Par Henri FANCHINI
henri.fanchini@artis-facta.com

A quick bibliography study compared to a report on in several control rooms makes it possible to redefine the ergonomist's part when faced to the issue.

Une rapide revue bibliographique confrontée à une étude menée sur l'imagerie de plusieurs salles de contrôles permet de recentrer le rôle de l'ergonome face à la problématique de l'imagerie.

Introduction

La pénétration de l'informatique dans le contrôle de processus a engendré un accroissement rapide de l'intégration et de la complexité des systèmes qui sont pilotés.

Cette complexité se caractérise par de multiples variables en interaction, une dynamique temporelle, des objectifs peu clairs et parfois conflictuels, et, dans certains cas, un risque élevé (Woods, 1987).

Dans ce contexte, la part des aspects décisionnels laissée aux équipes d'exploitation diminue. Elle n'en demeure par moins vitale, comme le soulignent Goodstein et Rasmussen (1988), dans la mesure où elle a trait à la gestion de situations inconnues et au contrôle des performances du processus automatisé. Qui plus est, cette évolution technologique renvoie à de nouvelles dimensions en matière de fiabilité humaine (De Keyser & Coll., 1987).

Dans ce cadre, les ergonomes sont amenés à se prononcer sur les caractéristiques des Systèmes Numériques de Contrôle Commande (SNCC) qui servent à piloter les installations. En première analyse, nombre de problèmes inhérents à l'utilisation des SNCC résultent de carences et d'inadéquations au niveau de l'imagerie de conduite de process.

Comparativement aux recherches en synthèse et traitement d'images numériques qui s'inscrivent dans le courant du développement de l'intelligence artificielle, les recherches portant sur l'imagerie industrielle sont peu nombreuses.

Ainsi, Fassotte (1986) note qu'il a systématiquement été confronté aux problèmes de la composition des images sur écrans, lors de la conception de salles de contrôle de processus continus, et que les recherches bibliographiques, plus particulièrement axées sur la composition des images, n'offrent pas de méthodes d'élaboration satisfaisantes.

Qui sont les concepteurs d'imagerie et quels critères mettent-ils en oeuvre lors de cette conception ?

Suivant les projets, constructeurs, installateurs ou exploitants prennent en charge la conception et/ou l'élaboration de l'imagerie.

La plupart des constructeurs de SNCC se considèrent avant tout comme des fabricants de matériel. Les prestations de services qu'ils pourraient offrir à leurs clients, en matière d'assistance à la conception de l'imagerie et de formation des personnels d'exploitation et d'entretien, demeurent donc marginales.

L'imagerie n'est qu'un des maillons du SNCC, dédiée à la supervision et à la conduite du procédé. Au même titre que d'autres caractéristiques techniques, l'imagerie, élément symbolique, contribue à nourrir l'argumentaire du marketing industriel. Les écrans des salles de démonstration constituent la vitrine d'un outil technologique sophistiqué, ayant pour cible privilégiée les responsables peu circonspects vis-à-vis du discours magique de l'automatisation.

Comme le souligne De Keyser (1988), dans les milieux industriels, l'engouement pour les aides au travail informatisées, investies de la mission "d'assister" l'opérateur, ne va pas en général jusqu'à les valider sur le terrain.

Ainsi, peu nombreux sont les concepteurs qui prennent la peine d'aller voir sur place de quelle manière leurs matériels sont utilisés (Fanchini, 1989a).

Pour les services d'ingénierie en général, la finalité première du SNCC, c'est le pilotage entièrement automatique des installations industrielles. Les objectifs de productivité et de rentabilité ont souvent pour corollaire le congédiement implicite de l'opérateur humain, élément supposé d'infiabilité, devenu indésirable dans la boucle de régulation du process. La place de l'homme dans la conduite étant sous-estimée, les fonctions dévolues à l'imagerie le sont également.

Ignorée lors du processus d'achat, et tardivement prise en compte lors de l'installation du SNCC, la conception de l'imagerie est assez souvent bâclée par les installateurs, ceux-ci étant entièrement mobilisés par l'échéance du démarrage des installations, sur laquelle plane l'ombre des pénalités de retard.

Aux yeux de l'exploitant, l'implantation d'un SNCC correspond à un projet d'investissement lourd pour l'entreprise. Or, comme le souligne Du Roy et Coll. (1985), plus l'investissement est lourd, plus le "noyau dur technique" est prédéterminé (au détriment de l'analyse des besoins réels).

En général, la méthode de conduite du projet ne comporte aucune des caractéristiques qui favorisent la prise en compte de l'activité des opérateurs, et le personnel d'exploitation est rarement consulté.

En définitive, en regard des besoins réels des utilisateurs, très peu d'exigences sont formulées quant à l'imagerie configurée.

En pratique les ingénieurs commerciaux attendent des clients qu'ils soient en mesure de décrire précisément leurs souhaits en matière d'imagerie, éventuellement en respectant un formalisme propre à chaque constructeur (masques d'écran dessinés sur trames papier, tableaux de variables dérivées des capteurs et actionneurs du SNCC dédiés à l'animation des vues,...).

Inversement, les clients sont dans l'expectative d'une assistance de la part du constructeur en matière de conception des vues d'écran. Cette assistance se limite le plus souvent à "recycler" des vues d'écrans déjà configurées dans le cadre d'autres affaires "semblables", ou à offrir une bibliothèque de symboles plus ou moins disparates.

