Dans ce chapitre, nous avons présenté différents exemples d’application du biofeedback, allant de la mise en œuvre de solutions technologiques basiques, mais malgré tout efficaces, à d'autres beaucoup plus complexes.
Nous avons synthétisé les principales utilisations du biofeedback au travers de l’illustration dans le contexte de la rééducation, de la maladie et des performances sportives.
Nous avons présenté la conception participative de dispositifs de biofeedback et l’évaluation intergroupes.
Nous avons ensuite approfondi la modalité sonore dans le biofeedback en présentant les définitions puis en développant les notions de techniques de sonification et de sonification interactive.
Nous avons décrit les outils de production sonore utilisés, leur rôle ainsi que leur apport.
Nous avons présenté les méthodes de conception de ces outils, des exemples d’utilisation de biofeedback sonore illustrant les définitions précédentes et enfin nous avons présenté les effets du biofeedback.
La sonification est la mise en relation de données avec des signaux sonores non verbaux. Dans notre cas, les données représentent des dimensions physiques. La sonification qui se prête à notre démarche est de type « association de paramètres ». Elle consiste en
l’association d’informations du domaine des données avec des signaux du domaine sonore. Des fonctions d’association permettent de définir la liaison entre les deux domaines. De façon générale, le respect de la polarité entre les deux domaines est un gage de meilleure compréhension pour l’utilisateur. Néanmoins, il n’est pas anodin de tenir compte de sa façon d’interpréter la variation des données afin de mettre en place une polarité directe ou inverse.
Les sons purs, bien qu’étant les plus répandus dans les dispositifs de sonification, sont loin d’être ceux qui sont le mieux compris par les utilisateurs. L’aspect esthétique des sons est une caractéristique manifeste de l’acceptabilité de la part des utilisateurs. Dans la même veine, ils ont une capacité mobilisatrice face à la lassitude, voire un effet émotionnel positif dans le cas des thérapies. Ils ont aussi un effet sur la performance sportive ou sur la rééducation.
La dimension sonore la plus utilisée est la hauteur, les sons majoritairement utilisés étant les sons musicaux. Dans une phase de conception, leur mise en œuvre est la première chose à envisager. Il est recommandé de respecter la perception écologique pour la variation des sons. Dans tous les cas de figure, il est impératif d’évaluer une sonification quelle qu’elle soit auprès des utilisateurs.
Il est fortement recommandé de faire appel à un spécialiste pour la conception des sons, si cela est possible. L’utilisation d’outils de haut niveau est recommandée étant donné qu’elle permet de créer des sons beaucoup plus riches et donc susceptibles d’avoir un aspect esthétique plus ample. Les outils non propriétaires de création et de modification du matériau sonore préconisés sont SuperCollider, PureData ou MIDI. Les deux premiers, s’ils offrent une richesse de variations importante, sont complexes à mettre en œuvre et nécessitent un temps d’apprentissage certain. MIDI, plus accessible, plus facile à mettre en œuvre et produisant des sons d’instruments de très bonne qualité, se prête parfaitement à notre objectif.
Cette revue de littérature nous a aidés à nous situer dans le domaine de la sonification. Elle était aussi destinée à confirmer que l’exploration du type de sonification que nous avions envisagée de faire était appropriée. Ce projet est l’utilisation d’une mélodie sonore dans le contexte du biofeedback appliqué à la marche. A notre connaissance, cet aspect n’a pas été exploré. L’utilisation de sons musicaux variant de façon écologique est confirmée par notre revue de littérature.
Ce chapitre a commencé par le constat que les dispositifs de biofeedback étaient généralement conçus de façon ad ’hoc et qu’ils mettaient en avant les aspects médicaux et technologiques.
Tout au long de ces pages est apparu le fait que peu de systèmes sont conçus dans une optique de réutilisation et sont difficilement utilisables hors du contexte dans lequel ils ont été développés.
Différents points ont fait apparaitre l’absence de méthodologie à tous les niveaux du processus de mise en œuvre de la sonification (Macdonald & Stockman, 2014), cela ayant pour conséquence des choix subjectifs parmi les techniques de génération de son disponibles, choix qui sont difficiles à justifier par la suite (Degara et al., 2015), ou même des choix faits sans justification (Macdonald & Stockman, 2014) .
