Charge de travail mentale ou physique

Le concept de charge de travail mental (MWL) est devenu de plus en plus important car les technologies modernes semi-automatisées et informatisées peuvent imposer des exigences sévères aux capacités mentales humaines ou de traitement de l'information dans les tâches de fabrication et administratives. Ainsi, en particulier pour les domaines de l'analyse des tâches, de l'évaluation des exigences des tâches et de la conception des tâches, la conceptualisation de la charge mentale est devenue encore plus importante que celle de la charge physique traditionnelle.

Définitions de la charge de travail mental

Il n'y a pas de définition convenue de la charge de travail mental. La raison principale est qu'il existe au moins deux approches et définitions théoriquement bien fondées : (1) la MWL considérée en termes d'exigences de la tâche comme une variable externe indépendante avec laquelle les sujets qui travaillent doivent faire face plus ou moins efficacement, et (2) MWL tel que défini en termes d'interaction entre les exigences de la tâche et les capacités ou ressources humaines (Hancock et Chignell 1986 ; Welford 1986 ; Wieland-Eckelmann 1992).

Bien que issues de contextes différents, les deux approches offrent des contributions nécessaires et fondées à des problèmes différents.

Votre exigences ressources interaction Cette approche a été développée dans le contexte des théories de l'adéquation/inadéquation personnalité-environnement qui tentent d'expliquer les réponses interindividuelles différentes à des conditions et exigences physiques et psychosociales identiques. Ainsi, cette approche peut expliquer les différences individuelles dans les schémas de réponses subjectives aux exigences et conditions de charge, par exemple en termes de fatigue, de monotonie, d'aversion affective, d'épuisement professionnel ou de maladies (Gopher et Donchin 1986 ; Hancock et Meshkati 1988).

Votre exigences de la tâche Cette approche a été développée dans les parties de la psychologie du travail et de l'ergonomie qui sont principalement engagées dans la conception de tâches, en particulier dans la conception de tâches futures nouvelles et non testées, ou soi-disant conception prospective des tâches. Le contexte ici est le concept de contrainte-déformation. Les exigences de la tâche constituent le stress et les sujets qui travaillent essaient de s'adapter ou de faire face aux exigences comme ils le feraient pour d'autres formes de stress (Hancock et Chignell 1986). Cette approche des exigences des tâches tente de répondre à la question de savoir comment concevoir les tâches à l'avance afin d'optimiser leur impact ultérieur sur les employés, souvent encore inconnus, qui accompliront ces tâches futures.

Il existe au moins quelques caractéristiques communes aux deux conceptualisations de MWL.

1. MWL décrit principalement les aspects d'entrée des tâches, c'est-à-dire les exigences et les exigences imposées par les tâches aux employés, qui pourraient être utilisées pour prévoir le résultat de la tâche.
2. Les aspects mentaux de MWL sont conceptualisés en termes de traitement de l'information. Le traitement de l'information comprend des aspects cognitifs ainsi que motivationnels/volontaires et émotionnels, puisque les personnes évalueront toujours les exigences auxquelles elles doivent faire face et, par conséquent, autoréguleront leur effort de traitement.
3. Le traitement de l'information intègre des processus mentaux, des représentations (par exemple, des connaissances ou des modèles mentaux d'une machine) et des états (par exemple, des états de conscience, des degrés d'activation et, moins formellement, l'humeur).
4. MWL est une caractéristique multidimensionnelle des exigences de la tâche, puisque chaque tâche varie dans quelques dimensions interdépendantes mais néanmoins distinctes qui doivent être traitées séparément dans la conception de la tâche.
5. MWL aura un impact multidimensionnel qui déterminera au moins (a) le comportement, par exemple, les stratégies et les performances qui en résultent, (b) le bien-être perçu et subjectif à court terme avec des conséquences pour la santé à long terme, et (c ) des processus psychophysiologiques, par exemple des altérations de la tension artérielle au travail, qui peuvent devenir des effets à long terme de nature positive (favorisant, par exemple, l'amélioration de la condition physique) ou de nature négative (entraînant des déficiences ou une mauvaise santé).
6. Du point de vue de la conception des tâches, la MWL ne doit pas être minimisée - comme cela serait nécessaire dans le cas d'une pollution atmosphérique cancérigène - mais optimisée. La raison en est que les exigences exigeantes en matière de tâches mentales sont inévitables pour le bien-être, la promotion de la santé et la qualification, car elles offrent les impulsions d'activation nécessaires, les conditions préalables de forme physique et les options d'apprentissage/d'entraînement. Au contraire, le manque d'exigences peut entraîner une désactivation, une perte de forme physique, une déqualification et une détérioration de la motivation dite intrinsèque (dépendante du contenu de la tâche). Les découvertes dans ce domaine ont conduit à la technique de conception de tâches favorisant la santé et la personnalité (Hacker 1986).
7. Le MWL doit donc, dans tous les cas, être traité dans l'analyse des tâches, l'évaluation des exigences des tâches ainsi que dans la conception des tâches correctives et prospectives.

