conception centree sur l'activité des utilisateurs pour permettre la conception d’interfaces multi-support

Haué Jean-Baptiste
Direction R&D d'EDF ; IMA / ICI 
1, avenue du Général de Gaulle
92141 CLAMART CEDEX
jean-baptiste.haue@edf.fr
Résumé — EDF projette d'intégrer le concept de plasticité des interfaces dans sa pratique de conception centrée sur l'activité des utilisateurs. La spécification abstraite de l'interface d'un service grand public et la constitution d'un guide de style spécifique à chaque support d'interaction (Palm Pilot, téléphone portable, Webphone …) permettent d'envisager une application du modèle général aux différents supports. Cette spécification générale permet de réutiliser les modèles construits et de faciliter la maintenance.	
La nécessité de préserver la qualité ergonomique des interfaces amène alors à considérer les limites de la modélisation informatique. Les catégories logiques issues du langage de programmation ne permettent pas de représenter l'activité de manière satisfaisante. La mobilisation d'une analyse de l'activité à partir d'observations des situations d'interaction permet d'appuyer la modélisation informatique sur un fondement empirique. La modélisation de l'activité à l'aide de Cours d'Action, replacés dans le contexte de l'histoire d'interaction représentée par un Cours de Vie, fournit alors des catégories à la modélisation informatique en prenant en compte le point de vue de l'utilisateur. 	
Un programme de travail débouchant sur la modification de la méthodologie logicielle utilisée à EDF (Prospect) est alors proposé, de manière à obtenir une modélisation informatique respectant à la fois les caractéristiques ergonomiques de l'interaction et la complétude des modèles.	

