Recherche Transports Sécurité 81 (2003) 203–212 www.elsevier.com/locate/rectra
Vieillissement de la population et ergonomie des innovations technologiques de communication dans la conduite automobile Ageing population and ergonomics of innovative communicating technologies in driving Annie Pauzié INRETS-LESCOT, 25 avenue François Mitterrand, Case 24, 69675 Bron cedex, France Reçu le 9 octobre 2002 ; accepté le 4 septembre 2003
Résumé La technologie de la communication et de l’information évolue prodigieusement à l’heure actuelle, créant un nouveau contexte de société, notamment dans le transport, et ceci aussi bien au niveau français qu’à l’échelle internationale. En parallèle avec ce phénomène évolutif, il s’avère que la population âgée de conducteurs s’accroît pour des raisons à la fois de démographie et d’habitudes liées à l’appartenance à une génération, l’usage de l’automobile s’étant répandu de manière très importante ces dernières décennies. La réflexion et la démarche ergonomiques vont donc concerner les modalités d’intégration des personnes âgées dans ce contexte en mutation. L’objectif de l’approche en ergonomie est de se donner les moyens, au travers d’une activité de recherche continue, d’apporter des éléments aux divers acteurs dans le domaine du transport, pour le développement de ces systèmes d’information et d’assistance, de manière à ce qu’ils répondent aux exigences de sécurité et de confort des conducteurs, tout en évitant d’exclure une certaine partie d’entre eux. Dans le contexte de la conception de systèmes pour la population de conducteurs âgés, l’ensemble des résultats permet d’établir deux constats : d’une part la décomplexification de la tâche permet de diminuer les différences de performance entre jeunes et âgés ; d’autre part l’optimisation de l’utilisation de systèmes embarqués (meilleure lisibilité et intelligibilité de l’information, dialogue simplifié), établie à partir des capacités fonctionnelles des conducteurs âgés, s’avère être généralement bénéfique pour le reste de la population d’utilisateurs. © 2003 INRETS. Publié par Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. Abstract The current extremely rapid development of communications and information technology is having a significant impact in France and abroad, particularly in the area of transport. In addition, the number of older drivers is increasing, both as a result of demographic changes and changes in habits due to generational effects (car use has become extremely widespread in recent decades). Ergonomics is therefore going to become increasingly involved in working on ways of integrating older people within this changing context. The aim of the ergonomic approach is to conduct research and inform the various players in the transport field about their findings so that the information and assistance systems can improve the safety and comfort of all drivers without excluding any group. With regard to the design of systems for older drivers, two main points arise from our results. First, reducing the complexity of the driving task reduces the performance differential between young people and the elderly. Second, optimizing on-board systems (improving the legibility and intelligibility of information, simplifying dialogue) with reference to the functional capacities of older drivers generally also benefits the rest of the user population too. © 2003 INRETS. Publié par Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Conducteurs âgés ; Ergonomie ; Interface homme-machine ; Télématique embarquée Keywords: Elderly drivers; Ergonomics; Man-machine interface; In-vehicle intelligent systems
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[email protected] (A. Pauzié). © 2003 INRETS. Publié par Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.rectra.2003.09.001
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1. Problématique La technologie de la communication et de l’information évolue prodigieusement à l’heure actuelle, créant un nouveau contexte de société, notamment dans le transport, et ceci aussi bien au niveau français qu’à l’échelle internationale. En parallèle avec ce phénomène évolutif, il s’avère que la population âgée de conducteurs s’accroît pour des raisons à la fois de démographie et d’habitudes liées à l’appartenance à une génération, l’usage de l’automobile s’étant répandu de manière très importante ces dernières décennies. La réflexion et la démarche ergonomiques vont donc concerner les modalités d’intégration des personnes âgées dans ce contexte en mutation. Il s’agit, compte tenu du droit et des besoins en matière de mobilité, de définir des modalités de conception de systèmes qui n’excluent pas cette partie de la population, voire même qui permettent une assistance, sous forme de systèmes informatifs et coopératifs, qui leur soit spécifiquement adaptée. En effet, du point de vue de la sécurité routière, lorsque l’on considère les statistiques d’accidents, il apparaît que les conducteurs âgés constituent une des populations à risque, pour des raisons essentiellement liées aux capacités fonctionnelles propres à cette population (OCDE, 2001), (Ball et al., 1998). Les fonctions perceptives, cognitives et motrices évoluent dans le sens d’un ralentissement lié au phénomène de vieillissement (Beers et al., 1970). Soulignons cependant l’importante variabilité interindividuelle de ce phénomène (Hakamies-Blomqvist, 1996). Ainsi, de manière générale, il n’y a pas de relation directe entre un âge chronologique donné et l’âge fonctionnel correspondant (Waller, 1991), (Pauzié, 1998). Au delà des aménagements de l’infrastructure et des campagnes de formation et d’information, les nouvelles technologies implantées dans les véhicules peuvent offrir quelques solutions très concrètes et adaptées pour répondre à ce problème. En effet, si ces systèmes constituent, de façon générale, un apport positif en termes de sécurité routière, cet
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apport sera particulièrement appréciable pour la population âgée, sujette à des déficiences sur le plan perceptif, cognitif et moteur. Ces systèmes pourront même dans certains cas constituer de véritables palliatifs électroniques, dès lors que leur ergonomie de conception aura intégré la spécificité des conducteurs seniors.
