Interfaces homme-machine : cours de SNT en Seconde

Dans le chapitre précédent, tu as vu qu'un système embarqué mesure le monde grâce à des capteurs et agit sur lui grâce à des actionneurs. Mais un cas reste en suspens : comment la personne qui utilise l'objet peut-elle lui parler, et comment l'objet peut-il lui répondre ?

Prends une machine à laver, un distributeur de billets, la borne d'un parking, le tableau de bord d'une voiture. Chacun contient un circuit électronique qui calcule. Pourtant, l'utilisateur ne touche jamais directement ces calculs. Il appuie sur un bouton, glisse un doigt sur une dalle, tourne une molette, puis il regarde un écran, écoute un signal sonore ou observe une lumière. Tout ce qui sert d'intermédiaire entre lui et la machine s'appelle une interface.

Voici l'idée centrale : même très performante, une machine devient inutile si personne ne peut lui donner d'ordres ni lire ce qu'elle produit. L'interface est donc la face « visible » du système, celle qu'on regarde et qu'on manipule.³ Quand on équipe un système électronique d'une IHM, la personne peut échanger avec lui.¹

Dans ce cours, tu vas apprendre à :

• définir une IHM et la distinguer de notions voisines ;
• reconnaître les éléments matériels d'entrée et de sortie ;
• comprendre le rôle du logiciel dans une interface ;
• situer l'IHM dans un objet connecté ou embarqué ;
• juger la qualité d'une interface avec des critères précis ;
• analyser l'interface d'un objet de ton quotidien avec une méthode.

Ces deux expressions sont proches et souvent employées l'une pour l'autre. On peut retenir que l'interface utilisateur est composée d'une ou de plusieurs couches, et que l'IHM en est l'une de ces couches.³ Pour un véhicule, un système mécanique ou une installation industrielle, c'est le mot IHM que l'on rencontre le plus souvent pour désigner ce que l'opérateur manipule.³

Le domaine de l'interaction humain-machine s'occupe de la conception et du développement de systèmes interactifs. Il prend en compte les conséquences sociales et éthiques de ces systèmes.² Autrement dit, concevoir une interface n'est pas qu'une question de technique : on se demande aussi pour qui on la construit et quels effets elle aura sur les gens.

Une interface comporte presque toujours un côté physique. Des touches en caoutchouc, des commutateurs à membrane ou un écran tactile en sont des exemples : on les voit et on peut les toucher.³

Ce classement est pratique, mais il a une limite que tu dois connaître : certains éléments jouent les deux rôles à la fois. Un écran tactile affiche des informations (sortie) et détecte en même temps où ton doigt se pose (entrée). C'est pour cela qu'il remplace de plus en plus de boutons physiques sur les objets du quotidien.

Le matériel seul ne suffit pas. Quand l'utilisateur appuie sur une touche, quelque chose doit interpréter cet appui, décider quoi en faire et commander l'affichage de la réponse. C'est le rôle du logiciel. Dans le contexte de l'informatique, le terme d'interface s'applique aussi au logiciel chargé de contrôler les éléments physiques utilisés pour l'interaction.³

Dans les systèmes complexes, l'IHM est généralement informatisée.³ Cela veut dire qu'un programme gère l'affichage, lit les appuis et transmet les ordres au reste du système. On peut ainsi décrire une interface comme un empilement :

1. une couche physique : boutons, écran, haut-parleur ;
2. une couche logicielle : le programme qui interprète les actions et pilote l'affichage ;
3. le reste du système : l'unité de traitement, les capteurs et les actionneurs.

Cette idée de couches est cohérente avec la définition vue plus haut : une interface utilisateur compte souvent plusieurs couches, dont une IHM.³

Un système électronique reçoit des signaux en entrée et en tire des signaux en sortie. Pour que la personne puisse agir sur ce fonctionnement, on équipe le système d'une IHM.¹ Grâce à elle, l'utilisateur échange avec le système.¹

Sur un schéma de système embarqué, tu peux donc distinguer deux types d'informations qui arrivent à l'unité de traitement :

• celles du capteur, qui mesure une grandeur physique (température, lumière, position…) ;
• celles de l'IHM, qui transmettent une consigne de la personne (température souhaitée, mise en marche, réglage).

De même, l'unité de traitement envoie des ordres à l'actionneur (chauffer, ouvrir, tourner) et des messages à l'IHM (afficher la température actuelle, signaler une panne).

Deux interfaces peuvent offrir exactement les mêmes fonctions, et pourtant l'une est agréable et l'autre épuisante. L'interaction humain-machine recherche des solutions efficaces, accessibles et intuitives, afin que chacun réalise sa tâche avec un maximum de rapidité et de précision.²

Ce travail s'appuie sur l'ergonomie, c'est-à-dire la prise en compte des facteurs humains dans la conception. L'ingénierie des interfaces homme-machine progresse quand on tient compte d'elle.³ Les disciplines liées sont l'ingénierie des facteurs humains et l'ingénierie de l'utilisabilité.³

La facilité d'usage devient de plus en plus importante, parce que le nombre d'interfaces numériques dans la vie quotidienne augmente.² Plus on en croise, plus on a besoin que chacune se comprenne vite.

Toutes les interfaces ne sont pas construites avec la même logique. Une approche, dite paradigme technologique, consiste à bâtir l'interface selon la manière dont le mécanisme à contrôler est construit.² On obtient alors des outils très puissants, mais destinés à des spécialistes qui comprennent le fonctionnement interne de la machine.²

À l'inverse, une interface grand public cherche à partir de ce que la personne veut faire (« écouter de la musique », « régler la température ») et masque les détails internes. C'est le travail de simplification que mènent les concepteurs d'IHM.

Les interfaces évoluent avec les techniques. Depuis les années 2020, l'IA générative pousse à faire reculer les interfaces classiques au profit d'échanges directs, et certains imaginent même un implant relié au cerveau.² Ce sont des tendances, pas des situations généralisées : la plupart des objets que tu utilises ont encore des boutons, des écrans et des haut-parleurs.

Ces évolutions montrent pourquoi le domaine de l'IHM tient compte des impacts sociétaux et éthiques des systèmes interactifs.² Une interface décide de ce que l'utilisateur voit, de ce qu'il peut faire et de ce qui reste caché. Concevoir une interface engage donc une responsabilité.