Travail mental et automatisation

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COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES DIRECTION GÉNÉRALE «AFFAIRES SOCIALES» ÉTUDES DE PHYSIOLOGIE ET DE PSYCHOLOGIE DU TRAVAIL ÉTUDE N° 6 TRAVAIL MENTAL ET AUTOMATISATION (Activités mentales, fatigue mentale et activités de contrôle et de surveillance dans l'industrie) (Analyse - par les Professeurs J. LEPLAT et H. SCHMIDTKE - des recherches effectuées dans ce domaine. Cette analyse constitue une des phases préparatoires de la recherche sur invitation sur la charge mentale dans l'industrie sidérurgique —e n° 6242/21/01-02-03-04 — encouragée par la Commission des commu­nautés européennes et effectuée par MM. KALSBEEK, LEPLAT et SCHMIDTKE) LUXEMBOURG 1969 COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES DIRECTION GÉNÉRALE «AFFAIRES SOCIALES» ETUDES DE PHYSIOLOGIE ET DE PSYCHOLOGIE DU TRAVAIL ÉTUDE N° 6 TRAVAIL MENTAL ET AUTOMATISATION (Activités mentales, fatigue mentale et activités de contrôle et de surveillance dans l'industrie) (Analyse — par les Professeurs J. LEPLAT et H. SCHMIDTKE — des recherches effectuées dans ce domaine. Cette analyse constitue une des phases préparatoires de la recherche sur invitation sur la charge mentale dans l'industrie sidérurgique —e n° 6242/21/01-02-03-04 — encouragée par la Commission des commu­nautés européennes et effectuée par MM. KALSBEEK, LEPLAT et SCHMIDTKE) LUXEMBOURG 1969 AVANT­PROPOS A la fin de l'année 1966 la Haute Autorité de la C.E.C.A.

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COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES
DIRECTION GÉNÉRALE «AFFAIRES SOCIALES»
ÉTUDES DE PHYSIOLOGIE ET DE PSYCHOLOGIE
DU TRAVAIL
ÉTUDE N° 6
TRAVAIL MENTAL ET
AUTOMATISATION
(Activités mentales, fatigue mentale et activités de contrôle
et de surveillance dans l'industrie)
(Analyse - par les Professeurs J. LEPLAT et H. SCHMIDTKE - des recherches
effectuées dans ce domaine. Cette analyse constitue une des phases préparatoires
de la recherche sur invitation sur la charge mentale dans l'industrie sidérurgique
—e n° 6242/21/01-02-03-04 — encouragée par la Commission des commu­
nautés européennes et effectuée par MM. KALSBEEK, LEPLAT et SCHMIDTKE)
LUXEMBOURG 1969 COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES
DIRECTION GÉNÉRALE «AFFAIRES SOCIALES»
ETUDES DE PHYSIOLOGIE ET DE PSYCHOLOGIE
DU TRAVAIL
ÉTUDE N° 6
TRAVAIL MENTAL ET
AUTOMATISATION
(Activités mentales, fatigue mentale et activités de contrôle
et de surveillance dans l'industrie)
(Analyse — par les Professeurs J. LEPLAT et H. SCHMIDTKE — des recherches
effectuées dans ce domaine. Cette analyse constitue une des phases préparatoires
de la recherche sur invitation sur la charge mentale dans l'industrie sidérurgique
—e n° 6242/21/01-02-03-04 — encouragée par la Commission des commu­
nautés européennes et effectuée par MM. KALSBEEK, LEPLAT et SCHMIDTKE)
LUXEMBOURG 1969 AVANT­PROPOS
A la fin de l'année 1966 la Haute Autorité de la C.E.C.A. a déci­
dé de promouvoir une recherche concernant les tâches de surveillance
et de contrôle dans la sidérurgie ainsi que la charge mentale et la
fatigue mentale qui sont associées à ces tâches. En effet, le progrès
technologique comporte la mise en place des dispositifs mécanisés et
automatisés de plus en plus nombreux et complexes qui requièrent de
la part des opérateurs une activité mentale et nerveuse croissante ;
l'efficacité comme la sécurité des installations sont souvent dépen­
dantes de l'adaptation réciproque de l'homme et des installations.