Or, la plupart du temps, le client ne sait pas vraiment ce qu'il doit représenter. Les concepteurs sont des informaticiens ou des automaticiens qui, du fait de leur spécialisation, marquent une inclination prononcée pour les tableaux ou les listing d'information très denses et sous-utilisent les moyens graphiques, ou encore, des instrumentistes ou des électriciens qui ont tendance à transposer simplement les plans et les schémas de construction sur les écrans (Fassotte, 1986). Dans nombre de cas, l'organisation du travail sur les futures installations n'est pas connue, et c'est à une véritable reconstitution de l'activité future probable qu'il faudrait se livrer (Daniellou, 1986).

Dans ce contexte général, les acheteurs et exploitants de SNCC sont particulièrement démunis pour : définir de façon adéquate l'imagerie qui leur servira à piloter leurs installations ; formuler des exigences aussi bien en termes d'équipements que de services auprès des fournisseurs et installateurs du SNCC ; évaluer les diverses solutions proposées.

Quelles sont les fonctions présumées de l'imagerie de conduite?

L'imagerie implantée sur les postes de conduite industriels correspond à un média dont la fonction principale est de concentrer et faciliter l'action sur les installations réelles.

Cette imagerie constitue également un support de formation explicite (Fanchini, 1990a) ou implicite.

Par ailleurs, l'imagerie est fréquemment utilisée à des fins de simulation de conduite d'installations ou de pilotage d'engins. Dans ce type de contexte, l'imagerie contribue également pour partie à la fidélité de la situation simulée en regard de la situation réelle. Dès lors, il devient difficile d'apprécier l'impact des caractéristiques intrinsèques de l'imagerie sur la conduite des intallations, du fait que le comportement des opérateurs est influencé par la connaissance qu'ils ont d'être en situation simulée et de par leur perception effective de la fidélité de l'environnement simulé (Fanchini, 1989b).

Selon De Keyser (1988), au même titre que d'autres catégories d'aides au travail informatisé, l'imagerie a pour vocation d'aider l'opérateur à structurer le champ informationnel issu d'une réalité complexe, et de l'assister dans les multiples fonctions qu'il exerce en matière de conduite de processus (détection, interprétation, diagnostic, anticipation, etc...).

La conception des images de conduite est confrontée à trois classes de problèmes (De Keyser & Coll.,1987) :

• intégrer les données, appréhender les variables multiples et hétérogènes, nécessaires à une décision particulière

• saisir la dynamique du processus,

• opérer des raisonnements logiques, classifications, mises en relation de certaines variables, inférences.

Dans cette optique et de façon idéale, l'imagerie devrait être élaborée avec le souci d'intégrer le corpus (embryonnaire) des connaissances inhérentes aux éléments de raisonnement mis en jeu par les opérateurs.

La conception des images nécessite une véritable restructuration du processus piloté en des "unités" de raisonnement qui ne sont pas des donnés immédiates pour les travailleurs.

De Keyser & coll. (1987) relatent plusieurs cas permettant de réduire la complexité du système pour l'opérateur, que ce soit, en réalisant des images de type intégré où la représentation graphique permet de diminuer le nombre de variables présentées, en permettant à l'opérateur de suivre la dynamique du processus, ou encore de saisir les lois qui le régissent en visualisant dans certains cas des phénomènes "inobservables".

Très pragmatiquement, la problématique de l'imagerie renvoie à deux niveaux de questionnement :

- le QUOI représenter ?

- le COMMENT représenter au mieux ?

S'il s'avère que la littérature ergonomique fournit des éléments de réponse au comment, paradoxalement au niveau du terrain, c'est la question du quoi ? , située en amont du processus de conception, qui reste en suspend.

Bref aperçu des éléments traités par la bibliographie

Dans la première catégorie, plusieurs auteurs ont étudié expérimentalement les influences respectives de formats graphiques, numériques ou analogiques, que ce soit en rapport avec les performances des utilisateurs lors de tâches spécifiques (Christ & Corso, 1983 / Schartz & coll., 1985 / Boles & Coll., 1987 / Carswell & Wickens, 1987), ou du point de vue global de la lisibilité de l'information (Tullis, 1983 / Kember & Varley, 1987).

D'autres auteurs se penchent sur les critères de choix des représentations symboliques, en traitant de la sémiotique des symboles graphiques (Marcus, 1984) ou en s'appuyant sur des notions de charge sémantique et de caractère discriminant (Geiselman & Christen, 1982).

Dans le même ordre d'idées, Simcox (1984) s'interroge sur les distorsions induites chez les opérateurs par la valeur plus ou moins connotative des représentations graphiques.

Le recours aux couleurs est également étudié (Murch, 1984 / Luder & Baber, 1984 / Luria & Coll., 1986 / Courtney, 1986).

Par ailleurs, Bobko & coll. (1986) abordent le problème de l'influence de la taille de l'information visuelle sur la perception temporelle d'un processus dynamique, sous l'angle de plusieurs théories explicatives des mécanismes d'estimation du temps.