Approches théoriques : Approches exigences-ressources

Du point de vue de l'adéquation personne-environnement, la MWL et ses conséquences peuvent être grossièrement classées - comme le montre la figure 1 - en sous-charge, charge correctement adaptée et surcharge. Cette catégorisation résulte des relations entre les exigences de la tâche et les capacités ou ressources mentales. Les exigences des tâches peuvent dépasser, correspondre ou ne pas être satisfaites par les ressources. Les deux types d'inadéquation peuvent résulter de modes d'inadéquation quantitatifs ou qualitatifs et auront des conséquences qualitativement différentes, mais en tout cas négatives (voir figure 1).

Figure 1. Types et conséquences des relations exigences-ressources

Certaines théories tentent de définir MWL à partir du côté ressource ou capacité des exigences, à savoir les relations de ressources. Ces théories des ressources pourraient être subdivisées en théories du volume des ressources et de l'allocation des ressources (Wieland-Eckelmann 1992). La quantité de capacité disponible peut provenir d'une source unique (unique théories des ressources) qui détermine le traitement. La disponibilité de cette ressource varie selon l'éveil (Kahneman 1973). Moderne plusieurs les théories des ressources supposent un ensemble de ressources de traitement relativement indépendantes. Ainsi, les performances dépendront de la condition selon laquelle la même ressource ou des ressources différentes sont requises simultanément et simultanément. Différentes ressources sont, par exemple, les ressources d'encodage, de traitement ou de réponse (Gopher et Donchin 1986 ; Welford 1986). Le problème le plus critique pour ces types de théories est l'identification fiable d'une ou plusieurs capacités bien définies pour des opérations de traitement qualitativement différentes.

Les théories de l'allocation des ressources supposent un changement qualitatif du traitement en fonction de stratégies variables. Selon les stratégies, différents processus mentaux et représentations peuvent être appliqués pour l'accomplissement des tâches. Ainsi, ce n'est pas le volume des ressources stables mais les stratégies d'allocation flexibles qui deviennent le principal point d'intérêt. Là encore, cependant, des questions essentielles, notamment concernant les modalités de diagnostic des stratégies, restent sans réponse.

Évaluation de MWL : utilisation d'approches exigences-ressources

Une mesure stricte de la MWL serait actuellement impossible car des unités de mesure bien définies font défaut. Mais, bien sûr, la conceptualisation et les instruments d'une évaluation doivent répondre aux critères généraux de qualité des approches diagnostiques, qui ont l'objectivité, la fiabilité, la validité et l'utilité. Cependant, à l'heure actuelle, on ne sait que peu de choses sur la qualité globale des techniques ou des instruments proposés.

Il existe un nombre important de raisons expliquant les difficultés qui subsistent dans l'évaluation de la MWL selon les approches besoins-ressources (O'Donnell et Eggemeier 1986). Une tentative d'évaluation MWL doit faire face à des questions telles que les suivantes : la tâche est-elle auto-intentionnée, suivant des objectifs auto-définis, ou est-elle dirigée en référence à un ordre défini de l'extérieur ? Quels types de capacités (traitement intellectuel conscient, application de connaissances tacites, etc.) sont requises et sont-elles sollicitées simultanément ou séquentiellement ? Existe-t-il différentes stratégies disponibles et, si oui, lesquelles ? Quels mécanismes d'adaptation d'une personne au travail pourraient être nécessaires ?

Les approches les plus souvent discutées tentent d'évaluer le MWL en termes de :

1. efforts requis (évaluation de l'effort) des approches appliquant, dans certaines versions validées psychophysiologiquement, des procédures de mise à l'échelle telles que celles proposées par Bartenwerfer (1970) ou Eilers, Nachreiner et Hänicke (1986), ou
2. capacité mentale occupée ou, inversement, résiduelle (évaluation de la capacité mentale) approches appliquant les méthodes traditionnelles techniques de double tâche comme, par exemple, discuté par O'Donnell et Eggemeier (1986).

Les deux approches dépendent fortement des hypothèses des théories des ressources uniques et doivent par conséquent se débattre avec les questions susmentionnées.

Évaluation de l'effort. Des techniques d'évaluation de l'effort telles que, par exemple, la procédure de mise à l'échelle appliquée à un corrélat perçu de la activation centrale générale, développées et validées par Bartenwerfer (1970), proposent des échelles verbales qui peuvent être complétées par des échelles graphiques et qui notent la part variable de manière unidimensionnelle de l'effort requis perçu lors de l'accomplissement d'une tâche. Les sujets sont invités à décrire leur effort perçu au moyen d'une des étapes de l'échelle proposée.