Deux ordres de problèmes sont examinés dans cette recherche.
D'une part, on essaie de trouver des moyens aussi objectifs que pos­
sible d'apprécier l'intensité de la charge mentale exigée de l'opéra­
teur et de mesurer la fatigue mentale qui peut en résulter au cours
du travail. D'autre part on s'attache à mettre en lumière les rela­
tions entre l'opérateur, les dispositifs de commande, les processus
technologiques à contrôler et plus généralement le système industriel
dans lequel se trouve placé cet opérateur. On peut ainsi mettre en lu­
mière la nature et les caractéristiques des informations que l'opéra­
teur doit prélever, au moyen éventuellement de dispositifs techniques,
et les caractéristiques des réponses qu'il doit donner sous forme de
décisions ou d'actions sur les dispositifs de commande t l'intérêt de
ces études pour la conception des ensembles automatisés est évident ·
Cette recherche a été confiée à trois instituts travaillant en
coopération ι
1. Laboratoire de psychologie ergonomique d'Amsterdam dirigé par le
Dr J.W.H. KALSBEEK
2. Laboratoire de psychologie appliquée de l'Ecole pratique des hau­
tes études de Paris, dirigé par le Pr J. LEPLAT 5. L'institut d'ergonomie de l'Ecole supérieure technique de München,
dirigé par le Pr H. SCHMIDTKE.
A titre de travail préparatoire à leurs recherches ces chercheurs
ont passé en revue les différents travaux des antérieure
qui avaient été effectués et MM. CUNY, LEPLAT et SCHMIDTKE ont rédigé
les deux parties complémentaires de la présente étude, le Pr LEPLAT
et M. CUNY analysant les activités de contrôle dans l'industrie tan­
dis que le Pr SCHMIDTKE s'attache aux problèmes de la fatigue mentala
Bien que cette revue de questions ne prétende pas couvrir l'en­
semble des aspects de ce problème elle constitue cependant une souroe
de documentation et de référence suffisamment complète pour mériter
d'être diffusée aux spécialistes qui s'intéressent à ces questions. SOMMAIRE
1ère partie i Recherches sur le contrôle à distance
(par M. X.CUNY et le Pr J.LEPLAT)
Pages
I ­ INTRODUCTION 13
II ­DESCRIPTIONDUSYSTEME DE CONTROLE ET DE SON
"CONTEXTE"13
A ­ Buts et modalités ·13
Β ­ Situation du poste * 15
1) Dans l'espace géographique du système global .. 15
2) Danslecadrefonctionnel de la chaîne de
fabrication16
C ­ Fonctionnementduposte19
1) Description dela structure 20
2) n fonctionnelle23
D ­ Description de l'activitédel'homme à l'intérieur
du système 30
1)Lestechniques classiques 30
2)Less modernes31
III ­ LESFONCTIONSHUMAINES DANSLESSYSTEMES42
1) Fonction du système et fonctionsdes composants ···42
2) Comment définir les fonctions de l'homme dans
les systèmes ? 42
3)L'analysedesfonctions humaines en termes de
traitementdel'information transmise48IV - INTEGRATION DE L'OPERATEUR HUMAIN DANS L:î SYSTEME 53
1) Présentation des informations 55
2) Aménagement du dispositif de commande 68
3) Problèmes de mémoire 76
4) Contrôle de l'efficacité du couplage 8
V - CONCLUSION 08
LISTE DES FIGURES (1ère partie)
Figure 1 1 Schéma d'une installation d'une biscuiterie 17
Figure 2 : Partie d'un diagramme à blocs pour décrire la
chaîne d'action de la fabrication des bisouits
(d'après les données du rapport de P. NAVILLE,
I96I) 18
Figure 3 Schéma d'un système d'après J.E. Mc GRATH et