En ce qui concerne les aspects d'ordre cognitifs, plusieurs auteurs traitent plus ou moins directement de la notion d'abstraction. Ainsi sont abordés, la question de la détermination du niveau d'abstraction des représentations en rapport avec le degré d'interaction avec l'image (Goodstein, 1983 / Goodstein & Rasmussen, 1988), ou encore les rapports entre abstraction et degré d'intégration des images (Carswell & Wickens, 1987 ).

D'autres auteurs confrontent les avantages et inconvénients de différents modes, plus ou moins conventionnels, de représentations (topographiques ou fonctionnelles) d'installations, selon la nature des tâches de conduite poursuivies (Kragt, 1984 / Vermeulen, 1987 / Siebert, Sicard & Thébault, 1988).

Enfin, Woods (1983) considère l'imagerie dans son ensemble, en introduisant le concept heuristique de "moment virtuel" qui constitue en quelque sorte un indicateur virtuel de la faculté dont dispose une succession des différentes vues d'écran pour favoriser l'extraction et l'intégration des informations qui y sont incluses.

L'auteur préconise également d'utiliser un certain nombre de techniques pour pallier les faiblesses qui caractérisent la présentation sérielle de l'information sur les écrans.

En résumé, les données bibliographiques relatent pour la plupart des expérimentations qui s'opèrent dans des cadres assez éloignés de la réalité du contexte industriel. Elles fournissent un certain nombre de concepts intéressants certes pour aborder la conception de l'imagerie de conduite, mais souvent difficiles à décliner de manière simple dans la pratique.

Quelques exemples concrets d'incohérences en matière d'imagerie

Dans le cadre de la conception d'une nouvelle génération de SNCC, nous sommes intervenus chez plusieurs clients/exploitants, pour le compte d'un constructeur, afin de recueillir les remarques des utilisateurs et de d'en tirer des enseignements sur l'utilisation réelle du matériel (Fanchini, 1987-88).

Cette étude, basée à la fois sur des observations en situation réelle et des entretiens avec les opérateurs, a porté sur cinq salles de contrôle-commande, réparties dans trois secteurs d'activité distincts, à savoir, le raffinage d'huile agro-alimentaire, l'extraction et le traitement de minerai, et la fabrication de pâte à papier.

D'une manière générale, par méconnaissance des potentialités du SNCC, les possibilités en terme de configuration d'images des postes de conduites étaient largement sous-employées.

Dans leur ensemble, les imageries étudiées étaient bâties exclusivement en regard du fonctionnement normal et théorique des installations. Malgré plusieurs années d'utilisation, les images d'origine n'avaient subi aucune évolution notable. Alors que les opérateurs étaient familiarisés avec un certain nombre de dysfonctionnements courants des installations, les éléments d'informations relatifs aux hypothèses causales propres à une panne particulière demeuraient éparpillés au sein de l'imagerie. Par manque d'évolution, aucun retour d'expérience en matière de conduite n'avait donné lieu à la moindre "consolidation" formelle au niveau des images. Lors des situations critiques, l'accès à l'information en vue d'établir un diagnostic était toujours lent, erratique et fastidieux, car aucune vue élémentaire n'avait été créée, qui soit expressément dédiée à la localisation des défauts et construite à partir du simple regroupement des hypothèses courantes dûment identifiées.

Dans plusieurs des salles de contrôle, les opérateurs appréhendaient l'imagerie comme étant responsable d'une surcharge de travail, en comparaison de l'époque où la conduite et la supervision se pratiquaient en prise directe avec les installations.

Globalement, les imageries analysées se caractérisaient par :

• une présentation des variables de conduite essentiellement sous forme numérique, la redondance avec le format analogique étant rare. Aussi, les opérateurs mémorisaient-ils la signification d'un grand nombre de valeurs numériques les renseignant sur l'état normal ou anormal des paramètres surveillés.

• une saturation de l'espace de l'écran allouée aux images synoptiques, et un nombre considérable de détails de conduite pouvant être activés sur une même vue d'écran (supérieur à 32).

• une certaine pauvreté en matière d'animation des images synoptiques, limitée au seul clignotement des équipements en défaut.

• la rareté des informations en retour, renseignant les opérateurs sur les résultats de leurs actions.

Les défauts ayant un impact immédiatement appréhendable sur le travail des opérateurs avaient trait à la nature des informations configurées, leur organisation à l'écran, l'interactivité des images et le formalisme des représentations adoptées.

2. Pertinence des informations configurées

Les informations manquantes et les informations en excès fournissent des indices sur l'historique des diverses versions de l'image implémentée et témoignent de la méconnaissance de l'activité réelle des opérateurs de conduite.

Les équipements manuels (ex. arrivée d'eau dont la mise en route s'effectue en "local") n'étant pas gérés par les automatismes, ils ne sont pas représentés sur l'image, alors que c'est sur eux que, paradoxalement, les opérateurs interviennent le plus souvent. Il faut donc pouvoir les localiser aussi bien géographiquement que par rapport aux équipements automatisés. Pour permettre la compréhension du procédé, certains équipements manuels doivent dans certains cas figurer explicitement sur l'image. Ils sont en effet souvent impliqués dans les problèmes posés aux opérateurs, soit qu'ils soient à l'origine des dysfonctionnements (ex. vanne manuelle demeurée fermée lors d'une phase de démarrage), ou, au contraire, qu'ils contribuent à les résoudre (ex. possibilité de "by-passer" en manuel un équipement critique).