Les critères de qualité mentionnés ci-dessus sont remplis par cette technique. Ses limites incluent l'unidimensionnalité de l'échelle, couvrant une partie essentielle mais discutable de l'effort perçu ; la possibilité limitée ou absente de prévoir les résultats perçus des tâches personnelles, par exemple, en termes de fatigue, d'ennui ou d'anxiété ; et surtout le caractère très abstrait ou formel de l'effort qui n'identifiera et n'expliquera presque rien des aspects dépendant du contenu de la MWL comme, par exemple, les éventuelles applications utiles de la qualification ou des options d'apprentissage.

Évaluation de la capacité mentale. L'évaluation de la capacité mentale comprend les techniques de double tâche et une procédure d'interprétation des données associée, appelée performance caractéristique de fonctionnement (POC). Les techniques à double tâche couvrent plusieurs procédures. Leur caractéristique commune est qu'il est demandé aux sujets d'effectuer deux tâches simultanément. L'hypothèse cruciale est la suivante : moins une tâche supplémentaire ou secondaire dans la situation de double tâche se détériorera par rapport à la situation de base de tâche unique, plus les exigences de capacité mentale de la tâche principale seront faibles, et vice versa. L'approche est maintenant élargie et diverses versions de l'interférence de tâche dans des conditions de double tâche sont étudiées. Par exemple, les sujets sont chargés d'effectuer deux tâches simultanément avec des variations graduées des priorités des tâches. La courbe POC illustre graphiquement les effets d'éventuelles combinaisons de tâches doubles résultant du partage de ressources limitées entre les tâches exécutées simultanément.

Les hypothèses critiques de l'approche consistent principalement dans les suggestions selon lesquelles chaque tâche nécessitera une certaine part d'une capacité de traitement consciente (par opposition à inconsciente, automatisée, implicite ou tacite) stable et limitée, dans la relation additive hypothétique des deux exigences de capacité, et dans la restriction de l'approche aux seules données de performance. Ce dernier peut être trompeur pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il existe des différences substantielles dans la sensibilité des données de performance et des données subjectivement perçues. La charge perçue semble être déterminée principalement par la quantité de ressources requises, souvent opérationnalisée en termes de mémoire de travail, alors que les mesures de performance semblent être déterminées principalement par l'efficacité du partage des ressources, en fonction des stratégies d'allocation (c'est théorie de la dissociation; voir Wickens et Yeh 1983). De plus, les différences individuelles dans les capacités de traitement de l'information et les traits de personnalité influencent fortement les indicateurs de MWL dans les domaines subjectif (perçu), de performance et psychophysiologique.

Approches théoriques : Approches des exigences de tâche

Comme on l'a montré, les exigences d'une tâche sont multidimensionnelles et, par conséquent, peuvent ne pas être suffisamment décrites au moyen d'une seule dimension, qu'il s'agisse de l'effort perçu ou de la capacité mentale consciente résiduelle. Une description plus approfondie pourrait être une description de type profil, appliquant un modèle théoriquement sélectionné de dimensions graduées des caractéristiques de la tâche. La question centrale est donc la conceptualisation de la « tâche », en particulier en termes de contenu de la tâche, et de « l'accomplissement de la tâche », en particulier en termes de structure et de phases d'actions orientées vers un but. Le rôle de la tâche est accentué par le fait que même l'impact des conditions contextuelles (comme la température, le bruit ou les heures de travail) sur les personnes dépend de la tâche, car ils sont médiatisés par la tâche agissant comme un dispositif de porte (Fisher 1986) . Diverses approches théoriques s'accordent suffisamment sur ces dimensions critiques de la tâche, qui offrent une prédiction valide du résultat de la tâche. Dans tous les cas, le résultat de la tâche est double, puisque (1) le résultat escompté doit être atteint, répondant aux critères de résultat de performance, et (2) un certain nombre d'effets secondaires personnels non intentionnels à court terme et cumulatifs à long terme apparaîtront, par exemple. fatigue, ennui (monotonie), maladies professionnelles ou amélioration de la motivation, des connaissances ou des compétences intrinsèques.