P.G. NORDLIE, I960 21
Figure 4 Modèle généralisé d'un système homme-machine mon­
trant l'essentiel de la dynamique du flux "action-
réaction" qu'implique le fonctionnement du système
(d'après J.S. KIDD, 196?)4
Figure 5 1 Schéma pour l'examen des fonctions d'un système de
dispatch 26
Partie supérieure 1 désignation des fonctions
Partie inférieure t éléments intéressant l'exer­
cice des fonctions énoncées
Figure 6 1 Diagramme à bloc et graphe de fluence pour un sys­
tème de contrôle de fabrication du papier (d'après
BEISHON, I960)8
Figure 7 1 Exemple de description de tâche détaillée (d'après
MILLER) 33
Figure 8 : Exemple simplifié d'ordonnographe appliqué à une
consigne de fabrication (cas d'une fabrication con­
tinue) (d'après de MONTMOLLIN, I96I) 36 Figure 9 ι Début d'un organigramme de traitement de l'infor­
mation (d'après LEPLAT et BISSERET, 1965) 37
Figure lOi Diagramme de contrôle (HERBST) 41
Figure 111 Schéma fonctionneld'unsystèmede régulation simple 45
Figure 121 Les trois principalescatégoriesde fonctions
humaines (d'après GAGNE)50
Figure 131 Schéma général d'un couplage homme­machine (Pourla
signification, voir le texte) 54
Figure 14: Présentations diversesd'unélément d'installation
(d'après POPESCU­NEVEANUeta.,1964)59
Figure 151 Forme générale de la relation entre la capacité du
canal et le nombre d'attitudes des stimuli variables
indépendamment (d'après MILLER, 1956) 80
2ème partie : Recherches relatives au problème de la fatigue mentale
(par le Pr H. SCHMIDTKE)
I ­ PROBLEMES DE DELIMITATION ­ DEFINITIONS 91
II ­ FORMES DE LA FATIGUE PSYCHIQUE92
A ­ Formes successives de la fatiguepsychique
Β ­ Etats voisins de la fatigue
III ­ THEORIES DE LA FATIGUE PSYCHIQUE 96
A ­ La "théorie de réactionbiologique" de THORNDIKE...96
Β ­ La "théorie des composantsmultiples" de
VON BRACKEN 97
C­Théoriedelafatigue fondéesur les résultats de
recherchesneuro­physiologiques 99 Page
IV ­ RECHERCHES SUR L.­:S METHODES DE MESURE 105
A ­ Méthodes de mesure physiologiques106
1) Méthodes relevant de laphysiologie musculaire ..106
2) Méthodes relevant de la e du système
nerveux central 107
3) Méthodesrelevantdela physiologie du système
végétatif108
4) Méthodesrelevantdela physiologie sensorielle
(troublesdelaperception)111
Β ­ Méthodesdemesurepsychologiques II4
1) Méthodes de mesure detroublesde la perception 116
2) s de mesure de sde la coordination 118
3) Méthodes de mesure des troublesde l'attention et
de la concentration 121
4) Méthodesdemesuredestroubles de la pensée135
5) sdemesuredess de la fonction
motriceetdirectricede la personnalité136
6) Méthodesdemesuredesperturbations des rela­
tions socialesI42
V ­ RESULTATS DES ESSAIS DE MESURE 142
LISTEDESFIGURES(2ème partie)
Figure 1 1 Représentation schématiquedusystème d'activation
réticulaire ascendant (ARAS) dans lequel aboutis­
sent des impulsions collatérales provenant de
voies de conduction sensorielles spécifiques
(d·après LINDSEY) 103
Figure 2 1 Variationsdelafréquence cardiaque d'un
violoncelliste;exécution d'"0thello" de Verdi
(d'aprèsSCHMALEetSCHMIDTKE)110
Figure 3 ' Incidencedelaperformance ininterrompue d'uncon­
ducteur decamion,parcourant l'autoroute de nuit,
sur l'éclairage nécessaire pour percevoir une
figure­test (d'après HARTMANN) 119