© Katherine Labonté, 2019
Étude des mécanismes impliqués dans la reprise d’une
tâche dynamique interrompue
Thèse
Katherine Labonté
Doctorat en psychologie
Philosophiæ doctor (Ph. D.)
Étude des mécanismes impliqués dans la reprise
d’une tâche dynamique interrompue
Thèse
Katherine Labonté
Sous la direction de :
ii
Résumé
Les études empiriques concernant les conséquences des interruptions de tâche et les façons de limiter ces répercussions se sont principalement intéressées aux situations statiques, dont l’état demeure inchangé pendant une interruption. Dans diverses circonstances liées au travail (p. ex., contrôle du trafic aérien) ou à la vie quotidienne (p. ex., conduite automobile), les individus peuvent toutefois être confrontés à des situations en constante évolution. Malgré la fréquence des interruptions dans de tels environnements dynamiques, la performance doit demeurer optimale, sans quoi la sécurité du public peut être menacée. Afin de faciliter l’élaboration de solutions visant à minimiser les conséquences des interruptions, il importe d’approfondir notre compréhension du processus de reprise d’une tâche évolutive, au sujet duquel les modèles théoriques actuels émettent peu de propositions. L’objectif général de la présente thèse est donc d’étudier les mécanismes impliqués dans la récupération post-interruption en contexte dynamique. À travers trois expériences, diverses mesures comportementales et oculaires sont recueillies pendant que les participants effectuent une tâche qui continue d’évoluer même lorsqu’une activité interruptive doit être gérée. Ensemble, les deux premières études révèlent que la présentation d’un avertissement annonçant l’arrivée d’une interruption accélère la reprise subséquente de la tâche primaire, sans engendrer de coûts significatifs dans d’autres aspects de la tâche. Contrairement aux contextes statiques, dans lesquels les bénéfices d’un avertissement sont attribués strictement aux processus mnésiques, les bienfaits de l’alarme en situation dynamique semblent dus non seulement à la mémoire, mais aussi à une reconstruction visuelle plus efficace et moins exigeante du contexte de la tâche primaire. En plus de la mémoire et du balayage visuel, la troisième étude s’intéresse aussi à deux fonctions potentiellement pertinentes pour la reprise d’une tâche dynamique, soit la conscience temporelle et la reconfiguration du schéma d’action. Les résultats révèlent que la mémoire et la conscience temporelle appuient surtout la récupération après de courtes interruptions, tandis que le balayage visuel et la reconfiguration du schéma d’action soutiennent le processus de reprise sans égard à la durée de l’interruption. Globalement, les résultats de la thèse permettent de complémenter les théories actuelles en définissant davantage le processus de recouvrement d’une tâche évolutive. Sur le plan appliqué, la thèse montre que les avertissements pré-interruptions représentent une solution prometteuse pour faciliter la reprise d'une tâche interrompue dans les milieux dynamiques.
iii
Abstract
Empirical studies about the consequences of task interruptions and ways to reduce them have centered mostly on static situations, which remain unchanged during an interruption. In various circumstances related to work (e.g., air traffic control) or to everyday life (e.g., driving), however, individuals may face continuously evolving situations. Despite the prevalence of interruptions in such dynamic environments, performance must remain optimal, otherwise public safety may be at risk. In order to facilitate the development of solutions aimed to minimize the consequences of interruptions, it is imperative to deepen our understanding of the recovery process of a dynamically evolving task, about which current theoretical models make few propositions. Therefore, the general aim of this thesis is to study the mechanisms involved in dynamic task resumption. Across three experiments, various behavioral and ocular measures are collected as participants perform a task which continues to evolve even when an interrupting activity needs to be managed. Together, the first two studies reveal that the presentation of a warning announcing the occurrence of an interruption accelerates the subsequent recovery of the primary task, without incurring significant costs in other aspects of the task. Unlike static contexts, in which the benefits of a warning are attributed strictly to memory processes, the benefits of the alarm in a dynamic situation also seem to be due to a more efficient and less demanding visual reconstruction of the primary task context. In addition to memory and visual scanning, the third study is also interested in two functions that are potentially relevant to dynamic task resumption, namely temporal awareness and task-set reconfiguration. The results reveal that memory and temporal awareness mostly support recovery after short interruptions, while visual scanning and task-set reconfiguration assist the resumption process regardless of interruption duration. Overall, the results of the thesis allow to complement current theories by helping to further define the resumption process of a dynamically evolving task. At the applied level, this thesis shows that pre-interruption warnings represent a promising solution to facilitate interruption recovery in dynamic environments.
iv
Table des matières
Résumé ... ii
Abstract ... iii
Table des matières ... iv
Liste des figures ... x
Liste des tableaux ... xii
Liste des sigles ... xiv
Liste des acronymes... xv
Remerciements ... xvi
Avant-propos ... xix
Introduction ... 1
La définition d’une interruption de tâche ... 3
Le phénomène des interruptions de tâche... 5
Les conséquences des interruptions ... 6
Temps de complétion de la tâche primaire ... 7
Temps de reprise de la tâche primaire ... 8
Séquence d’exécution de la tâche primaire ... 9
Performance à la tâche primaire ... 10
Les modérateurs des conséquences d’une interruption ... 11
Les modèles théoriques des interruptions de tâche ... 13
Memory for Goals ... 15
Renforcement ... 15
Niveau d’interférence ... 15
Amorçage ... 15
Threaded cognition ... 16
Maintien de l’état du problème ... 16
Reconstruction de l’état du problème ... 17
Interférence entre les tâches ... 18
Les prédictions explicites des modèles ... 19
Les indices de récupération ... 20
Le maintien de l’activation des informations en mémoire ... 21
La distinction entre les contextes statiques et dynamiques ... 21
Les prédictions des modèles appliquées au contexte dynamique ... 23
Le rappel des informations pré-interruptions ... 23
Le balayage visuel de la scène post-interruption ... 25
Les facteurs négligés dans l’explication de la reprise ... 26
La prédiction de l’état d’une situation évolutive ... 26
La transition efficace entre deux tâches distinctes ... 27
Objectifs et approche méthodologique ... 30
v
Volet exploratoire ... 32
Chapitre 1 : Effects of a warning on interruption recovery in dynamic settings ... 34
1.1 Résumé ... 35 1.2 Abstract ... 36 1.3 Introduction ... 37 1.4 Method ... 40 1.4.1 Participants ... 40 1.4.2 Materials ... 40
1.4.3 Design and Procedure ... 42
1.5 Results ... 43 1.5.1 Classification Accuracy ... 43 1.5.2 Decision Time ... 44 1.6 Discussion ... 45 1.6.1 Theoretical Implications ... 46 1.6.2 Practical Implications ... 47 1.6.3 Future Research ... 48 1.7 References ... 49
Chapitre 2 : Forewarning interruptions in dynamic settings: Can prevention bolster recovery? ... 51
2.1 Résumé ... 53
2.2 Abstract ... 54
2.3 Introduction ... 55
2.3.1 Solutions for Dealing with Interruptions ... 56
2.3.2 Theories of Task Interruption ... 57
2.3.2.1 Memory-based recovery ... 57
2.3.2.2 Environment-based recovery ... 58