Des lignes de procédé réputées identiques (en terme de process) sont représentées par des images semblables, obtenues par duplication informatique du même fichier. En réalité, les caractéristiques et l'implantation géographique des équipements des deux lignes présentent des différences notables.

L'une des deux lignes n'occupe qu'un seul niveau, alors que l'autre se répartit sur plusieurs étages du bâtiment. Plusieurs équipements de la seconde ligne, bien que représentés à l'écran, n'existent pas encore ou ne sont pas raccordés.

L'animation est un élément d'information qui fait parfois défaut. Par exemple, l'animation de l'indication du niveau permanent d'équipements du type "serrure a eau" n'a pas été configurée, laissant penser qu'ils sont toujours vides ou pleins.

Des symboles d'équipements "sémantiquement" équivalents (ex. deux vannes automatiques) voisinent sur l'image. L'un est configuré comme élément de conduite dans le synoptique, l'autre non, et ne peut être activé qu'en changeant de vue au profit d'une autre vue.

Inversement, nombre d'informations devenues caduques subsistent sur les vues d'écran, surchargeant l'image et venant semer le doute quant à leur exactitude.

Exemple : indications de débit configurées dans l'optique de consigner régulièrement les valeurs sur cahier d'analyse, le relevé des données ayant par la suite été automatisé dans les journaux de bord. Indicateurs ou alarmes configurés à l'origine pour procéder aux réglages des équipement lors du démarrage des installations, etc....

3. Défauts quant à l'organisation des informations configurées

L'organisation des informations est souvent pénalisante pour les opérateurs, que ce soit au niveau global de l'architecture des vues implémentées ou au niveau spécifique du positionnement des symboles sur une même vue d'écran.

Fréquemment, la disposition des informations est organisée de façon inadéquate par rapport à l'activité réelle. L'organisation des informations, héritée de la segmentation en plusieurs vues d'écran de la logique du procédé (amont vers aval) recoupe rarement les attributions des opérateurs en matière de supervision et de conduite. Ceux-ci pilotent assez souvent en parallèle certains organes inhérents à des procédés indépendants, mais situés physiquement dans une même sphère géographique d'intervention potentielle. La répartition des informations sur les différentes vues se pose également au sein d'un même synoptique.

Exemple : à certaines périodes d'un cycle de production, l'opérateur doit effectuer deux opérations simultanées ("mise en pâte" et "mise en eaux"). Or, les commandes relatives à ces opérations ne sont pas regroupées sur la vue synoptique, ce qui l'oblige à se reporter dans deux vues distinctes préformatée pour pouvoir mener à bien sa tâche.

Par ailleurs, l'organisation spatiale des symboles induit des déductions topographiques erronées, notamment chez la génération d'opérateurs qui travaille en salle de contrôle sans avoir l'expérience du terrain, et des incompréhensions entre opérateurs de salles de contrôle et rondiers.

Ainsi, dans la mesure où des symboles sont alignés dans l'image, les opérateurs en déduisent à tort qu'ils se répartissent aux mêmes niveaux, dans les différents étages du bâtiment.

Exemple : en bas de l'écran figurent deux pompes superposées, la pompe P1 en dessous, la pompe P2 au dessus. Dans la réalité leur disposition relative est inversée, et leur disposition absolue tout autre : la P2 se trouve au rez-de-chaussée, et la P1 au 6ème niveau du bâtiment ! Selon qu'un défaut survient sur l'une ou l'autre des pompes, les conséquences en terme de déplacements de l'opérateur pour intervenir sur l'équipement sont très différentes.

Enfin, dans certains cas, l'organisation de la représentation imagée contredit les lois de la physique.

Exemple : sur l'image la capacité C1 est située plus "bas" que la capacité C2, alors que dans la réalité le contenu de C1 se déverse par gravité dans C2.

4. Défauts en matière d'interactivité des vues d'écran

Pour que les images soient interactives, il convient de configurer certaines zones de l'image comme des "zones actives" reconnaissant l'outil de pointage (crayon optique, boule roulante, souris,...). Or, le "pointage" permettant de sélectionner les symboles correspondants à des organes de conduite du procédé est parfois approximatif ou incomplet.

Pour un même élément de conduite, plusieurs zones de pointage sont configurées, mais leur relation avec l'élément de conduite est peu évidente, soit du fait de leur positionnement, soit en terme de raccordement logique.

Par exemple, une vanne automatique régule le niveau d'une capacité, ces deux symboles sont assez éloignés l'un de l'autre sur l'image. L'affichage d'un pavé de conduite peut se faire indifféremment en pointant sur la vanne (l'actionneur) ou sur le niveau (le capteur) de la capacité. Dans ce dernier cas, il devient difficile d'identifier immédiatement l'élément de conduite réellement activé.

Les dimensions des zones de pointage respectives d'éléments de conduite identiques diffèrent souvent de manière surprenante du fait des contraintes d'encombrement et du voisinage d'autres zones de pointage, autant d'éléments qui découlent de la saturation des images.

L'animation permet de démultiplier les codages. Pour exemple, l'affichage en mode vidéo inversé des libellés des équipements, selon que leur fonctionnement est en mode manuel ou automatique, s'avère très utile quand il s'agit de repérer d'un coup d'oeil sur un synoptique quel est l'équipement demeuré en mode "manu" qui empêche la poursuite d'une phase de démarrage automatique. Malheureusement, l'emploi de cet attribut n'est pas généralisé à l'ensemble des images relatives aux différents secteurs de la même installation.

