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IND6406 Ergonomie cognitive
Charge mentale de travail :
définitions et facteurs déterminants
Jean-Marc Robert, Ph. D.
Dép. de mathématiques et de génie industriel
Le 30 janvier 2018
1Charge mentale de travail
ou
Charge de travail mental ?
.
2Les 3 composantes de la charge de travail
• Charge physique
– conséquence de l’effort physique à fournir pour marcher/courir, porter,
soulever, tirer, pousser, serrer, manipuler, adopter /maintenir une posture,
maintenir une cadence, etc.
– conséquence des facteurs environnants : bruit, température, humidité,
poussière, produits toxiques, odeur, …
Charge mentale :
• Charge cognitive
– conséquence de l’effort mental à fournir pour mémoriser, calculer,
anticiper, choisir, être attentif, traiter des problèmes, prendre des
décisions, …
• Charge psychique ou émotionnelle
– conséquence de ce qu’il faut endosser, endurer, cacher, feindre, etc. Par
ex., les tensions répétées avec le public, des collègues, ou le patron, le
contact avec la souffrance, le travail dans des milieux difficiles (ex.,
urgence d’hôpital, abattoirs)
3Charge mentale = charge cognitive + charge psychique
Charge mentale
Charge cognitive Charge psychique
- Charge de concentration - Tristesse (ex., mort)
- Charge visuelle, auditive, … - Crainte, peur (insécurité)
- Charge mnémonique - Stress
- Charge de coordination (ex., œil/main) - Contacts sociaux négatifs
- Charge de traitement (ex., calcul mental) - Ne pas aimer son travail
- Charge de direction -… 4Notions reliées à la charge mentale
• Tâches et Activités
• Modes opératoires de travail (façon de faire)
• Contraintes de travail
• Capacité cognitive
• Ressources mentales ou attentionnelles
• Effort mental
• Coût cognitif
• Charge attentionnelle
• Astreinte mentale
• Performance
• Aspects émotifs ou affectifs
• Pénibilité
5ISO 10075 sur la charge mentale de travail
(sous la responsabilité directe du TC 159/SC 1 Secrétariat)
• ISO 10075:1991 - Principes ergonomiques concernant la
charge de travail mental -- Termes généraux et leurs
définitions
• ISO 10075-2:1996 - Principes ergonomiques relatifs à la
charge de travail mental -- Partie 2: Principes de
conception
• ISO 10075-3:2004 - Principes ergonomiques relatifs à la
charge de travail mental -- Partie 3: Principes et exigences
concernant les méthodes de mesurage et d'évaluation de la
charge de travail mental
6Définition
Charge mentale de travail
Le degré de mobilisation du sujet, la fraction de sa
capacité de travail qu’il investit dans sa tâche.
Jacques Leplat et Pailhous (1969)
7Définition
Charge mentale de travail
La charge de travail exprime … “les effets sur
l’organisme du poids que l’homme porte sur ses
épaules, au propre et au figuré, à l’occasion du
travail qui lui permet de vivre et de tenir sa place
dans la société, en y assumant toutes ses
responsabilités, compte tenu de ce qu’il est et du
milieu qu l’entoure ”.
Hughes Monod et Françoise Lille (1976)
8Définition
Charge mentale de travail
Nous avons plutôt tendance à considérer la charge
mentale comme la résultante des effets qu’ont sur les
activités mentales ou sur les organes qui sont le siège
de l’activité psychique de l’individu, les facteurs de
travail quels qu’ils soient. En ce sens, la charge
mentale est principalement liée aux états de stress.
Lucas (1980)
9Définition
Charge mentale de travail
La mesure quantitative ou qualitative du niveau d’activité
nécessaire à l’accomplissement d’un travail donné.
Jean-Claude Sperandio (1980)
La charge mentale réfère à la quantité de ressources mentales à
mobiliser pour effectuer une tâche.
« De façon très schématique, la charge mentale pourrait être
résumée à l’ensemble des sollicitations du cerveau pendant
l’exécution du travail ». Les éditions Tissot,
Site consulté le 7-2-2017
10Définition
Charge mentale de travail
Un construit multidimensionnel qui peut largement
s’expliquer par 3 facteurs : la charge liée au temps, la
charge liée à l’effort mental, et la charge de stress
psychologique.
Reed & Nygren (1981)
Créateurs du SWAT
(Subjective Workload Assessment Technique)
11Définition
Charge mentale de travail
Le concept de charge mentale se définit
fondamentalement en termes de relation entre l’offre
(ressources disponibles) et la demande (exigences).