Évaluation de la MWL. Avec les approches d'exigences de tâches, les approches orientées vers l'action comme celles des actions complètes versus partielles ou le score de potentiel de motivation (pour une élaboration des deux, voir Hacker 1986), proposent comme caractéristiques de tâche indispensables pour l'analyse et l'évaluation au moins les éléments suivants :

• autonomie temporelle et procédurale quant aux décisions sur les objectifs auto-fixés et, par conséquent, transparence, prévisibilité et contrôle de la situation de travail

• nombre et variété des sous-tâches (en particulier concernant la préparation, l'organisation et la vérification des résultats de la mise en œuvre) et des actions accomplissant ces sous-tâches (c'est-à-dire, si ces actions impliquent une complétude cyclique ou une fragmentation)

• variété (« niveau ») des processus mentaux et des représentations régulant l'action. Celles-ci peuvent être mentalement automatisées ou routinières, fondées sur la connaissance «si-alors» ou intellectuelles et axées sur la résolution de problèmes. (Ils peuvent également être caractérisés par une complétude hiérarchique par opposition à la fragmentation)

• coopération requise

• exigences ou options d'apprentissage à long terme.

L'identification de ces caractéristiques de tâche nécessite les procédures conjointes d'analyse emploi/tâche, comprenant des analyses de documents, des observations, des entretiens et des discussions de groupe, qui doivent être intégrées dans un devis quasi-expérimental (Rudolph, Schönfelder et Hacker 1987). Des instruments d'analyse des tâches qui peuvent guider et aider l'analyse sont disponibles. Certains d'entre eux ne facilitent que l'analyse (par exemple, NASA-TLX Task Load Index, Hart et Staveland, 1988) tandis que d'autres sont utiles pour l'évaluation et la conception ou la reconception. Un exemple ici est le TBS-GA (Tätigkeitsbewertungs System für geistige Arbeit [Task Diagnosis Survey—Mental Work]); voir Rudolph, Schönfelder et Hacker (1987).

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Le concept de vigilance fait référence à l'état de vigilance d'un observateur humain dans des tâches qui exigent un enregistrement et un traitement efficaces des signaux. Les principales caractéristiques des tâches de vigilance sont des durées relativement longues et la nécessité de détecter des stimuli cibles peu fréquents et imprévisibles (signaux) sur fond d'autres événements de stimulation.

Tâches de vigilance

La tâche prototypique de la recherche sur la vigilance était celle des radaristes. Historiquement, leurs performances apparemment insatisfaisantes pendant la Seconde Guerre mondiale ont été une impulsion majeure pour l'étude approfondie de la vigilance. Une autre tâche majeure nécessitant de la vigilance est une inspection industrielle. Plus généralement, toutes sortes de tâches de surveillance qui nécessitent la détection de signaux relativement peu fréquents comportent le risque de ne pas détecter et répondre à ces événements critiques.

Les tâches de vigilance constituent un ensemble hétérogène et varient sur plusieurs dimensions, malgré leurs caractéristiques communes. Une dimension évidemment importante est le taux de stimulus global ainsi que le taux de stimuli cibles. Il n'est pas toujours possible de définir sans ambiguïté le taux de stimulation. C'est le cas dans les tâches qui nécessitent la détection d'événements cibles par rapport à des stimuli de fond présentés en continu, comme la détection de valeurs critiques sur un ensemble de cadrans dans une tâche de surveillance. Une distinction moins évidemment importante est celle entre les tâches de discrimination successive et les tâches de discrimination simultanée. Dans les tâches de discrimination simultanée, les stimuli cibles et les stimuli d'arrière-plan sont présents en même temps, tandis que dans les tâches de discrimination successive, l'un est présenté après l'autre afin que certaines demandes de mémoire soient faites. Bien que la plupart des tâches de vigilance nécessitent la détection de stimuli visuels, des stimuli dans d'autres modalités ont également été étudiés. Les stimuli peuvent être confinés à un seul emplacement spatial, ou il peut y avoir différentes sources pour les stimuli cibles. Les stimuli cibles peuvent différer des stimuli de fond par des caractéristiques physiques, mais aussi par des caractéristiques plus conceptuelles (comme un certain modèle de relevés de compteur qui peut différer d'autres modèles). Bien sûr, la visibilité des cibles peut varier : certaines peuvent être détectées facilement, tandis que d'autres peuvent être difficiles à distinguer des stimuli de fond. Les stimuli cibles peuvent être uniques ou il peut y avoir des ensembles de stimuli cibles sans limites bien définies pour les différencier des stimuli de fond, comme c'est le cas dans de nombreuses tâches d'inspection industrielle. Cette liste de dimensions sur lesquelles les tâches de vigilance diffèrent peut être élargie, mais même cette longueur de liste suffit à souligner l'hétérogénéité des tâches de vigilance et donc les risques encourus à généraliser certaines observations à l'ensemble.

