ATPL FCL040 Performance humaine et limitations

1. ATPL FCL040Performance humaine et limitations Partie 3 LES CAPACITÉS PSYCHOLOGIQUES DE L’HOMME ET LEURS LIMITATIONS

2. Quelques définitions • Cognitif: qui concerne la connaissance • Processus cognitif: processus par lesquels on acquiert ou on produit de la connaissance sur le monde extérieur • Psychologie cognitive: psychologie des opérations intellectuelles de l’opérateur qui décrit l’acquisition des connaissances (perception, apprentissage, mémoire), la transformation de ces connaissances (raisonnements) et leur utilisation (projet d’action).

3. Psychologie cognitive • Capacités humaines • Ressources: capital limité • Charge de travail • Compréhension de la situation • Projet d’action • Erreur

4. Les capacités humaines • Perception • Action • Mémoire • Raisonnement

5. Le cerveau vu comme un ordinateur Raisonnement Parole, geste, locomotion Entrée: moyens de saisie Processeur: moyens de calcul Sortie: moyens d’affichage Perception Mémoires: moyens de stockage Mémoire de travail Ressources Mémoire à long terme

6. La perception • La perception est multi sensorielle • mais elle est fortement limitée • Pour la vision par exemple • une partie des grandeurs physiques sont filtrées • mauvaise vision nocturne • le champ de vision est restreint • D’une façon générale nous sommes surtout sensibles aux changements du monde.

7. Seuil de stimulation • La stimulation doit atteindre un certain niveau pour causer une réaction • Les stimulus d’intensité constante n’appelleront plus aucune réaction au bout d’un certain temps

8. Traitement de l’information • La perception est construite dans notre cerveau comme le résultat des signaux envoyés par le système nerveux périphérique • La construction de l’attention est l’interprétation des signaux reçus • Selon le sens d’où vient le signal, le cerveau construit une image de ce qui se passe: • Elle est à la base des réflexes

9. L’action • L’homme est doué de moyens d’action • Il dispose de 3 outils exceptionnels • la parole qui représente un outil de communication sans égal • la locomotion (restreinte sur les machines aux univers préfixés) • la capacité de manipulation fine, le geste (possible uniquement sur une machine s’il est répétitif comme avec les robots)

10. Les mémoires Mémoire de travail Mémoire à long terme • Stocke instantanément les connaissances sur la situation courante • Durée limitée • Capacité 7 éléments +/- 2 • Possibilité d’améliorer cette mémoire • Sensible aux interruptions • Stocke les connaissances de manière permanente par association d’idées • Durée illimitée • Capacité illimitée • Se recompose en permanence • Accès en temps réel difficile Barrière rendant difficile la recherche d’information en temps réel

11. Caractéristiques de la mémoire à long terme • La mémoire à long terme stocke les savoirs sous forme de connaissances descriptives, de règles et de schémas (procédures mentales, connaissances prototypiques). • Elle est d'une durée illimitée. • Elle se recompose en permanence. • Son accès en temps réel est limité du fait de la limitations des ressources disponibles • elle nécessite donc une préparation: le briefing

12. Caractéristiques de la mémoire de travail • Accessible en une quinzaine de secondes • La mémoire de travail sert d'interface avec le monde extérieur au bénéfice du projet d'action • récupération et conservation limitée dans le temps des informations pertinentes pour le projet d'actione • Elle est d'une durée limitée (quelques secondes) et d'une taille limitée à 7 (+/- 2) informations • Sensible aux perturbations et aux interruptions mais on peut par l'entraînement se répéter l'information pour la conserver.

13. « Cache » de la mémoire de travail • Dans la plupart des cas on travaille sur une portion encore plus réduite de mémoire • limitée au projet d'action • avec des incidents associés à ce projet • auxquels on peut répondre extrêmement vite (2 secondes).

14. Mode de raisonnement • On peut distinguer 5 types de raisonnement • raisonnement machinal centré sur l’action • raisonnement de bon sens • raisonnement logique • raisonnement sur des données abstraites ou floues • raisonnement analogique

15. Les ressources et les limites de la performance humaine • Limitations du nombre de ressources • Gestion des ressources: • Charge de travail

16. Situation dynamique • Une situation dynamique est une situation qui évolue avec ou sans action de l'opérateur • L'homme, qui possède une mémoire illimitée dans la taille et dans le temps, possède également une palette de raisonnements (logiques, déductions, inductifs, analogiques, …) qu'aucune machine ne peut imiter • Pourtant l'homme doit faire face dans son activité à une limitation contraignante de sa performance intellectuelle.