2. Les fonctions proposées par les systèmes de communication Les systèmes communicants implantés dans les véhicules automobiles sont conçus dans l’objectif d’accroître le confort et la sécurité de leurs occupants. Selon leur mode d’intervention, ils peuvent être classés dans deux catégories bien identifiées : les systèmes informatifs, proposant des fonctions diverses d’aide à la conduite sous forme de messages informatifs destinés au conducteur, laissant à ce dernier toute liberté de prendre ces messages en compte ou non, et les systèmes d’assistance, qui interviennent de manière plus ou moins poussée sur le contrôle même du véhicule en situation d’urgence ou dans des contextes bien spécifiques. 2.1. Les systèmes informatifs 2.1.1. Les fonctions de guidage L’accès aux informations de guidage permet un allègement des processus d’orientation en situation de conduite, en fournissant au conducteur en temps réel des indications sous forme visuelle et auditive quant aux diverses actions à effectuer pour atteindre une destination prédéfinie. Des expérimentations en situation réelle de conduite ont montré que l’utilisation de messages de guidage, simples et correctement contrastés, était tout autant bénéfique aux conducteurs jeunes qu’aux conducteurs âgés (Pauzié et Marin-Lamellet, 1989) (Fig. 1).
Fig. 1. Deux exemples de systèmes, l’un de guidage, l’autre d’information sur le trafic.
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2.1.2. Les informations sur le trafic L’intégration des informations en temps réel sur l’état du trafic peut inciter le conducteur à éviter certaines situations critiques. Ces informations seront éventuellement prises en compte par un système de guidage, qui définit alors le trajet optimum en fonction de l’état du réseau routier à un moment donné (Fig. 1). 2.1.3. Les messages d’alerte Des messages d’alerte, concernant des événements routiers ou météorologiques survenus en aval du trajet, et diffusés le plus rapidement possible au conducteur, permettent la mise en place de processus d’anticipation vis-à-vis de ces événements, avec des conséquences positives en termes de préparation à l’action. 2.2. Les systèmes d’assistance Les systèmes d’assistance sont conçus spécifiquement pour intervenir dans les situations accidentogènes, automatismes qui agissent en lieu et place du conducteur en situation d’extrême urgence. Ces systèmes peuvent pallier certaines latences de réaction et incertitudes de décision, inhérentes au fonctionnement humain en situation de conduite, et seront donc d’autant plus utiles aux conducteurs seniors que le ralentissement des processus de traitement de l’information perceptivo-motrice est typique de cette population. Il s’agit, par exemple, des systèmes de détection d’obstacle. 2.3. En résumé... Considérons les fonctionnalités des systèmes à l’étude à l’heure actuelle. • Les systèmes de guidage permettent de pallier les difficultés de recherche de repères directionnels dans l’environnement routier et facilitent la gestion des situations complexes à gérer comme en cas de trafic intense, d’accidents ou de travaux. Ces systèmes peuvent constituer une aide non négligeable, vu la difficulté éprouvée par les personnes âgées pour extraire l’information pertinente d’un environnement visuel complexe, notamment sous contrainte temporelle. • Les systèmes de détection d’obstacle peuvent permettre de se préparer à des situations à caractère difficilement prévisible. Ils présentent diverses modalités au niveau de l’interaction avec le conducteur : système d’information prévenant de l’imminence d’un obstacle, dont le message peut se transformer en message d’alerte selon le degré de l’urgence et/ou système d’assistance se substituant aux actions du conducteur dans les cas les plus critiques. De ce point de vue, il est notoire que les personnes âgées sont davantage pénalisées que les jeunes en situation d’incertitude (Stelmach & Nahon, 1993). Il a déjà été montré qu’un emplacement de la signalisation routière permettant une préparation suffisamment longue à l’événement entraîne des mouvements moins lents chez les conducteurs âgés (Winter, 1985). • Les systèmes à caméra infrarouge permettront, à plus long terme, d’accroître la visibilité par création d’images
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projetées surlignant, par exemple, le dessin de la chaussée par temps de brouillard, ce qui peut être particulièrement utile pour des personnes présentant certaines déficiences visuelles. La facilitation de la tâche, qui est l’objectif de ces systèmes, devrait se traduire par une aide particulièrement précieuse pour les conducteurs seniors. Mais l’introduction de ces nouvelles technologies, prometteuse en termes d’amélioration de la sécurité routière, va induire une importante modification de l’activité de conduite, laquelle est d’ores et déjà complexe et met en jeu des processus élaborés de traitement de l’information. L’approche ergonomique va donc avoir pour but d’optimiser les modalités d’interaction et de coopération entre le conducteur et le système embarqué. 