2.3.3 Interruption Lag in Dynamic Settings ... 59
2.3.4 The Current Study ... 60
2.3.4.1 Main variables of interest ... 62
2.3.4.2 Main research questions ... 63
2.4 Method ... 65 2.4.1 Participants ... 65 2.4.2 Apparatus/Materials ... 65 2.4.2.1 Task environment ... 65 2.4.2.1.1 Interruptions ... 67 2.4.2.2 Eye tracking ... 67
2.4.3 Design and Procedure ... 67
2.4.3.1 Scenarios ... 68
2.4.4 Measures and Analyses ... 70
2.4.4.1 Analysis intervals ... 70
vi 2.4.4.2.1 Decision making ... 71 2.4.4.2.2 Information processing ... 72 2.4.4.2.3 Cognitive load ... 73 2.4.4.2.4 Situation awareness ... 73 2.4.5 Statistical Processing ... 74 2.5 Results ... 74 2.5.1 Pre-interruption Measures ... 74 2.5.1.1 Decision making ... 74 2.5.1.2 Information processing ... 76 2.5.1.3 Cognitive load ... 77
2.5.1.4 Discussion on pre-interruption measures ... 78
2.5.2 Intra-interruption Measures ... 79
2.5.2.1 Cognitive load ... 79
2.5.2.2 Situation awareness ... 81
2.5.2.3 Discussion on intra-interruption measures ... 82
2.5.3 Post-interruption Measures ... 82
2.5.3.1 Decision making ... 82
2.5.3.2 Information processing ... 86
2.5.3.3 Cognitive load ... 88
2.5.3.4 Discussion on post-interruption measures ... 90
2.6 General Discussion ... 91
2.6.1 Theoretical Implications ... 93
2.6.1.1 Pre-interruption preparatory processes ... 93
2.6.1.2 Intra-interruption maintenance processes ... 94
2.6.1.3 Post-interruption resumption processes ... 94
2.6.1.4 Summary of theoretical implications ... 96
2.6.1.5 Limitations and future research ... 96
2.6.2 Implications for Real-world Dynamic Contexts ... 97
2.7 Conclusion ... 99
2.8 References ... 101
2.9 Appendix ... 108
Chapitre 3 : Individual differences in dynamic task resumption: Exploring the role of interruption length ... 110
3.1 Résumé ... 112
3.2 Abstract ... 113
3.3 Introduction ... 114
3.3.1 Memory Processes and Interruption Recovery ... 114
3.3.2 The Role of Interruption Duration ... 117
3.3.3 Mechanisms (Potentially) Underlying Dynamic Task Resumption ... 118
3.3.3.1 Memory ... 119
vii
3.3.3.3 Temporal awareness ... 119
3.3.3.4 Task-set reconfiguration ... 120
3.3.4 The Current Study ... 121
3.4 Method ... 123 3.4.1 General Method ... 123 3.4.1.1 Participants ... 123 3.4.1.2 Materials ... 123 3.4.1.3 Procedure ... 124 3.4.2 MOT ... 124
3.4.2.1 Materials and stimuli ... 124
3.4.2.2 Procedure ... 125
3.4.2.3 Measures ... 126
3.4.3 Working memory capacity ... 127
3.4.3.1 Materials and stimuli ... 127
3.4.3.2 Procedure. ... 127
3.4.3.3. Measures ... 128
3.4.4 Visual Search Capacity ... 128
3.4.4.1 Materials and stimuli ... 129
3.4.4.2 Procedure ... 129
3.4.4.3 Measures ... 130
3.4.5 Motion Prediction Ability ... 130
3.4.5.1 Materials and stimuli ... 130
3.4.5.2 Procedure ... 130
3.4.5.3 Measures ... 131
3.4.6 Cognitive Flexibility ... 131
3.4.6.1 Materials and stimuli ... 132
3.4.6.2 Procedure ... 132 3.4.6.3 Measures ... 133 3.4.7 Analyses ... 133 3.4.7.1 Means comparison ... 133 3.4.7.2 Canonical correlations ... 134 3.5 Results ... 134
3.5.1 Global Results for the MOT Task ... 134
3.5.2 Comparison of Low- and High-Capacity Groups... 135
3.5.2.1 Working memory capacity ... 136
3.5.2.2 Visual search capacity ... 137
3.5.2.3 Motion prediction ability ... 138
3.5.2.4 Cognitive flexibility ... 139
3.5.3 Canonical Correlations ... 139
3.5.3.1 5-s interruption ... 140
viii 3.5.3.3 30-s interruption. ... 143 3.6 Discussion ... 144 3.6.1 Theoretical Implications ... 145 3.6.1.1 Memory. ... 145 3.6.1.2 Visual scanning ... 146 3.6.1.3 Temporal awareness ... 147 3.6.1.4 Task-set reconfiguration ... 148 3.6.1.5 Theoretical integration ... 149
3.6.1.6 Summary of theoretical contributions ... 151
3.6.2 Future Research ... 151
3.7 Conclusion ... 153
3.8 References ... 154
Chapitre 4 : Discussion générale ... 160
4.1 Rappel de l’objectif général et des principaux résultats ... 160
4.1.1 Objectif général : Mécanismes impliqués dans la reprise ... 160
4.1.2 Retour sur le Chapitre 1 ... 161
4.1.3 Retour sur le Chapitre 2 ... 162
4.1.4 Retour sur le Chapitre 3 ... 164
4.2 Retour sur les objectifs spécifiques ... 165
4.2.1 Objectif 1 : Vérification du rôle prépondérant de la mémoire. ... 165
4.2.2 Objectif 2 : Précision de la nature du processus de reconstruction. ... 166
4.2.3 Objectif 3 : Implication de facteurs négligés par les modèles. ... 167
4.2.4 Objectif 4 : Évolution du rôle des différents mécanismes. ... 168
4.3 Contributions théoriques de la thèse ... 169
4.3.1 MfG ... 169
4.3.2 TC ... 171
4.3.2.1 Reconfiguration du schéma d’action ... 172
4.3.2.2 Mémoire ... 173
4.3.2.3 Conscience temporelle ... 173
4.3.2.4 Balayage visuel ... 174
4.3.3 Autres approches théoriques ... 174
4.3.4 Résumé des implications théoriques... 178
4.4 Contributions méthodologiques ... 179
4.4.1 Analyses pré-interruptions ... 179
4.4.2 Utilisation de l’oculométrie et de la pupillométrie ... 181
4.4.3 Nouvelles tâches pour l’étude des interruptions ... 183
4.5 Contributions appliquées ... 185
4.5.1 Interruptions en milieu professionnel ... 185
4.5.2 Implications pour la conduite automobile ... 189
4.6 Limites de la thèse et recherches futures ... 192
ix
4.6.2 Caractéristiques de la tâche primaire ... 193
4.6.3 Caractéristiques de la tâche interruptive ... 194
4.6.4 Durée de l’interruption ... 196
4.6.5 Niveau d’expertise ... 197
Conclusion ... 199
Bibliographie ... 200
Annexe ... 217
A.1 Différences entre les Chapitres 1 et 2 ... 217
A.1.1 Durée des intervalles d’analyse ... 217
A.1.2 Inclusion d’intervalles contrôles ... 217
x
Liste des figures
Introduction
Figure 1. Processus d’interruption et de reprise d’une tâche primaire (basée sur Salvucci & Taatgen, 2011) ... 6 Figure 2. Relation entre la complexité de l’état du problème et l’importance de la mémoire ou de la reconstruction pour la reprise de la tâche primaire en fonction de la durée de l’interruption (tirée de Salvucci & Taatgen, 2011) ... 18
Chapitre 1
Figure 1.1. Screenshot of the S-CCS microworld visual interface ... 41 Figure 1.2. Mean classification accuracy according to time interval around the interruption and the presence/absence of warning ... 44 Figure 1.3. Mean decision speed to perform the first post-interruption classification and to search for the next aircraft after the classification... 45
Chapitre 2
Figure 2.1. Example of the state of the situation monitored on the S-CCS radar immediately before (left panel) and after (right panel) an interruption ... 61 Figure 2.2. Screenshot of the S-CCS microworld visual interface. ... 66 Figure 2.3. Schematic representation of the design of the training and experimental sessions ... 69 Figure 2.4. Mean number of fixations (A) and mean fixation duration in ms (B) in the 8-s time interval preceding an interruption (or the corresponding time interval) for the three interruption conditions ... 77 Figure 2.5. Mean baseline-corrected pupil diameter in each of the nine seconds preceding an interruption (or the corresponding time interval) for the three interruption conditions ... 79 Figure 2.6. Mean baseline-corrected pupil diameter measured in 1-s intervals from the 2nd to the 24th second of an interruption in unexpected and forewarned interruption conditions ... 80
xi
Figure 2.7. Mean classification time measured from the beginning of each scenario to the onset of the interruption and for the first post-interruption classification in unexpected and forewarned interruption conditions ... 84 Figure 2.8. Mean number of fixations per second (A) and mean fixation duration (B) measured before the first post-interruption classification in unexpected and forewarned interruption conditions ... 88 Figure 2.9. Mean baseline-corrected pupil diameter measured in 1-s intervals from the 2nd to the 6th post-interruption second of unexpected and forewarned interruption conditions ... 89