Christopher D. Wickens (1984)
12Définition
Charge mentale de travail
Un de ces concepts qui se comprend bien en général
mais qui est difficile à définir de façon particulière.
C’est un construit hypothétique représentant le coût
pour un humain d’accomplir une tâche avec un
certain niveau de performance.
Sandra Hart (1988) (NASA)
Créatrice de l’outil NASA-TLX
(Task Load Index)
13Définition
Charge mentale de travail
• Workload is a construct that reflects the
interaction of such elements as task and system
demands, operator processing capabilities and
effort, subjective performance criteria, operator
information processing behavior and strategies
and finally, operator training and prior experience.
N. Meshkati (1988)
Charge = F (Exigences de la tâche x Individu x Critères de performance x
Stratégies x Formation x Expérience)
14Définition
Charge mentale de travail
• Planning, setting priorities, establishing a schedule,
allocating effort, focusing attention on certain tasks,
ignoring others. As a result of this adjustment, the pilot
experiences some mental and physical demands, which we
call workload, but the workload experienced at one
moment in time is used to continuously adjust
performance, establish priority, and change task
scheduling. This model addresses the fact that when people
are underloaded they pick up tasks and when overloaded
they shed tasks.
K. Cardosi (1993)
15Définition
Charge mentale de travail
• Nous proposons donc de considérer la charge
cognitive liée à la réalisation d’une tâche donnée
comme le niveau d’effort mental (la quantité de
ressources) requis pour la réalisation d’une tâche,
pour un individu donné.
Tricot et Chanquoy (1996)
16Charge psychique de travail
Une notion mal définie, qui relève du domaine
affectif plutôt que cognitif et qui évoque toutes les
retombées négatives, toutes les pollutions qui
peuvent accompagner les activités intellectuelles
dans le travail.
– Facteurs mis en cause : anxiété, angoisse, contraintes de
temps ou de délai, répétition et monotonie du travail,
interruption du travail, poids de la hiérarchie, etc.
J.-C. Sperandio (1980)
17Charge psychique au travail
ou charge émotionnelle
• La charge psychique de travail concerne tout ce
qui est autour de la charge émotionnelle, tout ce
qui est pesant et source d’anxiété avec comme
conséquence habituelle des troubles anxieux, des
troubles du sommeil, des troubles de l’humeur au
premier rang desquels se trouve la dépression.
Le figaro.fr
consulté le 7 février 2017
18Critiques des définitions de la
charge mentale
- Elles se limitent à des tâches délimitées dans le temps :
ex., préparer un examen, faire une mission militaire
- Elles ne tiennent pas compte de l’obligation de devoir
penser tout le temps à ce que l’on doit faire, de devoir
penser à tout, et de tout coordonner.
- Ex.: le travail d’un chef d’entreprise, les tâches d’un parent
19Contraintes et astreintes de travail
• Contrainte : la tâche à faire et les conditions dans lesquelles
elle doit être faite.
– Par ex. : traduire un texte de 10 pages anglais-français, seul, avec
accès Internet, avec utilisation des outils de son choix (ex., banques
terminologiques, dictionnaires), en 24 heures, avec un très haut
standard de qualité.
• Astreinte : l’ensemble des conséquences de la contrainte sur
l’opérateur. Elle dépend directement de l’activité mise en jeu
pour répondre à la contrainte, en fonction des circonstances
et des caractéristiques individuelles. Elle peut être d’ordre
physiologique ou psychologique.
– Elle peut varier grandement d’un individu à l’autre selon les
aptitudes, l’expérience, le niveau de compétence et la performance
visée.
20Les exigences du travail
• Elles porte sur différents aspects:
– Aptitudes personnelles (ex., coordination motrice, cognition spatiale,
élocution, excellente mémoire, avoir l’audition absolue, esprit de synthèse)
– connaissances (ex., ergonomie, ergonomie cognitive, charge mentale de
travail, NASA-TLX)
– Savoir-faire ou habiletés (ex., taper 100 mots/min, savoir jongler, faire du
calcul mental rapide, aiguiser des couteaux)
– Qualités personnelles (ex., leadership, charisme, entregent, capacité d’établir
et de maintenir de bonnes relations interpersonnelles)
– Savoir-être (ex., savoir se comporter de façon appropriée dans des situations
stressantes, garder son sang-froid)
– Style cognitif (ex., visuel vs auditif; pensée divergente vs convergente)
– Intérêt personnel (ex., pour le travail d’équipe, avec le public, avec des
jeunes)
21Le stress
• Conséquence du déséquilibre entre la perception
qu'une personne a des contraintes que lui impose
son environnement, et la perception qu'elle a de
ses propres ressources pour y faire face.