3. Soutien ou interférence des systèmes communicants pour le conducteur âgé La tâche de conduite est fondée sur une recherche constante de l’information visuelle dans l’environnement routier. Les stratégies visuelles d’exploration sont différentes selon l’âge (Wierwille et al., 1988). Les modèles qui décrivent les processus de traitement de l’information perceptive en conduite considèrent que le canal visuel correspond à 95 % des entrées sensorielles (McKnight & Adams, 1970). S’il est impossible de quantifier réellement la proportion d’entrée visuelle, il est clair que la fonction visuelle est essentielle en situation de conduite (Henderson & Burg, 1974). Les conducteurs âgés présentent des spécificités visuelles telles que fatigue, processus d’accommodation plus longs (Hills & Burg, 1977). Dans ce contexte, l’introduction d’écrans embarqués, permettant de communiquer un certain nombre de messages au conducteur, va engendrer une réorganisation des stratégies visuelles, avec notamment des prélèvements de l’information à une distance intermédiaire, et ceci, selon une fréquence régulière de consultation. Cet environnement va engendrer une activité de surveillance qui sera plus contraignante pour les conducteurs âgés, dans la mesure où ceux-ci ont plus de difficulté à commuter d’une tâche à l’autre. Du fait de leur champ de vision diminué, ils peuvent être amenés à effectuer des mouvements de tête plus importants pour prélever l’information. De plus, la nécessité de traiter des informations supplémentaires va accroître le phénomène d’attention duale, ou attention partagée, qui correspond pour le conducteur à la nécessité de traiter simultanément plusieurs tâches à la fois. Or l’ensemble des recherches effectuées à ce jour indique que cette capacité diminue fortement avec l’âge. L’approche ergonomique s’intéressant à l’utilisabilité des systèmes embarqués par les conducteurs âgés étudie tout spécifiquement ce phénomène. L’objectif des expérimentations, effectuées de manière préférentielle en situation réelle de conduite pour des raisons de validité écologique, consiste à quantifier les durées et les fréquences de consultation des diverses sources visuelles de l’environnement, y compris celle représentée par l’écran embarqué, de manière à définir
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et comprendre les stratégies de prélèvement de l’information adoptées par le conducteur. Outre les aspects ayant des répercussions immédiates sur la sécurité routière et qui sont liés aux durées de consultation visuelle induites par la présence du système dans l’habitacle, cette approche permet également une investigation sur les processus attentionnels et décisionnels, de nature plus cognitive, qui sont développés par le conducteur dans des contextes définis. Par ailleurs, la contrainte temporelle liée à la gestion de la tâche de conduite est élevée, notamment dans les situations critiques, ce qui pénalise plus fortement des individus qui ont besoin d’un laps de temps plus important, lié par exemple au processus de prise de décision d’une action appropriée. Toute assistance permettant une anticipation des événements à venir sera donc d’autant plus bénéfique pour la population de conducteurs seniors. Ainsi, l’efficacité, ou au contraire les conséquences négatives de l’implantation de ces systèmes dépendront de leur fiabilité et de l’adéquation entre leur interface et les caractéristiques fonctionnelles des conducteurs (Pauzié, 1995b). De ce point de vue, on est conduit à s’interroger sur les effets éventuellement pervers de la création d’un nouveau contexte caractérisé par la nécessité pour le conducteur de gérer une source supplémentaire d’information, surtout lorsqu’on considère le cas de la population des conducteurs âgés. Les systèmes présenteront des exigences de type : • perception et compréhension de messages ; • gestion simultanée des informations intravéhiculaires et de l’activité de conduite en tant que telle, avec pour conséquence, notamment, des phénomènes de partage de l’attention ; • manipulation de touches de contrôle et de commande permettant le dialogue avec le système. Tout système susceptible de surprendre le conducteur, par l’émission intempestive de messages, ou par des difficultés de prise d’information et de partage attentionnel doit être sérieusement étudié. Il va donc s’agir de prévoir et de définir les difficultés rencontrées par la population âgée, de quantifier ses besoins, d’intervenir par une ergonomie de conception des systèmes à même de satisfaire aux exigences d’utilisation identifiées. Compte tenu de ses capacités fonctionnelles, la population senior peut par exemple se trouver en situation limite d’utilisation des systèmes, du fait d’une lisibilité, d’une audibilité, ou d’un mode de dialogue trop exigeants. C’est pourquoi un support sous forme d’aide à la vision ou d’aide à la décision, conçu en prenant en considération certaines déficiences fonctionnelles propres, pourra faciliter à cette population l’appréhension de l’environnement routier et la gestion de situations conflictuelles. La priorité de cette prise en compte spécifique est étayée par au moins deux arguments : l’accroissement prévisible du ratio des personnes âgées en tant que conducteurs et le fait qu’une amélioration de conception établie au regard de leur spécificité fonctionnelle s’avère, dans la plupart des cas, bénéfique pour le reste de la population (améliorer la lisibi-