L'animation fonctionne parfois en "sens unique".

Exemple : le pointage d'un détail de l'image provoque l'affichage, dans l'image en cours de visualisation, des informations habituellement "masquées" (typiquement, les libellés des équipements de régulation). La configuration inadéquate de l'animation dans l'image fait, qu'une fois les informations "révélées " à l'écran, il est impossible de les faire disparaître, à moins de réafficher (rafraîchir) la vue d'écran en la sélectionnant à nouveau.

5. Formalisme insatisfaisant

Le symbolisme adopté pour certains équipements s'avère "dissonant" pour les utilisateurs.

Exemple : à l'écran, l'entrée d'eau froide d'un échangeur eau/huile s'effectue par le haut. Or, sur le matériel, la règle veut que "le froid" (l'eau) arrive toujours par le bas", et réciproquement pour l'huile.

Le codage est hétérogène ou inadéquat. Des symboles identiques coexistent sur un même synoptique, certains sont animés, et d'autres non.

C'est le cas en particulier de l'animation des niveaux de réservoirs distincts. Dans un cas, l'animation du niveau d'une première capacité a bien été configurée, mais les variations de niveau sont considérées à tort comme "non signifiantes", comme si l'animation n'était pas raccordée au capteur. Dans un autre cas, l'image est purement statique, le niveau d'une seconde capacité n'étant pas animé. La fixité de cette partie de l'image est interprêtée à tort comme une absence de fluctuation de niveau.

L'animation réalisée ne renseigne en rien sur l'état d'un équipement.

Par exemple, les pales d'un agitateur sont représentées par des traits en pointillés, qui clignotent en permanence, que l'agitateur soit en marche ou non.

Enfin, les couleurs configurées ne respectent pas la normalisation réglementaire des couleurs assignées à la nature des fluides véhiculés, mais surtout les codes couleurs affectés aux fluides ou à l'état des équipements n'ont pas la même signification d'une vue à l'autre.

Les dimensions relatives des équipements les uns par rapport aux autres induisent des erreurs de repérage.

Exemples : tel ballon qui apparait à l'écran deux fois plus gros que le condensateur est en réalité dix fois plus petit. Deux centimètres de canalisation sur l'écran reliant deux équipements distincts correspondent en réalité à un cheminement de tuyauteries de plusieurs dizaines de mètres, alors que sur la même image on peut observer un cas de figure exactement inverse.

Inversement, plusieurs symboles identiques en forme et en taille, correspondent à des bacs dont les capacités sont très différentes (200, 500, et 600 m3). Or, en fonction des capacités, les délais diffèrent lors du remplissage ou de la vidange des bacs.

La partie inanimée de l'image (fond de plan) est souvent incomplète, imprécise ou inexacte, et certains symboles ne sont pas explicites.

Par exemple, un moteur est représenté par un carré de petite dimension comportant à l'intérieur l'inscription "M". Interrogés sur la signification de cette lettre, certains opérateurs répondent qu'elle signifie "Marche", alors que l'état du moteur est exclusivement renseigné par la couleur (blanc=arrêt, vert=marche, rouge=défaut), et que "M" indique le mode manuel par opposition au mode automatique "A".

6.Conclusion

La majeure partie de ces incohérences provient d'oublis, d'un non respect général du principe d'homogénéité, ou encore résulte d'une codification symbolique et chromatique variable selon les goûts de chacun.

Pour l'essentiel, l'origine des défauts recensés était en rapport avec :

• l'absence de consultation des opérateurs de conduite,

• la méconnaissance de l'activité de conduite et de l'organisation des équipes,

• une formation insuffisante, basée sur une logique précaire de démultiplication du savoir sur le tas par les quelques bénéciaires de l'enseignement dispensé, et généralement en déphasage par rapport à la disponibilité des postes de conduite, ces derniers étant monopolisés par les instrumentistes au moment crucial du démarrage des installations,

• une documentation souvent inadéquate en regard de l'utilisation du poste de conduite, et presque toujours inexistante en ce qui concerne les images implémentées et leur mise à jour,

• la multiplicité des intervenants lors de la configuration des images et de leurs modifications ultérieures,

• l'inexistence de chartes graphiques et d'éléments normatifs quant aux symboles et aux couleurs, au niveau de l'entreprise,

• les contraintes pragmatiques inhérentes au coût de toute modification ultérieure d'une image déjà implémentée dans le SNCC.

Il y aurait matière à allonger cette liste déjà considérable de défauts auxquels se heurtent les opérateurs de conduite dans l'utilisation quotidienne de l'imagerie dont ils disposent.

Ces incohérences illustrent le fait que, dans la plupart des industries de process classiques (chimie, agro-alimentaire,...), le niveau de formulation des besoins inhérents à l'imagerie de conduite, est, d'un point de vue conceptuel, beaucoup moins "spéculatif" que les éléments fournis par la littérature en général.

Par ailleurs, cette étude met l'accent sur une évidence trop souvent ignorée des industriels : l'élaboration des images de conduite doit être un processus itératif, issu de la confrontation des représentations des divers acteurs du système, et fondamentalement ancrée dans l'analyse de l'activité des opérateurs.

