1-Interaction Humains-Machines 2-Présentation du module IHM Cours 1 1-Interaction Humains-Machines 2-Présentation du module M2-EIAH/DU-TICE, Paris 6 Elisabeth.Delozanne@upmc.fr http://www.lutes.upmc.fr/delozanne/2008-2009/M2-P6-EIAH-Accueil.htm

Cours 1 : IHM ? IHM ? Présentation du module Définition, Évolution Concepts fondamentaux Interaction graphique, Conception centrée-utilisateur Les clés du succès Références Présentation du module Enjeux, Objectifs de la formation Déroulement, cours, TD, mini- projet TD1 : présentation du projet

Qui suis-je ? Maître de Conférences Informatique Paris 6 (sept. 2007) Enseignante IHM, Algorithmique, POO, TICE, Math Paris 5, IUFM de Créteil, IUP Univ. du Mans, Secondaire Chercheure Aida Thèse en 1992 (Université du Maine) Centres d’intérêts EIAH (Projets Élise, Repères, Pépite, Lingot) Intégration des technologies pour l’éducation et la formation Conception participative et le prototypage Congé pour recherches : Univ. Sydney, Télé-Univ. du Québec

Évolution de l’informatique Satisfaire les besoins des utilisateurs Difficile : les humains et leurs activités sont complexes Importance de l’interface point de vue des usagers : Pour l’utilisateur le produit c’est l’interface (J. Raskin [1]) point de vue du projet informatique Entre 50 et 90 % du temps de développement d’un logiciel point de vue social et commercial Une mauvaise interface coûte De l’argent + 5 % de satisfaction => + 85 % de hausse (Landay) Des vies Accident du mont Saint-Odile

Quelles dates ? SketchPad, Interface graphique MarkI, programmée en binaire iMac Opérateur sur console Stretch StarXerox, Whysiwyg Macintosh

Quelles dates ? 1955 1963 1948 actuel 1955 1981 1984

Évolution de l'informatique 1970 : Marché en expansion, produire plus, traitement de masse, machine centralisée, informatisation des postes d'employés Automatisation des tâches manuelles, Informatique des gros systèmes 1980 : Crise, concurrence accrue, informatisation des postes de travail administratifs puis des postes de travail des cadres et décideurs, ordinateurs personnels, consommateurs exigeants, Informatique outil (bureautique, gestion), Informatique de décision, de conception, recherche d’information 1990 : Internationalisation des marchés et des entreprises, Web, informatique de coopération, de communication Informatique de communication 2000 : Informatique nomade, vestimentaire, disséminée, invisible, pervasive, ubiquitaire (UbiComp) 1980-85 : - amélioration de la productivité - informatisation, nouvelles modalités d'utilisation, ex : pilotage d'airbus, cao, eao - apparition d'outils nouveaux sans tâches manuelles pré-existantes • 90 : automatisation ou informatisation remplacée par collaboration ou coopération - Machines assistant un ou des humains dans l’exercice d’un métier,dans une activité, dans la vie quotidienne et de co-évolution des machines et de l’activité, co-adaptation des machines et des hommes - qu’automatisation 2000 : informatique nomade ? Téléphone, télévision, etc… Pervasive (du latin pervadere, envahir partout), sans couture, sensible au contexte, vestimentaire etc.

Conséquence Importance croissante et donc de la prise en compte des utilisateurs et donc de l’ interface et de l’ interaction

Prise en compte de l’utilisateur Approche technocentrique centrée sur la machine et ses possibilités l’utilisateur doit s’adapter à la machine Approche anthropocentrique centrée sur l’homme et ses besoins la machine doit s’adapter à l’utilisateur Approche instrumentale Co-adaptation des machines et des humains L'approche "technocentriste" est remplacée par une approche "anthropocentrique" Approche technocentriste : centrée sur le système, l'utilisateur doit s'adapter à la machine Approche facteurs humains : pour que les machines soient efficaces il faut tenir compte des « erreurs humaines » et les éviter (approche « utilisateur idiot du village »), il faut tenir compte de l’utilisabilité dans l'usage Approche anthropocentrée : conception centrée sur les humains ; les machines assistent les humains dans leurs activité ; on parle des acteurs humains Approche antrhropotechnologique (Dourish), instrumentale (Rabardel 1995) : les machines évoluent en fonction des technologies mais aussi en fonction des usages (instrumentation) et réciproquement les machines font évoluer l’activité humaine et même, l'homme cognitif, émotionnel, social, culturel est changé par la machine (instrumentation). Maintenant plutôt