17. Le goulot d’étranglement de la performance • Le nombre restreint des ressources disponible limite la performance humaine dans l’action. • Des facteurs physiologiques (faim, fatigue, stress) ou psychologiques (anxiété) diminuent le niveau de performance. • On peut définir une enveloppe de performance semblable à l’enveloppe de vol d’un avion. • La performance sera dans ce cas fonction du nombre de tâches à accomplir et de la vitesse d’exécution

18. 5 possibilités de limitation du nombre de ressources • limitation perception • limitation stress • limitation communication • limitation ressources cognitives • limitation capacité de traitement

19. Limitation perception • le nombre de tâches à accomplir est si faible que le besoin de les accomplir n’est pas perçu • Une information plus saillante, par exemple, peut reculer cette limitation.

20. Limitation stress • Cette limitation peut se rencontrer au sortir d’une phase d’hypovigilance. • on a l’impression que l’on aura pas le temps d’accomplir le peu de tâches en cours.

21. Limitation communication • C’est le cas typique de la programmation ou de la reprogrammation des automatismes. • un grand nombre de tâches à accomplir tend à réduire la communication entre les membres d’équipage.

22. Limitation ressources cognitives • c’est typiquement le cas de la surcharge de travail. • La non réalisation d’un objectif défini précédemment peut amener une limitation de ce type quand on cherche à comprendre le pourquoi de la déviation observée.

23. Limitation capacité de traitement • il y a trop de chose à exécuter trop vite. Le cerveau sature, beaucoup de ratés ou oublis vont se produire.

24. Gestion des ressources et charge de travail

25. La charge de travail • La charge de travail reflète la difficulté du travail pour l'opérateur • La charge de travail est égale à la proportion des ressources disponibles investies dans l'action à un moment donné • Le résultat de l'apprentissage d'une tâche est toujours une diminution de la quantité des ressources consacrées à l'exécution de celle ci.

26. Facteurs influant sur la charge de travail • La charge de travail dépend • du caractère inattendu de la situation • Le mode fonctionnement ne peut plus être celui des habitudes • Il faut changer le projet d'action et en reconstruire un autre • Cette activité consomme des ressources. • de l'expérience du pilote • rapport direct avec le point précédent • plus on est jeune dans le métier ou sur le type, plus les situations inconnues sont fréquentes. • Une situation habituelle ne provoque plus de charge de travail importante chez le pilote expérimenté qui peut utiliser des schéma connus

27. Régulation de la charge de travail • Spontanément, on a tendance à préférer un certain niveau de charge de travail assez élevé et à le réguler (avantages: maintien dans la boucle, bonne vigilance, satisfaction)

28. Sous charge de travail • L’homme a besoin d’une certaine charge de travail pour donner sa performance maximale. Elle correspond à une activité non négligeable • La sous charge entraîne • une baisse de performances • une angoisse

29. Surcharge de travail • La surcharge franche induit • une résistance très longue de la performance puis son effondrement brutal • une accumulation de fatigue • Les variations brutales de charge sont mal digérées comme dans le cas de la reprise manuelle. • L’homme a une certaine capacité de résistance au delà de laquelle sa performance va s’effondrer sous l’effet de la fatigue • la capacité du pilote ne doit pas être suffisante uniquement pour passer le pic mais bien supérieure pour faire face aux imprévus et pour tenir compte de la fatigue.

30. Quelle est l’évolution de la charge de travail au cours d’un vol ?

31. Charge Capacités du pilote : performance disponible Marge Demande : performance nécessaire Temps Prévol Taxi Décollage Montée Croisière Descente Approche Atterrissage Taxi Évolution de la charge de travail durant un vol • La courbe “performance nécessaire” varie en fonction des phases et des conditions de vol • Le niveau de performance requis augmente dans les phases de décollage et d’atterrissage en fonction de facteurs défavorables (nuit, mauvaise météo, etc…). • La courbe “performance disponible” évolue en fonction du temps donc en fonction de la fatigue.

32. Marge de sécurité • La comparaison des deux courbes précédentes définit le concept de marge de sécurité • Si elle est importante dans les phases normales de vol, elle peut, dans certains cas, devenir très faible voire négative (croisement des courbes) • Le décollage et l’atterrissage représentent des pics de charge de travail • C’est dans ces phases que se produisent la majorité des accidents • A l’atterrissage, la marge est doublement réduite à cause de la charge de travail élevée durant cette phase et de la fatigue²

33. Gestion de la charge de travail • L’homme ajuste ses comportements et ses choix pour éviter la saturation. Ils résultent de: • L’apprentissage • L’anticipation • Représentation de la situation • Schéma appliqué

34. Apprentissage : le modèle d’Anderson • 3 stades d’acquisition d’expertise • Stade cognitif: découverte de la machine, acquisition de connaissances déclaratives • Stade associatif: développement de règles, on prend ses habitudes. Premier stade vrai de l’expertise • Stade autonome: automatisation des connaissances

35. Savoir faire • Réglage permanent d'un compromis entre tâche de conduite du vol (court terme) et raisonnements (anticipation à moyen et long terme) • Compromis entre une automatisation d'une partie de l'activité (pour libérer des ressources) et une simplification des raisonnements (pour tenir et être efficace car les ressources et le temps sont libérés). • L’efficacité de ces réglages de compromis distingue un pilote chevronné d'un novice.