Quels leviers d'action pour l'ergonome ?

Au travers des incohérences illustrées ci-avant, c'est la problématique de l'imagerie telle qu'elle se pose à l'ergonome praticien en milieu industriel, qu'il convient de recentrer. Il nous semble en effet important de traiter prioritairement les problèmes les plus répandus et les plus urgents, bien qu'ils ne soient, de prime abord et de par leur "archaïsme", que peu gratifiants au plan de la recherche en ergonomie.

Notte (1986), au travers d'une revue de la littérature scientifique relative à la conception des synoptiques, constate que beaucoup d'auteurs font état d'une absence d'outils pratiques en matière de composition d'images.

Cette carence serait imputable à la variété des situations de travail et au caractère déterminant du matériel de référence, les critères de conception étant de ce fait difficilement généralisables.

Pourtant, quelques auteurs proposent des méthodes empiriques, en phase avec les besoins des opérateurs (Fassotte, 1986 / Dien & Bezault, 1987).

Il nous semble qu'il y aurait déjà beaucoup a gagner en respectant une ligne de conduite en matière d'élaboration d'imagerie, telle que schématisée ci-après.

Il s'agit d'apporter des éléments de réponses, successivement aux questions suivantes :

• Quels sous-ensembles de l'installation globale doivent être représentés sur les supports de présentation de l'information ?

  Se posent alors, d'une part, le choix des critères de découpage des installations physiques en ensembles cohérents d'éléments de représentation, et, d'autre part, celui de la nature des données à prélever sur le procédé (acquisitions). C'est également à ce stade de la réflexion qu'il convient de s'interroger sur les niveaux d'abstractions des paramètres physiques retenus et dédiés à la conduite.

• A quelles fins et pour quelles populations ces représentations du procédé doivent-elles être conçues ?

  Ceci nécessite de connaître les caractéristiques des futures populations d'utilisateurs, et également, de s'interroger sur ce que l'on attend de la conduite des installations, en envisageant aussi bien les situations normales que les conduites possibles en mode dégradé (par exemple : nombre de boucles de régulations et de paramètres confiés à un opérateur ?).

• Sous quelle forme l'information sera-t-elle traitée et présentée ?

  Il s'agit aussi bien de définir les caractéristiques physiques des systèmes de présentation de l'information (nombre de postes opérateurs, nombre d'écrans, nombre de vues par postes,...), que de s'interroger sur les types de représentations (degré de "figurativité" ou d'abstraction de l'imagerie, représentation topographique ou fonctionnelle des installations,...).

• Selon quelle structure interne l'imagerie sera-t-elle traitée et présentée ?

  De cet aspect découleront nombres de caractéristiques de nature ergonomiques, telles la cohérence, la flexibilité, l'homogénéité, etc.

  Il s'agira de définir la nature des arborescences hiérarchiques et des chaînages entre les images, les redondances et masquages divers entre postes de conduite, les modes d'accès à l'information, ainsi que la nature des méta-connaissances nécessaires à la compréhension de l'architecture interne de l'imagerie.

• Quel contenu informationnel devra-t-on définir au niveau de chaque image, en rapport avec les actions qu'elle supporte ?

  Il s'agit à ce stade de s'appuyer sur une approche sémantique de l'imagerie.

• Quelle présentation formelle le contenu précédemment défini devra-t-il revêtir ?

  Une approche du type syntaxique permettra d'aborder cette interrogation.

• Enfin, à quels modes d'évaluation de l'imagerie pourra-t-on recourir pour la valider ? Quels sont les processus financiers et organisationnels qu'ils faudra instaurer pour apporter des améliorations de façon itérative à l'imagerie.

Schématiquement, il existe pour l'ergonome deux pôles d'action possibles :

• l'analyse du contexte socio-technique, la connaissance de l'activité de conduite, en rapport avec la collecte des informations utiles au pilotage des installations.

• l'élaboration à proprement parler des images de conduite, et leur organisation dans une imagerie globale.

Le premier niveau concerne à la fois le recueil et l'organisation des informations issues de l'analyse de l'activité des opérateurs de conduite (ou de sa reconstitution future probable), ainsi que l'assainissement des problèmes identifiables sur l'imagerie déjà opérationnelle.

A ce niveau, et dans le cadre général de la conduite de projet, le rôle de l'ergonome consiste à établir et favoriser la communication entre les exploitants et les fabricants- installateurs, en apportant sa contribution dans la formulation des besoins et le choix des solutions socio-techniques.

Au vu d'un certain nombre de défauts, il apparaîtra à tout praticien que les solutions au cas par cas de telles incohérences sont simples.

Typiquement, il s'agit toujours de solutions qui apparaissent (bien évidemment après coup) aux yeux du "non ergonome" comme des évidences de l'ordre du simple bon sens (mais comment a-t-on pu passer à côté si longtemps ?).

En fait, l'intérêt principal de la contribution de l'ergonome réside dans le pointage de ces incohérences, ce qui nécessite de se pencher sur l'activité réelle des opérateurs...

De façon idéale, et, pour peu que les industriels prennent conscience des enjeux de la conduite de leurs installations, une analyse de l'activité actuelle et future des opérateurs de conduite devrait constituer un préalable obligé à chaque élaboration ou modification d'imagerie.

