. Une attention particulière doit être accordée au fait que certaines personnes peuvent être plus franches que d'autres et qu'il existe un risque qu'elles réduisent au silence certains des autres acteurs.
                  3. Développement par le dialogue. Il devrait y avoir une opportunité d'ajuster et de développer les demandes à travers un dialogue entre les participants d'horizons différents. La priorisation doit être abordée dans le cadre du processus.
                  4. Versatilité. Le processus de collecte des demandes spécifiées par les utilisateurs doit être raisonnablement économique et ne pas nécessiter l'intervention de consultants spécialisés ou des demandes de temps considérables de la part des participants.

                   

                  L'ensemble de critères ci-dessus peut être satisfait en utilisant une méthodologie basée sur le déploiement de la fonction qualité (QFD) selon Sullivan (1986). Ici, les demandes des utilisateurs peuvent être recueillies dans une session où un groupe mixte d'acteurs (pas plus de huit à dix personnes) est présent. Tous les participants reçoivent un bloc de notes autocollantes amovibles. On leur demande d'écrire toutes les revendications du lieu de travail qu'ils jugent pertinentes, chacune sur une feuille de papier distincte. Les aspects relatifs à l'environnement de travail et à la sécurité, à la productivité et à la qualité doivent être couverts. Cette activité peut se poursuivre aussi longtemps que nécessaire, généralement dix à quinze minutes. Après cette séance, l'un après l'autre des participants est invité à lire ses demandes et à coller les notes sur un tableau dans la salle où tout le monde dans le groupe peut les voir. Les demandes sont regroupées en catégories naturelles telles que l'éclairage, les aides au levage, les équipements de production, les exigences d'atteinte et les exigences de flexibilité. À la fin de la ronde, le groupe a la possibilité de discuter et de commenter l'ensemble des demandes, une catégorie à la fois, en ce qui concerne la pertinence et la priorité.

                  L'ensemble des demandes spécifiées par l'utilisateur recueillies dans un processus tel que celui décrit ci-dessus constitue l'une des bases pour le développement de la spécification de la demande. Des informations supplémentaires dans le processus peuvent être produites par d'autres catégories d'acteurs, par exemple des concepteurs de produits, des ingénieurs qualité ou des économistes ; cependant, il est essentiel de réaliser la contribution potentielle que les utilisateurs peuvent apporter dans ce contexte.

                  Priorisation et spécification de la demande

                  En ce qui concerne le processus de spécification, il est essentiel que les différents types de demandes soient pris en considération selon leur importance respective ; sinon, tous les aspects qui ont été pris en compte devront être considérés en parallèle, ce qui peut tendre à rendre la situation de conception complexe et difficile à gérer. C'est pourquoi les listes de contrôle, qui doivent être élaborées si elles doivent servir l'objectif, ont tendance à être difficiles à gérer dans une situation de conception particulière.

                  Il peut être difficile de concevoir un schéma de priorité qui serve aussi bien tous les types de postes de travail. Cependant, dans l'hypothèse où la manipulation manuelle de matériaux, d'outils ou de produits est un aspect essentiel du travail à effectuer au poste de travail, il y a une forte probabilité que les aspects associés à la charge musculo-squelettique soient en tête de liste des priorités. La validité de cette hypothèse peut être vérifiée à l'étape de collecte de la demande des utilisateurs du processus. Les demandes pertinentes de l'utilisateur peuvent être, par exemple, associées à la tension musculaire et à la fatigue, à l'atteinte, à la vue ou à la facilité de manipulation.

                  Il est essentiel de réaliser qu'il peut ne pas être possible de transformer toutes les demandes spécifiées par l'utilisateur en spécifications de demande technique. Bien que ces demandes puissent concerner des aspects plus subtils tels que le confort, elles peuvent néanmoins être d'une grande pertinence et doivent être prises en compte dans le processus.

                  Variables de charge musculo-squelettique

                  Conformément au raisonnement ci-dessus, nous appliquerons ici l'idée qu'il existe un ensemble de variables ergonomiques fondamentales liées à la charge musculo-squelettique qui doivent être prises en compte en priorité dans le processus de conception, afin d'éliminer le risque de troubles musculo-squelettiques liés au travail (WRMD). Ce type de trouble est un syndrome douloureux, localisé dans le système musculo-squelettique, qui se développe sur de longues périodes à la suite de sollicitations répétées sur une partie particulière du corps (Putz-Anderson 1988). Les variables essentielles sont (par exemple, Corlett 1988):

                  • demande de force musculaire
                  • demande de posture de travail
                  • demande de temps.

                   

                  En ce qui concerne le force musculaire, l'établissement de critères peut être basé sur une combinaison de facteurs biomécaniques, physiologiques et psychologiques. Il s'agit d'une variable qui est opérationnalisée par la mesure des demandes de force de sortie, en termes de masse manipulée ou de force requise pour, par exemple, le fonctionnement des poignées. De plus, les charges de pointe liées à des travaux très dynamiques peuvent devoir être prises en compte.

                  Position de travail les exigences peuvent être évaluées en cartographiant (a) les situations où les structures articulaires sont étirées au-delà de l'amplitude naturelle des mouvements, et (b) certaines situations particulièrement gênantes, telles que les postures à genoux, en torsion ou voûtées, ou le travail avec la main tenue au-dessus de l'épaule niveau.

                  Exigences de temps peut être évalué sur la base de la cartographie (a) du travail à cycle court et répétitif et (b) du travail statique. Il convient de noter que l'évaluation statique du travail peut ne pas concerner exclusivement le maintien d'une posture de travail ou la production d'une force de sortie constante sur de longues périodes de temps ; du point de vue des muscles stabilisateurs, notamment de l'articulation de l'épaule, un travail apparemment dynamique peut avoir un caractère statique. Il peut donc être nécessaire d'envisager de longues périodes de mobilisation articulaire.

                  L'acceptabilité d'une situation repose bien sûr en pratique sur les exigences de la partie du corps la plus sollicitée.

                  Il est important de noter que ces variables ne doivent pas être considérées une par une mais conjointement. Par exemple, des demandes de force élevées peuvent être acceptables si elles ne se produisent qu'occasionnellement ; soulever le bras au-dessus du niveau de l'épaule de temps en temps n'est normalement pas un facteur de risque. Mais des combinaisons entre ces variables de base doivent être envisagées. Cela tend à rendre l'établissement de critères difficile et complexe.

                  Dans le Équation NIOSH révisée pour la conception et l'évaluation des tâches de manutention manuelle (Waters et al. 1993), ce problème est résolu en concevant une équation pour les limites de poids recommandées qui prend en compte les facteurs médiateurs suivants : distance horizontale, hauteur de levage verticale, asymétrie de levage, couplage de la poignée et fréquence de levage. De cette façon, la limite de charge acceptable de 23 kilogrammes basée sur des critères biomécaniques, physiologiques et psychologiques dans des conditions idéales, peut être sensiblement modifiée en tenant compte des spécificités de la situation de travail. L'équation NIOSH fournit une base pour l'évaluation du travail et des lieux de travail impliquant des tâches de levage. Cependant, il existe de sérieuses limitations quant à la facilité d'utilisation de l'équation NIOSH : par exemple, seuls les ascenseurs à deux mains peuvent être analysés ; les preuves scientifiques pour l'analyse des ascenseurs à une main ne sont toujours pas concluantes. Cela illustre le problème de l'application des preuves scientifiques exclusivement comme base pour la conception du travail et du lieu de travail : dans la pratique, les preuves scientifiques doivent être fusionnées avec les opinions éclairées de personnes qui ont une expérience directe ou indirecte du type de travail considéré.

                  Le modèle cubique

                  L'évaluation ergonomique des lieux de travail, compte tenu de l'ensemble complexe de variables à prendre en compte, est dans une large mesure un problème de communication. Sur la base de la discussion sur les priorités décrite ci-dessus, un modèle de cube pour l'évaluation ergonomique des lieux de travail a été développé (Kadefors 1993). Ici, l'objectif premier était de développer un outil didactique à des fins de communication, basé sur l'hypothèse que la force de sortie, la posture et les mesures de temps dans une grande majorité de situations constituent des variables de base interdépendantes et prioritaires.

                  Pour chacune des variables de base, il est reconnu que les demandes peuvent être regroupées en fonction de la gravité. Ici, il est proposé qu'un tel regroupement puisse être fait en trois classes : (1) faibles exigences(2) exigences moyennes ou (3) exigences élevées. Les niveaux de demande peuvent être fixés soit en utilisant les preuves scientifiques disponibles, soit en adoptant une approche consensuelle avec un panel d'utilisateurs. Ces deux alternatives ne sont bien entendu pas exclusives l'une de l'autre, et pourraient bien entraîner des résultats similaires, mais probablement avec des degrés de généralité différents.

                  Comme indiqué ci-dessus, les combinaisons des variables de base déterminent dans une large mesure le niveau de risque en ce qui concerne le développement de troubles musculo-squelettiques et de troubles traumatiques cumulatifs. Par exemple, des exigences de temps élevées peuvent rendre une situation de travail inacceptable dans les cas où il existe également des exigences de niveau au moins moyen en ce qui concerne la force et la posture. Il est essentiel dans la conception et l'évaluation des lieux de travail que les variables les plus importantes soient prises en compte conjointement. Voici un modèle cubique à de telles fins d'évaluation est proposé. Les variables de base - force, posture et temps - constituent les trois axes du cube. Pour chaque combinaison de demandes, un sous-cube peut être défini ; au total, le modèle intègre 27 sous-cubes de ce type (voir figure 1).

                  Figure 1. Le « modèle cubique » pour l'évaluation ergonomique. Chaque cube représente une combinaison d'exigences relatives à la force, à la posture et au temps. Léger : combinaison acceptable ; gris : acceptable sous condition ; noir : inacceptable

                  ERG190F1

                  Un aspect essentiel du modèle est le degré d'acceptabilité des combinaisons de demande. Dans le modèle, un schéma de classification en trois zones est proposé pour l'acceptabilité : (1) la situation est acceptable, (2) la situation est acceptable sous condition ou (3) la situation est inacceptable. À des fins didactiques, chaque sous-cube peut recevoir une certaine texture ou couleur (par exemple, vert-jaune-rouge). Encore une fois, l'évaluation peut être basée sur l'utilisateur ou sur des preuves scientifiques. La zone conditionnellement acceptable (jaune) signifie qu'« il existe un risque de maladie ou de blessure qui ne peut être négligé, pour l'ensemble ou une partie de la population d'opérateurs en question » (CEN 1994).

                  Pour développer cette approche, il est utile de considérer un cas : l'évaluation de la charge sur l'épaule dans la manutention à une main d'allure modérée. C'est un bon exemple, car dans ce type de situation, ce sont normalement les structures de l'épaule qui sont les plus sollicitées.

                  En ce qui concerne la variable force, la classification peut être basée dans ce cas sur la masse manipulée. Ici, faible demande de force est identifié comme des niveaux inférieurs à 10 % de la capacité maximale de levage volontaire (MVLC), qui équivaut à environ 1.6 kg dans une zone de travail optimale. Demande de force élevée nécessite plus de 30 % de MVLC, soit environ 4.8 kg. Demande de force moyenne se situe entre ces limites. Faible contrainte posturale c'est quand le haut du bras est proche du thorax. Contrainte posturale élevée c'est quand l'abduction ou la flexion humérale dépasse 45°. Sollicitation posturale moyenne lorsque l'angle d'abduction/flexion est compris entre 15° et 45°. Faible demande de temps c'est lorsque la manutention occupe moins d'une heure par jour de travail intermittent, ou en continu pendant moins de 10 minutes par jour. Demande de temps élevée est lorsque la manipulation a lieu pendant plus de quatre heures par jour de travail, ou en continu pendant plus de 30 minutes (de manière continue ou répétitive). Demande de temps moyen est lorsque l'exposition se situe entre ces limites.

                  Dans la figure 1, des degrés d'acceptabilité ont été attribués à des combinaisons d'exigences. Par exemple, on voit que des exigences de temps élevées ne peuvent être combinées qu'avec de faibles exigences combinées de force et de posture. Passer de l'inacceptable à l'acceptable peut être entrepris en réduisant les exigences dans l'une ou l'autre dimension, mais la réduction des exigences de temps est le moyen le plus efficace dans de nombreux cas. En d'autres termes, dans certains cas, la conception du lieu de travail doit être modifiée, dans d'autres cas, il peut être plus efficace de modifier l'organisation du travail.

                  L'utilisation d'un panel de consensus avec un ensemble d'utilisateurs pour la définition des niveaux de demande et la classification du degré d'acceptabilité peut améliorer considérablement le processus de conception du poste de travail, comme indiqué ci-dessous.

                  Variables supplémentaires

                  En plus des variables de base examinées ci-dessus, un ensemble de variables et de facteurs caractérisant le poste de travail d'un point de vue ergonomique doit être pris en compte, en fonction des conditions particulières de la situation à analyser. Ils comprennent:

                  • précautions pour réduire les risques d'accidents
                  • facteurs environnementaux spécifiques tels que le bruit, l'éclairage et la ventilation
                  • exposition aux facteurs climatiques
                  • exposition aux vibrations (provenant d'outils portatifs ou de tout le corps)
                  • facilité à répondre aux exigences de productivité et de qualité.

                   

                  Dans une large mesure, ces facteurs peuvent être considérés un par un ; par conséquent, l'approche de la liste de contrôle peut être utile. Grandjean (1988) dans son manuel couvre les aspects essentiels qui doivent généralement être pris en compte dans ce contexte. Konz (1990) dans ses lignes directrices prévoit pour l'organisation et la conception des postes de travail un ensemble de questions principales axées sur l'interface travailleur-machine dans les systèmes de fabrication.

                  Dans le processus de conception suivi ici, la liste de contrôle doit être lue conjointement avec les exigences spécifiées par l'utilisateur.

                  Un exemple de conception de poste de travail : soudage manuel

                  À titre d'exemple illustratif (hypothétique), le processus de conception menant à la mise en place d'un poste de soudage manuel (Sundin et al. 1994) est décrit ici. Le soudage est une activité associant fréquemment de fortes exigences de force musculaire à de fortes exigences de précision manuelle. L'œuvre a un caractère statique. Le soudeur fait souvent de la soudure exclusivement. L'environnement de travail de soudage est généralement hostile, avec une combinaison d'exposition à des niveaux de bruit élevés, de fumée de soudage et de rayonnement optique.

                  La tâche consistait à concevoir un poste de travail pour le soudage manuel MIG (gaz inerte métallique) d'objets de taille moyenne (jusqu'à 300 kg) dans un environnement d'atelier. Le poste de travail devait être flexible car il y avait une variété d'objets à fabriquer. Les exigences de productivité et de qualité étaient élevées.