Évolution de la notion d'interface élargissement des problématiques parallèle à l'évolution technique « conviviale », « utilisable », facile à comprendre et à utiliser élément structurant les systèmes d ’informations écran de texte et clavier interface dispositif matériel, échange d'information, codage/décodage interfaces graphiques utilisateur, tâche, facteurs humains, langage multimédia, capteurs, reconnaissance vocale, usager, activité, acteurs humains, communication papier électronique, tableau ou bureau interactif, médiaspace travail coopératif, machines comme élément d'un espace interactif informatique vestimentaire, réalité augmentée/ virtuelle, ordinateur évanescent, interface tangible/ sans couture

Concepts de base des interfaces graphiques WIMPS : Windows, Icons, Menus, Pointers  WYSIWIG (What You See Is What You Get) : contrôle à l'utilisateur Manipulation directe souris, visualisation immédiate du résultat de la manipulation apprentissage rapide, efficace aussi pour les experts limite les efforts de mémorisation permet l'expérimentation (vérification immédiate, réversibilité)  Métaphore : rôle est de transférer sur un nouveau contexte une perception existante (ou supposée) chez l'utilisateur, et ce tant au niveau des objets que des opérations ou des règles de manipulation « La métaphore du bureau » autre : tableau de bord, navigation, feuille de calcul

IHM un domaine de l’informatique qui s’intéresse à la conception à l’évaluation des logiciels interactifs et de leurs interfaces qui s’appuie sur des connaissances en sciences humaines et sociales : psychologie, sociologie, ergonomie en informatique qui met au point des méthodes des techniques des outils

Orientation du module IHM Sujet : Formation aux méthodes et techniques d’évaluation et de conception des logiciels interactifs 3 grandes catégories d’objets d’étude : Humain : Les utilisateurs finaux, les autres membres de l’organisation Leurs tâches, leurs besoins, leurs difficultés Machines Des (matériels et) logiciels Avec des contraintes techniques et matérielles Interaction : Boucle Les utilisateurs expriment ce qu’ils veulent faire Le logiciel interprète, exécute et communique des résultats Focalisation : H de IHM

1970 : Interface Homme/Machine IHM ? 1970 : Interface Homme/Machine Apparition des interfaces graphiques Informatique personnelle 1980 : Interaction Homme/Machine Informatique outil 1990 : Interactions Humains-Machines TIC : informatique de communication 2000 : I. des Humains avec des Mondes Informatique disséminée, vestimentaire, invisible, réalité virtuelle, réalité augmentée, réalité mixte, interfaces tangibles

Interface homme – machine IHM Interface homme – machine Dispositif matériel et logiciel lié à une application Interaction homme – machine Relations entre l’humain et la machine par l’interface Les termes sont à peu près synonymes et souvent employés l’un pour l’autre. Subtiles nuances. Termes voisins : Interaction Personne/systèmes (politiquement correct), Communication Homme/Machine : domaine qui s’intéresse aux dispositifs liés à l’utilisation de plusieurs canaux sensoriels, inclus des travaux de traitement du signal, parole, dialogue etc.

Qui construit des interfaces ? Une équipe Pourquoi ? Idéalement Graphistes Spécialistes de l’interaction Ergonomes Marketing Rédacteurs techniques Ingénieurs spécialisés dans les tests Développeurs Informatiques Utilisateurs

Reproches aux informaticiens Les concepteurs informaticiens se centrent uniquement sur le fonctionnement du système traitent l’interface en dernier pensent que tous les utilisateurs leur ressemblent ne sont pas formés à l’analyse de besoins, à travailler avec des utilisateurs ne comprennent pas que les besoins évoluent au cours de conception

Avertissement aux informaticiens L’interface est la seule chose que l’usager connaît du système que vous concevez Concevoir l’interaction des usagers avec le système N’ est pas une opération cosmétique chargée de mettre en final l’application au goût du jour C’ est une étape centrale dans le processus de conception d’un logiciel

Interactions Humains/machines la conception, l'évaluation et l'implémentation des systèmes informatiques interactifs et l'étude des principaux phénomènes qui les entourent. (Hewett, 92) la conception de systèmes informatiques qui permettent aux utilisateurs de mener leurs activités de façon productive et sûre. (Preece et al, 94) [6] concerne la compréhension et la création de logiciels et d’autres dispositifs technologiques que les gens vont avoir envie d’utiliser et même plaisir à utiliser, qu’ils vont pouvoir utiliser et qu’ils vont trouver efficaces quand ils les utiliseront (Caroll 2001, 2004) [7] HCI = design, prototyping, evaluation &implementation of UI (J. Landay 2002)[3]

Performance du couple « Homme »/Machine [8] Tiré de [« A guide to usability » 1993] Maintenant on pense plus support à l’activité, à la communication et interaction avec de l’informatique disséminée, invisible…. Et donc on met humains et machines au pluriel