lité et/ou l’intelligibilité des messages, réduire la contrainte temporelle d’utilisation, faciliter les prises de décision, réduire l’interférence en situation d’attention partagée...). 4. La démarche en ergonomie 4.1. Principe de la démarche L’objectif de l’ergonome est de se donner les moyens, au travers d’une activité de recherche continue, d’apporter aux divers acteurs du domaine du transport les éléments qui leur permettront de développer les systèmes d’information et d’assistance répondant aux exigences de sécurité et de confort des conducteurs sans exclusion aucune. Cette démarche consiste à élaborer et à structurer des connaissances en ergonomie utilisables par les concepteurs et constructeurs, notamment en développant des outils d’aide à la conception et à l’évaluation. De fait, il est important que l’intervention ergonomique soit faite à divers stades du processus de conception de ces systèmes, depuis la définition de concepts technologiques jusqu’à l’évaluation de systèmes opérationnels, en passant par les spécifications au cours du processus itératif de conception (Fig. 2). Outre l’optimisation de l’utilisation de ces systèmes par l’ensemble de la population, cette démarche peut permettre un accroissement de la compétitivité de produits industriels, du fait d’une réflexion, intervenant précocement, dès les premières étapes de conception, sur l’adéquation entre le produit et les besoins, les attentes et les capacités fonctionnelles des futurs utilisateurs. Comme l’indique la Fig. 2, la clé de voûte de la démarche en ergonomie repose sur la connaissance des utilisateurs en termes de capacités fonctionnelles et de besoins, resituée dans un contexte donné. Le paragraphe suivant décrit les approches développées pour mieux connaître la spécificité des conducteurs âgés et injecter cette connaissance dans les processus de conception (par exemple, recommandations ergonomiques) et d’évaluation (par exemple, critères d’évaluation) des nouvelles technologies de communication en cours de développement ou déjà sur le marché.
Fig. 2. Modalités d’intervention de l’ergonomie dans les processus itératifs . conception et d’évaluation des systèmes dans le transport. de
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4.2. Meilleure connaissance des capacités fonctionnelles des personnes âgées Dans le principe même de la démarche ergonomique, il est fondamental de connaître les capacités fonctionnelles et les besoins de la population utilisatrice, de manière à bâtir certaines règles de conception fondées sur ces données. La recherche effectuée va donc consister à mener des expérimentations en laboratoire, sur simulateur de conduite ou en situation réelle pour mieux connaître les caractéristiques fonctionnelles des personnes âgées. 4.2.1. Analyse des processus perceptivo-cognitifs en laboratoire En ce qui concerne les aspects visuo-attentionnels, une des études effectuées en laboratoire a montré que les capacités de détection de cibles excentrées varient en fonction de la complexité de la tâche centrale et du degré d’excentricité de l’apparition des cibles (Fig. 3). L’excentricité de la cible entraîne des non-détections en nombre plus important chez l’individu âgé par rapport à l’individu jeune, phénomène d’autant plus prononcé que l’ouverture angulaire d’excentricité est élevée. L’intérêt d’un tel résultat est évident, lorsqu’on le resitue dans le contexte d’affichage visuel de messages dans l’habitacle automobile. Cette étude a permis également de montrer que le partage attentionnel entre tâche centrale et tâche périphérique est considéré par les personnes âgées comme d’autant plus difficile que la complexité de la tâche centrale augmente. 4.2.2. Analyse du comportement en situation réelle L’analyse du comportement du conducteur en situation est une méthode privilégiée, tant elle est riche d’enseignement. Elle peut se faire sur simulateur de conduite, permettant ainsi une homogénéité interindividuelle des conditions expérimentales qui facilite les interprétations des relations entre comportement et caractéristiques du contexte. L’éternelle
Fig. 3. Erreurs d’omission en relation avec l’excentricité d’apparition du stimulus. D’après (Pauzié et Gabaude, 1998).
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question liée à ce mode d’investigation porte sur la validité des données et des conclusions qu’on en tire par rapport à la réalité du comportement d’un conducteur sur un réseau routier, objectif final de toute étude. Le simulateur de conduite peut néanmoins constituer un outil très intéressant permettant d’élaborer des hypothèses de travail lors d’études préliminaires, à valider ultérieurement sur le terrain, ou bien pour effectuer des analyses sur des comportements qu’il serait impensable de tester en situation réelle pour des raisons de responsabilité et de sécurité. L’approche en situation réelle permet de quantifier de manière relativement précise et objective (autant que faire se peut) les difficultés rencontrées par les conducteurs dans un contexte réaliste (nombre d’erreurs dans la tâche de conduite, laps de temps pour l’obtention d’un type d’information, verbalisations spontanées, déviations de trajectoire du véhicule automobile...), de caractériser les modalités de recherche de l’information (analyse des stratégies visuelles en termes de durée et de fréquence de regards sur des sources informationnelles identifiées, nombre et type d’actions pour obtenir une information...) ainsi que la performance effective dans un contexte donné (efficacité de l’action...). La notion de quantification des stratégies visuelles est d’ailleurs un des critères utilisés par le groupe ISO TC22SC13WG8, chargé d’établir un cahier des charges normatif relatif aux interfaces conducteur/système embarqué. Mis à part un certain nombre de capteurs sur le véhicule, les outils utilisés lors de ces expérimentations en situation réelle sont essentiellement des enregistrements video en quadravision — quatre caméras miniatures permettent quatre prises de vue synchronisées (Fig. 4), l’emplacement des caméras étant lié au contexte et à l’objectif recherché —, quelquefois accompagnés d’enregistrements audio. Il faut noter que cette approche présente également des inconvénients, dans la mesure où le contexte n’est pas contrôlé ou très peu, ce qui crée ainsi une difficulté d’interprétation de certains résultats obtenus.