                  Un processus QFD a été réalisé afin de fournir un ensemble de demandes de postes de travail en termes d'utilisateurs. Des soudeurs, des ingénieurs de production et des concepteurs de produits ont été impliqués. Les demandes des utilisateurs, qui ne sont pas répertoriées ici, couvraient un large éventail d'aspects, notamment l'ergonomie, la sécurité, la productivité et la qualité.

                  En utilisant l'approche du modèle cubique, le panel a identifié, par consensus, les limites entre charge élevée, modérée et faible :

                    1. Variable forcée. Une masse manipulée inférieure à 1 kg est qualifiée de faible charge, tandis qu'une masse supérieure à 3 kg est considérée comme une charge élevée.
                    2. Variable de contrainte posturale. Les positions de travail impliquant une tension élevée sont celles impliquant les bras surélevés, les positions tordues ou profondément fléchies vers l'avant et les positions à genoux, et comprennent également les situations où le poignet est maintenu en flexion/extension ou déviation extrême. Une faible tension se produit lorsque la posture est debout ou assis et lorsque les mains se trouvent dans des zones de travail optimales.
                    3. Variable de temps. Moins de 10 % du temps de travail consacré au soudage est considéré comme à faible demande, tandis que plus de 40 % du temps de travail total est qualifié de forte demande. Les demandes moyennes se produisent lorsque la variable se situe entre les limites indiquées ci-dessus ou lorsque la situation n'est pas claire.

                         

                        Il ressortait clairement de l'évaluation à l'aide du modèle de cube (figure 1) que des exigences de temps élevées ne pouvaient être acceptées s'il y avait des exigences simultanées élevées ou modérées en termes de force et de contrainte posturale. Afin de réduire ces exigences, la manutention mécanisée d'objets et la suspension d'outils ont été jugées nécessaires. Un consensus s'est développé autour de cette conclusion. À l'aide d'un simple programme de conception assistée par ordinateur (CAO) (ROOMER), une bibliothèque d'équipements a été créée. Divers aménagements de poste de travail pourraient être élaborés très facilement et modifiés en interaction étroite avec les utilisateurs. Cette approche de conception présente des avantages significatifs par rapport au simple examen des plans. Il donne à l'utilisateur une vision immédiate de ce à quoi pourrait ressembler le lieu de travail prévu.

                        Figure 2. Une version CAO d'un poste de travail pour le soudage manuel, obtenue lors du processus de conception

                        ERG190F2

                        La figure 2 montre le poste de travail de soudage obtenu à l'aide du système CAO. C'est un poste de travail qui réduit les exigences de force et de posture, et qui répond à la quasi-totalité des exigences résiduelles des utilisateurs.

                         

                         

                         

                         

                         

                        Figure 3. Le poste de soudage mis en place

                        ERG190F3

                        Sur la base des résultats des premières étapes du processus de conception, un poste de soudage (figure 3) a été mis en place. Les atouts de ce lieu de travail comprennent :

                          1. Le travail dans la zone optimisée est facilité grâce à un dispositif informatisé de manutention des objets à souder. Il y a un palan aérien pour le transport. En alternative, un dispositif de levage équilibré est fourni pour faciliter la manipulation des objets.
                          2. Le pistolet de soudage et la rectifieuse sont suspendus, ce qui réduit les demandes de force. Ils peuvent être positionnés n'importe où autour de l'objet à souder. Une chaise de soudage est fournie.
                          3. Tous les médias viennent d'en haut, ce qui signifie qu'il n'y a pas de câbles au sol.
                          4. Le poste de travail dispose d'un éclairage à trois niveaux : général, lieu de travail et processus. L'éclairage du lieu de travail provient de rampes au-dessus des éléments muraux. L'éclairage de process est intégré dans le bras d'évacuation des fumées de soudage.
                          5. Le poste de travail dispose d'une ventilation à trois niveaux : ventilation générale par déplacement, ventilation du poste de travail par bras mobile et ventilation intégrée dans la torche de soudage MIG. La ventilation du poste de travail est contrôlée à partir du pistolet de soudage.
                          6. Il y a des éléments muraux absorbant le bruit sur trois côtés du lieu de travail. Un rideau de soudure transparent recouvre le quatrième mur. Cela permet au soudeur de se tenir informé de ce qui se passe dans l'environnement de l'atelier.

                                     

                                    Dans une situation de conception réelle, des compromis de diverses natures peuvent devoir être faits, en raison de contraintes économiques, d'espace et autres. Il convient de noter, cependant, que les soudeurs agréés sont difficiles à trouver pour l'industrie du soudage dans le monde et qu'ils représentent un investissement considérable. Presque aucun soudeur ne prend sa retraite normale en tant que soudeur actif. Garder le soudeur qualifié au travail est bénéfique pour toutes les parties concernées : soudeur, entreprise et société. Par exemple, il existe de très bonnes raisons pour lesquelles les équipements de manipulation et de positionnement d'objets devraient faire partie intégrante de nombreux postes de travail de soudage.

                                    Données pour la conception des postes de travail

                                    Afin d'être en mesure de concevoir correctement un lieu de travail, de vastes ensembles d'informations de base peuvent être nécessaires. Ces informations comprennent des données anthropométriques sur les catégories d'utilisateurs, la force de levage et d'autres données sur la capacité de force de sortie des populations masculines et féminines, les spécifications de ce qui constitue les zones de travail optimales, etc. Dans le présent article, des références à certains documents clés sont données.

                                    Le traitement le plus complet de pratiquement tous les aspects de la conception du travail et des postes de travail est probablement encore le manuel de Grandjean (1988). Des informations sur un large éventail d'aspects anthropométriques pertinents pour la conception des postes de travail sont présentées par Pheasant (1986). De grandes quantités de données biomécaniques et anthropométriques sont fournies par Chaffin et Andersson (1984). Konz (1990) a présenté un guide pratique sur la conception des postes de travail, comprenant de nombreuses règles empiriques utiles. Les critères d'évaluation du membre supérieur, notamment en référence aux troubles traumatiques cumulatifs, ont été présentés par Putz-Anderson (1988). Un modèle d'évaluation pour le travail avec des outils à main a été proposé par Sperling et al. (1993). En ce qui concerne le levage manuel, Waters et ses collaborateurs ont développé l'équation révisée du NIOSH, résumant les connaissances scientifiques existantes sur le sujet (Waters et al. 1993). La spécification de l'anthropométrie fonctionnelle et des zones de travail optimales a été présentée, par exemple, par Rebiffé, Zayana et Tarrière (1969) et Das et Grady (1983a, 1983b). Mital et Karwowski (1991) ont édité un ouvrage utile passant en revue divers aspects relatifs notamment à la conception des postes de travail industriels.

                                    La grande quantité de données nécessaires pour concevoir correctement les postes de travail, en tenant compte de tous les aspects pertinents, rendra nécessaire l'utilisation des technologies de l'information modernes par les ingénieurs de production et autres personnes responsables. Il est probable que divers types de systèmes d'aide à la décision seront disponibles dans un proche avenir, par exemple sous la forme de systèmes basés sur la connaissance ou experts. Des rapports sur de tels développements ont été donnés, par exemple, par DeGreve et Ayoub (1987), Laurig et Rombach (1989) et Pham et Onder (1992). Cependant, il est extrêmement difficile de concevoir un système permettant à l'utilisateur final d'accéder facilement à toutes les données pertinentes nécessaires dans une situation de conception spécifique.

                                     

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                                    Lundi, Mars 14 2011 19: 51

                                    Outils

                                    Généralement, un outil comprend une tête et un manche, avec parfois un manche, ou, dans le cas de l'outil électrique, un corps. Étant donné que l'outil doit répondre aux exigences de plusieurs utilisateurs, des conflits de base peuvent survenir et doivent être résolus par des compromis. Certains de ces conflits découlent des limites des capacités de l'utilisateur, et certains sont intrinsèques à l'outil lui-même. Il convient toutefois de rappeler que les limites humaines sont inhérentes et en grande partie immuables, tandis que la forme et la fonction de l'outil sont sujettes à un certain nombre de modifications. Ainsi, afin d'effectuer un changement souhaitable, l'attention doit être portée principalement sur la forme de l'outil, et, en particulier, sur l'interface entre l'utilisateur et l'outil, à savoir le manche.

                                    La nature de l'adhérence

                                    Les caractéristiques largement acceptées de l'adhérence ont été définies en termes de prise de forceun poignée de précision et poignée de crochet, par lequel pratiquement toutes les activités manuelles humaines peuvent être accomplies.

                                    Dans une poignée puissante, telle qu'utilisée pour enfoncer des clous, l'outil est maintenu dans une pince formée par les doigts partiellement fléchis et la paume, une contre-pression étant appliquée par le pouce. Dans une prise de précision, telle que celle que l'on utilise lors du réglage d'une vis de réglage, l'outil est pincé entre les aspects fléchisseurs des doigts et le pouce opposé. Une modification de la prise de précision est la prise crayon, qui est explicite et est utilisée pour les travaux complexes. Une prise de précision ne fournit que 20 % de la force d'une prise puissante.

                                    Une poignée à crochet est utilisée lorsqu'il n'y a aucune exigence autre que de tenir. Dans la prise en crochet, l'objet est suspendu aux doigts fléchis, avec ou sans l'appui du pouce. Les outils lourds doivent être conçus de manière à pouvoir être transportés dans une poignée en crochet.

                                    Épaisseur de la poignée

                                    Pour les poignées de précision, les épaisseurs recommandées varient de 8 à 16 millimètres (mm) pour les tournevis et de 13 à 30 mm pour les stylos. Pour les poignées de force appliquées autour d'un objet plus ou moins cylindrique, les doigts doivent entourer plus de la moitié de la circonférence, mais les doigts et le pouce ne doivent pas se rencontrer. Les diamètres recommandés vont de 25 mm à 85 mm. L'optimum, variable selon la taille de la main, se situe probablement autour de 55 à 65 mm pour les mâles, et de 50 à 60 mm pour les femelles. Les personnes ayant de petites mains ne doivent pas effectuer d'actions répétitives dans des poignées de puissance d'un diamètre supérieur à 60 mm.

                                    Force de préhension et envergure de la main

                                    L'utilisation d'un outil demande de la force. En dehors de la tenue, la plus grande exigence de force de la main se trouve dans l'utilisation d'outils à levier croisé tels que des pinces et des outils de broyage. La force effective d'écrasement est fonction de la force de préhension et de la portée requise de l'outil. L'étendue fonctionnelle maximale entre l'extrémité du pouce et les extrémités des doigts de préhension est en moyenne d'environ 145 mm pour les hommes et de 125 mm pour les femmes, avec des variations ethniques. Pour une portée optimale, qui varie de 45 à 55 mm pour les hommes et les femmes, la force de préhension disponible pour une seule action à court terme varie d'environ 450 à 500 newtons pour les hommes et de 250 à 300 newtons pour les femmes, mais pour une action répétitive l'exigence recommandée est probablement plus proche de 90 à 100 newtons pour les hommes et de 50 à 60 newtons pour les femmes. De nombreuses pinces ou pinces couramment utilisées dépassent la capacité d'utilisation d'une seule main, en particulier chez les femmes.

                                    Lorsqu'une poignée est celle d'un tournevis ou d'un outil similaire, le couple disponible est déterminé par la capacité de l'utilisateur à transmettre la force à la poignée, et est donc déterminé à la fois par le coefficient de frottement entre la main et la poignée et le diamètre de la poignée. Les irrégularités dans la forme de la poignée ne font que peu ou pas de différence dans la capacité d'appliquer un couple, bien que des arêtes vives puissent causer de l'inconfort et éventuellement des lésions tissulaires. Le diamètre d'une poignée cylindrique qui permet la plus grande application de couple est de 50 à 65 mm, tandis que celui d'une sphère est de 65 à 75 mm.

                                    Poignées

                                    Forme de poignée

                                    La forme d'une poignée doit maximiser le contact entre la peau et la poignée. Il doit être généralisé et basique, généralement de section cylindrique ou elliptique aplatie, avec de longues courbes et des plans plats, ou un secteur de sphère, assemblés de manière à se conformer aux contours généraux de la main qui saisit. En raison de sa fixation sur le corps d'un outil, le manche peut également prendre la forme d'un étrier, d'un T ou d'un L, mais la partie qui vient en contact avec la main sera dans la forme de base.

                                    L'espace délimité par les doigts est, bien sûr, complexe. L'utilisation de courbes simples est un compromis destiné à répondre aux variations représentées par différentes mains et différents degrés de flexion. À cet égard, il n'est pas souhaitable d'introduire dans le manche une correspondance des contours des doigts fléchis sous la forme de crêtes et de creux, de cannelures et d'indentations, car, en fait, ces modifications ne conviendraient pas à un nombre important de mains et pourraient en effet, au-delà une période prolongée, causer des lésions de pression aux tissus mous. En particulier, les évidements supérieurs à 3 mm ne sont pas recommandés.

                                    Une modification de la section cylindrique est la section hexagonale, qui est d'une valeur particulière dans la conception d'outils ou d'instruments de petit calibre. Il est plus facile de maintenir une prise stable sur une section hexagonale de petit calibre que sur un cylindre. Des sections triangulaires et carrées ont également été utilisées avec plus ou moins de succès. Dans ces cas, les bords doivent être arrondis pour éviter les lésions de pression.

                                    Surface de préhension et texture

                                    Ce n'est pas par hasard que depuis des millénaires, le bois est le matériau de prédilection pour les manches d'outils autres que ceux destinés à écraser des outils comme des pinces ou des serre-joints. En plus de son attrait esthétique, le bois a été facilement disponible et facilement travaillé par des ouvriers non qualifiés, et possède des qualités d'élasticité, de conductivité thermique, de résistance au frottement et de légèreté relative par rapport au volume qui l'ont rendu très acceptable pour cette utilisation et d'autres.

                                    Ces dernières années, les manches en métal et en plastique sont devenus plus courants pour de nombreux outils, ces derniers en particulier pour une utilisation avec des marteaux légers ou des tournevis. Une poignée en métal, cependant, transmet plus de force à la main et devrait de préférence être enfermée dans une gaine en caoutchouc ou en plastique. La surface de préhension doit être légèrement compressible, si possible, non conductrice et lisse, et la surface doit être maximisée pour assurer une répartition de la pression sur une surface aussi large que possible. Une poignée en caoutchouc mousse a été utilisée pour réduire la sensation de fatigue et de sensibilité des mains.

                                    Les caractéristiques de frottement de la surface de l'outil varient avec la pression exercée par la main, avec la nature de la surface et la contamination par l'huile ou la sueur. Une petite quantité de sueur augmente le coefficient de frottement.

                                    Longueur de manche

                                    La longueur du manche est déterminée par les dimensions critiques de la main et la nature de l'outil. Pour un marteau à utiliser d'une seule main dans une poignée de puissance, par exemple, la longueur idéale va d'un minimum d'environ 100 mm à un maximum d'environ 125 mm. Les poignées courtes ne conviennent pas à une prise électrique, tandis qu'une poignée inférieure à 19 mm ne peut pas être correctement saisie entre le pouce et l'index et ne convient à aucun outil.