Variations de performance et diminution de la vigilance

La mesure de performance la plus fréquemment utilisée dans les tâches de vigilance est la proportion de stimuli cibles, par exemple, des produits défectueux en inspection industrielle, qui ont été détectés ; il s'agit d'une estimation de la probabilité de soi-disant les coups. Ces stimuli cibles qui restent inaperçus sont appelés manque. Bien que le taux de réussite soit une mesure pratique, il est quelque peu incomplet. Il existe une stratégie triviale qui permet d'atteindre 100% de succès : il suffit de classer tous les stimuli en cibles. Cependant, le taux de réussite de 100 % s'accompagne alors d'un taux de fausses alarmes de 100 %, c'est-à-dire que non seulement les stimuli cibles sont correctement détectés, mais que les stimuli de fond sont également "détectés" de manière incorrecte. Ce raisonnement montre clairement que chaque fois qu'il y a de fausses alarmes, il est important de connaître leur proportion en plus du taux de succès. Une autre mesure de la performance dans une tâche de vigilance est le temps nécessaire pour répondre aux stimuli cibles (temps de réponse).

La performance dans les tâches de vigilance présente deux attributs typiques. Le premier est le faible niveau global de performance de la vigilance. Elle est faible par rapport à une situation idéale pour les mêmes stimuli (périodes d'observation courtes, grande disponibilité de l'observateur à chaque discrimination, etc.). Le deuxième attribut est le soi-disant décrément de vigilance, la baisse de performance au cours de la montre qui peut commencer dès les premières minutes. Ces deux observations se réfèrent à la proportion de résultats, mais elles ont également été rapportées pour les temps de réponse. Bien que le décrément de vigilance soit typique des tâches de vigilance, il n'est pas universel.

Dans l'étude des causes d'une mauvaise performance globale et des baisses de vigilance, une distinction sera faite entre les concepts qui sont liés aux caractéristiques de base de la tâche et les concepts qui sont liés aux facteurs situationnels de l'organisme et non liés à la tâche. Parmi les facteurs liés à la tâche, on peut distinguer les facteurs stratégiques et non stratégiques.

Processus stratégiques dans les tâches de vigilance

La détection d'un signal comme un produit défectueux est en partie une question de stratégie de l'observateur et en partie une question de discriminabilité du signal. Cette distinction est basée sur la théorie de la détection de signal (TSD), et quelques bases de la théorie doivent être présentées afin de souligner l'importance de la distinction. Considérons une variable hypothétique, définie comme « la preuve de la présence d'un signal ». Chaque fois qu'un signal est présenté, cette variable prend une certaine valeur, et chaque fois qu'un stimulus de fond est présenté, il prend une valeur inférieure à la moyenne. La valeur de la variable de preuve est supposée varier selon les présentations répétées du signal. Ainsi, il peut être caractérisé par une fonction dite de densité de probabilité comme illustré sur la figure 1. Une autre fonction de densité caractérise les valeurs de la variable de preuve lors de la présentation d'un stimulus de fond. Lorsque les signaux sont similaires aux stimuli de fond, les fonctions se chevauchent, de sorte qu'une certaine valeur de la variable de preuve peut provenir soit d'un signal, soit d'un stimulus de fond. La forme particulière des fonctions de densité de la figure 1 n'est pas essentielle pour l'argument.

Figure 1. Seuils et discriminabilité

La réponse de détection de l'observateur est basée sur la variable de preuve. On suppose qu'un seuil est défini de sorte qu'une réponse de détection est donnée chaque fois que la valeur de la variable de preuve est supérieure au seuil. Comme l'illustre la figure 1, les aires sous les fonctions de densité à droite du seuil correspondent aux probabilités d'occurrences et de fausses alarmes. En pratique, des estimations de la séparation des deux fonctions et de l'emplacement du seuil peuvent être dérivées. La séparation des deux fonctions de densité caractérise la discriminabilité des stimuli cibles des stimuli de fond, tandis que la localisation du seuil caractérise la stratégie de l'observateur. La variation du seuil produit une variation conjointe des proportions d'occurrences et de fausses alarmes. Avec un seuil élevé, les proportions d'occurrences et de fausses alarmes seront faibles, tandis qu'avec un seuil bas, les proportions seront importantes. Ainsi, la sélection d'une stratégie (placement du seuil) est essentiellement la sélection d'une certaine combinaison de taux de succès et de taux de fausses alarmes parmi les combinaisons possibles pour une certaine discriminabilité.

Deux facteurs majeurs qui influencent l'emplacement du seuil sont les gains et la fréquence du signal. Le seuil sera défini sur des valeurs inférieures lorsqu'il y a beaucoup à gagner d'un hit et peu à perdre d'une fausse alarme, et il sera défini sur des valeurs plus élevées lorsque les fausses alarmes sont coûteuses et que les avantages des hits sont faibles. Un réglage de seuil bas peut également être induit par une forte proportion de signaux, tandis qu'une faible proportion de signaux tend à induire des réglages de seuil plus élevés. L'effet de la fréquence du signal sur les paramètres de seuil est un facteur majeur pour la faible performance globale en termes de proportion de succès dans les tâches de vigilance et pour le décrément de vigilance.