Soulignons également que, l'implication des opérateurs de conduite dans la conception de vues d'écran, si elle constitue une condition sine qua non en matière d'adéquation de l'imagerie à l'activité réelle, d'acceptation du système numérique et d'appropriation des images par les utilisateurs principaux, ne garantit pas pour autant que les images conçues seront optimales.

Par exemple, l'élaboration des images par les seuls opérateurs, peut induire un penchant marqué pour les représentations très figuratives des installations, sans pour autant engendrer de véritable amélioration en terme de conduite et de supervision.

En effet, si en premier lieu, l'analyse de l'activité des opérateurs, et/ou la reconstitution en commun de leur activité future probable, permet d'apporter des réponses concrêtes à l'urgence des questions posées par les industriels, les éléments fournis par la littérature scientifique n'en sont que plus indispensables pour structurer la réflexion relative à l'imagerie.

3. Au stade de la conception

A un second niveau d'implication, l'ergonome est également concerné par la conception de l'imagerie de conduite en tant que telle.

L'évolution technologique des SNCC ouvre des horizons d'autant plus complexes que :

• les problèmes de capacité mémoire et de temps de rafraîchissement d'écran se résorbent,

• des écrans à très haute résolution et de grande dimension existent désormais, estompant la démarcation entre écran cathodique et tableau synoptiques muraux, du point de vue de l'information "appelée" et de l'information "exposée" (Rijnsdorp, 1986),

• la puissance et le nombre de fonctionnalités des éditeurs graphiques ne cessent de croître (animation de formes complexes, palettes de couleurs très étendues, multifenêtrage, configuration en ligne,...)

  L'évolution technologique des éditeurs graphiques d'images (configurateurs d'écrans) en particulier peut engendrer des conséquences paradoxales.

En devenant plus faciles d'emploi (convivialité accrue), et par diminution du prix de revient (en homme/heure) pour chaque image tracée et implémentée dans le SNCC, les éditeurs graphiques de la nouvelle génération favorisent à la fois : la mise en place de procédures participatives lors de la création de "leurs" propres images de conduite par les opérateurs, la mise en place d'un processus réellement itératif dans l'élaboration d'une image donnée, et l'"évolutivité" des images en parallèle avec celle des installations représentées.

Cependant, au fur et à mesure que se perfectionnent ces outils, les images qui fleurissent sur les consoles se complexifient.

Or, comme dans tout dispositif informatique, au niveau d'une image numérique interactive, il existe, en rapport avec les compétences propres d'un individu donné, en proportion, une répartition optimale entre les fonctions dévolues à la gestion de l'interface (appels, chaînage, activation du point de conduite, paramétrages, etc...) et celles finalisées vers la tâche impartie à l'utilisateur (supervision, détection, anticipation, actions de conduite,...).

Le fil conducteur de l'ergonome en regard de la conception de l'imagerie est d'oeuvrer dans le sens d'un minimisation des actions de l'utilisateur orientées vers la gestion du dialogue avec le SNCC (au travers de l'interface "image") en favorisant les actions qui confèrent une réelle valeur ajoutée au processus de conduite des installations.

Or, par manque de concepts heuristiques éprouvés, ce fil conducteur risque de devenir d'autant plus ténu que l'imagerie techniquement réalisable, est complexe.

Ainsi, si l'assistance ergonomique en matière de conception d'image doit saisir les opportunités présentées par les fonctionnalités étendues des éditeurs graphiques, ces mêmes fonctionnalités ne doivent pas pour autant s'avérer structurantes par rapport à la création de l'image. Un défi est donc posé à l'ergonomie en ce qui concerne la maîtrise de cette complexité croissante.

De l'analyse de l'activité de travail jusqu'à la conception finale des vues d'écran, un champ d'intervention considérable s'ouvre à l'ergonome de terrain, que ce soit au service des concepteurs ou des exploitants.

Mais, en définitive, l'imagerie n'évoluera réellement dans le sens d'un outil permettant de mieux maîtriser la complexité des systèmes pilotés, qu'à la condition d'une plus grande exigence et d'une meilleure analyse des besoins émanants des exploitants (la technologie actuelle permettant d'ores et déjà d'y satisfaire pour peu qu'elle soit canalisée). L'ergonome se doit donc d'opérer comme le révélateur des véritables enjeux et des réels besoins, et comme le catalyseur des synergies entre chercheurs, concepteurs et exploitants.

Bibliographie

BOLES, D. B. & WICKENS, C.D. (1987). - Display Formatting in Information Integration and Nonintegration Tasks. Human Factors, 29(4), 395-406.

CARSWELL, C. M. & WICKENS, C. D. (1987). - Information integration and the object display. An interaction of tasks demands and display superiority. Ergonomics, 30, 3, 511-527.

CHRIST, R.E., & CORSO, G.M. (1983). - The Effects of Extended Practice on the Evaluation of Visual Display Codes. Human Factors, 25(1), 71-84.

COURTNEY, J. A, - Chinese Population Stéréotypes : Color Associations, Human Factors, 28(1deg., 97-99.

DANIELLOU, F. (1986). - Ergonomie et projet industriels, Cours B4, Année 1986-87, Paris, CNAM.

DIEN, Y. & BEZAULT, P. (1987). - Proposition d'une image graphique adaptée à la formation du matelas vapeur au pressuriseur. Note HP 36/87/05, Diffusion interne EDF.