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Fig. 4. Prise de vue en quadravision.
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4.2.3. Lisibilité de l’information affıchée sur écran Dans le cadre d’une expérimentation sur la capacité de lecture d’informations textuelles affichées sur un écran monté sur le tableau de bord d’un véhicule, une analyse approfondie des stratégies visuelles des conducteurs en situation réelle de conduite a été effectuée. Pour cela, on a enregistré les fréquences de regard vis-à-vis de l’écran, ainsi que les durées de consultation de l’affichage, ceci pour des tailles de caractères ayant deux valeurs possibles (ouvertures angulaires de vision de 23,8° pour les petits caractères et 36,5° pour les grands), les mots affichés ayant diverses longueurs et diverses significations (Pauzié, 2001a). L’analyse de la fréquence des regards indique une remarquable constance, quelle que soit la taille du caractère et l’âge du conducteur, même si le conducteur âgé consulte l’écran légèrement plus souvent, mais cette tendance est non significative (Fig. 5). À l’inverse, la durée des regards est quant à elle particulièrement révélatrice des modes opératoires et des difficultés rencontrées par le groupe des conducteurs âgés : la petite taille des caractères (ouverture angulaire de 23,8°) oblige la personne âgée à regarder plus longtemps l’écran pour pouvoir lire le message textuel et cette différence est significative. Cette différence liée à l’âge disparaît cependant dès lors que la taille des caractères est plus élevée (ouverture angulaire de 36,5°) (Fig. 6). Ce résultat indique qu’une lisibilité optimisée permet aux personnes âgées d’avoir des performances semblables aux plus jeunes, alors qu’une situation plus difficile, en l’occurrence des caractères plus petits, met cette population en situation limite et entraîne une nette détérioration de sa performance. 4.2.4. Ergonomie des informations de guidage et de navigation Les expérimentations en situation réelle de divers systèmes d’aide au guidage et à la navigation ont montré l’intérêt et l’efficacité de ce type d’assistance pour les conducteurs,
Fig. 5. Fréquence de regard moyenne en fonction de l’âge et de la taille du caractère affiché, représentée par l’ouverture angulaire mesurée au niveau de l’œil. D’après (Pauzié, 2001a).
Fig. 6. Durée de regard moyenne en fonction de l’âge et de la taille du caractère affiché, représentée par l’ouverture angulaire mesurée au niveau de l’œil. (Pauzié, 2001a).
tous âges confondus. Des modalités claires de présentation de l’information, sous forme de flèches de guidage présentant un bon contraste, affichées avant chaque intersection et accompagnées de l’information auditive correspondante, se révèlent efficaces pour guider les conducteurs en situation, jeunes aussi bien qu’âgés (Pauzié, 1998). Les conducteurs âgés, soucieux d’obtenir des informations de confirmation, ont tendance à utiliser à la fois les messages visuels et les messages auditifs, alors que les jeunes, dans de nombreux cas, gèrent leurs actions à partir des seules informations auditives (Pauzié, 1995a). Contrairement aux instructions de guidage présentées sous forme de flèche, des informations de guidage présentées sous la forme d’une carte électronique complexe, avec le trajet surligné, s’avèrent en revanche difficiles d’utilisation et ce, d’autant plus que les conducteurs sont âgés (Pauzié & Forzy, 1996). Ce résultat confirme le constat précédent, c’est-à-dire que la différence dans la performance entre jeunes et âgés est faible pour les situations simples, l’écart se creusant pour des situations plus complexes. 4.2.5. Évaluation de la charge mentale du conducteur Si l’analyse du comportement en situation réelle est riche d’enseignement, elle ne fournit cependant pas d’information sur le coût de l’activité pour le conducteur. Pour cela il est très intéressant de comparer les stratégies visuelles requises pour la prise d’information de divers messages sur écran embarqué, de manière à identifier ceux qui, nécessitant les consultations les plus longues, sont à l’origine d’un détournement du regard plus prolongé de l’environnement routier et des éventuels événements qui peuvent survenir. Dans le cas de durées considérées comme non accidentogènes — car dans une plage de temps non critique (même s’il est toujours possible de débattre de cette valeur, il est question d’une durée seuil de deux secondes, d’après Zwahlen et al., 1988) —, les critères d’efficacité d’un message seront également