Chapitre 3
Figure 3.1. Schematic representation of the multiple object tracking task ... 125 Figure 3.2. Screenshot of a medium-sized set of stimuli in the visual search task ... 129 Figure 3.3. Mean number of target dots correctly identified (A) and mean response time (B) according to interruption duration ... 135 Figure 3.4. Mean number of target dots correctly identified (A) and mean response time (B) for participants with low and high working memory capacity at each interruption duration ... 137 Figure 3.5. Mean number of target dots correctly identified (A) and mean response time (B) for participants with low and high visual search capacity at each interruption duration ... 138 Figure 3.6. Mean number of target dots correctly identified (A) and mean response time (B) for participants with low and high motion prediction ability at each interruption duration ... 139 Figure 3.7. Mean number of target dots correctly identified (A) and mean response time (B) for participants with low and high cognitive flexibility at each interruption duration ... 140 Figure 3.8. First significant canonical correlation for the 5-s interruption condition ... 141 Figure 3.9. Second significant canonical correlation for the 5-s interruption condition .... 142 Figure 3.10. Sole significant canonical correlation for the 15-s interruption condition ... 143 Figure 3.11. Sole significant canonical correlation for the 30-s interruption condition ... 144
xii
Liste des tableaux
Introduction
Tableau 1. Variables associées à la tâche primaire pouvant être affectées par la survenue d’interruptions et effet des principaux facteurs pouvant modérer l’impact des interruptions sur ces variables ... 14
Chapitre 2
Table 2.1. Summary of the measures collected in each analysis interval of the experiment ... 71 Table 2.2. Mean classification time (ms) and mean classification accuracy (%) for classifications of threat level performed in the 8-s time interval preceding an interruption (or the corresponding time interval) according to the interruption condition ... 75 Table 2.3. Observed (and expected) frequencies of cases in which participants did or did not perform a classification of threat level in the 8-s time interval preceding an interruption (or the corresponding time interval) according to the interruption condition ... 76 Table 2.4. Summary of QUASA results (mean and SD) for the two interrupted conditions ... 81 Table 2.5. Observed (and expected) frequencies for each type of post-interruption action in the two interrupted conditions ... 83 Table 2.6. Observed (and expected) frequencies for the first threat level classification following both types of interruptions according to whether the classification was performed on a previously available aircraft or on a ‘new’ aircraft that appeared on the radar during the interruption ... 86
Chapitre 3
Table 3.1. Mean scores regarding working memory capacity (Aospan score out of 75), visual search capacity (correct RT in ms), motion prediction ability (absolute error in ms), and cognitive flexibility (switch cost in ms) for low- and high-capacity groups ... 136
xiii
Annexe
Tableau A.1. Temps de décision moyen (ms) et précision des décisions (%) pour les classifications du niveau de menace réalisées dans l’intervalle temporel de 8 s précédant une interruption (ou l’intervalle correspondant) selon la condition d’interruption ... 219 Tableau A.2. Fréquences observées (et attendues) des classifications du niveau de menace dans l’intervalle temporel de 8 s précédant une interruption (ou l’intervalle correspondant) selon la condition d’interruption... 219
xiv
Liste des sigles
CPAUT Closest point of approach in units of time
IFF Identification friend-or-foe
LSD Least significant difference
LTWM Long-term working memory
MfG Memory for Goals
S-CCS Simulated Combat Control System
SCH Soft constraints hypothesis
TC Threaded cognition
xv
Liste des acronymes
ACT-R Adaptive Control of Thought-Rational
ANOVA Analysis of variance
xvi
Remerciements
Plusieurs personnes m’ont aidée à mener à terme cette aventure hautement exigeante et enrichissante qu’est la réalisation d’une thèse doctorale. Je profite de cette occasion pour les remercier, que ce soit pour leur soutien moral ou pour leur aide précieuse concernant divers aspects de mon parcours académique. D’abord, François, je te suis extrêmement reconnaissante pour toute l’aide que tu m’as apportée au cours des dernières années. Troublants aux premiers abords, tes innombrables commentaires dans les documents que j’ai rédigés m’ont à chaque fois permis de devenir plus autonome dans l’écriture de textes scientifiques de qualité. Je te remercie d’avoir été encourageant et à l’écoute tant sur le plan professionnel que personnel, et je te souhaite sincèrement que tes futurs étudiants soient moins émotifs que j’ai pu l’être. Je lève mon latte du Tim Hortons aux nombreuses opportunités que tu m’as données, que ce soit concernant l’écriture d’articles, la présentation de mes résultats dans des congrès, ou encore l’obtention de contrats d’auxiliaire d’enseignement et de charges de cours. En fait, j’ai vraiment l’impression que tu m’as tout donné (même tes chats, que je remercie d’ailleurs d’avoir littéralement toujours été à mes côtés pendant la rédaction de ma thèse). Grâce à ton engagement, ton soutien et ta confiance, je suis convaincue que je n’aurais pas pu tomber sur un meilleur superviseur pour m’épauler dans mes études doctorales.
Deux autres professeurs ont rendu possible la complétion de cette thèse en m’offrant un appui sur le plan scientifique. Sébastien, je te remercie pour tes nombreuses idées et suggestions tout au long de mon parcours, pour m’avoir permis d’utiliser l’équipement de ton laboratoire, et aussi pour me faire confiance pour la suite. J’ai bien hâte d’entamer officiellement mon projet de recherche postdoctoral. Je tiens également à remercier Benoit Brisson pour ses précieux conseils lors des différents séminaires qui se sont tenus durant mon parcours.
Ma famille a toujours occupé un grand rôle dans la réussite de mes études. Merci à mes parents Line et Jacques, qui m’ont constamment encouragée et ont toujours cru en moi, même sans trop savoir comment j’occupais mes journées au « lab ». Je vous remercie également d’avoir créé un autre être étrange qui ne veut pas quitter l’école, car bien peu de gens ont la chance d’obtenir des conseils pour survivre au doctorat de la part d’un membre
xvii
de leur famille rapprochée. Marie, merci pour tout ton soutien, tu es un modèle exemplaire pour une jeune chercheuse. Simon (Momon), je te remercie pour ta joie de vivre et tes expressions douteuses, qui sont toujours très utiles pour « décrocher ». Je souhaite aussi remercier ma grand-mère Labonté, de qui je crois retenir mon imagination, ma détermination et mon caractère parfois têtu, des alliés indispensables pour la complétion d’études doctorales.
Simon (Bil), mon partenaire de vie, je te suis bien entendu reconnaissante pour ton remarquable sens de l’humour, tes excellents jeux de mots et tes repas dignes des grands restaurants, mais encore plus pour ta générosité infinie et tes petites attentions. Merci d’endurer toute ma gamme d’émotions variées, même quand le stress, la fatigue ou la faim me rendent un tantinet irritable. Merci de me rappeler que j’y arrive toujours, et que je vais y arriver encore, peu importe le nouveau défi rencontré. C’est bien connu, je suis excellente pour imaginer tous les scénarios possibles dans chaque situation. Quand je pense à mon futur, aucun des scénarios qui me viennent à l’esprit ne se produisent sans toi.