(Agence Européenne pour la Sécurité et la
santé au travail)
22Pourquoi étudier la
charge mentale de travail ? (1/2)
• Prédire la performance des systèmes humains-machines et
socio-techniques
• Évaluer les exigences d’une mission (ex., militaire) et
s’assurer de bons résultats
• Avoir des niveaux de charge acceptables pour les
opérateurs : ni sous-charge, ni surcharge
• Préserver la main-d’œuvre : éviter les excès de fatigue, de
stress, d’épuisement, d’insatisfaction, …
• Prévenir les erreurs, les défaillances , les accidents
23Pourquoi étudier la
charge mentale de travail ? (2/2)
- Définir et organiser le travail :
- le nombre d’opérateurs, les responsabilités de chacun, le mode
d’organisation, …
- Certifier un nouveau système
- par ex., permet-il d’accomplir une mission de façon efficiente et en
toute sécurité ?
- Comparer les niveaux d’exigences (en terme de charge de
travail) des postes de travail , des machines, des modes de
production, des dispositifs d’entrée de données et de
présentation, …
- Aider à régler des conflits à propos des exigences de
certains postes de travail. 24Catégories de facteurs déterminant
la charge de travail
• Relatifs à la situation de travail
– Environnement physique
• éclairage, bruit, ambiance thermique, vibration, altitude, …
– Aménagement physique du poste
• dispositifs de présentation des informations, dispositifs de
commandes, compatibilité signaux-réponses, aides au travail,...
– Organisation du travail
• contrainte temporelle, intensité des cadences, degré
d’asservissement au rythme collectif, tâches simultanées, rigidité
des modes opératoires assignés, etc.
25Facteurs déterminant
la charge de travail
• Relatifs à la personne
– Niveau de formation, expérience de travail, état
de fatigue ou se santé, certains traits de
personnalité, l’attitude devant la tâche, l’âge, ...
26Facteurs déterminant
la charge de travail
• Relatifs au milieu
- L’environnement social immédiat :
- Ex., degré d’insertion dans le groupe, les
communications avec les autres, …
- Les caractéristiques de la vie hors travail
- les conditions familiales, de logement, de transport,
les activités extra-professionnelles, etc.
27Liste de vérification du travail mental
pour le concepteur (1/4)
(Johannssen, Moray, Pew, Rasmussen, Sansers, Wickens 1979)
1. Structure et qualité de l’intrant
- Vitesse de présentation
- au delà d’un certain niveau (non absolu car il varie selon les individus, la
pratique, les stratégies employées, la personnalité, …): diminue la
performance, augmente la charge.
- Nombre de sources indépendantes
- réduit la performance, augmente la charge
- Prévisibilité et vue anticipée
- améliore la performance et réduit la charge
- Formation d’une vue d’ensemble
- améliore la performance, réduit la charge
- Sources correlées
- améliorent la performance, réduit la charge. 28Liste de vérification du travail mental
pour le concepteur (2/4)
(Johannssen, Moray, Pew, Rasmussen, Sansers, Wickens 1979)
2. Charge mnémonique
- Maintenir des informations dans la mémoire de
travail diminue la performance et accroît la charge.
29Liste de vérification du travail mental
pour le concepteur (3/4)
(Johannssen, Moray, Pew, Rasmussen, Sansers, Wickens 1979)
3. Calcul et transformations d’informations
– Les calculs, transformations ou traductions de l’intrant
réduisent la performance et augmentent la charge.
– Assurer la direction : diminue la performance, augmente
la charge
– Les caractéristiques hétérogènes : diminuent la
performance, augmentent la charge
Les délais à l’intérieur d’une boucle de contrôle : diminuent
la performance, augmentent la charge.
30Liste de vérification du travail mental
pour le concepteur (4/4)
(Johannssen, Moray, Pew, Rasmussen, Sansers, Wickens 1979)
4. Pratique
- améliore la performance, diminue la charge (si elle est
trop basse, cela peut provoquer de l’ennui)
5. Stabilité du système
- l’instabilité réduit la performance, augmente la charge
6. Perception des erreurs
- une bonne qualité de présentation des erreurs améliore la
performance ; la perception des erreurs peut augmenter
ou diminuer la charge.
31Critères pour juger si les méthodes de mesure
de la charge sont applicables à l ’industrie
acceptable pour les opérateurs
standardisée
répétée facilement
facile à enseigner
données obtenues avec peu d'effort, de façon
économique
données faciles à interpréter
32Critères de qualité des méthodes de
mesure de la charge mentale
• Validité : bien mesurer la charge, toute la charge et rien que la
charge.