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liés à son utilisation par le conducteur. En d’autres termes, un message qui nécessite une consultation légèrement plus longue qu’un autre, mais dont le contenu permettra une gestion améliorée de la tâche de conduite, c’est-à-dire un coût ultérieur moindre pour le conducteur, sera préférable à un message rapidement lu, mais peu utile. L’évaluation de la charge mentale a toujours été et est encore un thème de recherche ardu, car, malgré la foison des outils d’investigation possibles (paramètres éléctrophysiologiques, mise en place de gestion de double tâche, évaluation subjective...), cette quantification du coût de l’activité reste difficile à évaluer de manière légère, peu coûteuse et pourtant satisfaisante. Cette valeur est très variable, car elle dépend, en plus des caractéristiques liées à la nature de la tâche elle-même, de facteurs propres à l’utilisateur, comme par exemple le degré d’automatisation des connaissances activées par celui-ci dans un contexte donné. L’évaluation subjective nous a paru être une voie intéressante, dans la mesure où elle permet une évaluation globale d’une situation, par comparaison avec une situation de référence. Le NASA-TLX (Task load index), créé comme son nom l’indique par la NASA, a été largement utilisé dans cet objectif dans le monde entier, principalement dans le domaine aéronautique. Le calcul de sa valeur s’établit à partir d’un questionnaire où l’utilisateur est invité à auto-évaluer divers aspects des exigences d’une tâche qu’il vient d’effectuer, une démarche identique étant suivie au cours d’une situation de référence. Le principe de calcul du NASA-TLX, avec l’utilisation notamment de coefficients de correction, nous a semblé pertinent, mais les facteurs sélectionnés relevaient bien entendu d’une activité de pilotage plutôt que de conduite d’un véhicule. L’outil a donc été adapté et baptisé DALI (Driving Activity Load Index), (Pauzié et Pachiaudi, 1997). Cette méthode a permis, en association avec d’autres critères comportementaux, d’évaluer l’utilisabilité de divers types de systèmes de guidage et de navigation, ainsi que celle du téléphone mobile. 5. Recommandations ergonomiques de conception De manière à accroître l’impact des recherches en ergonomie dans le monde des concepteurs, une base sur CD Rom a été conçue (Forzy et al., 2001) pour faciliter l’accès à l’ensemble des connaissances sur les critères de conception des systèmes communicants, en intégrant les besoins de la population âgée (Fig. 7). La difficulté dans l’élaboration de préconisations est liée à plusieurs facteurs essentiels : • l’importante hétérogénéité de la population de conducteurs, en termes de capacités fonctionnelles, de motivations de déplacement, de styles de conduite et d’expériences, avec une forte interaction entre ces divers paramètres, qui font que l’élaboration des recommandations de conception est délicate, puisqu’elle doit satisfaire au plus grand nombre, si ce n’est à l’ensemble des besoins identifiés de la population des conducteurs ;
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Fig. 7. Exemple d’une page écran du CD Rom présentant une recommandation pour l’affichage des informations de guidage. Une expérimentation en situation réelle a indiqué que la schématisation du tracé de la route (à gauche) améliore les capacités de prise de décision du conducteur par rapport à un simple affichage hors contexte (à droite), même si l’affichage a un contraste correct.
• l’innovation constante de la technologie, qui entraîne une évolution et une adaptation des recommandations ergonomiques en conséquence ; • l’adaptation de la formulation des recommandations ergonomiques et de leur mode d’accès pour correspondre aux modalités de conception, très diversifiées d’un concepteur à l’autre. L’ensemble des recommandations ergonomiques élaborées au cours des diverses évaluations de systèmes doit tenir compte de la spécificité fonctionnelle et des besoins des personnes âgées. Cela peut se traduire au niveau des modes de communication de l’information (prévoir, par exemple, un mode de réglage du volume sonore ou de la qualité du contraste) et également en termes de fonctions offertes par le système (par exemple, pour les systèmes de guidage et de navigation, proposer comme choix optionnel au conducteur, non seulement les trajets les plus courts et les plus rapides, mais également les trajets qui n’incluent pas l’utilisation de l’autoroute, réseau que les conducteurs âgés évitent généralement).