                                    Idéalement, pour un outil électrique ou une scie à main autre qu'une scie à chantourner ou une scie à chantourner, le manche devrait s'adapter au niveau du 97.5e centile à la largeur de la main fermée enfoncée, à savoir 90 à 100 mm dans le grand axe et 35 à 40 mm dans le court.

                                    Poids et équilibre

                                    Le poids n'est pas un problème avec les outils de précision. Pour les marteaux lourds et les outils électriques, un poids compris entre 0.9 kg et 1.5 kg est acceptable, avec un maximum d'environ 2.3 kg. Pour les poids supérieurs à ceux recommandés, l'outil doit être soutenu par des moyens mécaniques.

                                    Dans le cas d'un outil à percussion tel qu'un marteau, il est souhaitable de réduire le poids du manche au minimum compatible avec la résistance de la structure et d'avoir le plus de poids possible dans la tête. Dans d'autres outils, le solde doit être réparti uniformément dans la mesure du possible. Dans les outils avec de petites têtes et des poignées volumineuses, cela peut ne pas être possible, mais la poignée doit alors être rendue progressivement plus légère à mesure que le volume augmente par rapport à la taille de la tête et de la tige.

                                    Signification des gants

                                    Les concepteurs d'outils oublient parfois que les outils ne sont pas toujours tenus et utilisés à mains nues. Les gants sont couramment portés pour la sécurité et le confort. Les gants de sécurité sont rarement encombrants, mais les gants portés dans les climats froids peuvent être très lourds, interférant non seulement avec la rétroaction sensorielle, mais aussi avec la capacité de saisir et de tenir. Le port de gants en laine ou en cuir peut ajouter 5 mm à l'épaisseur de la main et 8 mm à la largeur de la main au niveau du pouce, tandis que les mitaines lourdes peuvent ajouter jusqu'à 25 à 40 mm respectivement.

                                    Handedness

                                    La majorité de la population de l'hémisphère occidental favorise l'utilisation de la main droite. Quelques-uns sont fonctionnellement ambidextres, et toutes les personnes peuvent apprendre à fonctionner avec plus ou moins d'efficacité avec l'une ou l'autre main.

                                    Bien que le nombre de gauchers soit faible, dans la mesure du possible, l'installation de poignées sur les outils doit rendre l'outil utilisable par des gauchers ou des droitiers (par exemple, le positionnement de la poignée secondaire dans un outil électrique ou le boucles pour les doigts dans les ciseaux ou les pinces) à moins que cela ne soit clairement inefficace, comme dans le cas des attaches à vis qui sont conçues pour tirer parti des puissants muscles supinateurs de l'avant-bras chez un droitier tout en excluant le gauche- de les utiliser avec la même efficacité. Ce type de limitation doit être accepté car la fourniture de filetages à gauche n'est pas une solution acceptable.

                                    Importance du genre

                                    En général, les femmes ont tendance à avoir des dimensions de main plus petites, une prise plus petite et environ 50 à 70 % de force en moins que les hommes, bien que, bien sûr, quelques femmes au centile supérieur aient des mains plus grandes et une plus grande force que certains hommes au centile inférieur. En conséquence, il existe un nombre important bien qu'indéterminé de personnes, principalement des femmes, qui ont des difficultés à manipuler divers outils à main conçus pour un usage masculin, y compris en particulier les marteaux lourds et les pinces lourdes, ainsi que la coupe du métal, le sertissage et des outils de serrage et des pinces à dénuder. L'utilisation de ces outils par les femmes peut nécessiter une fonction indésirable à deux mains plutôt qu'à une seule main. Dans un milieu de travail mixte, il est donc essentiel de s'assurer que des outils de taille appropriée sont disponibles non seulement pour répondre aux besoins des femmes, mais aussi pour répondre à ceux des hommes qui se situent au bas centile des dimensions de l'extrémité de la main.

                                    Considérations particulières

                                    L'orientation d'un manche d'outil, lorsque cela est possible, doit permettre à la main opératoire de se conformer à la position fonctionnelle naturelle du bras et de la main, à savoir avec le poignet plus qu'à demi supiné, en abduction d'environ 15° et légèrement en flexion dorsale, avec le petit doigt en flexion presque complète, les autres moins et le pouce en adduction et légèrement fléchi, posture parfois appelée à tort position de la poignée de main. (Dans une poignée de main, le poignet n'est pas plus qu'à moitié supiné.) La combinaison de l'adduction et de la dorsiflexion au poignet avec une flexion variable des doigts et du pouce génère un angle de préhension d'environ 80° entre le grand axe du bras et un ligne passant par le point central de la boucle créée par le pouce et l'index, c'est-à-dire l'axe transversal du poing.

                                    Forcer la main dans une position de déviation ulnaire, c'est-à-dire avec la main pliée vers l'auriculaire, comme c'est le cas avec l'utilisation d'une pince standard, génère une pression sur les tendons, les nerfs et les vaisseaux sanguins à l'intérieur de la structure du poignet et peut donner lieu à les conditions invalidantes de la ténosynovite, du syndrome du canal carpien et similaires. En pliant la poignée et en gardant le poignet droit (c'est-à-dire en pliant l'outil et non la main), la compression des nerfs, des tissus mous et des vaisseaux sanguins peut être évitée. Bien que ce principe soit reconnu depuis longtemps, il n'a pas été largement accepté par les fabricants d'outils ou le public utilisateur. Il a une application particulière dans la conception d'outils à levier croisé tels que des pinces, ainsi que des couteaux et des marteaux.

                                    Pinces et outils à levier croisé

                                    Une attention particulière doit être accordée à la forme des manches des pinces et appareils similaires. Traditionnellement, les pinces ont des poignées incurvées de longueur égale, la courbe supérieure se rapprochant de la courbe de la paume de la main et la courbe inférieure se rapprochant de la courbe des doigts fléchis. Lorsque l'outil est tenu à la main, l'axe entre les poignées est aligné avec l'axe des mâchoires de la pince. Par conséquent, en fonctionnement, il est nécessaire de maintenir le poignet en déviation ulnaire extrême, c'est-à-dire fléchi vers l'auriculaire, lors de rotations répétées. Dans cette position, l'utilisation du segment main-poignet-bras du corps est extrêmement inefficace et très stressante pour les tendons et les structures articulaires. Si l'action est répétitive, elle peut donner lieu à diverses manifestations de blessures de surmenage.

                                    Pour contrer ce problème, une nouvelle version de pince ergonomiquement plus adaptée est apparue ces dernières années. Dans ces pinces, l'axe des poignées est coudé d'environ 45° par rapport à l'axe des mâchoires. Les poignées sont épaissies pour permettre une meilleure préhension avec moins de pression localisée sur les tissus mous. La poignée supérieure est proportionnellement plus longue avec une forme qui s'insère dans et autour du côté ulnaire de la paume. L'extrémité avant de la poignée intègre un support pour le pouce. La poignée inférieure est plus courte, avec une soie ou une projection arrondie à l'extrémité avant et une courbe conforme aux doigts fléchis.

                                    Bien que ce qui précède soit un changement quelque peu radical, plusieurs améliorations ergonomiques peuvent être apportées relativement facilement aux pinces. Peut-être le plus important, lorsqu'une prise puissante est requise, réside dans l'épaississement et le léger aplatissement des poignées, avec un support pour le pouce à l'extrémité de la poignée et un léger évasement à l'autre extrémité. Si elle ne fait pas partie intégrante de la conception, cette modification peut être obtenue en enveloppant la poignée métallique de base d'une gaine non conductrice fixe ou amovible en caoutchouc ou en un matériau synthétique approprié, et peut-être grossièrement rugueuse pour améliorer la qualité tactile. L'indentation des poignées pour les doigts n'est pas souhaitable. Pour un usage répétitif, il peut être souhaitable d'incorporer un ressort léger dans la poignée pour l'ouvrir après la fermeture.

                                    Les mêmes principes s'appliquent aux autres outils à levier croisé, notamment en ce qui concerne le changement d'épaisseur et l'aplatissement des poignées.

                                    Couteaux

                                    Pour un couteau à usage général, c'est-à-dire un couteau qui n'est pas utilisé dans une prise de poignard, il est souhaitable d'inclure un angle de 15° entre le manche et la lame pour réduire la contrainte sur les tissus articulaires. La taille et la forme des manches doivent être conformes en général à celles des autres outils, mais pour permettre différentes tailles de main, il a été suggéré de fournir deux tailles de manche de couteau, à savoir une pour s'adapter à l'utilisateur du 50e au 95e centile, et une pour le 5e au 50e centile. Pour permettre à la main d'exercer une force aussi près que possible de la lame, la surface supérieure de la poignée doit incorporer un repose-pouce surélevé.

                                    Un protège-couteau est nécessaire pour empêcher la main de glisser vers l'avant sur la lame. La protection peut prendre plusieurs formes, telles qu'une languette ou une saillie incurvée, d'environ 10 à 15 mm de longueur, faisant saillie vers le bas à partir de la poignée, ou à angle droit par rapport à la poignée, ou une protection sous caution comprenant une boucle en métal lourd d'avant en arrière. arrière de la poignée. Le repose-pouce agit également pour empêcher le glissement.

                                    Le manche doit être conforme aux directives ergonomiques générales, avec une surface élastique résistante à la graisse.

                                    Marteaux

                                    Les exigences relatives aux marteaux ont été largement évoquées ci-dessus, à l'exception de celle relative au cintrage du manche. Comme indiqué ci-dessus, une flexion forcée et répétitive du poignet peut endommager les tissus. En pliant l'outil au lieu du poignet, ces dommages peuvent être réduits. En ce qui concerne les marteaux, divers angles ont été examinés, mais il semblerait qu'incliner la tête vers le bas entre 10° et 20° peut améliorer le confort, si cela n'améliore pas réellement les performances.

                                    Tournevis et outils de grattage

                                    Les manches des tournevis et autres outils tenus de manière quelque peu similaire, tels que les grattoirs, les limes, les ciseaux à main, etc., ont des exigences particulières. Chacun à un moment ou à un autre est utilisé avec une poignée de précision ou une poignée de puissance. Chacun s'appuie sur les fonctions des doigts et de la paume de la main pour la stabilisation et la transmission de la force.

                                    Les exigences générales des poignées ont déjà été prises en compte. La forme efficace la plus courante d'une poignée de tournevis s'est avérée être celle d'un cylindre modifié, en forme de dôme à l'extrémité pour recevoir la paume, et légèrement évasé à l'endroit où il rencontre la tige pour fournir un soutien aux extrémités des doigts. De cette manière, le couple est appliqué en grande partie au moyen de la paume, qui est maintenue en contact avec la poignée au moyen de la pression appliquée depuis le bras et de la résistance de frottement au niveau de la peau. Les doigts, bien que transmettant une certaine force, occupent plutôt un rôle stabilisateur, ce qui est moins fatigant puisque moins de puissance est nécessaire. Ainsi, le dôme de la tête devient très important dans la conception du manche. S'il y a des arêtes vives ou des arêtes sur le dôme ou à l'endroit où le dôme rencontre la poignée, soit la main devient calleuse et blessée, soit la transmission de la force est transférée vers les doigts et le pouce moins efficaces et plus facilement fatigués. L'arbre est généralement cylindrique, mais un arbre triangulaire a été introduit qui offre un meilleur support pour les doigts, bien que son utilisation puisse être plus fatigante.

                                    Lorsque l'utilisation d'un tournevis ou d'une autre attache est si répétitive qu'elle comporte un risque de blessure par surutilisation, le conducteur manuel doit être remplacé par un conducteur motorisé suspendu à un harnais aérien de manière à être facilement accessible sans gêner le travail.

                                    Scies et outils électriques

                                    Les scies à main, à l'exception des scies à chantourner et des scies à métaux légères, où une poignée comme celle d'un tournevis est la plus appropriée, ont généralement une poignée qui prend la forme d'une poignée pistolet fermée attachée à la lame de la scie.

                                    Le manche comprend essentiellement une boucle dans laquelle sont placés les doigts. La boucle est en fait un rectangle aux extrémités incurvées. Pour tenir compte des gants, il doit avoir des dimensions intérieures d'environ 90 à 100 mm dans le diamètre long et de 35 à 40 mm dans le court. Le manche en contact avec la paume doit avoir la forme cylindrique aplatie déjà mentionnée, avec des courbes composées pour s'adapter raisonnablement à la paume et aux doigts fléchis. La largeur de la courbe extérieure à la courbe intérieure doit être d'environ 35 mm et l'épaisseur ne doit pas dépasser 25 mm.

                                    Curieusement, la fonction de saisir et de tenir un outil électrique est très similaire à celle de tenir une scie, et par conséquent un type de poignée quelque peu similaire est efficace. La poignée de pistolet courante dans les outils électriques s'apparente à une poignée de scie ouverte, les côtés étant incurvés au lieu d'être aplatis.

                                    La plupart des outils électriques comprennent un manche, un corps et une tête. Le placement de la poignée est important. Idéalement, la poignée, le corps et la tête doivent être alignés de manière à ce que la poignée soit fixée à l'arrière du corps et que la tête dépasse de l'avant. La ligne d'action est la ligne de l'index étendu, de sorte que la tête soit excentrée par rapport à l'axe central du corps. Le centre de gravité de l'outil se situe cependant devant le manche, tandis que le couple est tel qu'il crée un mouvement de rotation du corps que la main doit vaincre. Par conséquent, il serait plus approprié de placer la poignée primaire directement sous le centre de masse de manière à ce que, si nécessaire, le corps dépasse derrière la poignée ainsi que devant. En variante, en particulier dans une perceuse lourde, une poignée secondaire peut être placée sous la perceuse de telle manière que la perceuse puisse être actionnée avec l'une ou l'autre main. Les outils électriques sont normalement actionnés par une gâchette incorporée dans l'extrémité avant supérieure de la poignée et actionnée par l'index. La gâchette doit être conçue pour être actionnée par l'une ou l'autre main et doit incorporer un mécanisme de verrouillage facile à réinitialiser pour maintenir l'alimentation en cas de besoin.

                                     

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                                    Lundi, Mars 14 2011 19: 54

                                    Commandes, indicateurs et panneaux

                                    Karl HE Kroemer

                                    Dans ce qui suit, trois des préoccupations les plus importantes de la conception ergonomique seront examinées : premièrement, celle de contrôles, dispositifs de transfert d'énergie ou de signaux de l'opérateur vers une machine ; deuxième, indicateurs ou des affichages, qui fournissent des informations visuelles à l'opérateur sur l'état de la machine ; et troisièmement, la combinaison de commandes et d'affichages dans un panneau ou une console.