Une prise en compte de la décroissance de la vigilance en termes de changements stratégiques (changements de seuil) nécessite que la réduction de la proportion de hits en cours de veille s'accompagne d'une réduction de la proportion de fausses alertes. C'est d'ailleurs le cas dans de nombreuses études, et il est probable que la mauvaise performance globale aux tâches de vigilance (par rapport à la situation optimale) résulte aussi, au moins en partie, d'un ajustement des seuils. Au cours d'une veille, la fréquence relative des réponses de détection vient correspondre à la fréquence relative des cibles, et cet ajustement implique un seuil élevé avec une proportion relativement faible de coups et une proportion relativement faible de fausses alarmes également. Néanmoins, il existe des baisses de vigilance qui résultent de changements dans la discriminabilité plutôt que de changements dans les paramètres de seuil. Ceux-ci ont été observés principalement dans des tâches de discrimination successive avec un taux relativement élevé d'événements de stimulation.

Processus non stratégiques dans les tâches de vigilance

Bien qu'une partie de la mauvaise performance globale dans les tâches de vigilance et de nombreux cas de diminution de la vigilance puisse être expliquée en termes d'ajustements stratégiques du seuil de détection aux faibles taux de signal, un tel compte rendu n'est pas complet. Il y a des changements chez l'observateur au cours d'une montre qui peuvent réduire la discriminabilité des stimuli ou entraîner des changements de seuil apparents qui ne peuvent pas être considérés comme une adaptation aux caractéristiques de la tâche. Au cours des plus de 40 années de recherche sur la vigilance, un certain nombre de facteurs non stratégiques qui contribuent à une mauvaise performance globale et à la diminution de la vigilance ont été identifiés.

Une réponse correcte à une cible dans une tâche de vigilance nécessite un enregistrement sensoriel suffisamment précis, une localisation de seuil appropriée, et un lien entre les processus perceptuels et les processus liés à la réponse associés. Pendant la veille, les observateurs doivent maintenir un certain ensemble de tâches, une certaine disposition à répondre aux stimuli cibles d'une certaine manière. Il s'agit d'une exigence non triviale car sans un ensemble de tâches particulier, aucun observateur ne répondrait aux stimuli cibles de la manière requise. Deux principales sources d'échecs sont donc un enregistrement sensoriel inexact et des défaillances dans la préparation à répondre aux stimuli cibles. Les principales hypothèses pour expliquer ces échecs seront brièvement passées en revue.

La détection et l'identification d'un stimulus sont plus rapides lorsqu'il n'y a pas d'incertitude temporelle ou spatiale sur son apparition. L'incertitude temporelle et/ou spatiale est susceptible de réduire les performances de vigilance. C'est la prédiction essentielle de la théorie de l'espérance. La préparation optimale de l'observateur nécessite une certitude temporelle et spatiale ; évidemment les tâches de vigilance sont loin d'être optimales à cet égard. Bien que la théorie des attentes se concentre principalement sur la faible performance globale, elle peut également servir à expliquer certaines parties de la diminution de la vigilance. Avec des signaux peu fréquents à intervalles aléatoires, des niveaux élevés de préparation peuvent initialement exister à des moments où aucun signal n'est présenté ; en outre, des signaux seront présentés à de faibles niveaux de préparation. Cela décourage les niveaux élevés occasionnels de préparation en général, de sorte que tous les avantages qui en découlent disparaîtront au cours d'une surveillance.

La théorie des attentes est étroitement liée à théories attentionnelles. Les variantes des théories attentionnelles de la vigilance sont bien sûr liées aux théories dominantes de l'attention en général. Considérez une vision de l'attention comme une « sélection pour le traitement » ou une « sélection pour l'action ». Selon ce point de vue, les stimuli sont sélectionnés dans l'environnement et traités avec une grande efficacité chaque fois qu'ils servent le plan d'action ou l'ensemble de tâches actuellement dominant. Comme déjà dit, la sélection bénéficiera d'attentes précises quant au moment et à l'endroit où de tels stimuli se produiront. Mais les stimuli ne seront sélectionnés que si le plan d'action - l'ensemble de tâches - est actif. (Les conducteurs de voitures, par exemple, réagissent aux feux de signalisation, à d'autres types de trafic, etc. ; les passagers ne le font pas normalement, bien que les deux se trouvent presque dans la même situation. La différence critique est qu'entre les ensembles de tâches des deux : seulement l'ensemble de tâches du conducteur nécessite des réponses aux feux de circulation.)