1. Introduction
1.1. Les services interactifs grand public
De plus en plus de services interactifs sont mis à la disposition des utilisateurs grand public, tels que l'information en temps réel (messagerie électronique, bourse), le suivi des actions de l'utilisateur dans le temps (suivi de consommation), la programmation ou action à distance (domotique, gestion d'énergie). 
La mise en place de ces services interactifs dans une démarche centrée sur l'utilisateur se heurte à la diversité des situations d'interaction Homme – Machine et la multiplicité des supports utilisables. On assiste en effet à une banalisation de l'usage d'appareils disposant de systèmes informatiques permettant l'accès aux services (téléphone portable, Webphone, Palm Pilot, ordinateur personnel…). 
Une interface construite spécifiquement pour un support donné ne peut être simplement plaquée à un nouveau support sans subir une dégradation de sa qualité ergonomique. L'interface risque en effet de ne pas être adaptée à la taille de l'écran, à l'outil d'interaction (souris, clavier, stylet, doigt, voix) et au contexte d'interaction (situation de l'utilisateur, habitudes culturelles liées à l'utilisation du support …). La nécessité de construire une interface pour chaque support pose alors des problèmes de rendement et de maintenance.
L'apparition du concept de plasticité d'interface, basé sur le principe d'une spécification indépendante des supports, offre une solution pour concevoir une interface de manière générale, afin de faciliter la réutilisation et la maintenance. 
1.2. Plasticité des interfaces dans une démarche centrée sur l'activité de l'utilisateur
EDF pratique une démarche de conception d'interfaces centrée sur l'activité des utilisateurs, qu'elle souhaite étendre à la réalisation d'interfaces multi-supports pour les services grand public. Elle dispose pour cela d'une méthodologie de génie logiciel, Prospect, qui encadre la construction des modèles informatiques des tâches utilisateur et des concepts utilisateur à partir d'une analyse de l'activité. La conception des modèles spécifiant formellement l'interface se fait en plusieurs étapes, par une collaboration entre informaticiens et ergonomes. 
La mobilisation du concept de plasticité des interfaces dans la méthodologie Prospect permet de décomposer la conception en deux étapes : la spécification multi-support puis son application à un support particulier. La réalisation de cet objectif nécessite de pouvoir définir des interfaces abstraites, indépendantes des supports d'interaction, ainsi que des guides de styles, indiquant les caractéristiques d'interactions ergonomiques et culturelles liées au support. La définition de l'interface abstraite et des "guides de styles" se fera par la construction de modèles en suivant la démarche "model-based" des travaux sur la plasticité des interfaces.
1.3. Application à la gestion d'énergie
Les possibilités de réutilisation des modèles spécifiant l'interface abstraite multi-support doivent néanmoins préserver la qualité ergonomique de l'interface en situation. Dans le prolongement des pratiques d'EDF, la conception des interfaces multi-support doit alors s'appuyer sur une analyse de l'activité, effectuée à partir de l'observation empirique des situations naturelles d'interactions Homme – Machine et d'évaluations de prototypes. Le domaine d'application choisi pour ce projet est la gestion d'énergie et le suivi de consommation grand public (programmation et action à distance sur les appareils énergétiques). Il est alors nécessaire d'effectuer les observations dans le quotidien des acteurs collectifs (les familles) utilisant, ou susceptibles d'utiliser, des outils interactifs.
Cette présente étude cherche, dans ce contexte, à établir une démarche permettant d'effectuer les modélisations nécessaires pour la spécification de l'interface abstraite et la construction des guides de styles. La construction des modèles, reprenant la démarche Prospect et exprimés à l'aide d'UML ou d'un langage équivalent, devront s'appuyer sur une analyse empirique de l'activité de manière à garantir la préservation de la qualité ergonomique des interfaces.
2. Les démarches de conception de la littérature
S'il existe des formalismes pour les modèles de spécification logiciel (UML) ou des méthodes d'analyse orientée objet (OOA), il n'existe pas de méthode de modélisation explicitement basée sur une analyse empirique de l'activité. Il est néanmoins possible d'interroger la littérature de l'Intelligence Artificielle qui traite depuis longtemps les problèmes de modélisation d'objet complexe comme l'interaction Homme-Machine. 
2.1. Les mouvements issus de l'IA
Tout un courant de l'IA initié par Dreyfus en 1972, rejette la conception de l'interaction H-M comme un traitement de l'information. Les modèles informatiques sont incapables de représenter les processus cognitifs non exprimables sous formes de règles. On écarte alors la dimension incarnée de l'activité, le rôle du contexte et le rôle des constructions sociales. 
Winograd et Florès proposent alors une alternative basée sur une approche phénoménologique de l'activité. Sont alors mobilisés la philosophie de l'esprit de Heidegger, la pragmatique linguistique et l'hypothèse d'autonomie de l'acteur de Maturana et Varela. La conception de leur Coordinateur fait par contre l'économie d'une réelle démarche empirique.
Le travail de Visetti montre alors que la modélisation doit satisfaire à la fois des contraintes logiques (la formalisation informatique), l'adéquation des modèles avec les processus cognitifs observés, et un respect du comportement final par rapport à l'attendu de l'utilisateur. La modélisation s'accomplit comme une mise en signe de l'activité observée. Les signes informatiques présentés à l'utilisateur ne doivent alors pas être issus des catégories logiques imposées par le langage objet, mais de l'analyse de l'activité. Bachimont précise alors que la sémiotisation doit identifier et formaliser les éléments de l'interaction qui font signe et sens pour les utilisateurs. 
Ces travaux montrent l'intérêt de s'appuyer sur une l'analyse de l'activité pour identifier les signes perçus par les utilisateurs mais n'indiquent pas comment s'y prendre. C'est en examinant quelques-unes des méthodes de conception centrées sur l'utilisateur qu'il est possible de mettre en place la démarche d'analyse de l'activité.