6. Conclusion Dans le contexte de la conception de systèmes pour la population de conducteurs âgés, l’ensemble des résultats permet d’établir deux constats : d’une part la décomplexification de la tâche permet de diminuer les différences de performance entre jeunes et âgés, d’autre part l’optimisation de l’utilisation de systèmes embarqués (meilleure lisibilité et intelligibilité de l’information, dialogue simplifié), établie à partir des capacités fonctionnelles des conducteurs âgés, s’avère être généralement bénéfique pour le reste de la population d’utilisateurs. Ces investigations indiquent également que les personnes âgées n’éprouvent pas a priori de sentiment de rejet à l’égard des nouvelles technologies d’information et d’assistance
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(Pauzié, 2001b) et ce, d’autant moins bien entendu que le système offre une interaction simplifiée à l’utilisateur, même s’il est très complexe d’un point de vue technique (cas par exemple d’un système à reconnaissance vocale en langage naturel sans apprentissage préalable). Pour cela l’ergonomie de ces nouvelles technologies doit être étudiée, du point de vue de leur acceptabilité, leur utilisabilité et leur sécurité, en prenant tout particulièrement en compte la spécificité des conducteurs âgés qui ne doivent pas être marginalisés. La forte hétérogénéité de leur population rend complexe cette nécessaire approche. Compte tenu des connaissances actuelles, les conséquences en termes de sécurité routière de l’implantation de ces nouvelles technologies d’information et de communication et leurs modalités d’appropriation par la population âgée restent incertaines, pouvant aboutir au meilleur comme au pire. Le constant souci de l’ergonome vise à infléchir l’évolution dans un sens positif, en poursuivant une démarche sans complaisance vis-à-vis de la conception, de l’évaluation et de la diffusion de ces systèmes. L’évolution de nos sociétés fait que les conducteurs âgés d’aujourd’hui diffèrent de ceux du passé, comme ils différeront de ceux de la population future. Notamment, un rapport récent indique que de 1974 à 1986, ce groupe voit diminuer sa surreprésentation dans les accidents (Stutts et al., 1989). Les cohortes futures auront certainement une plus grande expérience de conduite, mais feront également preuve d’un style de vie qui pourrait avoir des implications importantes, pour l’instant difficiles à prévoir. Cet effet de cohorte oblige à rester vigilant vis-à-vis des résultats concernant l’acceptabilité et l’appropriation des systèmes embarqués par la population âgée, dans la mesure où ce phénomène est en constante évolution.
Abridged version
1. Research issues The current extremely rapid development of communications and information technology is having a significant impact in France and abroad, particularly in the area of transport. In addition, the number of older drivers is increasing, both as a result of demographic changes and changes in habits due to generational effects (car use has become extremely widespread in recent decades). Ergonomics is therefore going to become increasingly involved in working on ways of integrating older people within this changing context. In view of the law and travel needs it is necessary to establish ways of designing specifically adapted informative and co-operative systems which do not exclude this section of the population, and which may even assist them.
2. The functionalities provided by communications systems The communicating systems that are installed in motor vehicles are designed to increase occupant comfort and safety. On the basis of the actions they perform they fall into two distinct groups: information systems which offer a variety of driving assistance functionalities in the form of messages intended for the driver but which leave the driver completely free to act in accordance with the messages or not, and assistance systems which intervene in a more or less active manner in vehicle control in an emergency or in specific situations.
3. Support or interference: communicating systems and older drivers Generally speaking, the assistance in the driving task provided by these systems is particularly valuable for the elderly population. This is because the management of the driving task involves severe temporal constraints, in particular in critical situations, which penalizes individuals for whom the decision making process for a given action takes longer. However, the introduction of these new technologies will lead to a major modification in the driving activity, which is already a complex one that involves complex information processing. Thus, the effectiveness, or adverse consequences, of these systems will depend on their reliability and the match between their interface and the functional characteristics of drivers. There are at least two reasons for taking specific account of this group; first, it is foreseeable that older drivers will account for a higher percentage of drivers on the road and second, in most cases an improvement of design to suit their functional characteristics also benefits the rest of the population (making messages more legible and comprehensible, easing the temporal constraint for use, facilitating decision-making, reducing interference in an attention sharing situation, etc.).
4. Ergonomic research 4.1. The principles of the ergonomic approach The ergonomic approach is based on knowledge of the functional capacities and the needs of drivers in a given situation. Our work has aimed to provide a better understanding of the specific characteristics of older drivers, with a view to using this knowledge in the design (for example via ergonomic recommendations) and evaluation (for example via evaluation criteria) of new communication technologies which are in the process of being developed or which are already on the market.
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4.2. Our experimental evaluation of the functional capacities of older persons 4.2.1. Legibility of the information displayed on a screen We have conducted an experiment to investigate the ability to read textual information displayed on a screen mounted on the vehicle dashboard. This involved an in-depth analysis of drivers’ visual strategies under real driving conditions, in terms how frequently they glance at the screen and the length of time they look at the display for two character sizes and words of different lengths and meanings. Although older drivers look at the screen a little more often, our analysis has shown that glance frequency remains remarkably unaffected by driver age, irrespective of the character size. In contrast, glance duration is linked to character size. With small character sizes, older people need look at the screen for a significantly longer period in order to read the text message than younger people. This age-related difference disappears with a larger character size. Therefore, if legibility is optimized, older people’s performance is similar to that of younger people, while a more difficult situation, in this case smaller characters, pushes this population to its limits and considerably impairs their performance. 4.2.2. Evaluating the driver’s mental load Although we can draw many lessons from an analysis of behaviour under real conditions, it does not provide any information on the cost of the activity for the driver. For example, it is very interesting to compare the visual strategies required to gather information from various messages displayed on an in-vehicle screen in order to identify those that require longer glances — with the result that the driver’s glance is turned away from the road and events that may be happening on it. Furthermore, for durations which do not exceed the critical time and which are therefore not considered likely to cause an accident, message effectiveness can be assessed on the basis of the use to which the message is put. In other terms, a message which needs to be looked at slightly longer than another, but which contains information that may improve management of the driving task, i.e. that will result in a subsequent lower cost to the driver, will be considered preferable to a rapidly read message that is of little use. By assessing the driver’s mental load it is possible to evaluate this cost. The subjective evaluation method struck us as being an interesting approach, in that it provides an overall assessment of a situation, as compared with a reference situation, in this case driving without any communication system. DALI (Driving Activity Load Index) is one method that uses the same computation principle as NASA-TLX, which is widely used in avionics and which has been modified for motor vehicles and the population of drivers. This method, with certain other behavioural criteria, has been used to evaluate the usability of various types of guidance and navigation system, as well as mobile telephones.