DU ROY, O., HUNAULT, JC. & TUBIANA, J. (1985). - Réussir l'investissement productif. Les Editions d'Organisation, Paris.

FANCHINI, H. (1987-88). - Comptes-rendus d'intervention auprès des sociétés ASTRA-CALVE, S.I.M.O. et ALICEL, Rapports internes, SCHLUMBERGER INDUSTRIES.

FANCHINI, H. (1989a). - Analyse des modalités d'utilisation des fonctionnalités de la station de conduite et de supervision SCS , Rapport ESTELLE FRANCE, contrat SCHLUMBERGER INDUSTRIES.

FANCHINI, H. (1989b). - Représentativité du comportement des opérateurs lors des essais de conduite sur simulateur pleine échelle , Rapport ESTELLE FRANCE, contrat EDF.

FANCHINI, H. (1990a). - Formation au pilotage de systèmes complexes : quels critères d'évaluation ? , Rapport ESTELLE FRANCE, contrat EDF.

FANCHINI, H. (1990b). - Approche ergonomique de l'imagerie de conduite industrielle, Probatoire du Diplôme d"Ergonomiste, CNAM.

FASSOTTE, D.(1986).- Conception des synoptiques sur C.R.T. destinés au contrôle de processus. In PATESSON, R. L'homme et l'écran : aspects de l'ergonomie en informatique, Editions de l'Université de Bruxelles, 1986, 459p.

GEISELMAN, R.E., LANDEE, B.M., & CHRISTEN, F.G. (1982). - Perceptual Discriminability as a Basis for Selecting Graphic Symbols. Human Factors, 24(3), 329-337.

GOODSTEIN, L.P. (1981).- Discriminative display support for process operators. In J. Rasmussen & W.B. Rouse Eds. Human detection and diagnosis of system failures. New York: Plenum.

GOODSTEIN, L.P. (1983). - An integrated display set for process operators. In G.Johannsen & J.E. Rijnsdrop Eds. Analysis, design and evaluation of man-machine systems. New-York.Pergamon.

GOODSTEIN, L. P. & RASMUSSEN, J. (1988). - Representation of Process State, Structure and Control. Le Travail Humain, 51,1,19-37.

KEYSER, V de & Coll.(1987). Les interactions Hommes-Machines. Caractéristiques des différents supports d'information par les opérateurs. Rapport politique scientifique FAST, ndeg.8, Liège, Service de Psychologie du Travail de l'Université de l'Etat à Liège.

KEYSER, V. de, (1988). - De la contingence à la complexité : I'évolution des idées dans l'étude des processus continus. Le Travail Humain, 51, 1, 1-18.

KRAGT, H (1984). - A comparative simulation study of annuciator systems. In Ergonomics Problems in Process operations. European Federation of Chemical Engineering. EFCE Publication series ndeg. 38. Pergamon Press.

LUDER, C.B. (1984). - Redundant Color Coding on Airborne CRT Displays. Human Factors, 26(1 ), 19-32.

LURIA, S. M., NERI, D. F. & JACOBSEN, A.R. (1986). - The Effects of Set Size on Color Matching Using CRT Displays. Human Factors, 28(1), 49-61.

MURCH, G. M. (1984). - Colour Graphics - Blessing or Ballyhoo ? In Readings in Human-Computer Interaction: A multidisciplinary Approach. By Baecker R. M & Buxton W.A.S.- Morgan Kautmann Publishers, Inc.333-341.

NOTTE, D. (198?). - Ergonomie - Applications informatiques dans les processus industriels continus : le point de vue de opérateurs. In PATESSON, R. L'homme et l'écran : aspects de l'ergonomie en informatique, Editions de l'Université de Bruxelles, 1986, 459p.

RIIJNSORP, J. (1986). - Supervision et commande dans les processus informatisés. In PATESSON, R. L'homme et l'écran : aspects de l'ergonomie en informatique, Editions de l'Université de Bruxelles, 459p.

SCHWARTZ, D. R. & HOWELL, W. C. (1985). - Optional Stopping Performance under Graphic and Numeric CRT Formatting. Human Factors, 27(4), 433-444.

SIEBERT, S., SICARD, Y., THEBAULT, M.H. (1987). - Comparaison d'interfaces de conduite. Essais Incidentels sur imageries graphiques. Innovations et Technologie en Biologie et Médecine (I.T.B.M.), vol. 9, ndeg.1,1988, 44-55.

SIMCOX, W. A. (1984).- A Method for Pragmatic Communication in Graphics Displays. Human Factors, 26(4),483-487.

TULLIS, T.S. (1983).- The Formatting of Alphanumeric Displays : A Review and Analysis. Human Factors, 25(6),657-682.

VERMEULEN, J. (1987). - Effects of Functionally or Topographically Presented Process Schemes on Operator Performance. Human Factors, 29(4), 383-394.

WOODS, D.D. (1983). - Visual momentum : a concept to improve the cognitive coupling of person and computer. International Journal of Man-Machine Studies, 21,229-244.

WOODS, D.D. (1987). - Coping whith Complexity : The Psychology of Human Behavior in Complex Systems. In Mentals Models, Tasks and Errors: A collection of essays to celebrate Jens Rasmussen's 60th Birthday". 22p.