La sélection des stimuli à traiter souffrira lorsque le plan d'action est temporairement désactivé, c'est-à-dire lorsque l'ensemble de tâches est temporairement absent. Les tâches de vigilance incarnent un certain nombre de caractéristiques qui découragent la maintenance continue de l'ensemble de tâches, comme des temps de cycle courts pour le traitement des stimuli, le manque de rétroaction et peu de défi motivationnel par la difficulté apparente de la tâche. Les soi-disant blocages peuvent être observés dans presque toutes les tâches cognitives simples avec des temps de cycle courts comme le calcul mental simple ou les réponses en série rapides à des signaux simples. Des blocages similaires se produisent également dans la maintenance de la tâche définie dans une tâche de vigilance. Ils ne sont pas immédiatement reconnaissables en tant que réponses retardées car les réponses sont peu fréquentes et les cibles qui sont présentées pendant une période d'ensemble de tâches absentes peuvent ne plus être là lorsque l'absence est terminée, de sorte qu'un échec sera observé au lieu d'une réponse retardée. Les blocages deviennent plus fréquents avec le temps passé sur la tâche. Cela peut donner lieu au décrément de vigilance. Il peut y avoir des raisons supplémentaires pour les défaillances temporaires dans la disponibilité de l'ensemble de tâches approprié, par exemple, la distraction.

Certains stimuli ne sont pas sélectionnés au service du plan d'action actuel, mais en vertu de leurs caractéristiques propres. Ce sont des stimuli intenses, nouveaux, se déplaçant vers l'observateur, qui ont un début brutal ou pour toute autre raison qui pourraient nécessiter une action immédiate, quel que soit le plan d'action actuel de l'observateur. Il y a peu de risque de ne pas détecter de tels stimuli. Ils attirent automatiquement l'attention, comme l'indique, par exemple, la réponse d'orientation, qui comprend un déplacement de la direction du regard vers la source du stimulus. Cependant, répondre à une sonnette d'alarme n'est normalement pas considéré comme une tâche de vigilance. En plus des stimuli qui attirent l'attention par leurs propres caractéristiques, il existe des stimuli qui sont traités automatiquement à la suite de la pratique. Ils semblent "sortir" de l'environnement. Ce type de traitement automatique nécessite une pratique prolongée avec une cartographie dite cohérente, c'est-à-dire une affectation cohérente des réponses aux stimuli. Le décrément de la vigilance est susceptible d'être faible voire absent une fois que le traitement automatique des stimuli a été développé.

Enfin, les performances de vigilance souffrent d'un manque d'éveil. Ce concept fait référence de manière assez globale à l'intensité de l'activité neuronale, allant du sommeil à l'éveil normal en passant par une forte excitation. L'un des facteurs censés affecter l'excitation est la stimulation externe, et celle-ci est assez faible et uniforme dans la plupart des tâches de vigilance. Ainsi, l'intensité de l'activité du système nerveux central peut diminuer globalement au cours d'une montre. Un aspect important de la théorie de l'éveil est qu'elle relie la performance de la vigilance à divers facteurs situationnels non liés à la tâche et à des facteurs liés à l'organisme.

L'influence des facteurs situationnels et de l'organisme

Une faible excitation contribue à de mauvaises performances dans les tâches de vigilance. Ainsi, la performance peut être améliorée par des facteurs situationnels qui tendent à augmenter l'excitation, et elle peut être réduite par toutes les mesures qui réduisent le niveau d'excitation. Dans l'ensemble, cette généralisation est généralement correcte pour le niveau de performance global dans les tâches de vigilance, mais les effets sur la diminution de la vigilance sont absents ou observés de manière moins fiable dans différents types de manipulation de l'éveil.

Une façon d'augmenter le niveau d'excitation est l'introduction de bruit supplémentaire. Cependant, la diminution de la vigilance n'est généralement pas affectée et, en ce qui concerne la performance globale, les résultats sont incohérents : des niveaux de performance améliorés, inchangés et réduits ont tous été observés. Peut-être que la nature complexe du bruit est pertinente. Par exemple, il peut être affectivement neutre ou ennuyeux ; cela peut non seulement être excitant, mais aussi distrayant. Plus cohérents sont les effets de la privation de sommeil, qui est « désexcitante ». Il réduit généralement les performances de vigilance et a parfois été vu comme augmentant le décrément de vigilance. Des modifications appropriées des performances de vigilance ont également été observées avec des dépresseurs comme les benzodiazépines ou l'alcool et des stimulants comme l'amphétamine, la caféine ou la nicotine.

Les différences individuelles sont une caractéristique évidente de la performance dans les tâches de vigilance. Bien que les différences individuelles ne soient pas cohérentes dans toutes les sortes de tâches de vigilance, elles sont assez cohérentes dans les tâches similaires. Il n'y a que peu ou pas d'effet du sexe et de l'intelligence générale. En fonction de l'âge, les performances de vigilance augmentent pendant l'enfance et tendent à décliner au-delà de soixante ans. De plus, il y a de fortes chances que les introvertis affichent de meilleures performances que les extravertis.