Grâce à mes collègues et amis du deuxième sous-sol, mon parcours doctoral m’a non seulement permis d’étudier, mais aussi de vivre le phénomène des interruptions de tâche. En effet, il peut être difficile de se concentrer sur ses travaux de recherche dans un environnement aussi bouillonnant de liens cosmiques (Alex M.), d’énigmes et de noms de codes (Cindy), de discussions parfois très sérieuses, mais parfois moins (Jaune), de jeux de tous genres (Aless), de fous rires (Annie), de créativité (Serge), de bizarrerie partagée (Alex L.), de malaises (Benoît), de fausses chicanes (J-D), d’unicité (Karianne) et d’originalité (Mark). Nos innombrables insides, qu’ils soient des onomatopées, des gestes, des sigles formés de deux lettres identiques, ou des mots incorrectement empruntés à l’espagnol, m’ont aidée à rester motivée et m’ont donné envie de venir au laboratoire même dans les moments plus difficiles. Merci également aux auxiliaires dévoués qui ont passé de nombreuses heures à recruter les participants de mes expériences. Joanie, je tiens à te remercier plus particulièrement, toi à qui je dois la passation de la majorité de mes participants. Je me considère chanceuse d’avoir pu compter sur ton aide pour la réalisation de différentes tâches tout en ayant la conscience tranquille et en sachant que je pouvais te faire confiance. Je tiens également à remercier plus spécifiquement Benoît de m’avoir appris les bases de S-CCS ainsi
xviii
que J-D et Michaël pour m’avoir aidée à programmer plusieurs des tâches expérimentales se trouvant dans ma thèse. Mei-Li, même sans avoir évolué dans le même laboratoire, je ne peux passer sous silence l’importance de ta présence à l’étage 00. Nos discussions alliant rires et pleurs lors de nos nombreuses et longues visites dans nos bureaux respectifs ont eu d’immenses bénéfices pour mon bien-être et mon humeur.
Le soutien que j’ai reçu pendant la complétion de mon doctorat n’est pas nécessairement proportionnel à la fréquence de mes interactions avec les personnes qui m’ont offert leur appui. Laurence, tu en es la preuve vivante, toi qui me comprends depuis toujours. Je te remercie pour ces rares mais intenses échanges à propos des hauts et des bas des études graduées, pour avoir écouté sans aucun jugement mes interminables histoires sinueuses, et pour avoir « vécu le moment » avec moi en me permettant d’oublier le reste. Éti, Véro, Jimmy, Sarah, Mathieu et Myreille, je vous remercie pour toutes ces rencontres et activités empreintes de rires, de passions variées et d’histoires loufoques, qui ont toujours représenté pour moi une occasion de me rappeler ce qui compte vraiment.
Je tiens également à remercier le CRSNG et le FRQNT pour leur soutien financier pendant mon parcours universitaire. Enfin, je remercie sincèrement les près de 200 volontaires qui sont à la base de la réalisation de la présente thèse en raison de leur participation à l’une ou l’autre de mes expériences.
xix
Avant-propos
La présente thèse comporte un chapitre d’introduction, trois chapitres empiriques (Chapitres 1, 2 et 3), un chapitre de discussion générale (Chapitre 4), une conclusion, une bibliographie ainsi qu’une annexe. Chaque chapitre empirique est composé d’un article publié ou soumis pour publication à une revue scientifique internationale.
Le premier article (Chapitre 1), qui s’intitule Effects of a warning on interruption
recovery in dynamic settings (Labonté, Tremblay & Vachon, 2016), est publié dans le 60e
volume des Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting. L’article est disponible en ligne depuis le 8 septembre 2016. Deux modifications mineures ont été apportées à la version intégrée dans la thèse. Ces corrections sont indiquées dans les notes de bas de page du Chapitre 1. Quelques corrections orthographiques ou grammaticales ont aussi été apportées à l’article sans toutefois être précisément indiquées dans la thèse considérant qu’elles n’influencent pas le sens du texte.
Le deuxième article (Chapitre 2), qui s’intitule Forewarning interruptions in dynamic
settings: Can prevention bolster recovery? (Labonté, Tremblay & Vachon, 2019), est publié
dans le Journal of Experimental Psychology: Applied. L’article est disponible en ligne depuis le 21 mars 2019. La version incluse dans la thèse est identique à la version publiée, mis à part quelques exceptions attribuables à des changements mineurs effectués par l’équipe de la production de l’American Psychological Association. Ces changements concernent principalement le choix de certaines conjonctions et n’affectent aucunement le sens du texte.
Le troisième article (Chapitre 3), intitulé Individual differences in dynamic task
resumption: Exploring the role of interruption length (Labonté & Vachon, soumis), a été
soumis au Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition le 18 mars 2019. La version soumise est identique à la version intégrée dans la thèse, mis à part le retrait d’une courte section ainsi que l’ajout de quelques phrases dans la discussion. Certains termes utilisés dans l’article ont également été modifiés pour en préciser le sens.
Les rôles joués par chacun des auteurs dans la réalisation de ces articles sont les suivants :
xx
1. Katherine Labonté, candidate au doctorat en psychologie, École de psychologie, Université Laval, et auteure principale des trois articles : recension des écrits, élaboration des devis expérimentaux et conception de certaines des tâches expérimentales utilisées, programmation des tâches expérimentales ou des scénarios s’insérant dans une simulation informatisée, collecte des données (avec l’aide précieuse de plusieurs auxiliaires de recherche), traitement et analyse des données, interprétation des résultats et écriture des trois articles.
2. Sébastien Tremblay, professeur titulaire, École de psychologie, Université Laval, et deuxième auteur sur le premier et le second article : aide concernant l’élaboration des questions de recherche et des devis expérimentaux, révision de l’écriture des deux premiers articles.
3. François Vachon, professeur agrégé, École de psychologie, Université Laval, dernier auteur sur les trois articles et directeur de recherche : aide concernant l’élaboration des questions de recherche et des devis expérimentaux, collaboration à l’écriture des trois articles.
1
Introduction
Le contexte dans lequel travaillent un urgentologue, un pilote d’avion et un gestionnaire de crise présente un défi commun et particulier : il ne change pas uniquement en fonction des actions de ces travailleurs. L’état de santé d’un patient, l’espace aérien et l’état d’une situation de crise évoluent de façon autonome, même sans l’intervention des individus qui doivent les gérer. C’est en raison de leur capacité à évoluer de façon indépendante que de telles situations sont qualifiées de dynamiques, en comparaison aux situations statiques, qui ne peuvent évoluer sans influence extérieure (Edwards, 1962). Les situations dynamiques se caractérisent également par la nécessité de prendre des décisions précises, dans l’ordre approprié et au moment opportun selon l’état de la situation (Brehmer, 1992). Ces innombrables décisions doivent être prises continuellement et chacune d’entre elles est susceptible d’influencer les décisions subséquentes (Edwards, 1962).
Dans plusieurs environnements de travail extrême comme la recherche et le sauvetage, le contrôle du trafic aérien ou la gestion de crise, les opérateurs doivent composer avec des situations complexes et dynamiques. Ils doivent traiter une multitude d’informations provenant de diverses sources et prendre des décisions en situation d’incertitude et sous une forte pression temporelle. Ils peuvent également être aux prises avec divers facteurs de stress externes tels que la distraction et les interruptions de tâche. De plus, ces milieux sont caractérisés par un risque élevé : la commission d’erreurs peut mener à des conséquences catastrophiques mettant en péril la sécurité de bon nombre d’individus. La performance des opérateurs doit donc être optimale, même si ces derniers sont confrontés à d’importants défis cognitifs.
En situation dynamique, la performance et la prise de décision optimales sont favorisées par une bonne conscience de la situation. Cette conscience de la situation requiert non seulement de situer les éléments de l’environnement dans le temps et dans l’espace, mais aussi de comprendre leur signification et, ultimement, de projeter leur état dans un futur rapproché (Endsley, 1995). Par exemple, le travail d’un pilote d’avion sera facilité s’il connaît à tout moment l’identité, l’origine et la position des aéronefs qui l’entourent, s’il repère les risques de collision et s’il évalue les scénarios possibles afin de prendre la meilleure décision pour éviter tout contact.