                                    Conception pour l'opérateur assis

                                    La position assise est une posture plus stable et moins énergivore que la position debout, mais elle restreint davantage l'espace de travail, notamment des pieds, que la position debout. Cependant, il est beaucoup plus facile d'utiliser les commandes au pied en position assise qu'en position debout, car peu de poids corporel doit être transféré par les pieds au sol. De plus, si la direction de l'effort exercé par le pied est en partie ou en grande partie vers l'avant, la prévision d'un siège avec dossier permet l'exercice d'efforts assez importants. (Un exemple typique de cet agencement est l'emplacement des pédales dans une automobile, qui sont situées devant le conducteur, plus ou moins en dessous de la hauteur du siège.) La figure 1 montre schématiquement les emplacements dans lesquels les pédales peuvent être situées pour un opérateur assis. Notez que les dimensions spécifiques de cet espace dépendent de l'anthropométrie des opérateurs réels.

                                    Figure 1. Espace de travail préféré et régulier pour les pieds (en centimètres)

                                    ERG210F1

                                    L'espace pour le positionnement des commandes manuelles est principalement situé devant le corps, dans un contour à peu près sphérique centré soit sur le coude, soit sur l'épaule, soit quelque part entre ces deux articulations du corps. La figure 2 montre schématiquement cet espace pour l'emplacement des commandes. Bien entendu, les dimensions spécifiques dépendent de l'anthropométrie des opérateurs.

                                     

                                    Figure 2. Espace de travail préféré et régulier pour les mains (en centimètres)

                                    ERG210F2

                                    L'espace des affichages et des commandes à regarder est délimité par la périphérie d'une sphère partielle devant les yeux et centrée sur les yeux. Ainsi, la hauteur de référence pour de tels affichages et commandes dépend de la hauteur des yeux de l'opérateur assis et de ses postures du tronc et de la nuque. L'emplacement préféré des cibles visuelles à moins d'un mètre environ est nettement en dessous de la hauteur de l'œil et dépend de la proximité de la cible et de la posture de la tête. Plus la cible est proche, plus elle doit être située bas, et elle doit être dans ou près du plan médian (mi-sagittal) de l'opérateur.

                                    Il est commode de décrire la posture de la tête en utilisant la « ligne oreille-œil » (Kroemer 1994a) qui, vue de côté, traverse le trou de l'oreille droite et la jonction des paupières de l'œil droit, tandis que la tête n'est incliné d'aucun côté (les pupilles sont au même niveau horizontal en vue frontale). On appelle généralement la position de la tête « dressée » ou « debout » lorsque l'angle de tangage P (voir figure 3) entre la ligne oreille-œil et l'horizon est d'environ 15°, avec les yeux au-dessus de la hauteur de l'oreille. L'emplacement préféré des cibles visuelles se situe entre 25° et 65° sous la ligne oreille-œil (PERDU dans la figure 3), avec les valeurs les plus basses préférées par la plupart des gens pour les cibles proches qui doivent rester focalisées. Même s'il existe de grandes variations dans les angles préférés de la ligne de visée, la plupart des sujets, en particulier à mesure qu'ils vieillissent, préfèrent se concentrer sur des cibles proches avec de grands PERDU Angles.

                                    Figure 3. Ligne oreille-œil

                                    ERG210F3

                                    Concevoir pour l'opérateur debout

                                    L'utilisation de la pédale par un opérateur debout devrait être rarement nécessaire, car sinon la personne doit passer trop de temps debout sur un pied tandis que l'autre pied actionne la commande. Bien entendu, l'actionnement simultané de deux pédales par un opérateur debout est pratiquement impossible. Lorsque l'opérateur est immobile, l'espace pour l'emplacement des commandes au pied est limité à une petite zone sous le coffre et légèrement devant celui-ci. Marcher offrirait plus d'espace pour placer les pédales, mais cela est très peu pratique dans la plupart des cas en raison des distances de marche impliquées.

                                    L'emplacement des commandes manuelles d'un opérateur debout comprend à peu près la même zone que pour un opérateur assis, environ une demi-sphère devant le corps, avec son centre près des épaules de l'opérateur. Pour des opérations de contrôle répétées, la partie préférée de cette demi-sphère serait sa section inférieure. La zone d'emplacement des écrans est également similaire à celle adaptée à un opérateur assis, encore une fois à peu près une demi-sphère centrée près des yeux de l'opérateur, avec les emplacements préférés dans la partie inférieure de cette demi-sphère. Les emplacements exacts des affichages, ainsi que des commandes qui doivent être vues, dépendent de la posture de la tête, comme indiqué ci-dessus.

                                    La hauteur des commandes est correctement référencée à la hauteur du coude de l'opérateur lorsque le bras supérieur est suspendu à l'épaule. La hauteur des affichages et des commandes à regarder se rapporte à la hauteur des yeux de l'opérateur. Les deux dépendent de l'anthropométrie de l'opérateur, qui peut être assez différente pour les personnes de petite et de grande taille, pour les hommes et les femmes, et pour les personnes d'origines ethniques différentes.

                                    Commandes au pied

                                    Il convient de distinguer deux types de commandes : l'une est utilisée pour transférer une énergie ou des forces importantes à une pièce de machinerie. Des exemples de ceci sont les pédales d'un vélo ou la pédale de frein d'un véhicule plus lourd qui n'a pas de fonction d'assistance électrique. Une commande au pied, telle qu'un interrupteur marche-arrêt, dans laquelle un signal de commande est transmis à la machinerie, ne nécessite généralement qu'une faible quantité de force ou d'énergie. Bien qu'il soit commode de considérer ces deux extrêmes de pédales, il existe diverses formes intermédiaires, et il incombe au concepteur de déterminer laquelle des recommandations de conception suivantes s'applique le mieux parmi elles.

                                    Comme mentionné ci-dessus, l'actionnement répété ou continu de la pédale ne devrait être requis que d'un opérateur assis. Pour les commandes destinées à transmettre des énergies et des forces importantes, les règles suivantes s'appliquent :

                                    • Placez les pédales sous le corps, légèrement devant, afin qu'elles puissent être actionnées avec la jambe dans une position confortable. Le déplacement horizontal total d'une pédale alternative ne doit normalement pas dépasser environ 0.15 m. Pour les pédales rotatives, le rayon doit également être d'environ 0.15 m. Le déplacement linéaire d'une pédale de type interrupteur peut être minime et ne doit pas dépasser environ 0.15 m.
                                    • Les pédales doivent être conçues de manière à ce que le sens de déplacement et la force exercée par le pied soient approximativement alignés de la hanche à l'articulation de la cheville de l'opérateur.
                                    • Les pédales qui sont actionnées par la flexion et l'extension du pied dans l'articulation de la cheville doivent être disposées de manière à ce que, dans la position normale, l'angle entre le bas de la jambe et le pied soit d'environ 90° ; pendant le fonctionnement, cet angle peut être porté à environ 120°.
                                    • Les commandes au pied qui fournissent simplement des signaux aux machines doivent normalement avoir deux positions discrètes, telles que MARCHE ou ARRÊT. Notez cependant que la distinction tactile entre les deux positions peut être difficile avec le pied.

                                     

                                    Sélection des contrôles

                                    La sélection parmi les différents types de contrôles doit être faite en fonction des besoins ou conditions suivants :

                                    • Commande à la main ou au pied
                                    • Quantités d'énergies et de forces transmises
                                    • Application d'entrées "continues", telles que la direction d'une automobile
                                    • Effectuer des "actions discrètes", par exemple, (a) activer ou éteindre l'équipement, (b) sélectionner l'un des nombreux réglages distincts, comme passer d'une chaîne de télévision ou de radio à une autre, ou (c) effectuer la saisie de données, comme avec un clavier.

                                     

                                    L'utilité fonctionnelle des contrôles détermine également les procédures de sélection. Les principaux critères sont les suivants :

                                    • Le type de commande doit être compatible avec les attentes stéréotypées ou courantes (par exemple, utiliser un bouton-poussoir ou un interrupteur à bascule pour allumer une lumière électrique, et non un bouton rotatif).
                                    • La taille et les caractéristiques de mouvement de la commande doivent être compatibles avec l'expérience stéréotypée et la pratique passée (par exemple, fournir un grand volant pour la commande à deux mains d'une automobile, pas un levier).
                                    • Le sens de fonctionnement d'une commande doit être compatible avec les attentes stéréotypées ou courantes (par exemple, une commande ON est poussée ou tirée, et non tournée vers la gauche).
                                    • Le fonctionnement manuel est utilisé pour les commandes qui nécessitent une petite force et un réglage fin, tandis que le fonctionnement au pied convient aux ajustements bruts et aux forces importantes (cependant, considérez l'utilisation courante des pédales, en particulier des pédales d'accélérateur, dans les automobiles, qui ne respecte pas ce principe) .
                                    • La commande doit être « sûre » en ce sens qu'elle ne peut pas être actionnée par inadvertance ni de manière excessive ou incompatible avec son objectif.

                                     

                                    Tableau 1. Mouvements de contrôle et effets attendus

                                    Sens du mouvement de la commande

                                    Fonction

                                    Up

                                    Droite

                                    Avant

                                    Dans le sens horaire

                                    Presse,
                                    La technique “squeeze”

                                    Vers le bas

                                    Gauche

                                    Arrière

                                    Retour

                                    Compteur-
                                    dans le sens horaire

                                    Pull1

                                    Push2

                                    On

                                    +3

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                                    de

                                             

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                                    Droite

                                     

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                                    Gauche

                                               

                                    +

                                     

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                                    Augmenter

                                    +

                                               

                                    -

                                           

                                    Coût en adjuvantation plus élevé.

                                       

                                    -

                                       

                                    +

                                               

                                    Se rétracter

                                    -

                                               

                                    +

                                       

                                    -

                                     

                                    étendre

                                       

                                    +

                                       

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                                    -

                                    Améliore

                                    -

                                    -

                                    +

                                    -

                                                   

                                    Diminue

                                             

                                    -

                                    -

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                                    valeur ouverte

                                             

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                                    +

                                       

                                    Fermer la valeur

                                         

                                    +

                                     

                                    -

                                               

                                    Vide : non applicable ; + Le plus préféré ; – moins préféré. 1 Avec commande de type gâchette. 2 Avec interrupteur push-pull. 3 En haut aux États-Unis, en bas en Europe.

                                    Source : Modifié à partir de Kroemer 1995.

                                     

                                    Les tableaux 1 et 2 aident à sélectionner les contrôles appropriés. Cependant, notez qu'il existe peu de règles « naturelles » pour la sélection et la conception des contrôles. La plupart des recommandations actuelles sont purement empiriques et s'appliquent aux dispositifs existants et aux stéréotypes occidentaux.

                                    Tableau 2. Relations contrôle-effet des commandes manuelles courantes

                                    Effet

                                    Clé-
                                    bloquer

                                    cabillot
                                    interrupteur

                                    Pousser-
                                    bouton (dans la fenêtre de contrôle qui apparaît maintenant)

                                    Bar
                                    bouton

                                    Rond
                                    bouton

                                    Molette
                                    discret

                                    Molette
                                    continu

                                    Manivelle

                                    Interrupteur à bascule

                                    Levier

                                    Joystick
                                    ou balle

                                    La Légende
                                    interrupteur

                                    Glissement1

                                    Sélectionnez MARCHE/ARRÊT

                                    +

                                    +

                                    +

                                    =

                                           

                                    +

                                       

                                    +

                                    +

                                    Sélectionnez MARCHE/VEILLE/ARRÊT

                                     

                                    -

                                    +

                                    +

                                             

                                    +

                                     

                                    +

                                    +

                                    Sélectionnez ARRÊT/MODE1/MODE2

                                     

                                    =

                                    -

                                    +

                                             

                                    +

                                     

                                    +

                                    +

                                    Sélectionnez une fonction parmi plusieurs fonctions connexes

                                     

                                    -

                                    +

                                             

                                    -

                                         

                                    =

                                    Sélectionnez l'une des trois alternatives discrètes ou plus

                                         

                                    +

                                                   

                                    +

                                    Sélectionnez la condition de fonctionnement

                                     

                                    +

                                    +

                                    -

                                           

                                    +

                                    +

                                       

                                    -

                                    S'engager ou se désengager

                                                     

                                    +

                                         

                                    Sélectionnez l'un des
                                    fonctions exclusives

                                       

                                    +

                                                   

                                    +

                                     

                                    Définir la valeur sur l'échelle

                                           

                                    +

                                     

                                    -

                                    =

                                     

                                    =

                                    =

                                     

                                    +

                                    Sélectionner la valeur par étapes discrètes

                                       

                                    +

                                    +

                                     

                                    +

                                               

                                    +

                                    Vide : non applicable ; + : Le plus préféré ; – : Moins préféré ; = Moins préféré. 1 Estimation (aucune expérience connue).

                                    Source : Modifié à partir de Kroemer 1995.

                                     

                                    La figure 4 présente des exemples de commandes « à détente », caractérisées par des détentes ou des arrêts discrets dans lesquels la commande s'immobilise. Il décrit également les commandes "continues" typiques où l'opération de commande peut avoir lieu n'importe où dans la plage de réglage, sans qu'il soit nécessaire d'être réglé dans une position donnée.

                                    Figure 4. Quelques exemples de commandes « crantées » et « continues »

                                    ERG210F4

                                    Le dimensionnement des commandes est en grande partie une question d'expériences passées avec divers types de commandes, souvent guidés par le désir de minimiser l'espace nécessaire dans un panneau de commande, et soit de permettre des opérations simultanées de commandes adjacentes, soit d'éviter une activation simultanée par inadvertance. En outre, le choix des caractéristiques de conception sera influencé par des considérations telles que le fait que les commandes doivent être situées à l'extérieur ou dans des environnements abrités, dans des équipements fixes ou des véhicules en mouvement, ou peuvent impliquer l'utilisation de mains nues ou de gants et de mitaines. Pour ces conditions, consulter les lectures en fin de chapitre.

                                    Plusieurs règles de fonctionnement régissent l'agencement et le regroupement des contrôles. Celles-ci sont répertoriées dans le tableau 3. Pour plus de détails, consultez les références répertoriées à la fin de cette section et Kroemer, Kroemer et Kroemer-Elbert (1994).

                                    Tableau 3. Règles de disposition des commandes

                                    Localisez pour le
                                    facilité de
                                    opération

                                    Les commandes doivent être orientées par rapport à l'opérateur. Si la
                                    l'opérateur utilise différentes postures (telles que la conduite et
                                    conduite d'une rétrocaveuse), les commandes et leurs
                                    les écrans doivent se déplacer avec l'opérateur de sorte que dans chaque posture
                                    leur disposition et leur fonctionnement sont les mêmes pour l'opérateur.

                                    Contrôles primaires
                                    premier

                                    Les contrôles les plus importants doivent avoir les plus avantageux
                                    emplacements pour faciliter l'utilisation et l'accès
                                    opérateur.