Utilisateur, usager, acteur, stakeholder utilise une application et doit s’en contenter Usager : a un besoin que le logiciel doit satisfaire s’attend à un service que le logiciel doit lui rendre a des droits que le logiciel doit respecter Acteur : est engagé dans une activité dont il est responsable vis-à-vis d’une organisation sociale le logiciel est un partenaire pour l’épauler dans cette activité « Stakeholdeur » : parties prenantes Utilisateur primaire, secondaire, périphérique

IHM ? Point de vue ergonomique Tâche, activité Conception Humains Technologie Organisation et environnement social Chacun des facteurs influence les autres

Pourquoi étudier l’IHM ? Économiques 50 à 90 % des coûts de développement pour les d’applications interactives Sociales des gens qui sont différents de vous utiliseront vos logiciels des interfaces mal conçues coûtent cher Scientifiques et techniques Les interfaces utilisateurs sont difficiles à mettre au point Les gens sont imprévisibles Existence de techniques, méthodes et démarches rigoureuses Professionnelles Vous aurez à travailler pour des entreprises qui font des logiciels pour des utilisateurs, pas seulement pour des machines

En tant que concepteur… Retenez que Ce n’est pas à l’utilisateur de s’adapter à vos idées, certes géniales Mais c’est au concepteur de s’adapter à l’activité de l’utilisateur Pour cela il y a Des sciences (humaines) : ergonomie (des logiciels), psychologie, sociologie Des méthodes : conception centrée utilisateur Des techniques : entretiens, incidents critiques etc. La SELF (Société d'Ergonomie de Langue Française) définit l'ergonomie comme : « la mise en œuvre de connaissances scientifiques relatives à l'homme et nécessaires pour concevoir des outils, des machines et des dispositifs qui puissent être utilisés par le plus grand nombre avec le maximum de confort, de sécurité et d'efficacité. »

Conception centrée utilisateurs Terme inventé par D. Norman en 1986 [10] Norme ISO 13407 : 5 principes analyse des besoins des utilisateurs, de leurs tâches et de leur contexte de travail participation active de ces utilisateurs à la conception répartition appropriée des fonctions entre les utilisateurs et la technologie démarche itérative de conception intervention d'une équipe de conception multi-disciplinaire

Les clés du succès Cycle de conception Conception centrée usager L’analyse des tâches et les analyses en contexte de travail usuel Le prototypage rapide L’évaluation constante Conception itérative La qualité de la programmation (cours de James Landay)

Cycle de conception Conception Analyse Évaluation Développement Participation des utilisateurs Ergonomie Évaluation Développement Études utilsateurs Prototypage

Conception centrée usager Connais tes usagers ! Classes d’utilisateurs Créer des personnages Leurs compétences Visuelles, tactiles, manipulatrices Métiers Connaissances du domaine Leur contexte Maintenir des usagers dans l’équipe de conception tout au long du projet

Comment ? Analyse de tâches, analyses en contexte Observer les pratiques usuelles de travail Routinières Exceptionnelles Situations de stress Créer des scénarios d’utilisation réelle Tester les idées nouvelles avant de développer un logiciel

Évaluation Tester avec des usagers réels Construire des modèles Pour les modèles et les maquettes, utiliser des techniques d’évaluation « légères » Évaluation par des experts Inspections Tests informels Pour les prototypes avancés, utiliser des techniques d’évaluation plus « lourdes » et rigoureuses Expérimentations contrôlées Expérimentations en contexte

Conception itérative (cours de James Landay)

Étapes de la conception Planifier le processus de conception Étudier les différentes catégories d’utilisateurs et le contexte d’utilisation Identifier les buts et les tâches des utilisateurs ainsi que les exigences d’organisation Produire des solutions de conception et les matérialiser Evaluer les solutions et itérer le processus pour les affiner

Programmation Des méthodes : Des outils : Cf. cours de Génie Logiciel, programmation avancée Des outils : Boîte à outils Générateurs d’interface Modèles à évènements Modèles d’entrée-sortie etc. (non étudiés dans ce cours qui se focalise sur le versant humain)

Objectifs de l'enseignement Sensibiliser aux démarches ergonomiques et centrée-utilisateur Faire connaître les méthodes et techniques d’évaluation et de conception centrée utilisateur de logiciels interactifs Envisager les évolutions dans le domaine Pas étudiées dans ce cours Technologies pour le développement des GUI IHM : l’utilisateur au centre des préoccupations en ingénierie des logiciels interactifs

Compétences (1/2) Savoir organiser et mettre en œuvre une démarche rigoureuse de conception centrée utilisateur lors de la conception d'un logiciel interactif concevoir et mettre en œuvre un plan d'évaluation dans un projet de conception de logiciel interactif rédiger un état de l'art, un cahier des charges, un dossier de conception, un rapport d'évaluation d'un logiciel interactif une fiche de lecture organiser un travail en équipe

Compétences(2/2) trouver les recommandations, guides de style, standards, design patterns présenter les principaux concepts du domaine de l’IHM communiquer vos idées, les argumenter, les développer et les faire évoluer