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En raison des limites cognitives de l’humain, il est possible qu’un individu placé en situation complexe et dynamique soit incapable de traiter l’ensemble des informations nécessaires au maintien de sa conscience de la situation. En plus des multiples données qui doivent être considérées, différents facteurs sont susceptibles d’entraîner une surcharge du système cognitif. Ces entraves à la conscience de la situation peuvent être propres à un individu (p. ex., capacités individuelles, entraînement, expérience), mais peuvent également être externes (p. ex., distraction, charge de travail élevée; Endsley, 1995). Les interruptions de tâche constituent un autre des facteurs externes néfastes pour le maintien de la conscience de la situation. Même si ces interruptions peuvent s’avérer être des sources d’information importante, la suspension d’une tâche complexe et dynamique en pleine exécution est susceptible d’entraîner de graves conséquences. Par exemple, le conducteur d’une voiture qui regarde son téléphone cellulaire afin de lire un message texte risque de compromettre sa propre sécurité et celle des autres usagers de la route, même si la lecture de ce message ne prend que quelques secondes (p. ex., Borowsky et coll., 2006). En outre, un mécanicien de train qui se concentre sur d’autres activités que sa tâche cruciale de surveillance des signaux ferroviaires peut manquer un de ces signaux, ce qui, dans les pires scénarios, peut mener au déraillement du train (p. ex., National Transportation Safety Board, 2005).
Compte tenu du fait que les interruptions de tâche sont omniprésentes et souvent inévitables, il est crucial de mieux comprendre quels processus cognitifs sous-tendent la reprise d’une tâche interrompue. Jusqu'à présent, les études empiriques effectuées au sujet des interruptions concernent majoritairement les situations statiques, dans lesquelles la tâche principale d’un individu demeure stable même lorsque l’individu perd contact avec elle. Toutefois, dans plusieurs contextes de travail, les opérateurs doivent gérer des situations dynamiques qui progressent continuellement durant une interruption. Dans un tel contexte, l’état des situations pré- et post-interruption peut être totalement différent. Par conséquent, l’interruption d’une tâche dynamique nécessite non seulement de se remémorer la tâche principale après une interruption, mais aussi de prédire le nouvel état de la situation et de détecter les changements survenus (St. John & Smallman, 2008). Ces exigences supplémentaires augmentant la charge mentale des opérateurs, il est fort probable que les impacts négatifs des interruptions soient plus importants dans ces environnements qui évoluent de façon autonome que dans un contexte statique (Hunter & Parush, 2010). L’étude
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de l’impact des interruptions dans les situations dynamiques est d’autant plus importante que ces situations sont souvent associées à des risques accrus pour les travailleurs, le public et les infrastructures (p. ex., dans le domaine des transports, de la surveillance de sécurité et de la gestion de crise). Il est alors primordial de développer une compréhension plus approfondie des limites cognitives de l’humain en contexte dynamique. Ainsi, la présente thèse s’intéresse aux mécanismes de recouvrement d’une tâche dynamique interrompue. Plus précisément, elle vise d’abord à mieux documenter la contribution de la mémoire, qui est connue pour jouer un rôle crucial dans la reprise d’une tâche statique. De plus, elle vise à déterminer si d’autres fonctions cognitives considérées comme potentiellement importantes pour le recouvrement d’une tâche évolutive jouent bel et bien un rôle dans la récupération post-interruption. Enfin, elle vise à déterminer si et comment l’implication des différents processus et fonctions ciblés évolue selon la durée de l’interruption, et donc de l’ampleur des changements s’étant produits dans la tâche interrompue.
La définition d’une interruption de tâche
Une interruption de tâche se définit comme un événement généralement inattendu qui survient pendant qu’un individu est en train d’exécuter une tâche, appelée tâche primaire. La tâche primaire est temporairement suspendue jusqu’à ce que l’individu ait terminé de gérer l’événement interruptif. Selon certains auteurs, cet événement interruptif consiste inévitablement en une deuxième tâche, appelée tâche secondaire (voir, p. ex., Li, Magrabi & Coiera, 2012; Trafton & Monk, 2007). Une situation dans laquelle une personne cesse d’écrire un texte au beau milieu d’une phrase pour discuter avec un collègue ayant fait irruption dans son bureau permet d’illustrer un tel cas où l’événement interruptif constitue une activité qui doit être complétée avant de pouvoir reprendre la tâche principale. Certains chercheurs offrent toutefois une définition plus générale de l’interruption de tâche. Par exemple, Boehm-Davis et Remington (2009) la définissent comme étant la suspension d’une activité avant sa complétion, l’individu qui a vu sa tâche être suspendue ayant malgré tout l’intention d’y retourner afin de la terminer. Tel que noté par ces auteurs, la tâche primaire est le plus souvent interrompue par une deuxième tâche à exécuter. Toutefois, un événement ne doit pas obligatoirement consister en une tâche secondaire pour être considéré comme interruptif. À la lumière des écrits sur les interruptions, cette définition plus inclusive du
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phénomène semble plus appropriée qu’une définition mettant l’accent sur la présence d’une tâche secondaire. En effet, il est possible de perdre contact avec une tâche primaire sans nécessairement devoir exécuter une autre activité (p. ex., lors d’un épisode de gel d’un système informatique). Certaines études s’intéressent d’ailleurs aux interruptions « vides », dans lesquelles aucune opération cognitive particulière ne doit être effectuée par les participants pendant la suspension de leur tâche principale (p. ex., parce que l’événement interruptif consiste en la présentation d’un écran vierge; voir Borst, Taatgen & van Rijn, 2015; Morgan & Patrick, 2013; Wilson, Farrell, Visser & Loft, 2018). Néanmoins, sauf indication contraire, les situations dans lesquelles aucune tâche secondaire n’est présentée ne sont pas discutées dans la thèse. Cette décision a été prise par souci de concision et parce que le paradigme d’interruption de tâche comprend presque toujours une tâche interruptive (Boehm-Davis & Remington, 2009).
En recherche appliquée, les paradigmes d’interruption de tâche, de tâche double et d’alternance de tâches sont parfois regroupés. Ce rassemblement repose sur leur appartenance à une grande catégorie appelée multitâche, qui réfère à la gestion simultanée ou séquentielle de plusieurs tâches (voir Salvucci & Taatgen, 2011). En recherche fondamentale, ces différentes classes de multitâche sont toutefois abordées de façon indépendante, car elles sont réputées faire appel à des processus cognitifs distincts. Le paradigme des interruptions est donc, d’une part, généralement considéré comme étant différent du paradigme de tâche double. En effet, ce dernier représente l’exécution de deux activités de façon très rapprochée, voire simultanée (voir Pashler, 1994). Lorsque les tâches sont effectuées de façon séquentielle, seul un très court intervalle de temps – de l’ordre de quelques millisecondes – sépare la transition entre elles, empêchant parfois un individu de terminer sa tâche avant d’en entreprendre une deuxième. Une personne placée en situation de tâche double peut, par exemple, tenter de comprendre deux conversations simultanées ou encore parler au téléphone tout en rédigeant un texte.
Le paradigme des interruptions est également considéré comme étant différent de l’alternance de tâches. Comme son nom l’indique, cette catégorie de multitâche consiste à exécuter deux ou plusieurs tâches en alternance (voir Monsell, 2003). Elle se distingue du paradigme de tâche double par le fait que chaque transition vers une nouvelle activité ne se
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fait qu’après la complétion d’une tâche ou d’une sous-tâche. Cette caractéristique distingue aussi l’alternance de tâches des interruptions, qui entraînent la suspension temporaire d’une tâche non complétée. Un individu se trouvant en situation d’alternance de tâches pourrait, par exemple, effectuer une tâche de correction d’examens en plus d’écrire la note obtenue par chaque étudiant dans un fichier informatique après la correction de chaque copie.