                                    Liés au groupe
                                    contrôles
                                    ensemble

                                    Les commandes qui fonctionnent en séquence, qui sont liées à un
                                    fonction particulière, ou qui fonctionnent ensemble, doivent être
                                    disposés en groupes fonctionnels (avec leurs associés
                                    affiche). Au sein de chaque groupe fonctionnel, commandes et affichages
                                    doivent être organisés en fonction de l'importance opérationnelle et
                                    séquence.

                                    Organiser
                                    séquentiel
                                    opération

                                    Si le fonctionnement des commandes suit un schéma donné, les commandes doivent
                                    être arrangé pour faciliter cette séquence. Commun
                                    les dispositions sont de gauche à droite (de préférence) ou de haut en bas,
                                    comme dans les imprimés du monde occidental.

                                    Être cohérent

                                    La disposition des commandes fonctionnellement identiques ou similaires
                                    seront les mêmes d'un panneau à l'autre.

                                    Opérateur mort
                                    des bactéries

                                    Si l'opérateur devient inapte et qu'il lâche un
                                    contrôle, ou continue de s'y accrocher, un contrôle "homme mort"
                                    une conception doit être utilisée qui transforme le système en un
                                    état de fonctionnement non critique ou l'arrête.

                                    Sélectionnez les codes
                                    de manière appropriée

                                    Il existe de nombreuses façons d'aider à identifier les contrôles, d'indiquer
                                    les effets de l'opération et de montrer leur statut.
                                    Les principaux moyens de codage sont :
                                    –Emplacement–Forme–Taille–Mode de fonctionnement– Étiquettes
                                    –Couleurs–Redondance

                                    Source : Modifié à partir de Kroemer, Kroemer et Kroemer-Elbert 1994.
                                    Reproduit avec la permission de Prentice-Hall. Tous les droits sont réservés.

                                    Prévention des opérations accidentelles

                                    Voici les moyens les plus importants pour se prémunir contre l'activation involontaire des commandes, dont certaines peuvent être combinées :

                                    • Localisez et orientez la commande de manière à ce que l'opérateur ne risque pas de la heurter ou de la déplacer accidentellement dans la séquence normale des opérations de commande.
                                    • Encastrer, protéger ou entourer la commande par des barrières physiques.
                                    • Couvrez la commande ou protégez-la en fournissant une goupille, un verrou ou tout autre moyen qui doit être retiré ou cassé avant que la commande puisse être actionnée.
                                    • Fournir une résistance supplémentaire (par frottement visqueux ou coulombien, par ressort ou par inertie) de sorte qu'un effort inhabituel soit requis pour l'actionnement.
                                    • Prévoir un moyen de "retard" pour que la commande doive passer par une position critique avec un mouvement inhabituel (comme dans le mécanisme de changement de vitesse d'une automobile).
                                    • Fournir un verrouillage entre les commandes de sorte que l'opération préalable d'une commande connexe soit requise avant que la commande critique puisse être activée.

                                     

                                    Notez que ces conceptions ralentissent généralement le fonctionnement des commandes, ce qui peut être préjudiciable en cas d'urgence.

                                    Dispositifs de saisie de données

                                    Presque toutes les commandes peuvent être utilisées pour saisir des données sur un ordinateur ou un autre périphérique de stockage de données. Cependant, nous sommes plus habitués à utiliser un clavier avec des boutons-poussoirs. Sur le clavier d'origine de la machine à écrire, qui est devenu la norme même pour les claviers d'ordinateur, les touches étaient disposées dans une séquence essentiellement alphabétique, qui a été modifiée pour diverses raisons, souvent obscures. Dans certains cas, les lettres qui se succèdent fréquemment dans un texte commun étaient espacées de sorte que les barres de type mécanique d'origine ne puissent pas s'emmêler si elles étaient frappées en séquence rapide. Les « colonnes » de clés forment des lignes à peu près droites, tout comme les « rangées » de clés. Cependant, les bouts des doigts ne sont pas alignés de cette manière et ne bougent pas de cette manière lorsque les doigts de la main sont fléchis ou étendus, ou déplacés latéralement.

                                    De nombreuses tentatives ont été faites au cours des cent dernières années pour améliorer les performances de saisie en modifiant la disposition du clavier. Il s'agit notamment de déplacer les touches dans la disposition standard ou de modifier complètement la disposition du clavier. Le clavier a été divisé en sections distinctes et des ensembles de touches (telles que des pavés numériques) ont été ajoutés. Les dispositions des touches adjacentes peuvent être modifiées en modifiant l'espacement, le décalage les unes par rapport aux autres ou par rapport aux lignes de référence. Le clavier peut être divisé en sections pour la main gauche et la main droite, et ces sections peuvent être latéralement inclinées et inclinées et inclinées.

                                    La dynamique de fonctionnement des touches à bouton-poussoir est importante pour l'utilisateur, mais difficilement mesurable en fonctionnement. Ainsi, les caractéristiques force-déplacement des touches sont généralement décrites pour les tests statiques, ce qui n'est pas indicatif du fonctionnement réel. Dans la pratique actuelle, les touches des claviers d'ordinateurs ont un déplacement assez faible (environ 2 mm) et affichent une résistance de "snap-back", c'est-à-dire une diminution de la force de fonctionnement au point où l'actionnement de la touche a été atteint. Au lieu de touches uniques séparées, certains claviers se composent d'une membrane avec des commutateurs en dessous qui, lorsqu'ils sont enfoncés au bon endroit, génèrent l'entrée souhaitée avec peu ou pas de déplacement ressenti. L'avantage majeur de la membrane est que la poussière ou les fluides ne peuvent pas la pénétrer ; cependant, de nombreux utilisateurs ne l'aiment pas.

                                    Il existe des alternatives au principe « une clé-un caractère » ; à la place, on peut générer des entrées par divers moyens combinatoires. L'un est "accord", ce qui signifie que deux commandes ou plus sont actionnées simultanément pour générer un caractère. Cela sollicite les capacités de mémoire de l'opérateur, mais ne nécessite l'utilisation que de très peu de touches. D'autres développements utilisent des commandes autres que le bouton-poussoir à taraudage binaire, le remplaçant par des leviers, des bascules ou des capteurs spéciaux (comme un gant instrumenté) qui répondent aux mouvements des chiffres de la main.

                                    Par tradition, la dactylographie et la saisie par ordinateur ont été réalisées par une interaction mécanique entre les doigts de l'opérateur et des dispositifs tels que le clavier, la souris, la boule de commande ou le stylet lumineux. Pourtant, il existe de nombreux autres moyens de générer des intrants. La reconnaissance vocale apparaît comme une technique prometteuse, mais d'autres méthodes peuvent être employées. Ils peuvent utiliser, par exemple, le pointage, les gestes, les expressions faciales, les mouvements du corps, le regard (diriger son regard), les mouvements de la langue, la respiration ou le langage des signes pour transmettre des informations et générer des entrées vers un ordinateur. Le développement technique dans ce domaine est en constante évolution et, comme l'indiquent les nombreux périphériques d'entrée non traditionnels utilisés pour les jeux informatiques, l'acceptation de périphériques autres que le clavier binaire traditionnel est tout à fait réalisable dans un proche avenir. Des discussions sur les dispositifs à clavier actuels ont été fournies, par exemple, par Kroemer (1994b) et McIntosh (1994).

                                    Vitrine

                                    Les écrans fournissent des informations sur l'état de l'équipement. Les affichages peuvent s'appliquer au sens visuel de l'opérateur (lumières, balances, compteurs, tubes cathodiques, électronique à écran plat, etc.), au sens auditif (cloches, klaxons, messages vocaux enregistrés, sons générés électroniquement, etc.) ou à le sens du toucher (commandes en forme, braille, etc.). Les étiquettes, les instructions écrites, les avertissements ou les symboles (« icônes ») peuvent être considérés comme des types d'affichage particuliers.

                                    Les quatre « règles cardinales » pour les affichages sont :

                                      1. N'affichez que les informations essentielles à une performance professionnelle adéquate.
                                      2. N'affichez les informations qu'avec la précision requise pour les décisions et les actions de l'opérateur.
                                      3. Présenter les informations sous la forme la plus directe, la plus simple, la plus compréhensible et la plus utilisable.
                                      4. Présentez les informations de manière à ce qu'une panne ou un dysfonctionnement de l'écran lui-même soit immédiatement évident.

                                             

                                            Le choix d'un affichage auditif ou visuel dépend des conditions et des objectifs en vigueur. L'objectif de l'affichage peut être de fournir :

                                            • informations historiques sur l'état passé du système, telles que le cap suivi par un navire
                                            • informations d'état sur l'état actuel du système, telles que le texte déjà entré dans un traitement de texte ou la position actuelle d'un avion
                                            • informations prédictives, telles que la position future d'un navire, compte tenu de certains paramètres de direction
                                            • des instructions ou des commandes indiquant à l'opérateur ce qu'il doit faire, et éventuellement comment le faire.

                                             

                                            Un affichage visuel est le plus approprié si l'environnement est bruyant, l'opérateur reste en place, le message est long et complexe, et surtout s'il traite de la localisation spatiale d'un objet. Un affichage sonore est approprié si le lieu de travail doit rester dans l'obscurité, si l'opérateur se déplace et si le message est court et simple, nécessite une attention immédiate et traite des événements et du temps.

                                            Affichages visuels

                                            Il existe trois types de base d'affichages visuels : (1) Le vérifier l'affichage indique si une condition donnée existe ou non (par exemple, un voyant vert indique un fonctionnement normal). (2)Le qualitatif l'affichage indique l'état d'une variable changeante ou sa valeur approximative, ou sa tendance de changement (par exemple, un pointeur se déplace dans une plage "normale"). (3) Le quantitatif l'écran affiche des informations exactes qui doivent être vérifiées (par exemple, pour trouver un emplacement sur une carte, pour lire un texte ou pour dessiner sur un écran d'ordinateur), ou il peut indiquer une valeur numérique exacte qui doit être lue par l'opérateur (par exemple , un temps ou une température).

                                            Les directives de conception pour les affichages visuels sont :

                                            • Disposez les affichages de manière à ce que l'opérateur puisse les localiser et les identifier facilement sans effectuer de recherches inutiles. (Cela signifie généralement que les écrans doivent être dans ou près du plan médian de l'opérateur, et en dessous ou à hauteur des yeux.)
                                            • Regroupez les affichages de manière fonctionnelle ou séquentielle afin que l'opérateur puisse les utiliser facilement.
                                            • Assurez-vous que tous les écrans sont correctement éclairés ou éclairants, codés et étiquetés en fonction de leur fonction.
                                            • Utilisez des voyants, souvent colorés, pour indiquer l'état d'un système (comme MARCHE ou ARRÊT) ou pour alerter l'opérateur que le système, ou un sous-système, est inopérant et qu'une mesure spéciale doit être prise. Les significations courantes des couleurs de lumière sont répertoriées dans la figure 5. Le rouge clignotant indique une condition d'urgence qui nécessite une action immédiate. Un signal d'urgence est plus efficace lorsqu'il combine des sons avec un feu rouge clignotant.

                                            Figure 5. Codage couleur des voyants lumineux

                                            ERG210T4

                                            Pour des informations plus complexes et détaillées, en particulier des informations quantitatives, l'un des quatre types d'affichage différents est traditionnellement utilisé : (1) un pointeur mobile (avec une échelle fixe), (2) une échelle mobile (avec un pointeur fixe), (3) des compteurs ou (4) des affichages "picturaux", en particulier générés par ordinateur sur un écran d'affichage. La figure 6 répertorie les principales caractéristiques de ces types d'affichage.

                                            Figure 6. Caractéristiques des écrans

                                            ERG210T5

                                            Il est généralement préférable d'utiliser un pointeur mobile plutôt qu'une échelle mobile, avec l'échelle droite (disposée horizontalement ou verticalement), courbe ou circulaire. Les balances doivent être simples et épurées, avec une graduation et une numérotation conçues de manière à ce que des lectures correctes puissent être prises rapidement. Les chiffres doivent être situés à l'extérieur des marques d'échelle afin qu'ils ne soient pas masqués par le pointeur. Le pointeur doit se terminer avec sa pointe directement sur le marquage. L'échelle ne doit marquer les divisions qu'aussi finement que l'opérateur doit lire. Toutes les marques principales doivent être numérotées. Les progressions sont mieux marquées avec des intervalles d'une, cinq ou dix unités entre les notes principales. Les chiffres doivent augmenter de gauche à droite, de bas en haut ou dans le sens des aiguilles d'une montre. Pour plus de détails sur les dimensions des échelles, reportez-vous aux normes telles que celles répertoriées par Cushman et Rosenberg 1991 ou Kroemer 1994a.

                                            À partir des années 1980, les affichages mécaniques avec des pointeurs et des échelles imprimées ont été de plus en plus remplacés par des affichages « électroniques » avec des images générées par ordinateur ou des dispositifs à semi-conducteurs utilisant des diodes électroluminescentes (voir Snyder 1985a). Les informations affichées peuvent être codées par les moyens suivants :

                                            • formes, telles que droites ou circulaires
                                            • alphanumérique, c'est-à-dire des lettres, des chiffres, des mots, des abréviations
                                            • figures, images, images, icônes, symboles, à différents niveaux d'abstraction, comme le contour d'un avion sur l'horizon
                                            • nuances de noir, blanc ou gris
                                            • couleurs.

                                             

                                            Malheureusement, de nombreux affichages générés électroniquement sont flous, souvent trop complexes et colorés, difficiles à lire et nécessitent une mise au point exacte et une attention particulière, ce qui peut détourner l'attention de la tâche principale, par exemple, conduire une voiture. Dans ces cas, les trois premières des quatre «règles cardinales» énumérées ci-dessus ont souvent été violées. De plus, de nombreux pointeurs, marquages ​​et caractères alphanumériques générés électroniquement ne respectaient pas les directives de conception ergonomique établies, en particulier lorsqu'ils étaient générés par des segments de ligne, des lignes de balayage ou des matrices de points. Bien que certaines de ces conceptions défectueuses aient été tolérées par les utilisateurs, l'innovation rapide et l'amélioration des techniques d'affichage permettent de nombreuses meilleures solutions. Cependant, le même développement rapide conduit au fait que les relevés imprimés (même s'ils sont à jour et complets lorsqu'ils paraissent) deviennent rapidement obsolètes. Par conséquent, aucun n'est donné dans ce texte. Des compilations ont été publiées par Cushman et Rosenberg (1991), Kinney et Huey (1990) et Woodson, Tillman et Tillman (1991).

                                            La qualité globale des écrans électroniques laisse souvent à désirer. Une mesure utilisée pour évaluer la qualité de l'image est la fonction de transfert de modulation (MTF) (Snyder 1985b). Il décrit la résolution de l'affichage à l'aide d'un signal de test sinusoïdal spécial ; pourtant, les lecteurs ont de nombreux critères concernant la préférence des affichages (Dillon 1992).