Organisation du module "L'IHM ne s'enseigne pas … elle s'apprend" Nous (enseignants) vous fournissons des ressources, des indications, vous faisons partager notre expérience mais Vous construisez votre formation Apprentissage par confrontation de pratiques : un mini-projet + expériences d’utilisation de logiciel+ études de cas d’ interrogations théoriques : cours lectures personnelles : Avant le cours, Synthèse, Pour approfondir Développer un logiciel : IHM : analyse de besoins, conception et évaluation des interactions GL : outils de conception informatique Programmation et BD : mise en œuvre informatique

Plan du cours Cf le site http://www.lutes.upmc.fr/delozanne/ 2008-2009/IHM-M2-P6-EIAH /siteIHM/CoursIHM.htm

Intérêt du projet Comme en entreprise Satisfaire les utilisateurs Les comprendre et les impliquer Focus sur l’analyse des besoins et la conception du point de vue utilisateur Communiquer et travailler en équipe Être flexible Subir de fortes contraintes temporelles Se départir de jugements subjectifs

Lectures Une excellente introduction à l’ergonomie du logiciel E. Brangier, J. Barcenilla, Concevoir un produit facile à utiliser : Adapter les technologies à l’homme, Editions d’organisation, 2003 Des méthodes, des conseils et des exemples Van Duyne D. K., Landay J., Hong J., The design of sites : Patterns, Principles and process for crafting a Customer Centered Web experience, Addison-Wesley, 2003 Deux manuels de référence Ben SHNEIDERMAN, Designing the User Interface, Addison Wesley, 2004 (nouvelle édition) J.-F. Nogier, Ergonomie du logiciel et design des sites web, l’ergonomie des interfaces utilisateurs Dunod, 3 ° édition 2005 Une synthèse des approches en IHM Christophe KOLSKI, ouvrage collectif , Interaction homme-machine pour les systèmes d'information Vol. 1 & 2, Hermès, 2001 Des textes à télécharger pour préparer chaque cours Rédaction de fiches de lecture et débat Des sites

Évaluation du module ? Première session : Contrôle continu (CC) P : Note de projet (sur 10) Note personnelle L: Synthèse de lecture (sur 5) TP : Travaux pratique en php, mysql, html (sur 5) CC = P + L +TP Deuxième session (NF) Examen : E2 NF = sup (E2, (E2 + CC)/2)

En résumé : formation en IHM Regardez et critiquez un maximum de sites et de logiciels Notez les bonnes idées, les problèmes rencontrés et les écueils à éviter, les scénarios originaux, les utilisations innovantes En informatique on apprend beaucoup en Étudiant et adaptant les solutions des autres Ne réinventez pas la roue Design Patterns

Références (1/2) Gaëlle CALVARY Ingénierie de l'interaction homme-machine : rétrospective et perspectives, Interaction homme-machine et recherche d'information, Traité des Sciences et Techniques de l'Information, C. Paganelli Ed., Hermès 2002, 19-63 http://iihm.imag.fr/publs/2002/TSTI.calvary.pdf Christian BASTIEN, Dominique SCAPIN, Évaluation des systèmes d’information et critères ergonomiques, in Christophe KOLSKI (Ed.), Environnements évolués et évaluation de l'IHM, Interaction homme-machine pour les systèmes d'information Vol 2, Hermès, 2001, 53-113 Jean CAELEN, Communication Homme-Machine & sciences pour l’ingénieur, Revue d’Interaction Homme Machine, volume 1- N°1/1998, p. 1-10. John M. Caroll (ed), Human Computer Interaction in the new Millennium, Addison Wesley, 2001

Références (2/2) Jocelyne NANARD, La manipulation directe en Interface Homme-Machine, Thèse d’État, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Montpellier, Décembre 1990 (introduction et chapitre 1) Donald Norman, S. W. DRAPER, User-Centred Design, Hillsdale, NJ : Erlbaum, 1986 Jenny PREECE et al, Human Computer Interaction, Addison Wesley, 1994 Jef RASKIN, The Human Interface, New Direction for designing Interactive Systems, Addison Wesley 2000 Ben SHNEIDERMAN, Designing the User Interface, Addison Wesley, 2004 (nouvelle édition) Guide to usability, Open University , 144 p., 1993

Sites Beaudoin Lafon http://wiki.lri.fr:8000/fondihm/fondihm.wiki Coutaz : http://iihm.imag.fr/coutaz.book/coutaz.properties.html Landay : http://guir.berkeley.edu/courses/cs160/2002_spring/lectures.htm Canny http://www.cs.berkeley.edu/~jfc/cs160/F04/ Bastien http://www.lergonome.org Lompré : http://www.univ-pau.fr/~lompre

Take home message L’interface est (presque) la seule chose que l’usager connaît du logiciel que vous avez construit