Même si elle ne consiste pas en une catégorie de multitâche, la distraction doit aussi être distinguée des interruptions de tâche. La distraction et les interruptions sont souvent confondues puisqu’elles se rapportent à la présence de stimuli inattendus et parfois non désirés pendant l’exécution d’une tâche. En présence de distraction, aucune action ne doit être entreprise en réponse aux stimuli distrayants, qui ne sont généralement pas pertinents pour la réalisation de l’activité en cours (Boehm-Davis & Remington, 2009). Malgré tout, les stimuli distrayants sont souvent traités automatiquement par un individu, ce qui peut nuire à sa performance (p. ex., Banbury, Macken, Tremblay & Jones, 2001; Marsh et coll., 2017; Vachon, Labonté & Marsh, 2017). À l’inverse, un individu interrompu doit absolument gérer la tâche interruptive avant de pouvoir reprendre sa tâche initiale. Pour illustrer, une personne en plein processus d’écriture peut être distraite par une conversation qui l’empêche de se concentrer sur sa tâche (p. ex., Marsh et coll., 2017). Puisque ce dialogue ne la concerne pas et qu’elle ne doit pas poser de geste pour y répondre, il s’agit bel et bien d’une distraction et non d’une interruption, qui impliquerait plutôt que la personne participe à la discussion.
Le phénomène des interruptions de tâche
La recherche dans le domaine des interruptions ne s’intéresse pas seulement à la tâche interruptive en elle-même, mais aussi, et même surtout, au processus par lequel une tâche interrompue est reprise par la suite. La ligne du temps présentée dans la Figure 1 illustre le déroulement d’une interruption de tâche. Au départ, un individu se consacre uniquement à la tâche primaire. Dans certains cas, une alerte peut lui indiquer l’arrivée imminente d’une interruption (p. ex., la sonnerie d’un téléphone indiquant qu’une conversation est sur le point de débuter). La période temporelle qui sépare cet avertissement pré-interruption du commencement de la tâche interruptive se nomme délai d’interruption (interruption lag). Immédiatement après ce délai d’interruption survient l’interruption en soi, pendant laquelle un individu suspend son interaction avec la tâche primaire pour exécuter une tâche
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interruptive. Une fois la tâche interruptive terminée, l’individu reprend l’exécution de sa tâche primaire, se vouant de nouveau strictement à cette tâche. Le temps qui s’écoule avant que l’individu n’entreprenne une première action liée à la tâche primaire constitue le temps de reprise (resumption lag).
Figure 1. Processus d’interruption et de reprise d’une tâche primaire (basée sur Salvucci &
Taatgen, 20111).
Les conséquences des interruptions
Les interruptions de tâche sont omniprésentes dans de nombreux milieux. Par exemple, dans le travail de bureau, les alertes annonçant l’arrivée d’un courriel et la réception d’appels téléphoniques ne sont qu’un aperçu des nombreuses sources d’interruptions possibles (voir González & Mark, 2004). Heureusement, un individu qui effectue une tâche telle que la rédaction d’un document retrouvera son texte au même point où il l’a laissé après
1 The multitasking mind. Salvucci, D. D., & Taatgen, N. A., Copyright © 2011 Dario Salvucci et Niels Taatgen.
Figure reproduite et traduite avec la permission de Oxford Publishing Limited (Academic) via PLSclear. La permission de réimpression a également été obtenue de la part d’Elsevier considérant que Salvucci et Taatgen (2011) se sont eux-mêmes basés sur la publication suivante pour la création de leur figure : International
Journal of Human-Computer Studies, 58, Trafton, J. G., Altmann, E. M., Brock, D. P., & Mintz, F. E, Preparing
to resume an interrupted task: effects of prospective goal encoding and retrospective rehearsal, 583–603, Copyright © 2003 Elsevier. Délai d’interruption Interruption Temps de reprise Avertissement pré-interruption (parfois) Début de la tâche secondaire Fin de la tâche secondaire Première action liée à la tâche primaire
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avoir géré une interruption inattendue et n’aura qu’à relire quelques phrases avant de pouvoir recommencer à écrire. C’est dans un contexte comparable au travail de bureau que s’insère la majorité des écrits sur les interruptions. En effet, dans la plupart des études effectuées jusqu’à présent, la tâche principale exécutée par les participants est statique, c’est-à-dire qu’elle n’évolue pas pendant sa suspension (p. ex., Foroughi, Werner, Nelson & Boehm-Davis, 2014; Hodgetts & Jones, 2006a, 2006b; Trafton, Altmann, Brock & Mintz, 2003). L’état de la tâche après l’interruption est donc parfaitement identique à son état pré-interruption. Malgré tout, la suspension d’une tâche statique n’est pas sans conséquence.
Temps de complétion de la tâche primaire. L’une des principales méthodes
permettant d’étudier les conséquences des interruptions consiste à mesurer le temps de complétion total de la tâche primaire. De cette durée est soustrait, le cas échéant, le temps nécessaire à l’exécution d’une tâche interruptive. Le temps total requis pour effectuer la tâche primaire peut alors être comparé dans diverses conditions afin d’évaluer l’effet global des interruptions sur la tâche en cours. En utilisant cette méthode, Bailey et Konstan (2006) remarquent que le temps nécessaire à la complétion de diverses tâches variant en difficulté (p. ex., comprendre un court texte ou compter le nombre d’apparitions d’un mot cible parmi une liste de mots) est supérieur lorsque ces tâches sont interrompues par une autre activité que lorsqu’elles sont complétées sans interruption. À l’inverse, dans l’étude de Mark, Gudith et Klocke (2008), les participants sont plus rapides pour répondre à une série de courriels lorsque leur tâche est interrompue par des questions provenant d’un superviseur que lorsqu’elle ne l’est pas. De plus, la présence de ces interruptions n’affecte pas la qualité du travail accompli. Puisque les participants sont informés que leur tâche sera interrompue régulièrement, les auteurs suggèrent qu’ils travaillent plus rapidement entre les interruptions afin de compenser pour le temps consacré à la tâche secondaire. Toutefois, les participants dont la tâche est interrompue ressentent davantage de stress, de frustration et de pression temporelle et ont de surcroît l’impression de faire plus d’efforts que les participants n’ayant subi aucune interruption.
La divergence entre les résultats des deux études précédentes pourrait être attribuable au degré de complexité dissimilaire entre les tâches primaires effectuées par les participants. À cet égard, Speier, Vessey et Valacich (2003) montrent que les interruptions entraînent des
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effets contraires sur la durée d’exécution de tâches simples et complexes. Relativement à une tâche simple, une tâche complexe implique un nombre plus élevé d’éléments à traiter et d’opérations à exécuter (Wood, 1986). En contexte de gestion de la production d’une entreprise, les tâches complexes de l’étude de Speier et ses collaborateurs consistent à classer des emplacements potentiels pour l’entreprise par ordre de prix ou à planifier le niveau de production de différents produits au moindre coût. Les tâches simples, quant à elles, demandent seulement l’acquisition d’informations dans un tableau ou un graphique, exigeant parfois aussi quelques calculs simples. Les auteurs démontrent que le temps de complétion d’une tâche simple est plus court lorsque cette dernière est interrompue que lorsqu’elle est effectuée en continu. Ils expliquent ce résultat par l’augmentation du stress des participants en présence d’une interruption. Cette hausse du niveau de stress leur permettrait de se concentrer sur les éléments les plus importants de la tâche primaire afin de prendre une décision plus rapidement. Cependant, centrer son attention sur quelques éléments seulement peut nuire à la complétion d’une tâche plus complexe, qui nécessite le traitement d’un plus grand nombre d’informations. De ce fait, Speier et ses collaborateurs montrent que l’exécution d’une tâche complexe est plus longue lorsque cette tâche est interrompue que lorsqu’elle est continue.
Plusieurs auteurs questionnent la pertinence d’utiliser la mesure du temps de complétion de la tâche primaire pour étudier les conséquences des interruptions. En effet, les participants peuvent utiliser des stratégies compensatoires masquant les répercussions des interruptions lorsque ces dernières sont évaluées à l’aide d’une mesure globale (Altmann & Trafton, 2004; Hodgetts & Jones, 2006b). De plus, la comparaison de la mesure de performance globale de plusieurs participants peut dissimuler les conséquences des interruptions en raison de la variabilité interindividuelle (Trafton & Monk, 2007). Plutôt que d’utiliser la mesure du temps de complétion de la tâche en cours, certains chercheurs préfèrent donc utiliser le temps nécessaire à la reprise de la tâche interrompue pour évaluer l’effet des interruptions.