2.2. Les démarches centrées sur l'utilisateur
L'ouvrage collectif UCSD, dirigé entre autre par Norman, permet d'identifier plusieurs dimensions pour aborder l'interaction : la première traite l'interaction d'un point de vue extérieur, comme un traitement de l'information, la seconde la considère comme une histoire subjective vécue par l'utilisateur et la dernière s'intéresse aux conséquences sociales de l'interaction. Trois critères peuvent ainsi être définis pour assurer le respect de la qualité ergonomique dans le domaine grand public :
•	L'interface doit assurer une efficacité dans l'exécution du service,
•	L'interface doit assurer un engagement plaisant à l'acteur, 
•	L'interface doit permettre un apprentissage des nouvelles pratiques, notamment dans la dimension sociale de la famille.
L'ingénierie cognitive de Norman s'appuie sur une observation de l'activité pour déterminer des règles de conception. Il se dote pour cela d'une théorie approximative de l'action qu'il estime suffisante pour la majeure partie des problèmes de conception. Sa théorie basée sur le paradigme de traitement de l'information ne permet pas de considérer le point de vue de l'utilisateur et est donc ici rejetée.
Le mouvement CSCW s'appuie, notamment, sur les acquis éthnométhodologiques pour observer l'interaction H-M du point de vue des utilisateurs et en considérant sa dimension sociale. Elle ne fournit par contre aucune méthode pour utiliser les résultats de l'analyse empirique dans la construction des modèles informatiques.
La démarche d'anthropologie cognitive de Theureau propose quant à elle un cadre d'analyse de l'activité du point de vue de l'utilisateur. La part montrable-racontable-commentable de l'activité est pour cela représentée, à partir des observations empiriques et des commentaires de l'utilisateur, sous forme de Cours d'Action constitués de signes sémiotiques triadiques (Objet, Representamen, Interprétant). La représentation en signes triadiques amène la construction d'un modèle analytique qui fournit des catégories d'activité qui ne sont pas basées sur les catégories logiques du langage objet. Néanmoins le Cours d'Action présente une limite quand il faut prendre en compte les longues périodes: il ne permet pas de prendre en compte l'activité quotidienne de la famille hors des périodes d'observations, limitées dans le temps.
Ces différents éléments de la littérature permettent alors de proposer un programme de travail, une démarche de conception, modélisant l'interaction pour spécifier une interface abstraite tout en respectant le point de vue de l'utilisateur.
3. Modélisation de l'interaction pour la construction d'une interface multi-support
La construction des modèles informatiques destinés à enrichir la spécification Prospect et à définir le guides de styles doit alors articuler une analyse de l'activité et une sémiotisation à partir des catégories obtenues.
Les différentes étapes du processus doivent permettre de respecter les trois critères ergonomiques et conserver le sens perçus par les utilisateurs. L'analyse de l'activité doit alors couvrir les domaines correspondant. Les unités élémentaires d'interactions (utilisation d'interacteurs et feed-back de la machine) et les situations d'interactions ("sessions") sont alors représentables par des Cours d'Action. L'histoire d'interaction entre la famille et le domicile doit quant à elle amener la construction d'un Cours de Vie.
La sémiotisation doit finalement conduire à la construction de modèles dont la complétude est assurée par l'utilisation d'un formalisme tel que UML. La spécification du comportement de l'interface doit permettre une modélisation informatique.
La démarche se décompose alors en quatre étapes :
1.	La première étape consiste dans un recueil de données empiriques. Une observation ergonomique et anthropologique de l’activité de gestion d’énergie des familles permet de connaître les pratiques des utilisateurs dans le milieu familial, les aspects culturels mobilisés et l'évolution des habitudes avec le temps. Dans cette phase peuvent intervenir des observations sur le terrain, l'utilisation d'entretiens sociologiques ou encore le suivi à moyen terme de familles	
2.	L'analyse de l'activité permet alors de représenter l'interaction telle qu'elle est perçue par l'acteur collectif (la famille) à l'aide de l'enchaînement de signes triadiques du Cours d'Action et des tableaux retraçant l'histoire du Cours de Vie et l'évolution des habitudes. Une situation d'interaction modélisée par un Cours d'Action sera alors remise dans le contexte du Cours de vie. Les dialogues H-M, les situations d'interaction et leurs influences sur l'établissement des habitudes pourront alors être isolés et regroupées pour fournir les catégories des modèles informatiques. 	
3.	La modélisation informatique de l’interaction enrichit les modèles de tâches utilisateur et de concepts utilisateur par des modèles de situations et de dialogues permettant de rendre compte des situations observées et analysées précédemment. Les modèles construits doivent alors définir la spécification de l’interface abstraite, de manière indépendante aux supports d’interaction.
4.	La définition des guides de style reprend les spécificités par support des dialogues H-M isolées de l'analyse de l'activité. Les spécificités prise en compte pourront alors aussi bien être de nature ergonomique ou culturelle, selon les observations effectuées. Les guides de styles devront définir les principes de dialogues à utiliser pour chaque support à partir des spécifications de l’interface abstraite. 
4. Bilan
Le travail effectué lors du DEA permet actuellement de proposer des modifications à la démarche Prospect, de manière à l’adapter à la conception d'interfaces multi-support. Les ovales pointillés dans la figure ci-après indiquent les endroits où les modifications seront apportées lors du travail de thèse à venir. Celui du haut correspond à l'étape 3 de la démarche et concerne l'enrichissement des modèles Prospect. Celui du bas concerne la constitution des guides de styles permettant de décliner le modèle général et correspond à l'étape 4.

