Evaluation de la charge de travail en situation réelle : approche neurophysiologique Christian Collet Laboratoire de la Performance Processus mentaux UFR STAPS Université Claude Bernard Lyon I Microcapteurs et microsystèmes biomédicaux INSA de Lyon CNRS UMR 5511 Dir : A. Dittmar

produisent le mouvement (muscles) fournissent l’énergie nécessaire. CENTRES DE COMMANDE COMMENT ÉTUDIER LES PROCESSUS MENTAUX ? Transmission EFFECTEURS : produisent le mouvement (muscles) fournissent l’énergie nécessaire.

LA CHRONOMÉTRIE MENTALE Mesure des temps de réaction (TR) Temps 1. Annonce du début de la tâche 2. Information préparatoire 3. Information impérative 4. Valeur du TR

LA CHRONOMÉTRIE MENTALE 4. Valeur du TR 2. Information préparatoire Temps 1. Annonce du début de la tâche 3. Information impérative 4. Valeur du TR 2. Information préparatoire Temps 1. Annonce du début de la tâche 3. Information impérative

Tâche simple Sujet expert Tâche complexe Sujet novice

Manifestations périphériques : comportement MESURES DIRECTES EEG, TEP, IRMf COMMENT ÉTUDIER LES PROCESSUS MENTAUX ? Manifestations périphériques : comportement

IRMf MEG

SENSIBILITÉ ET MOTRICITÉ ACTIVITES SENSORIELLES ACTIVITES MOTRICES

ENREGISTREMENT PÉRIPHÉRIQUE MESURES DIRECTES EEG, TEP, IRMf COMMENT ÉTUDIER LES PROCESSUS MENTAUX ? MESURES INDIRECTES ENREGISTREMENT PÉRIPHÉRIQUE

PREPARATION D ’UN MOUVEMENT PAR LES CENTRES VEGETATIFS DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL L ’office (SNA) et le salon (SNC), d ’après G.J. Mogenson, 1977, The Neurobiology of Behavior. Système Nerveux Central Hypothalamus Comportements moteurs (actions) Hypophyse Régulations viscérales (entretien, maintenance) Système orthosympathique Système parasympathique Systèmes endocrines

SYSTÈME NERVEUX CENTRAL SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Commande IRMf TEP SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Exécution Indices végétatifs EMG

POSITIONNEMENT DES CAPTEURS SUR LA MAIN NON DOMINANTE RÉSISTANCE CUTANÉE DÉBIT SANGUIN TEMPERATURE CUTANÉE POTENTIEL CUTANÉ

Enregistrement de l ’activité neurovégétative

Activation Vigilance Concentration CHARGE DE TRAVAIL Concentration

Mobilisation énergétique Activation Mobilisation énergétique Eveil physiologique Attention focalisée Vigilance

L’activité électrodermale : distinction de 2 niveaux d’activation différents kW Temps 1’ 2’ 3’ 20 60 100 140 180 Premières manifestations comportementales de l’éveil Phase de sommeil Phase d’éveil

10 s. Stimulation impérative Stimulation impérative RC en kW 20 40 60 80 100 120 140 160 180 RC en kW Stimulation préparatoire Stimulation préparatoire DPO 1 DPO 2

PRATIQUE SPORTIVE : TIR AU PISTOLET

Tir au pistolet Concentration Tir

CONCENTRATION CHEZ LES TIREURS Physiology and Behavior, 1992, 51, 1021-1027.

CONCENTRATION CHEZ LES TIREURS Physiology and Behavior, 1992, 51, 1021-1027.

CONCENTRATION CHEZ LES TIREURS Physiology and Behavior, 1992, 51, 1021-1027.

CONDUITE AUTOMOBILE

1e tour 2e ou 3e tour

DPO : 3.6 secondes 1 2 3 Détection Décision BRAQUE ! LEVE LE PIED ! Action DPO : 3.6 secondes

Stop 30 STOP 50 km/h 30 STOP 30 STOP 30 STOP 0 km/h

FREINE ! DPO : 8.5 secondes BRAQUE ! 2 Décision 1 Détection 3 Action

Evitement de choc et freinage d’urgence 100 km/h Situation lors des 1e et 2nd tours

Exemple d’expérience effectuée chez les conducteurs automobiles Situation lors du 3e tour

Evitement de choc avec freinage d’urgence. Collaboration Renault, 1994, Alain PRIEZ et Claire PETIT. Simulation d’accident avec leurre gonflable.

FREINE ! DPO : 14.1 secondes BRAQUE ! 2 1 Détection Décision 3 Action

DPO (secondes) Charge induite

VARIATION TONIQUE DE LA RC Science et Motricité, 1994, 24, 20-29.

Le test de Stroop Phase 1 : écrire les initiales des couleurs présentées dans un ordre aléatoire. Rouge Vert Jaune Bleu R V J B Phase 2 : écrire les initiales des couleurs présentées. R V J B Phase 3 : résoudre la situation de conflit Rouge Jaune Bleu Vert J V R B Durée : 90 s. Variable dépendante : nombre de réponses décodées. Comparaison des résultats de la phase 3 aux deux autres.

Résultats en conduite automobile

CHARGE de TRAVAIL et CONTRÔLE AERIEN

4 aircraft under monitoring

4 aircraft under monitoring and two conflicts required the controller to act.

Quantification de l’indice toutes les 10 s. Nombre d’avions Configuration Surveillance Régulation Résolution Urgence Gravité

Contrôle aérien Salle des radars - aéroport St Exupéry, Satolas. Capteurs sur la main non dominante Câbles reliant le sujet à la chaîne d ’enregistrement Salle des radars - aéroport St Exupéry, Satolas. Opérateur en situation réelle, équipé des micro capteurs de l’activité neurovégétative.

Capteurs placés sur la main non dominante Contrôle aérien Capteurs placés sur la main non dominante

Vue de la chaîne d’enregistrement ambulatoire

RESULTATS : Les réponses végétatives Behavioral Brain Research, 1999, soumis.

contrôleurs aériens

Contrôleurs aériens

Contrôleurs aériens

CONCLUSION

Vers une micro centrale de mesure de l’activité végétative Dispositif complètement ambulatoire non invasif gêne très limitée des mouvements.