Temps de reprise de la tâche primaire. Le temps de reprise de la tâche primaire,
souvent utilisé comme indice de l’incidence des interruptions, représente le temps pris par un individu pour « rassembler ses pensées » avant de pouvoir reprendre sa tâche initiale
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(Altmann & Trafton, 2004). Dans le but d’étudier l’effet d’une tâche interruptive sur la reprise d’une tâche primaire, les participants de l’étude de Hodgetts et Jones (2006b) effectuent la tâche de la Tour de Londres. Dans cette tâche informatisée, ils doivent déplacer des disques sur des cylindres, en respectant certaines règles, jusqu’à ce que ces disques soient positionnés au même endroit que sur un modèle qui leur est fourni. Lors de certains essais, une tâche simple interrompt les participants immédiatement après le troisième mouvement de disque. Après l’interruption, le temps pris pour effectuer le quatrième mouvement est mesuré. Dans la condition contrôle (sans interruption), l’intervalle de temps entre les troisième et quatrième mouvements est aussi mesuré. Les résultats illustrent que le temps nécessaire à l’exécution du quatrième mouvement est significativement plus long à la suite d’une interruption que dans la condition contrôle.
Pour étudier les conséquences des interruptions sur le temps de reprise, Altmann et Trafton (2004) ainsi que Trafton et ses collaborateurs (2003) utilisent quant à eux la Tank Task, une tâche de stratégie dans laquelle les participants doivent vaincre des positions ennemies en gérant adéquatement la quantité de munitions et de carburant allouée aux chars d’assaut. Tout au long de la tâche primaire, l’intervalle de temps entre les actions des participants est mesuré (intervalle inter-action). Ainsi, les chercheurs peuvent évaluer la perturbation causée par les interruptions en comparant l’intervalle inter-action au temps pris pour effectuer la première opération post-interruption (temps de reprise). Les résultats des deux études dévoilent des coûts en termes de temps immédiatement après une interruption. Ces coûts sont illustrés par un temps de reprise de la tâche primaire supérieur au temps moyen nécessaire à l’exécution d’une action.
Séquence d’exécution de la tâche primaire. Les interruptions ont également une
incidence sur le respect de la séquence d’exécution des étapes comprises dans une tâche primaire procédurale (p. ex., Foroughi, Malihi & Boehm-Davis, 2016). Dans une tâche de programmation interrompue par une tâche de calcul mental, LeGoullon (2006) montre que la première action post-interruption est souvent une répétition de la plus récente action effectuée par les participants avant que leur tâche ne soit interrompue. En outre, les participants sautent parfois une étape, omettant l’opération qui aurait dû être exécutée immédiatement après l’interruption. Altmann, Trafton et Hambrick (2014, 2017) montrent
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aussi que des interruptions de quelques secondes seulement augmentent de deux à trois fois le risque que les participants ne reprennent pas leur tâche principale au bon endroit. Dans certains domaines, une telle perturbation de la séquence d’exécution d’une tâche peut mener à des conséquences désastreuses. Par exemple, des rapports du National Transportation Safety Board (1969, 1988) aux États-Unis montrent que des interruptions de tâche ont déjà contribué à la survenue d’écrasements d’avion, ces interruptions ayant mené à l’omission d’étapes cruciales pour le bon déroulement du vol lors des procédures de vérification précédant le décollage.
Performance à la tâche primaire. Les résultats des études s’étant intéressées au
caractère perturbateur des interruptions sur la précision des réponses ou la qualité du travail effectué dans la tâche primaire sont mitigés. Bailey et Konstan (2006) montrent que les participants interrompus par une tâche secondaire au beau milieu d’une tâche primaire donnent deux fois plus de réponses inexactes pendant l’exécution de cette dernière que les participants placés en situation d’alternance de tâches, qui effectuent leur tâche secondaire entre deux tâches primaires. Foroughi et ses collaborateurs (2014) révèlent quant à eux que la qualité d’un texte rédigé par les participants est diminuée dans les conditions où ils sont interrompus pendant la planification ou la rédaction de ce texte en comparaison à la condition dans laquelle leur tâche est ininterrompue. De même, l’interruption d’une tâche de lecture est dommageable pour la compréhension du texte à lire (Foroughi, Werner, Barragán & Boehm-Davis, 2015). À l’inverse, tel qu’il a été mentionné précédemment, Mark et ses collaborateurs (2008) remarquent que la qualité du travail des participants qui doivent répondre à une série de courriels n’est pas affectée par l’interruption de leur tâche.
De la même manière que pour le temps de complétion, l’influence des interruptions sur la performance à la tâche primaire dépend possiblement de la complexité de cette tâche. En effet, Speier et ses collaborateurs (2003) montrent que l’interruption d’une tâche simple ne nuit pas à la précision avec laquelle cette dernière est exécutée et peut même lui être bénéfique. Toutefois, dans le cas des tâches complexes, la performance est inférieure pour les tâches interrompues comparativement à celles effectuées en continu. Enfin, l’utilisation de la performance à la tâche primaire pour évaluer l’effet des interruptions comporte une limite importante, au même titre que la mesure du temps nécessaire à la complétion de cette
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tâche. Cette mesure globale peut dissimuler les conséquences des interruptions si des stratégies compensatoires sont utilisées (Trafton & Monk, 2007). Par exemple, durant le processus de reprise d’une tâche interrompue, les individus sont susceptibles de faire un compromis entre la rapidité et la précision de leurs réponses, selon les coûts associés aux délais ou aux erreurs (Brumby, Cox, Back & Gould, 2013). Cette observation pourrait expliquer pourquoi plusieurs études dans lesquelles aucune limite de temps n’est imposée rapportent un impact des interruptions sur la vitesse des décisions subséquentes, mais pas sur leur exactitude (p. ex., Hodgetts & Jones, 2006a, 2006b; Monk, Trafton & Boehm-Davis, 2008; Nicholas & Cohen, 2016).
Les modérateurs des conséquences d’une interruption
Différents facteurs sont connus pour influencer l’ampleur des conséquences des interruptions de tâche. D’abord, l’augmentation de la durée de l’interruption amplifie l’incidence de cette dernière sur la reprise de la tâche primaire. À ce propos, Hodgetts et Jones (2006b) démontrent que les participants reprennent leur tâche primaire plus lentement lorsqu’ils sont interrompus pendant 18 secondes comparativement à une interruption de 6 secondes (voir aussi Monk et coll., 2008). Plusieurs études montrent également que la reprise d’une tâche primaire se produit plus lentement lorsque cette dernière est interrompue par une tâche complexe – c’est-à-dire qui nécessite le traitement d’un grand nombre d’éléments – que par une tâche simple (Cades, Werner, Boehm-Davis, Trafton & Monk, 2008; Hodgetts & Jones, 2006b; Monk, Boehm-Davis & Trafton, 2004; Monk et coll., 2008). En plus de la complexité de la tâche interruptive, celle de la tâche primaire constitue également un facteur modulant les conséquences des interruptions. En effet, tel qu’il a été mentionné précédemment, l’étude de Speier et ses collaborateurs (2003) révèle que les interruptions peuvent être bénéfiques pour des tâches simples et nuisibles à des tâches complexes, que ce soit en termes de temps d’exécution ou d’erreur.
