Ch. 8 — Modèles et théories

Pourquoi des théories ?

Du point de vue de la machine, l'humain est indécis, désordonné, inattentif, émotionnel, illogique — mais il a une grande qualité : sa capacité d'adaptation. Elle a longtemps justifié une vision du progrès centrée sur la machine — « la Science trouve, l'Industrie applique et l'Homme s'adapte » (Exposition universelle de 1933). Cette vision atteint aujourd'hui ses limites : au-delà d'un seuil de complexité, la machine paraît rigide, inutilement complexe, et laisse un sentiment de frustration. Les théories de ce cours décrivent la perception (Bertin, Gestalt) et prédisent la performance (Fitts, Hick, KLM), indépendamment du contexte applicatif.

Les variables visuelles de Bertin

La théorie de Bertin (ultra-simplifiée) classe les variables visuelles en planaires — la position x, y — et rétiniennes : taille, forme, orientation, couleur, texture, luminosité, mais aussi transparence, relief, mouvement. Leurs propriétés : associatives (associer un élément à un groupe) et sélectives (le différencier d'un groupe). Quelques usages typiques :

• la couleur pour différencier ou associer ;
• l'intensité pour donner un ordre de grandeur — pas une valeur précise ;
• le mouvement pour attirer l'attention ou marquer l'appartenance à un groupe.

Quelle est la meilleure représentation ? Ça dépend de ce qu'on cherche : une valeur précise, une comparaison avec un instant antérieur, ou une évolution dans le temps.

Traitement pré-attentif et cécité au changement

Le traitement pré-attentif s'effectue en moins de 200 à 250 ms — il faut au moins 200 ms pour initier un mouvement de l'œil : un rond rouge se repère dans une figure sans recherche oculaire. À l'inverse, la cécité au changement explique ce qu'on ne voit pas : une modification importante passe inaperçue.

La Gestalt : les lois du groupement

La théorie de la Gestalt décrit comment la perception regroupe les éléments — sept lois au programme : formes simples (plus simples à retenir), proximité (ce qui est proche forme un groupe), fermeture (ce qui est fermé forme un ensemble), similarité (ce qui est semblable va ensemble), continuité (les formes continues vont ensemble), expérience et mouvement commun.

Prédire : Fitts, Hick-Hyman, 7±2

Deux modèles prédictifs de performance, à connaître avec leurs formules :

• Loi de Fitts (1954) — pointage. Temps requis pour acquérir une cible : T = a + b·log2(1 + d/w), avec d la distance à parcourir et w la largeur de la cible. Conséquence : privilégier les cibles larges et proches.
• Loi de Hick-Hyman (1952-1953) — prise de décision. Temps pour faire un choix dans un ensemble (liste, menu) : T = b·log2(n+1), avec n le nombre d'options. Moins d'options, décision plus rapide.

Côté capacités humaines : un réaffichage en moins de 1/10 s produit un effet d'animation ; la main se déplace au maximum à 1 à 1,5 m/s ; le nombre magique 7±2 (Miller, 1956) borne le nombre de commandes mémorisables dans un menu — et dans une longue liste, on ne retient que le début et la fin. Anecdote du cours : changer de contexte demande environ 10 secondes à l'utilisateur (Card, Moran et Newell) — le Canon Cat (1987) réaffichait donc l'écran avant de charger le reste du disque, en 7 secondes.

Modèle perceptuel et modèle conceptuel

Le modèle conceptuel est la description et le fonctionnement réel du système ; le modèle perceptuel est le modèle mental que l'utilisateur construit. La distance entre les deux détermine l'utilisabilité du système. L'exemple du cours : une baignoire à deux robinets. Variables psychologiques : D (débit d'eau), T (température) ; variables physiques : Dc, Tc (chaud), Df, Tf (froid), liées par D = Df + Dc et T = (Dc·Tc + Df·Tf) / (Df + Dc). Problèmes typiques de l'utilisateur : quel robinet est celui de l'eau froide ? Dans quel sens tourner ? Comment refroidir en gardant le débit ? Comment évaluer le débit ou la température ?

Le modèle perceptuel se construit à partir des affordances perçues, des liens de causalité, des contraintes imposées par le système (par exemple physiques), des correspondances perçues (entre contraintes et objets), de l'expérience de systèmes similaires (transfer effect) et des instructions reçues. Ce modèle n'est pas nécessairement juste.

Le KLM (Keystroke-Level Model)

Le KLM décompose une tâche en opérations élémentaires pour prédire son temps d'exécution. Opérateurs et temps évalués expérimentalement :

La principale difficulté est de placer les opérateurs M. Règles du cours : insérer M devant tous les K ou B ; insérer M devant les P ; supprimer M si l'opération suivante peut être anticipée (PMB devient le plus souvent PB) ; MKMK…MK constituant un seul mot devient MKK…K. Et surtout : être cohérent.

Exemple (déplacer le curseur d'un traitement de texte) : méthode 1 — prendre la souris, la déplacer, cliquer : HMPBH après élimination des M superflus, soit T1 = 3,2 s ; méthode 2 — Ctrl-n puis Esc-f répétés : T2 = 3,5 s pour l = m = 1.

A retenir

• Bertin (variables planaires/rétiniennes, propriétés associatives et sélectives) et la Gestalt expliquent ce qui est perçu ; pré-attentif : moins de 200 à 250 ms ;
• Fitts (T = a + b·log2(1 + d/w)) et Hick-Hyman (T = b·log2(n+1)) prédisent le temps de pointage et de décision ; 7±2 borne la mémoire de travail ;
• l'utilisabilité mesure la distance entre le modèle perceptuel de l'utilisateur et le modèle conceptuel du système ; l'affordance invite à l'action ;
• le KLM compare des interfaces sur papier, au prix de l'oubli du contexte, des erreurs et de l'apprentissage.

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