L'amélioration des performances de vigilance

Les théories et les données existantes suggèrent des moyens d'améliorer les performances de vigilance. Selon le degré de spécificité des suggestions, il n'est pas difficile de compiler des listes de différentes longueurs. Quelques suggestions assez générales sont données ci-dessous qui doivent être adaptées aux exigences spécifiques de la tâche. Ils sont liés à la facilité des discriminations perceptives, aux ajustements stratégiques appropriés, à la réduction de l'incertitude, à l'évitement des effets des défaillances attentionnelles et au maintien de l'éveil.

Les tâches de vigilance nécessitent des discriminations dans des conditions non optimales. On est donc bien avisé de rendre les discriminations aussi faciles que possible, ou les signaux aussi visibles que possible. Les mesures liées à cet objectif général peuvent être simples (comme un éclairage approprié ou des temps d'inspection plus longs par produit) ou plus sophistiquées, y compris des dispositifs spéciaux pour améliorer la visibilité des cibles. Les comparaisons simultanées sont plus faciles que les comparaisons successives, de sorte que la disponibilité d'un étalon de référence peut être utile. Au moyen de dispositifs techniques, il est parfois possible de présenter l'étalon et l'objet à examiner en alternance rapide, de sorte que des différences apparaîtront sous forme de mouvements dans l'affichage ou d'autres changements pour lesquels le système visuel est particulièrement sensible.

Pour contrer les changements stratégiques du seuil qui conduisent à une proportion relativement faible de détections correctes de cibles (et pour rendre la tâche moins ennuyeuse en termes de fréquence d'actions à entreprendre), il a été suggéré d'introduire de fausses cibles. Cependant, cela ne semble pas être une bonne recommandation. Les fausses cibles augmenteront la proportion de résultats dans l'ensemble, mais au prix de fausses alarmes plus fréquentes. De plus, la proportion de cibles non détectées parmi tous les stimuli auxquels on ne répond pas (le matériel défectueux sortant dans une tâche d'inspection industrielle) ne sera pas nécessairement réduite. Une connaissance explicite de l'importance relative des occurrences et des fausses alarmes et peut-être d'autres mesures pour obtenir un placement approprié du seuil pour décider entre « bon » et « mauvais » semblent mieux adaptées.

Les incertitudes temporelles et spatiales sont des déterminants importants d'une faible performance de vigilance. Pour certaines tâches, l'incertitude spatiale peut être réduite en définissant une certaine position de l'objet à inspecter. Cependant, on ne peut pas faire grand-chose au sujet de l'incertitude temporelle : l'observateur serait inutile dans une tâche de vigilance si l'occurrence d'une cible pouvait être signalée avant sa présentation. Une chose qui peut être faite en principe, cependant, est de mélanger les objets à inspecter si les défauts ont tendance à se produire en grappes ; ceci permet d'éviter des intervalles très longs sans cible ainsi que des intervalles très courts.

Il existe des suggestions évidentes pour la réduction des défaillances de l'attention ou du moins leur impact sur les performances. Par un entraînement approprié, une sorte de traitement automatique des cibles peut peut-être être obtenu à condition que les stimuli de fond et de cible ne soient pas trop variables. L'exigence d'un entretien soutenu de l'ensemble de tâches peut être évitée au moyen de courtes pauses fréquentes, de la rotation des tâches, de l'élargissement ou de l'enrichissement des tâches. L'introduction d'une variété peut être aussi simple que de demander à l'inspecteur lui-même d'aller chercher le matériel à inspecter à partir d'une boîte ou d'un autre endroit. Cela introduit également l'auto-rythme, ce qui peut aider à éviter les présentations de signaux lors des désactivations temporaires de l'ensemble de tâches. La maintenance soutenue de l'ensemble de tâches peut être soutenue par le retour d'informations, l'intérêt manifesté par les superviseurs et la prise de conscience de l'opérateur de l'importance de la tâche. Bien sûr, une rétroaction précise du niveau de performance n'est pas possible dans les tâches de vigilance typiques ; cependant, même une rétroaction inexacte ou incomplète peut être utile en ce qui concerne la motivation de l'observateur.

Certaines mesures peuvent être prises pour maintenir un niveau d'excitation suffisant. L'usage continu de médicaments peut exister en pratique mais ne figure jamais parmi les recommandations. Certaines musiques de fond peuvent être utiles, mais peuvent aussi avoir un effet inverse. L'isolement social pendant les tâches de vigilance doit surtout être évité, et pendant les heures de la journée avec de faibles niveaux d'éveil comme les heures tardives de la nuit, les mesures de soutien telles que les montres courtes sont particulièrement importantes.

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