                                            Les écrans monochromes n'ont qu'une seule couleur, généralement vert, jaune, ambre, orange ou blanc (achromatique). Si plusieurs couleurs apparaissent sur le même affichage chromatique, elles doivent être facilement discriminables. Il est préférable de ne pas afficher plus de trois ou quatre couleurs simultanément (la préférence étant donnée au rouge, au vert, au jaune ou à l'orange, et au cyan ou au violet). L'ensemble doit fortement contraster avec le fond. En fait, une règle appropriée est de concevoir d'abord par contraste, c'est-à-dire en termes de noir et blanc, puis d'ajouter des couleurs avec parcimonie.

                                            Malgré les nombreuses variables qui, individuellement et en interaction les unes avec les autres, affectent l'utilisation d'un affichage couleur complexe, Cushman et Rosenberg (1991) ont compilé des lignes directrices pour l'utilisation de la couleur dans les affichages ; ceux-ci sont répertoriés dans la figure 7.

                                            Figure 7. Lignes directrices pour l'utilisation des couleurs dans les affichages

                                            ERG210T6

                                            D'autres suggestions sont les suivantes :

                                            • Le bleu (de préférence désaturé) est une bonne couleur pour les arrière-plans et les grandes formes. Cependant, le bleu ne doit pas être utilisé pour le texte, les lignes fines ou les petites formes.
                                            • La couleur des caractères alphanumériques doit contraster avec celle du fond.
                                            • Lorsque vous utilisez la couleur, utilisez la forme comme indice redondant (par exemple, tous les symboles jaunes sont des triangles, tous les symboles verts sont des cercles, tous les symboles rouges sont des carrés). Le codage redondant rend l'affichage beaucoup plus acceptable pour les utilisateurs qui ont des déficiences de vision des couleurs.
                                            • Au fur et à mesure que le nombre de couleurs augmente, les tailles des objets codés par couleur doivent également être augmentées.
                                            • Le rouge et le vert ne doivent pas être utilisés pour les petits symboles et les petites formes dans les zones périphériques des grands écrans.
                                            • L'utilisation de couleurs adverses (rouge et vert, jaune et bleu) adjacentes ou dans une relation objet/arrière-plan est parfois bénéfique et parfois préjudiciable. Aucune directive générale ne peut être donnée; une solution doit être déterminée pour chaque cas.
                                            • Évitez d'afficher plusieurs couleurs très saturées et spectralement extrêmes en même temps.

                                             

                                            Panneaux de commandes et affichages

                                            Les affichages ainsi que les commandes doivent être disposés en panneaux de manière à se trouver devant l'opérateur, c'est-à-dire près du plan médian de la personne. Comme indiqué précédemment, les commandes doivent être proches de la hauteur des coudes et les affichages en dessous ou à hauteur des yeux, que l'opérateur soit assis ou debout. Les commandes peu utilisées ou les affichages moins importants peuvent être situés plus sur les côtés ou plus haut.

                                            Souvent, des informations sur le résultat de l'opération de contrôle sont affichées sur un instrument. Dans ce cas, l'affichage doit être situé à proximité de la commande afin que le réglage de la commande puisse être effectué sans erreur, rapidement et facilement. L'affectation est généralement plus claire lorsque la commande se trouve directement en dessous ou à droite de l'écran. Il faut veiller à ce que la main ne couvre pas l'affichage lors de l'utilisation de la commande.

                                            Les attentes populaires concernant les relations contrôle-affichage existent, mais elles sont souvent apprises, elles peuvent dépendre du contexte culturel et de l'expérience de l'utilisateur, et ces relations ne sont souvent pas solides. Les relations de mouvement attendues sont influencées par le type de commande et d'affichage. Lorsque les deux sont linéaires ou rotatifs, l'attente stéréotypée est qu'ils se déplacent dans des directions correspondantes, comme les deux vers le haut ou les deux dans le sens des aiguilles d'une montre. Lorsque les mouvements sont incongrus, en général les règles suivantes s'appliquent :

                                            • Dans le sens des aiguilles d'une montre pour l'augmentation. Tourner la commande dans le sens des aiguilles d'une montre provoque une augmentation de la valeur affichée.
                                            • La règle à calcul de vitesse de Warrick. On s'attend à ce qu'un affichage (pointeur) se déplace dans la même direction que le côté de la commande proche de (c'est-à-dire, orienté avec) l'affichage.

                                             

                                            Le rapport de déplacement de la commande et de l'affichage (rapport C/D ou gain D/C) décrit de combien une commande doit être déplacée pour régler un affichage. Si beaucoup de mouvement de commande ne produit qu'un petit mouvement d'affichage, on parle alors d'un rapport C/D élevé et de la commande comme ayant une faible sensibilité. Souvent, deux mouvements distincts sont impliqués dans la réalisation d'un réglage : d'abord un mouvement primaire rapide ("pivotement") vers un emplacement approximatif, puis un réglage fin du réglage exact. Dans certains cas, on prend comme rapport C/D optimal celui qui minimise la somme de ces deux mouvements. Cependant, le ratio le plus approprié dépend des circonstances données ; il doit être déterminé pour chaque application.

                                            Étiquettes et avertissements

                                            Etiquettes

                                            Idéalement, aucune étiquette ne devrait être exigée sur l'équipement ou sur une commande pour expliquer son utilisation. Cependant, il est souvent nécessaire d'utiliser des étiquettes pour pouvoir localiser, identifier, lire ou manipuler des commandes, des affichages ou d'autres éléments d'équipement. L'étiquetage doit être fait de manière à ce que les informations soient fournies avec précision et rapidité. Pour cela, les directives du tableau 4 s'appliquent.

                                            Tableau 4. Lignes directrices pour les étiquettes

                                            Orientation

                                            Une étiquette et les informations qui y sont imprimées doivent être orientées
                                            horizontalement afin qu'il puisse être lu rapidement et facilement.
                                            (Notez que cela s'applique si l'opérateur est habitué à lire
                                            horizontalement, comme dans les pays occidentaux.)

                                            Localisation

                                            Une étiquette doit être apposée sur ou très près de l'article qu'elle
                                            identifie.

                                            Standardisation

                                            L'emplacement de toutes les étiquettes doit être cohérent tout au long du
                                            équipement et système.

                                            Équin
                                            fonctions

                                            Une étiquette doit principalement décrire la fonction ("que signifie-t-elle
                                            faire ») de l'élément étiqueté.

                                            Abréviations

                                            Des abréviations courantes peuvent être utilisées. Si une nouvelle abréviation est
                                            nécessaire, sa signification doit être évidente pour le lecteur.
                                            La même abréviation doit être utilisée pour tous les temps et pour
                                            les formes singulier et pluriel d'un mot. Majuscules
                                            doivent être utilisés, les points étant normalement omis.

                                            Brièveté

                                            L'inscription sur l'étiquette doit être aussi concise que possible sans
                                            déformer le sens ou l'information recherchés. Les textes
                                            doivent être sans ambiguïté, les redondances étant réduites au minimum.

                                            Familiarité

                                            Les mots doivent être choisis, si possible, qui sont familiers au
                                            opérateur.

                                            Visibilité et
                                            lisibilité

                                            L'opérateur doit pouvoir être lu facilement et avec précision à
                                            les distances de lecture réelles prévues, aux distances prévues
                                            pire niveau d'éclairage, et dans les limites prévues
                                            environnement de vibration et de mouvement. Les facteurs importants sont :
                                            contraste entre le lettrage et son arrière-plan ; le
                                            hauteur, largeur, largeur de trait, espacement et style des lettres ;
                                            et la réflexion spéculaire du fond, de la couverture ou
                                            autres composants.

                                            Police et taille

                                            La typographie détermine la lisibilité des informations écrites ;
                                            il fait référence au style, à la police, à la disposition et à l'apparence.

                                            Source : Modifié à partir de Kroemer, Kroemer et Kroemer-Elbert 1994
                                            (reproduit avec la permission de Prentice-Hall ; tous droits réservés).

                                             

                                            La police (police de caractères) doit être simple, en gras et verticale, telle que Futura, Helvetica, Namel, Tempo et Vega. Notez que la plupart des polices générées électroniquement (formées par LED, LCD ou matrice de points) sont généralement inférieures aux polices imprimées ; ainsi, une attention particulière doit être portée à les rendre aussi lisibles que possible.

                                            • Les la taille de caractères dépend de la distance de visualisation :

                                            distance de visualisation 35 cm, hauteur suggérée 22 mm

                                            distance de visualisation 70 cm, hauteur suggérée 50 mm

                                            distance de visualisation 1 m, hauteur suggérée 70 mm

                                            distance de visualisation 1.5 m, hauteur suggérée d'au moins 1 cm.

                                            • Les rapport entre la largeur du trait et la hauteur des caractères doit être compris entre 1:8 et 1:6 pour les lettres noires sur fond blanc, et entre 1:10 et 1:8 pour les lettres blanches sur fond noir.
                                            • Les rapport entre la largeur des caractères et la hauteur des caractères devrait être d'environ 3:5.
                                            • Les espace entre les lettres doit être d'au moins une largeur de trait.
                                            • Les espace entre les mots doit avoir au moins une largeur de caractère.
                                            • Pour texte continu, mélanger les lettres majuscules et minuscules ; pour qui, n'utilisez que des lettres majuscules.

                                             

                                            Avertissements

                                            Idéalement, tous les appareils doivent pouvoir être utilisés en toute sécurité. En réalité, cela ne peut souvent pas être réalisé par la conception. Dans ce cas, il faut avertir les utilisateurs des dangers liés à l'utilisation du produit et fournir des instructions pour une utilisation en toute sécurité afin d'éviter les blessures ou les dommages.

                                            Il est préférable d'avoir un avertissement "actif", généralement composé d'un capteur qui détecte une utilisation inappropriée, combiné à un dispositif d'alerte qui avertit l'humain d'un danger imminent. Pourtant, dans la plupart des cas, des avertissements « passifs » sont utilisés, généralement constitués d'une étiquette attachée au produit et d'instructions pour une utilisation en toute sécurité dans le manuel d'utilisation. Ces avertissements passifs reposent entièrement sur l'utilisateur humain pour reconnaître une situation dangereuse existante ou potentielle, pour se souvenir de l'avertissement et pour se comporter avec prudence.

                                            Les étiquettes et les panneaux pour les avertissements passifs doivent être soigneusement conçus en suivant les lois et réglementations gouvernementales les plus récentes, les normes nationales et internationales et les meilleures informations d'ingénierie humaine applicables. Les étiquettes et plaques d'avertissement peuvent contenir du texte, des graphiques et des images, souvent des graphiques avec du texte redondant. Les graphiques, en particulier les images et les pictogrammes, peuvent être utilisés par des personnes d'origines culturelles et linguistiques différentes, si ces représentations sont sélectionnées avec soin. Cependant, les utilisateurs d'âges, d'expériences et d'origines ethniques et éducatives différents peuvent avoir des perceptions assez différentes des dangers et des avertissements. Par conséquent, la conception d'un des produit est de loin préférable à l'application d'avertissements à un produit de qualité inférieure.

                                             

                                            Retour

                                            Lors de la conception d'un équipement, il est primordial de prendre pleinement en compte le fait qu'un opérateur humain possède à la fois des capacités et des limites dans le traitement de l'information, qui sont de nature variable et qui se situent à différents niveaux. La performance dans les conditions de travail réelles dépend fortement de la mesure dans laquelle une conception a pris en compte ou ignoré ces potentiels et leurs limites. Dans ce qui suit, un bref aperçu sera offert de certains des principaux problèmes. Il sera fait référence à d'autres contributions de ce volume, où une question sera discutée plus en détail.

                                            Il est courant de distinguer trois niveaux principaux dans l'analyse du traitement de l'information humaine, à savoir, le niveau perceptif, niveau de décision et les terres parsemées de niveau moteur. Le niveau perceptif est subdivisé en trois niveaux supplémentaires, liés au traitement sensoriel, à l'extraction des caractéristiques et à l'identification du percept. Au niveau décisionnel, l'opérateur reçoit des informations perceptives et choisit une réaction qui est finalement programmée et actualisée au niveau moteur. Ceci décrit uniquement le flux d'informations dans le cas le plus simple d'une réaction de choix. Il est évident, cependant, que les informations perceptives peuvent s'accumuler et être combinées et diagnostiquées avant de déclencher une action. Encore une fois, il peut survenir un besoin de sélectionner des informations compte tenu de la surcharge de perception. Enfin, le choix d'une action appropriée devient plus problématique lorsqu'il existe plusieurs options dont certaines peuvent être plus appropriées que d'autres. Dans la présente discussion, l'accent sera mis sur les facteurs perceptuels et décisionnels du traitement de l'information.

                                            Capacités et limites perceptuelles

                                            Limites sensorielles

                                            La première catégorie de limites de traitement est sensorielle. Leur pertinence pour le traitement de l'information est évidente puisque le traitement devient moins fiable à mesure que l'information se rapproche des seuils. Cela peut sembler une déclaration assez triviale, mais néanmoins, les problèmes sensoriels ne sont pas toujours clairement reconnus dans les conceptions. Par exemple, les caractères alphanumériques dans les systèmes de signalisation doivent être suffisamment grands pour être lisibles à une distance compatible avec la nécessité d'une action appropriée. La lisibilité, à son tour, dépend non seulement de la taille absolue des caractères alphanumériques, mais aussi du contraste et, compte tenu de l'inhibition latérale, également de la quantité totale d'informations sur le signe. En particulier, dans des conditions de faible visibilité (par exemple, pluie ou brouillard pendant la conduite ou le vol), la lisibilité est un problème considérable nécessitant des mesures supplémentaires. Les panneaux de signalisation routière et les marqueurs routiers développés plus récemment sont généralement bien conçus, mais les panneaux de signalisation à proximité et à l'intérieur des bâtiments sont souvent illisibles. Les unités d'affichage visuel sont un autre exemple dans lequel les limites sensorielles de taille, de contraste et de quantité d'informations jouent un rôle important. Dans le domaine auditif, certains problèmes sensoriels principaux sont liés à la compréhension de la parole dans des environnements bruyants ou dans des systèmes de transmission audio de mauvaise qualité.