Figure 1 : Méthodologie Prospect modifiée pour la conception d'interfaces multi-supports
L'étude préalable à l'observation de l'activité a permis l'identification de situations d'interactions des familles avec les appareils de gestion d'énergie et des acteurs extérieurs susceptibles d'intervenir. Une campagne d'observation sur le terrain a été parallèlement entamée par un groupe d'universitaires pour recueillir des données filmées ou issues d'entretiens. Ces données seront complétées par de nouvelles observations et les évaluations de prototypes.
Les analyses d'entretiens sociologiques de retours d'expériences de famille utilisant des appareils de gestion d'énergie ont abouti à la reconstruction de Cours de Vie permettant de retracer l'historique d'évolution du couplage entre la famille et le système de gestion d'énergie.
5. Perspectives
L'application du programme de travail proposé mènera d'un coté à la construction de la spécification abstraite basée sur Prospect et de l'autre aux guides de styles à partir de l'évaluation des prototypes d'interfaces mono-accès conçues pour différents supports.

La définition de ces modèles permet alors d'envisager la conception assistée d'une série d'interfaces. Malgré la volonté de formaliser les spécification (UML), l'objectif n'est pas de générer entièrement le code de manière automatique. Il s'agit de pouvoir construire de manière cohérente et d'assurer la maintenance d'interfaces pour différents supports, grâce à une spécification unique et des principes d'application liés au support.

Spécification génériques au service, tâches utilisateur, concepts utilisateur, espace de travail, contextes possibles ...

"Guide de style"
contexte à appliquer pour un support Z

"Guide de style"
contexte à appliquer pour un support Y

Conception assistée de l'interface 
pour le support X

"Guide de style"
contexte à appliquer pour un support

"Guide de style"
contexte à appliquer pour un support X

Figure 3 : Définition de l'interface MA 

Figure 2 : Spécification Multi-Accès pour assister la conception d'interfaces pour différents supports
La mise en place de cette démarche semble prometteuse car elle permet l'obtention des catégories nécessaires à une modélisation formelle respectant les contraintes ergonomiques. Le passage par l'analyse de l'activité permet en effet d'envisager la séparation des éléments empiriques liés au service générique et ceux spécifiques aux supports. Cette séparation au cours de l'analyse, avant la formalisation informatique, permet de ne pas tomber sous la critique de Dreyfus, tout en conservant la complétude des modèles obtenus.

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