Nous avons montré que le choix du matériau sonore est critique pour la conception de la sonification car il a un impact sur les associations entre les données et les sons et sur l’ensemble de la sonification.
En conséquence, nous proposons par la suite d’exploiter les remarques qui ont été recueillies, les carences qui sont apparues ainsi que les bonnes pratiques dans un cadre de définition commun qui soit centré sur l’utilisateur, tout en incluant les praticiens. Il vise à offrir une vision globale qui permette d’être applicable à tous les types de pathologies en considérant toutes étapes nécessaires à prendre en compte dans la conception de systèmes de biofeedback.
3 Contribution 1 : cadre de conception de
systèmes de biofeedback centré utilisateur
3.1 Introduction
Sur certains points, le biofeedback est défini de façon précise par la communauté scientifique et par des associations35. Ces dernières ont produit des documents ou manuels donnant des directives ou des recommandations36 qui traitent de la relation avec le patient autour de l’ethnie, la culture, l’éthique, l’intimité. Des informations existent qui indiquent les composants électroniques à utiliser dans les dispositifs de biofeedback (Schwartz, Mark S., Andrasik, 1995).
Mais, à notre connaissance, aucun document ne fait la synthèse sur les critères à prendre en compte lors de la conception de systèmes de biofeedback, comment ils doivent être structurés, organisés. (Osman, Eid, & El Saddik, 2014) font la même constatation, il n’y a pas de modèle de référence qui ait été défini. Selon (Schwartz, Mark S., Andrasik, 1995), aucune vue conceptuelle, empirique ou pratique définitive n’existe.
Parfois, des composants présents dans certains systèmes sont absents dans d’autres. En effet, certains systèmes mettent en œuvre une connexion directe entre les capteurs et le retour fait à l’utilisateur (Mitchell Batavia et al., 2001). D’autres fournissent des fonctionnalités supplémentaires comme l’enregistrement de l’ensemble des données collectées. Ils peuvent aussi rejouer une séquence enregistrée en mettant l’emphase sur des moments particuliers d’une séquence (Fitzgerald et al., 2007).
D’autres fois, la terminologie n’est pas la même pour désigner des choses identiques (Liu, Hu, & Rauterberg, 2009; Renaud, Albert, Chartier, Bonin, & Decour, 2006; Vuillerme et al., 2007).
Dans une étude récente (Ma, Wong, Lam, Wan, & Lee, 2016) examinent l'effet du biofeedback sur la performance de l'équilibre statique et dynamique de 2001 à 2015 à travers dix-sept essais cliniques. Leurs conclusions sont que la plupart de ces dispositifs sont efficaces mais qu'il est impossible d'en extraire une synthèse quantitative et une méta- analyse en raison de mesures de résultats hétérogènes. Cela est dû au fait que les études intègrent une variété de protocoles expérimentaux et des résultats différents pour évaluer l'efficacité des dispositifs. Il s'en suit une difficulté à définir une conception de dispositif optimale ainsi qu'à fournir des recommandations spécifiques.
Si la place du patient est au cœur des préoccupations des spécialistes, leur place en tant qu’utilisateur est peu considérée. Il n’est donc pas possible d’évaluer un système sur des critères d’IHM, par exemple de mesurer la performance par rapport au but, la satisfaction
35
(« AAPB, the Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback », 2014)
par rapport au but ou l’ergonomie de l’IHM. Pourtant, tout système de biofeedback fournit intrinsèquement une information à percevoir. Accorder une place plus grande à l’utilisateur dans la conception des systèmes de biofeedback est donc inévitable pour faciliter leur utilisation et intégration dans la population.
Même si chaque solution développée produit des effets bénéfiques pour une pathologie précise (Vuillerme & Boisgontier, 2009)(Kaye & Palmer, 2008), cette solution n'est pas réutilisable dans un autre cas de figure. D’autre part, Il est difficile de comparer les systèmes entre eux, pas seulement à cause de leur prix mais aussi car ils n’ont pas de métriques communs.
Le biofeedback est beaucoup plus qu’une connexion directe entre des capteurs en entrée et des effecteurs en sortie. Un cadre de conception de systèmes de biofeedback est nécessaire, il sera présenté dans la section 3.2 de façon générale et à partir des concepts que nous avons recensés jusqu’à maintenant. Par la suite, ses deux composants principaux seront décrits dans les sections suivantes.