                                            Extraction de caractéristiques

                                            À condition d'avoir suffisamment d'informations sensorielles, l'ensemble suivant de problèmes de traitement de l'information concerne l'extraction de caractéristiques à partir des informations présentées. Les recherches les plus récentes ont montré de nombreuses preuves qu'une analyse des caractéristiques précède la perception d'ensembles significatifs. L'analyse des caractéristiques est particulièrement utile pour localiser un objet déviant spécial parmi de nombreux autres. Par exemple, une valeur essentielle sur un affichage contenant de nombreuses valeurs peut être représentée par une seule couleur ou taille déviante, laquelle caractéristique attire alors immédiatement l'attention ou « ressort ». Théoriquement, il y a l'hypothèse commune de «cartes de caractéristiques» pour différentes couleurs, tailles, formes et autres caractéristiques physiques. La valeur d'attention d'une caractéristique dépend de la différence d'activation des cartes de caractéristiques qui appartiennent à la même classe, par exemple, la couleur. Ainsi, l'activation d'une carte de caractéristiques dépend de la discriminabilité des caractéristiques déviantes. Cela signifie que lorsqu'il y a quelques instances de nombreuses couleurs sur un écran, la plupart des cartes de caractéristiques de couleur sont à peu près également activées, ce qui a pour effet qu'aucune des couleurs ne ressort.

                                            De la même manière, une seule publicité en mouvement apparaît, mais cet effet disparaît complètement lorsqu'il y a plusieurs stimuli en mouvement dans le champ de vision. Le principe de l'activation différente des cartes de caractéristiques est également appliqué lors de l'alignement des pointeurs qui indiquent des valeurs de paramètres idéales. Une déviation d'un pointeur est indiquée par une pente déviante qui est rapidement détectée. Si cela est impossible à réaliser, une déviation dangereuse peut être indiquée par un changement de couleur. Ainsi, la règle générale en matière de conception est de n'utiliser que très peu de fonctionnalités déviantes sur un écran et de ne les réserver qu'aux informations les plus essentielles. La recherche d'informations pertinentes devient lourde dans le cas de conjonctions de caractéristiques. Par exemple, il est difficile de localiser un gros objet rouge au milieu de petits objets rouges et de grands et petits objets verts. Si possible, les conjonctions doivent être évitées lorsque vous essayez de concevoir une recherche efficace.

                                            Dimensions séparables versus intégrales

                                            Les caractéristiques sont séparables lorsqu'elles peuvent être modifiées sans affecter la perception des autres caractéristiques d'un objet. Les longueurs de ligne des histogrammes en sont un exemple. D'autre part, les caractéristiques intégrales font référence à des caractéristiques qui, lorsqu'elles sont modifiées, modifient l'apparence totale de l'objet. Par exemple, on ne peut pas changer les caractéristiques de la bouche dans un dessin schématique d'un visage sans modifier l'apparence totale de l'image. Encore une fois, la couleur et la luminosité font partie intégrante dans le sens où l'on ne peut pas changer une couleur sans altérer l'impression de luminosité en même temps. Les principes des caractéristiques séparables et intégrales, et des propriétés émergentes évoluant à partir de changements de caractéristiques uniques d'un objet, sont appliqués dans ce qu'on appelle des services or diagnostique affiche. La raison d'être de ces affichages est que, plutôt que d'afficher des paramètres individuels, différents paramètres sont intégrés dans un seul affichage, dont la composition totale indique ce qui peut réellement ne pas fonctionner avec un système.

                                            La présentation des données dans les salles de contrôle est encore souvent dominée par la philosophie selon laquelle chaque mesure individuelle devrait avoir son propre indicateur. La présentation fragmentaire des mesures signifie que l'opérateur a pour tâche d'intégrer les preuves des différents affichages individuels afin de diagnostiquer un problème potentiel. Au moment des problèmes de la centrale nucléaire de Three Mile Island aux États-Unis, quelque quarante à cinquante écrans enregistraient une certaine forme de désordre. Ainsi, l'opérateur avait pour tâche de diagnostiquer ce qui n'allait vraiment pas en intégrant les informations de cette myriade d'affichages. Les affichages intégrés peuvent être utiles pour diagnostiquer le type d'erreur, car ils combinent diverses mesures en un seul modèle. Différents modèles de l'affichage intégré peuvent alors être diagnostiques en ce qui concerne des erreurs spécifiques.

                                            Un exemple classique d'affichage de diagnostic, qui a été proposé pour les salles de contrôle nucléaires, est illustré à la figure 1. Il affiche un certain nombre de mesures sous forme de rayons de longueur égale, de sorte qu'un polygone régulier représente toujours des conditions normales, tandis que différentes distorsions peuvent être connectées. avec différents types de problèmes dans le processus.

                                            Figure 1. Dans la situation normale, toutes les valeurs des paramètres sont égales, créant un hexagone. Dans la déviation, certaines des valeurs ont changé, créant une distorsion spécifique.

                                            ERG220F1Tous les affichages intégraux ne sont pas également discriminables. Pour illustrer le problème, une corrélation positive entre les deux dimensions d'un rectangle crée des différences de surface, tout en conservant une forme égale. Alternativement, une corrélation négative crée des différences de forme tout en maintenant une surface égale. Le cas dans lequel la variation des dimensions intégrales crée une nouvelle forme a été qualifié de révélateur d'une propriété émergente du motif, qui ajoute à la capacité de l'opérateur à discriminer les motifs. Les propriétés émergentes dépendent de l'identité et de la disposition des parties mais ne sont pas identifiables à une seule partie.

                                            Les affichages d'objets et de configuration ne sont pas toujours bénéfiques. Le fait même qu'elles soient intégrales signifie que les caractéristiques des variables individuelles sont plus difficiles à percevoir. Le fait est que, par définition, les dimensions intégrales sont mutuellement dépendantes, ce qui obscurcit leurs constituants individuels. Il peut y avoir des circonstances dans lesquelles cela est inacceptable, alors que l'on peut toujours souhaiter profiter des propriétés de type modèle de diagnostic, qui sont typiques pour l'affichage d'objet. Un compromis pourrait être un affichage graphique à barres traditionnel. D'une part, les graphiques à barres sont assez séparables. Pourtant, lorsqu'elles sont positionnées à proximité suffisamment proche, les longueurs différentielles des barres peuvent constituer ensemble un motif semblable à un objet qui peut bien servir un objectif de diagnostic.

                                            Certains écrans de diagnostic sont meilleurs que d'autres. Leur qualité dépend de la mesure dans laquelle l'affichage correspond à la modèle mental de la tâche. Par exemple, le diagnostic de panne sur la base des distorsions d'un polygone régulier, comme dans la figure 1, peut encore avoir peu de rapport avec la sémantique du domaine ou avec le concept d'opérateur des processus dans une centrale électrique. Ainsi, les divers types de déviations du polygone ne se rapportent évidemment pas à un problème spécifique de l'usine. Par conséquent, la conception de l'affichage de configuration le plus approprié est celle qui correspond au modèle mental spécifique de la tâche. Ainsi il faut souligner que la surface d'un rectangle n'est un objet d'affichage utile que lorsque le produit de la longueur et de la largeur est la variable d'intérêt !

                                            Les affichages d'objets intéressants proviennent de représentations en trois dimensions. Par exemple, une représentation tridimensionnelle du trafic aérien - plutôt que la représentation radar bidimensionnelle traditionnelle - peut fournir au pilote une plus grande « conscience de la situation » de l'autre trafic. L'affichage tridimensionnel s'est avéré bien supérieur à un affichage bidimensionnel puisque ses symboles indiquent si un autre avion est au-dessus ou au-dessous du sien.

                                            Conditions dégradées

                                            Une visualisation dégradée se produit dans diverses conditions. À certaines fins, comme pour le camouflage, les objets sont intentionnellement dégradés afin d'empêcher leur identification. À d'autres occasions, par exemple dans l'amplification de la luminosité, les caractéristiques peuvent devenir trop floues pour permettre d'identifier l'objet. Un problème de recherche a concerné le nombre minimal de "lignes" requises sur un écran ou "la quantité de détails" nécessaire pour éviter la dégradation. Malheureusement, cette approche de la qualité d'image n'a pas conduit à des résultats sans équivoque. Le problème est que l'identification de stimuli dégradés (par exemple, un véhicule blindé camouflé) dépend trop de la présence ou de l'absence de détails mineurs spécifiques à l'objet. La conséquence est qu'aucune prescription générale sur la densité des lignes ne peut être formulée, à l'exception de l'énoncé trivial selon lequel la dégradation diminue à mesure que la densité augmente.

                                            Caractéristiques des symboles alphanumériques

                                            Un problème majeur dans le processus d'extraction de caractéristiques concerne le nombre réel de caractéristiques qui définissent ensemble un stimulus. Ainsi, la lisibilité des caractères ornés comme les lettres gothiques est médiocre en raison des nombreuses courbes redondantes. Afin d'éviter toute confusion, la différence entre les lettres avec des caractéristiques très similaires, comme le i et les terres parsemées de lainsi que, c et les terres parsemées de e- devrait être accentué. Pour la même raison, il est recommandé de faire en sorte que la longueur de la course et de la queue des ascendants et des descendants soit au moins 40 % de la hauteur totale des lettres.

                                            Il est évident que la discrimination entre les lettres est principalement déterminée par le nombre de traits qu'elles ne partagent pas. Il s'agit principalement de segments de lignes droites et de cercles qui peuvent avoir une orientation horizontale, verticale et oblique et dont la taille peut différer, comme dans les lettres minuscules et majuscules.

                                            Il est évident que, même lorsque les caractères alphanumériques sont bien discriminables, ils peuvent facilement perdre cette propriété en combinaison avec d'autres éléments. Ainsi, les chiffres 4 et 7 partagent seulement quelques caractéristiques, mais ils ne réussissent pas bien dans le contexte de groupes plus grands sinon identiques (par exemple, 384 versus 387) Il existe des preuves unanimes que la lecture d'un texte en minuscules est plus rapide qu'en majuscules. Cela est généralement attribué au fait que les lettres minuscules ont des caractéristiques plus distinctes (par exemple, chien, cat versus DOG, CHAT). La supériorité des lettres minuscules n'est pas seulement établie pour la lecture de texte mais également pour les panneaux de signalisation tels que ceux utilisés pour indiquer les villes aux sorties d'autoroutes.

                                            Identification

                                            Le processus perceptif final concerne l'identification et l'interprétation des percepts. Les limites humaines qui surgissent à ce niveau sont généralement liées à la discrimination et à la recherche de l'interprétation appropriée du percept. Les applications de la recherche sur la discrimination visuelle sont multiples, relatives aux modèles alphanumériques ainsi qu'à l'identification plus générale des stimuli. La conception des feux stop dans les voitures servira d'exemple de la dernière catégorie. Les accidents par l'arrière représentent une part considérable des accidents de la circulation, et sont dus en partie au fait que l'emplacement traditionnel du feu stop à côté des feux arrière le rend peu discriminable et allonge donc le temps de réaction du conducteur. Comme alternative, un feu unique a été développé qui semble réduire le taux d'accidents. Il est monté au centre de la lunette arrière à peu près au niveau des yeux. Dans les études expérimentales sur route, l'effet du feu de freinage central semble être moindre lorsque les sujets sont conscients du but de l'étude, ce qui suggère que l'identification du stimulus dans la configuration traditionnelle s'améliore lorsque les sujets se concentrent sur la tâche. Malgré l'effet positif du feu stop isolé, son identification pourrait encore être améliorée en donnant au feu stop plus de sens, en lui donnant la forme d'un point d'exclamation, « ! », voire d'une icône.

                                            Jugement absolu

                                            Des limites de performance très strictes et souvent contre-intuitives surviennent dans les cas de jugement absolu des dimensions physiques. Des exemples se produisent en relation avec le codage couleur des objets et l'utilisation de tonalités dans les systèmes d'appel auditifs. Le fait est que le jugement relatif est de loin supérieur au jugement absolu. Le problème avec le jugement absolu est que le code doit être traduit dans une autre catégorie. Ainsi, une couleur spécifique peut être liée à une valeur de résistance électrique ou une tonalité spécifique peut être destinée à une personne à qui un message ultérieur est destiné. En fait, le problème n'est donc pas celui de l'identification perceptive mais plutôt celui du choix de la réponse, qui sera discuté plus loin dans cet article. A ce stade, il suffit de remarquer qu'il ne faut pas utiliser plus de quatre ou cinq couleurs ou tonalités afin d'éviter les erreurs. Lorsque plus d'alternatives sont nécessaires, on peut ajouter des dimensions supplémentaires, comme le volume, la durée et les composants des tons.

                                            Lecture de mots

                                            La pertinence de la lecture d'unités de mots séparées dans l'imprimé traditionnel est démontrée par diverses preuves largement éprouvées, telles que le fait que la lecture est très entravée lorsque des espaces sont omis, les erreurs d'impression restent souvent non détectées et il est très difficile de lire des mots dans des cas alternés. (par exemple, ALTERNANT). Certains chercheurs ont souligné le rôle de la forme des mots dans la lecture des unités de mots et ont suggéré que les analyseurs de fréquence spatiale pourraient être pertinents pour identifier la forme des mots. De ce point de vue, la signification serait dérivée de la forme totale du mot plutôt que par une analyse lettre par lettre. Pourtant, la contribution de l'analyse de la forme des mots est probablement limitée aux petits mots courants - articles et terminaisons - ce qui est cohérent avec la constatation que les erreurs d'impression dans les petits mots et les terminaisons ont une probabilité de détection relativement faible.

                                            Le texte en minuscules a un avantage sur les majuscules qui est dû à une perte de fonctionnalités dans les majuscules. Pourtant, l'avantage des mots en minuscules est absent ou peut même être inversé lors de la recherche d'un seul mot. Il se peut que les facteurs de taille et de casse des lettres soient confondus dans la recherche : les lettres de grande taille sont détectées plus rapidement, ce qui peut compenser l'inconvénient des caractéristiques moins distinctives. Ainsi, un seul mot peut être à peu près aussi lisible en majuscule qu'en minuscule, tandis qu'un texte continu est lu plus rapidement en minuscule. La détection d'un SEUL mot majuscule parmi de nombreux mots minuscules est très efficace, car cela évoque le pop-out. Une détection rapide encore plus efficace peut être obtenue en imprimant un seul mot en minuscules dans goupille, auquel cas les avantages du pop-out et de caractéristiques plus distinctives sont combinés.

                                            Le rôle des caractéristiques de codage dans la lecture ressort également de la lisibilité réduite des anciens écrans d'affichage visuel à basse résolution, qui consistaient en des matrices de points assez grossières et ne pouvaient représenter les caractères alphanumériques que sous forme de lignes droites. La conclusion commune était que la lecture de texte ou la recherche à partir d'un moniteur à faible résolution était considérablement plus lente qu'à partir d'une copie imprimée sur papier. Le problème a largement disparu avec les écrans à haute résolution actuels. Outre la forme des lettres, il existe un certain nombre de différences supplémentaires entre la lecture sur papier et la lecture sur écran. L'espacement des lignes, la taille des caractères, la police de caractères, le rapport de contraste entre les caractères et le fond, la distance de visualisation, la quantité de scintillement et le fait que le changement de page sur un écran se fait par défilement en sont quelques exemples. La constatation courante selon laquelle la lecture est plus lente sur les écrans d'ordinateur - bien que la compréhension semble à peu près égale - peut être due à une combinaison de ces facteurs. Les traitements de texte actuels offrent généralement une variété d'options de police, de taille, de couleur, de format et de style ; de tels choix pourraient donner la fausse impression que le goût personnel est la principale raison.