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5. Ergonomic design recommendations One of the outcomes of this work is that it has enabled us to develop ergonomic design recommendations for these new technologies which take account of the needs of the elderly population. It is important to note that these recommendations are so complex for three principal reasons: • the population of drivers is highly heterogeneous in terms of their functional capacities, reasons for travelling, driving practices and experience and there is considerable interaction between these parameters. This makes it difficult to develop design recommendations as they must be suitable for as many of the population of drivers as possible, if not all of them; • technological innovation is taking place all the time, and recommendations must be modified in the light of this; • the drafting of and mode of access to the ergonomic recommendations must be compatible with the highly varied nature of the design process. 6. Conclusion With regard to the design of systems for older drivers, two main points arise from our results. First, reducing the complexity of the driving task reduces the performance differential between young people and the elderly. Second, optimizing in-vehicle systems (improving the legibility and intelligibility of information, simplifying dialogue) with regard to the functional capacities of older drivers generally also benefits the rest of the user population too. Our investigations also show that elderly people do not automatically reject new technology that provides information and assistance, in particular if interaction between the user and the system is straightforward. This acceptance extends even to systems that are easy to use in spite of their technologically highly complex as long as they are easy to use (for example a voice recognition system that uses natural language and requires no preliminary training). However, special attention must be given to the ergonomics of the new technology (acceptability, usability, safety), taking account of the specific characteristics of older drivers to ensure they are not marginalized. The considerable variation among this population makes this complex, but it is nevertheless necessary. With our current state of knowledge, the consequences in road safety terms of installing these new information and communication technologies, and their acceptance by the elderly population are still uncertain: they may either be very good or very bad. Ergonomics is constantly attempting to ensure that change is positive by adopting an critical examination of the design, the evaluation and the dissemination of these systems. Social changes mean that today’s older drivers differ from those of the past and those of the future. Thus, a recent report states that between 1974 and 1986 the over-representation of this group in accident statistics diminished (Stutts et al.,
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1989). Future cohorts will certainly be more experienced drivers, but will also have a lifestyle that may have important implications which are at present hard to foresee. This cohort effect means that we must be cautious about our findings as regards old people’s acceptance and adoption of in-vehicle systems as the situation is constantly changing. Références Ball, K., Owsley, C., Stalvey, B., Roenker, D.L., Sloane, M.E., Graves, M., 1998. Driving avoidance and functional impairment in older drivers. Accident Analysis & Prevention 30, 313–322. Beers, J., Case, H.W., Hulbert, S., 1970. Driving abilities as affected by age. California Division of Highways, Institute of Transportation and Traffic Engineering Report 70-18. Hakamies-Blomqvist, L., 1996. Research on older drivers: a review. Journal of International Association of Traffic and Safety Sciences 20, 91–101. Henderson, R.L., Burg, A., 1974. Vision and audition in driving. Systems Development Corporation Report, Santa Monica, Californie, États-Unis. Hills, B.L., Burg, A., 1977. A reanalysis of California driver vision data: General findings. Transport and Road Research Laboratory Report, Crowthorne, Grande-Bretagne. McKnight, A.J., Adams, B., 1970. Task description. DOT technical report HS800-367, Washington DC, États-Unis. Driver education task analysis, Vol. 1. Forzy, J.-F., Nathan, F., Pauzié, A., 2001. Développement d’une base interactive de critères ergonomiques pour la conception. Journée spécialisée Ergonomie et sécurité des systèmes communicants dans le véhicule. Actes INRETS 75, 113–117. OCDE, 2001. Ageing and Transport, Mobility Needs and Safety Issues. Rapport OCDE, Paris. Pauzié, A., 1995. Les systèmes d’aide à la conduite : assistance effective ou perturbation potentielle pour le futur conducteur âgé. Le Travail Humain 58 (2), 131–149. Pauzié, A., 1995. Les conducteurs âgés face aux nouvelles technologies : Conséquences pour l’ergonomie des systèmes d’aide à la conduite. In: Marquié, J.-C., Paumes-Cau-Bareille, D., Volkoff, S. (Eds.), Travailler au fil de l’âge. Octares, pp. 377–390. Pauzié, A., 1998. Visual capacities and elderly drivers. In: Marquié, J.-C., Paumes-Cau-Bareille, D., Volkoff, S. (Eds.), Working with age. Taylor & Francis, pp. 205–208.
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