36. Compréhension de la situation

37. Un concept CRM essentiel • Définition • Perception par l’ensemble de l’équipage des conditions affectant la sécurité du vol. • Situation critique en l’absence de cette compréhension. • Moyens • Gestion du cockpit visant à une utilisation optimale des ressources et des compétences disponibles

38. La théorie de la situation • Écart entre la perception de la situation et la situation réelle. Ce que « nous croyons voir » par opposition à la « réalité » • Attitude correctrice • Comparaison entre notre perception de la réalité, les informations des autres membres de l’équipage, les instruments, l ’A.T.C. et les ordinateurs embarqués.

39. Utilisation de notre théorie de la situation • La compréhension doit permettre de pré activer la bonne connaissance adaptée à l’action. • Elle est la base du projet d’action

40. Expertise et anticipation • Capacité à raisonner dans des situations dynamiques gênée car les ressources manquent • les raisonnements avec peu de ressources plus longs à aboutir • solutions risquent d'amener une réponse dont la pertinence est réduite car la situation de départ a évolué depuis le déclenchement du processus de raisonnement. • Raisonner en situation rapide suppose donc l'utilisation d'une palette réduite de raisonnements bien anticipés.

41. Anticipation : limitation de la performance • Impossible de piloter sans anticiper • La planification et l’anticipation permettent d’éviter les épisodes de saturation ou de blocage du système cognitif en temps réel (accès à la mémoire ou raisonnements trop coûteux). • Elle permet d’extraire avant le vol les connaissances nécessaires de sa mémoire à long terme et de les ordonner en fonction du projet d’action • Le plan de vol ainsi construit fixe les buts mais ne précise pas la manière de les atteindre • Ces buts seront atteints par une série de projets d’action activés par des briefings. • Elle suppose, pour être efficace, que la situation a été bien comprise pour être bien anticipée

42. Planification de l’action • Planifier une action c’est activer une connaissance sous forme de routine ou de schéma à partir d’une représentation de la situation compréhension

43. Projet d’action • Composants • Typologie • Caractéristiques • Limitations

44. Routine • La routine est un savoir très automatisé résultant d'une pratique répétitive de la même action ou de la même phase d'action • Avantages : • ne consomment pas de ressource tout en garantissant un résultat efficace. • Libèrent des ressources utilisables pour la réflexion, la communication, l'analyse et la prise de décision. • Le jeune pilote qui a peu de routines est obligé de consommer de l'énergie sur ces tâches simples au détriment de la réflexion, de l'analyse, etc… • Inconvénients : • La surveillance réduite induite augmente le risque d'erreur de manipulation ou de représentation • très sensibles aux distractions.

45. Schéma mental • Le schéma fournit une représentation rapide et efficace du monde et définit un projet d'action • Il sert à comprendre l’environnement en triant puis organisant les éléments présents. • Fonctionner à l’aide de schéma est un processus intellectuel dominant chez le pilote. • Un schéma complexe (projet d’action) est scindé en plusieurs schémas simples pour son exécution créant une hiérarchie de représentation.

46. Activation d’un schéma • Le schéma peut être activé par : • Des indices de l'environnement • Orage qui déclenche un écart de route • Un autre schéma • Vario positif -> train sur rentré • Une volonté personnelle • À partir d’un projet d’action qui appelle ce schéma

47. Typologie du schéma • Un schéma est constitué de 3 entités: • DO • IF • THEN Départ à 1Oh Vérifier HLE Retard

48. DO • Un savoir déformé par rapport aux procédures établies • simplifiées pour les aspects bien maîtrisés • hyper détaillées et protégé pour les aspects mal maîtrisés et évolutif avec l'apprentissage.

49. IF • Les incidents associés à l’application du schéma, avec leurs parades (en fait d'autres schémas) • Ces incidents sont peu nombreux (pour être vite détectés) et sont le reflet direct de l'expérience du pilote • Il s’agit d’une évaluation du risque d’apparition de ces situations.

50. THEN • Les contrôles, surtout pour les parties de la procédure considérées comme difficiles par le pilote