                                            Icônes contre mots

                                            Dans certaines études, le temps pris par un sujet pour nommer un mot imprimé s'est avéré plus rapide que celui d'une icône correspondante, alors que les deux temps étaient à peu près aussi rapides dans d'autres études. Il a été suggéré que les mots sont lus plus rapidement que les icônes car ils sont moins ambigus. Même une icône assez simple, comme une maison, peut toujours susciter des réponses différentes parmi les sujets, entraînant un conflit de réponse et, par conséquent, une diminution de la vitesse de réaction. Si le conflit de réponse est évité en utilisant des icônes vraiment non ambiguës, la différence de vitesse de réponse est susceptible de disparaître. Il est intéressant de noter qu'en tant que panneaux de signalisation, les icônes sont généralement bien supérieures aux mots, même dans le cas où la question de la compréhension du langage n'est pas perçue comme un problème. Ce paradoxe peut être dû au fait que la lisibilité des panneaux de signalisation est largement une question de distance à laquelle un signe peut être identifié. Si elle est bien conçue, cette distance est plus grande pour les symboles que pour les mots, car les images peuvent fournir des différences de forme considérablement plus grandes et contenir des détails moins fins que les mots. L'avantage des images provient donc du fait que la discrimination des lettres nécessite environ dix à douze minutes d'arc et que la détection des caractéristiques est la condition préalable à la discrimination. En même temps, il est clair que la supériorité des symboles n'est garantie que lorsque (1) ils contiennent effectivement peu de détails, (2) ils sont suffisamment distincts dans leur forme et (3) ils sont sans ambiguïté.

                                            Capacités et limites de décision

                                            Une fois qu'un précepte a été identifié et interprété, il peut appeler une action. Dans ce contexte, la discussion sera limitée aux relations déterministes stimulus-réponse, ou, en d'autres termes, aux conditions dans lesquelles chaque stimulus a sa propre réponse fixe. Dans ce cas, les principaux problèmes de conception de l'équipement proviennent de problèmes de compatibilité, c'est-à-dire de la mesure dans laquelle le stimulus identifié et sa réponse associée ont une relation «naturelle» ou bien pratiquée. Il existe des conditions dans lesquelles une relation optimale est intentionnellement abandonnée, comme dans le cas des abréviations. Généralement une contraction comme abréger est bien pire qu'une troncature comme abrégé. Théoriquement, cela est dû à la redondance croissante des lettres successives dans un mot, ce qui permet de « remplir » les lettres finales à partir des précédentes ; un mot tronqué peut bénéficier de ce principe alors qu'un mot contracté ne le peut pas.

                                            Modèles mentaux et compatibilité

                                            Dans la plupart des problèmes de compatibilité, il existe des réponses stéréotypées dérivées de modèles mentaux généralisés. Le choix de la position nulle dans un affichage circulaire en est un bon exemple. Les positions 12 heures et 9 heures semblent être corrigées plus rapidement que les positions 6 heures et 3 heures. La raison peut être qu'une déviation dans le sens des aiguilles d'une montre et un mouvement dans la partie supérieure de l'affichage sont ressentis comme des "augmentations" nécessitant une réponse qui réduit la valeur. Dans les positions 3 et 6 heures, les deux principes s'opposent et peuvent donc être traités de manière moins efficace. Un stéréotype similaire se retrouve dans le verrouillage ou l'ouverture de la porte arrière d'une voiture. La plupart des gens agissent sur le stéréotype selon lequel le verrouillage nécessite un mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre. Si la serrure est conçue de manière opposée, des erreurs continues et de la frustration en essayant de verrouiller la porte sont le résultat le plus probable.

                                            En ce qui concerne les mouvements de commande, le principe bien connu de Warrick sur la compatibilité décrit la relation entre l'emplacement d'un bouton de commande et la direction du mouvement sur un affichage. Si le bouton de commande est situé à droite de l'écran, un mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre est censé déplacer le marqueur d'échelle vers le haut. Ou envisagez de déplacer les vitrines. Selon le modèle mental de la plupart des gens, la direction vers le haut d'un affichage mobile suggère que les valeurs augmentent de la même manière qu'une température croissante dans un thermomètre est indiquée par une colonne de mercure plus élevée. Il y a des problèmes dans la mise en œuvre de ce principe avec un indicateur « pointeur fixe-échelle mobile ». Lorsque l'échelle d'un tel indicateur diminue, sa valeur est destinée à augmenter. Ainsi, un conflit avec le stéréotype commun se produit. Si les valeurs sont inversées, les valeurs basses sont en haut de l'échelle, ce qui est également contraire à la plupart des stéréotypes.

                                            Le terme compatibilité de proximité fait référence à la correspondance des représentations symboliques avec les modèles mentaux des relations fonctionnelles ou même spatiales au sein d'un système. Les questions de compatibilité de proximité sont d'autant plus pressantes que le modèle mental d'une situation est plus primitif, global ou déformé. Ainsi, un organigramme d'un processus industriel automatisé complexe est souvent affiché sur la base d'un modèle technique qui peut ne pas correspondre du tout au modèle mental du processus. En particulier, lorsque le modèle mental d'un processus est incomplet ou déformé, une représentation technique du déroulement n'apporte que peu d'éléments pour le développer ou le corriger. Un exemple quotidien de mauvaise compatibilité de proximité est une carte architecturale d'un bâtiment destinée à orienter le spectateur ou à montrer les voies d'évacuation en cas d'incendie. Ces cartes sont généralement totalement inadéquates - pleines de détails non pertinents - en particulier pour les personnes qui n'ont qu'un modèle mental global du bâtiment. Une telle convergence entre lecture de carte et orientation se rapproche de ce que l'on a appelé la « conscience de la situation », qui est particulièrement pertinente dans l'espace tridimensionnel lors d'un vol aérien. Il y a eu des développements récents intéressants dans les affichages d'objets en trois dimensions, représentant des tentatives pour atteindre une compatibilité de proximité optimale dans ce domaine.

                                            Compatibilité stimulus-réponse

                                            Un exemple de compatibilité stimulus-réponse (SR) se trouve généralement dans le cas de la plupart des programmes de traitement de texte, qui supposent que les opérateurs savent comment les commandes correspondent à des combinaisons de touches spécifiques. Le problème est qu'une commande et sa combinaison de touches correspondante n'ont généralement aucune relation préexistante, ce qui signifie que les relations SR doivent être apprises par un processus minutieux d'apprentissage associé par paires. Le résultat est que, même après l'acquisition de la compétence, la tâche reste sujette aux erreurs. Le modèle interne du programme reste incomplet car les opérations moins pratiquées sont susceptibles d'être oubliées, de sorte que l'opérateur ne peut tout simplement pas apporter la réponse appropriée. De plus, le texte produit à l'écran ne correspond généralement pas en tous points à ce qui apparaît finalement sur la page imprimée, ce qui est un autre exemple de compatibilité de proximité inférieure. Seuls quelques programmes utilisent un modèle interne spatial stéréotypé en relation avec les relations stimulus-réponse pour contrôler les commandes.

                                            Il a été correctement soutenu qu'il existe de bien meilleures relations préexistantes entre les stimuli spatiaux et les réponses manuelles - comme la relation entre une réponse de pointage et une localisation spatiale, ou comme celle entre les stimuli verbaux et les réponses vocales. Il existe de nombreuses preuves que les représentations spatiales et verbales sont des catégories cognitives relativement distinctes avec peu d'interférence mutuelle mais aussi avec peu de correspondance mutuelle. Par conséquent, une tâche spatiale, comme le formatage d'un texte, est plus facilement effectuée par un mouvement spatial de type souris, laissant ainsi le clavier pour les commandes verbales.

                                            Cela ne signifie pas que le clavier est idéal pour exécuter des commandes verbales. La dactylographie reste une question d'exploitation manuelle d'emplacements spatiaux arbitraires qui sont fondamentalement incompatibles avec le traitement des lettres. C'est en fait un autre exemple d'une tâche hautement incompatible qui n'est maîtrisée que par une pratique intensive, et la compétence se perd facilement sans une pratique continue. Un argument similaire peut être avancé pour la sténographie, qui consiste également à relier des symboles écrits arbitraires à des stimuli verbaux. Un exemple intéressant d'une méthode alternative de fonctionnement du clavier est un clavier d'accord.

                                            L'opérateur manipule deux claviers (un pour la main gauche et un pour la main droite) composés chacun de six touches. Chaque lettre de l'alphabet correspond à une réponse en accords, c'est-à-dire une combinaison de touches. Les résultats d'études sur un tel clavier ont montré des économies frappantes dans le temps nécessaire à l'acquisition de compétences en dactylographie. Les limitations motrices limitaient la vitesse maximale de la technique d'accord mais, une fois apprises, les performances de l'opérateur se rapprochaient assez étroitement de la vitesse de la technique conventionnelle.

                                            Un exemple classique d'effet de compatibilité spatiale concerne les dispositions traditionnelles des commandes des brûleurs des poêles : quatre brûleurs dans une matrice 2 ´ 2, avec les commandes dans une rangée horizontale. Dans cette configuration, les relations entre brûleur et commande ne sont pas évidentes et sont mal apprises. Cependant, malgré de nombreuses erreurs, le problème de l'allumage du poêle, avec le temps, peut généralement être résolu. La situation est pire lorsque l'on est confronté à des relations affichage-commande indéfinies. D'autres exemples de mauvaise compatibilité SR se trouvent dans les relations affichage-commande des caméras vidéo, des magnétoscopes et des téléviseurs. L'effet est que de nombreuses options ne sont jamais utilisées ou doivent être étudiées à nouveau à chaque nouvel essai. L'affirmation selon laquelle "tout est expliqué dans le manuel", bien que vraie, n'est pas utile car, en pratique, la plupart des manuels sont incompréhensibles pour l'utilisateur moyen, en particulier lorsqu'ils tentent de décrire des actions en utilisant des termes verbaux incompatibles.

                                            Compatibilité stimulus-stimulus (SS) et réponse-réponse (RR)

                                            À l'origine, la compatibilité SS et RR était distinguée de la compatibilité SR. Une illustration classique de la compatibilité SS concerne les tentatives à la fin des années quarante de prendre en charge le sonar auditif par un affichage visuel dans le but d'améliorer la détection du signal. Une solution a été recherchée dans un faisceau lumineux horizontal avec des perturbations verticales se déplaçant de gauche à droite et reflétant une traduction visuelle du bruit de fond auditif et du signal potentiel. Un signal consistait en une perturbation verticale légèrement plus importante. Les expériences ont montré qu'une combinaison des affichages auditifs et visuels ne faisait pas mieux que l'affichage auditif unique. La raison a été recherchée dans une mauvaise compatibilité SS : le signal auditif est perçu comme un changement de sonie ; par conséquent, le support visuel devrait correspondre le plus lorsqu'il est fourni sous la forme d'un changement de luminosité, car il s'agit de l'analogue visuel compatible d'un changement d'intensité.

                                            Il est intéressant de noter que le degré de compatibilité SS correspond directement à la compétence des sujets dans l'appariement intermodal. Dans un appariement intermodalité, il peut être demandé aux sujets d'indiquer quelle intensité sonore correspond à une certaine luminosité ou à un certain poids ; cette approche a été populaire dans la recherche sur la mise à l'échelle des dimensions sensorielles, car elle permet d'éviter de mapper des stimuli sensoriels sur des chiffres. La compatibilité RR fait référence à la correspondance des mouvements simultanés et aussi des mouvements successifs. Certains mouvements sont plus facilement coordonnés que d'autres, ce qui fournit des contraintes claires sur la manière dont une succession d'actions - par exemple, l'actionnement successif de commandes - est effectuée le plus efficacement.

                                            Les exemples ci-dessus montrent clairement comment les problèmes de compatibilité envahissent toutes les interfaces utilisateur-machine. Le problème est que les effets d'une mauvaise compatibilité sont souvent atténués par une pratique prolongée et peuvent donc rester inaperçus ou sous-estimés. Pourtant, même lorsque des relations affichage-contrôle incompatibles sont bien pratiquées et ne semblent pas affecter les performances, il reste le point d'une probabilité d'erreur plus grande. La réponse compatible incorrecte reste un concurrent de la réponse incompatible correcte et est susceptible de se présenter à l'occasion, avec le risque évident d'un accident. De plus, la quantité de pratique nécessaire pour maîtriser les relations SR incompatibles est formidable et une perte de temps.

                                            Limites de la programmation et de l'exécution du moteur

                                            Une limite de la programmation motrice a déjà été brièvement évoquée dans les remarques sur la compatibilité RR. L'opérateur humain a des problèmes évidents pour effectuer des séquences de mouvements incongrues, et en particulier, le passage de l'une à l'autre séquence incongrue est difficile à réaliser. Les résultats des études sur la coordination motrice sont pertinents pour la conception de commandes dans lesquelles les deux mains sont actives. Pourtant, la pratique peut surmonter beaucoup à cet égard, comme en témoignent les niveaux surprenants de compétences acrobatiques.

                                            De nombreux principes communs dans la conception des commandes découlent de la programmation du moteur. Ils comprennent l'incorporation de la résistance dans une commande et la fourniture d'un retour indiquant qu'elle a été correctement utilisée. Un état moteur préparatoire est un déterminant très pertinent du temps de réaction. Réagir à un stimulus soudain et inattendu peut prendre environ une seconde supplémentaire, ce qui est considérable lorsqu'une réaction rapide est nécessaire, comme pour réagir au feu stop d'une voiture de tête. Les réactions non préparées sont probablement la principale cause des collisions en chaîne. Les signaux d'alerte précoce sont bénéfiques pour prévenir de telles collisions. Une application majeure de la recherche sur l'exécution du mouvement concerne la loi de Fitt, qui relie le mouvement, la distance et la taille de la cible visée. Cette loi semble assez générale, s'appliquant indifféremment à un levier de commande, un joystick, une souris ou un stylet lumineux. Entre autres, il a été appliqué pour estimer le temps nécessaire pour effectuer des corrections sur des écrans d'ordinateur.

                                            Il y a évidemment beaucoup plus à dire que les remarques sommaires ci-dessus. Par exemple, la discussion a été presque entièrement limitée aux questions de flux d'informations au niveau d'une simple réaction de choix. Les questions au-delà des réactions de choix n'ont pas été abordées, ni les problèmes de rétroaction et d'avance dans le suivi continu de l'information et de l'activité motrice. Bon nombre des problèmes mentionnés ont un lien étroit avec les problèmes de mémoire et de planification du comportement, qui n'ont pas non plus été abordés. Des discussions plus approfondies se trouvent dans Wickens (1992), par exemple.

                                             

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