• Fidélité : on obtient les mêmes mesures d’une fois à l’autre si
on travaille dans les mêmes conditions.
• Sensibilité : sensible aux changements de niveaux.
• Diagnosticité : indique ce qui cause la charge.
• Sélectivité (un sous-point de diagnosticité): sensible aux
différents types de demandes.
• Obstruction : ne pas perturber la façon de faire la tâche ou la
performance de l’opérateur.
• Étendue : donner rapidement la mesure de la charge.
33Notions à la base des méthodes de
mesure de la charge
• capacité totale de travail (ressources globales)
– capacité utilisée (ressources utilisées = x %)
– capacité résiduelle (ressources inutilisées = y % )
Capacité résiduelle
= Capacité totale (100%)
Capacité de travail
utilisée par la tâche
34Capacité totale de travail
• Croit avec l’apprentissage et l’expérience acquise tout au
long de la vie pcq nous acquérons des connaissances, des
stratégies ou modes opératoires, nous voyons les priorités,
nous avons d’autres critères de jugement, etc.
• Diminue avec le vieillissement cognitif (mais compensé
par les stratégies)
• Est stable sur de courtes périodes de vie
• Est considérée comme stable lorsqu’on mesure la charge
mentale de travail
35Observations sur la charge mentale (1/2)
La notion de charge mentale de travail n’a de sens que si on tient
compte des 3 réalités suivantes :
– nous avons tous une capacité de travail limitée
• facteurs déterminants : aptitudes personnelles, formation,
expérience, ambitions, personnalité, etc. ;
• Ex. : la capacité limite de la MCT (pour une reproduction parfaire
après 1 seule présentation): environ 7 chiffres ou 6 lettres
– nous voulons (ou devons) accomplir la tâche en respectant
des critères de qualité et de sécurité
– nous visons un certain niveau de performance (ex., être le
meilleur du groupe)
36Observations sur la charge mentale (2/2)
• Il existe en général des limites à toute performance : il n’est
pas possible de faire plus ou mieux.
• L’exécution simultanée de plusieurs tâches, même si
chacune est facilement exécutable seule, peut devenir
impossible (voir le cube de Wickens).
• L’exécution de plusieurs tâches en parallèle demande de la
coordination qui mobilise des ressources mentales
(l’équivalent de frais de gestion)
• Selon la nature de la tâche, ses conditions d’exécution, l’état
de celui qui l’exécute, l’effort à déployer est plus ou moins
grand pour arriver à un même résultat
37Modèles théoriques sous-jacents aux
méthodes de mesure qui sont basées sur des
données comportementales
• Modèle behavioriste
– les intrants : tâche, contraintes de travail, conditions de
travail
– les extrants: la production
• Modèle cognitiviste
– On s’intéresse au traitement fait par la personne
N.B.: L’humain est considéré comme un canal de
transmission d’information à capacité limitée
38Le modèle de la théorie de l’information: un
rapport entre l’information émise et l’info transmise.
Extrant /
Production
Charge
Intrant / Contraintes de travail / Tâche
(ex., nombre d’avions à contrôler)
Figure 1 : Relation entre les intrants et les extrants du travail.
39The Inverted-U relationship between pressure and performance
40Références
• ESTRYN-BEHAR M, FOUILLOT J. P. Etude de la charge mentale et approche de la charge
psychique du personnel soignant. INRS DMT42TL6
http://www.inrs.fr/htm/etude_la_charge_mentale_approche_la_charge.html
• ISO 10075:1991 - Principes ergonomiques concernant la charge de travail mental -- Termes généraux
et leurs définitions.
• ISO 10075-2:1996 - Principes ergonomiques relatifs à la charge de travail mental -- Partie 2:
Principes de conception.
• ISO 10075-3:2004 - Principes ergonomiques relatifs à la charge de travail mental -- Partie 3:
Principes et exigences concernant les méthodes de mesurage et d'évaluation de la charge de travail
mental.
• Leplat, J. (2002). Éléments pour une histoire de la notion de charge mentale (Chap. 1), dans Jourdan,
M., Theureau, J. (Coord.). Charge mentale : notion floue et vrai problème. Octarès, Toulouse, p. 27-
40.
• Sperandio, J.-C. (1980). La psychologie en ergonomie. Paris : PUF.
• SZEKELY J. - L’évaluation de la charge mentale dans le cadre de l’étude et de l’aménagement des
conditions de travail. Théorie, mesure, application. Vandoeuvre lès Nancy, INRS, note scientifique et
technique
• Young, M.S., et al. (2015). State of science: mental workload in ergonomics. Ergonomics, 58(1), 1-
17.
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