Les répercussions d’une interruption varient également selon le moment auquel elle est présentée. Les interruptions se produisant en plein milieu de l’une des sous-tâches composant la tâche primaire sont plus dommageables que celles qui se produisent entre deux sous-tâches (Bailey & Konstan, 2006; Monk et coll., 2004). En outre, les tâches interruptives présentées dans une modalité sensorielle différente de celle de la tâche primaire sont
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généralement moins nuisibles à l’exécution de cette dernière, un résultat qui serait attribuable à l’interférence qui se produit lorsque les deux tâches sollicitent la même modalité sensorielle (Ho, Nikolic & Sarter, 2001; Latorella, 1998). Toutefois, selon Ratwani et Trafton (2010), ce bénéfice serait plutôt dû au fait que l’intermodalité entre les tâches primaire et interruptive permet de maintenir un lien avec la tâche principale tout au long de l’interruption, du moins dans le cas d’une tâche primaire visuelle et d’une tâche interruptive auditive. La reprise efficace d’une tâche interrompue peut aussi être entravée si les tâches primaire et interruptive sont similaires quant à leur contenu ou aux ressources nécessaires pour leur exécution (Edwards & Gronlund, 1998; Gillie & Broadbent, 1989; Oulasvirta & Saariluoma, 2004). Certaines études suggèrent toutefois que plutôt que d’interférer avec la reprise, une interruption similaire à la tâche primaire puisse être bénéfique pour le recouvrement post-interruption si l’information qu’elle contient est pertinente pour l’exécution de la tâche principale (Cutrell, Czerwinski & Horvitz, 2000; Czerwinski, Cutrell & Horvitz, 2000; voir aussi Salvucci & Taatgen, 2011).
Le fait d’informer un individu de l’arrivée imminente d’une tâche interruptive est également connu pour atténuer les conséquences de cette interruption. Par exemple, dans l’étude de Hodgetts et Jones (2006a), les participants qui effectuent la tâche de la Tour de Londres reprennent leur tâche plus rapidement lorsqu’ils sont avertis de l’arrivée d’une interruption deux secondes à l’avance que lorsqu’aucun avertissement ne leur est fourni (voir aussi Trafton et coll., 2003). De façon similaire, une situation dans laquelle l’individu choisit le moment où il sera interrompu est moins dommageable qu’une situation où il n’a aucun contrôle sur le moment de l’interruption (McFarlane, 2002). Même sans connaissance préalable ou sans contrôle sur l’arrivée d’une interruption, un indice flagrant informant une personne des dernières actions entreprises avant l’interruption de sa tâche primaire peut aider au recouvrement de cette tâche. Un indice subtil ne mène toutefois pas à une reprise plus rapide que l’absence d’indice (Trafton, Altmann & Brock, 2005).
Enfin, certains facteurs propres aux individus peuvent également influencer la facilité avec laquelle ils sont en mesure de reprendre une tâche interrompue. Par exemple, un niveau élevé d’expertise avec une même paire de tâches primaire et interruptive, ou même avec une tâche primaire seule, est connu pour diminuer les conséquences négatives des interruptions
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(Cades, Boehm-Davis, Trafton & Monk, 2011; Jones & Moss, 2018; Oulasvirta & Saariluoma, 2006). De plus, une capacité de mémoire de travail élevée protège les individus contre les erreurs et les délais de réponse associés à la suspension inattendue de leur tâche (Drews & Musters, 2015; Foroughi, Barragán & Boehm-Davis, 2016; Foroughi, Malihi & Boehm-Davis, 2016; Foroughi, Werner, McKendrick, Cades & Boehm-Davis, 2016).
Le Tableau 1 se veut un résumé des variables associées à la tâche primaire qui sont réputées être affectées par la survenue d’interruptions. Il présente également les principaux facteurs modérant l’impact des interruptions sur l’exécution de la tâche primaire. Les conséquences des interruptions et leurs modérateurs ayant été investigués dans une multitude d’études réalisées dans différents contextes variés, ce tableau n’en contient pas une liste exhaustive. Il présente toutefois les principales variables recensées dans les études empiriques sur les interruptions de tâche.
Les modèles théoriques des interruptions de tâche
Différents modèles ont été développés afin d’expliquer le rôle des facteurs mentionnés précédemment dans le recouvrement des activités interrompues. Jusqu’à présent, l’approche théorique la plus exploitée dans les études sur les interruptions de tâche est celle du modèle Memory for Goals (MfG; Altmann & Trafton, 2002). Similaire au modèle MfG, un modèle plus récent, Threaded cognition (TC; Salvucci & Taatgen, 2008, 2011), est aussi de plus en plus utilisé pour décrire le phénomène des interruptions. Les prédictions de ces deux théories s’appuient sur l’architecture cognitive Adaptive Control of Thought-Rational (ACT-R; Anderson & Lebiere, 1998). La théorie ACT-R permet l’élaboration de différents modèles dont la validité peut être vérifiée en comparant les résultats qu’ils prédisent dans une situation donnée aux résultats de participants humains placés dans la même situation.
14 Tableau 1
Variables associées à la tâche primaire pouvant être affectées par la survenue d’interruptions et effet des principaux facteurs pouvant modérer l’impact des interruptions sur ces variables.
Variables affectées par les interruptions
Temps d’exécution (total ou post-interruption) Séquence d’exécution et performance (globale ou post-interruption) Modérateurs possibles
Durée de l’interruption Effet modérateur Aucun effet selon les
études connues
Complexité de la tâche
interruptive Effet modérateur Effet modérateur
Complexité de la tâche
primaire Effet modérateur Effet modérateur
Position de l’interruption dans
la tâche primaire Effet modérateur Effet modérateur
Modalité sensorielle/visibilité
de la tâche primaire Effet modérateur Effet modérateur
Similarité entre les tâches
primaire et interruptive Effet modérateur Effet modérateur
Connaissance préalable de
l’arrivée de l’interruption Effet modérateur
Aucun effet selon les études connues
Contrôle sur le moment de
l’interruption Effet modérateur Effet modérateur
Indice quant à la dernière
action pré-interruption Effet modérateur
Aucune vérification connue dans les écrits
Pratique avec les tâches
primaire et interruptive Effet modérateur
Aucune vérification connue dans les écrits
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Memory for Goals. Le modèle MfG explique de quelle façon un individu gère, sur
le plan cognitif, les buts qu’il possède en mémoire. Altmann et Trafton (2002) définissent un but comme une représentation mentale de l’intention d’accomplir une tâche ou de faire une action. Pour qu’un but dirige le comportement, son niveau d’activation doit être supérieur à celui des autres buts en mémoire. Le but qui contrôle le comportement peut être comparé au schéma d’action (task set) des études sur l’alternance de tâches : il représente la configuration cognitive appropriée pour l’exécution de la tâche en cours (voir Monsell, 2003). Selon le modèle MfG, trois contraintes déterminent le niveau d’activation propre à chaque but : le renforcement, le niveau d’interférence et l’amorçage.
Renforcement. Dès le moment où un but est créé, le système le renforce afin que son niveau d’activation atteigne rapidement son apogée et surpasse celui des autres buts. Ce renforcement se fait par une récupération fréquente du but en mémoire afin de l’amener à la conscience. Par la suite, un estompage progressif du but cible s’amorce : le système cognitif le récupère de moins en moins pour laisser place à d’autres actions nécessaires à la réalisation de la tâche en cours. Ainsi, le simple passage du temps contribue au déclin de son activation. Niveau d’interférence. Le renforcement du but cible par le système cognitif doit se faire de façon modérée. S’il est excessivement élevé, le niveau d’activation de l’item cible interfèrera avec les buts subséquents. Cette interférence est attribuable au fait que la détérioration des buts devenus inadaptés ne se produit pas de façon instantanée. Même lorsqu’un nouvel item est ciblé par un individu, il n’est pas exclu que ce dernier sélectionne plutôt l’un de ses buts précédents en raison de leur activation résiduelle. Plus forte est l’activation d’un but au moment où il dirige le comportement, plus longue est la période nécessaire avant que son activation soit suffisamment faible pour ne plus nuire aux nouveaux buts. Cet effet des anciens items, devenus distracteurs, sur le processus de sélection du but cible se nomme le niveau d’interférence.
Amorçage. Alors qu’il est souvent préférable que l’activation des anciens buts décroisse pour laisser place aux nouveaux items en mémoire, la réactivation d’un but antérieur est parfois nécessaire. C’est notamment le cas lors de l’interruption d’une tâche. Le but associé à la tâche en cours est suspendu pendant la tâche interruptive, mais doit être retrouvé lorsque cette tâche secondaire se termine. Dans un tel cas, le but suspendu laisse
