IHM : qu’est-ce que l’interface homme-machine ?

De l’utilisation de la cafetière à celle de la télévision, en passant par nos ordinateurs, téléphones et terminaux de paiement : sans en avoir conscience, nous sommes constamment en présence d’Interfaces Homme-Machine ou IHM. Elles ne se résument pas aux écrans ou aux simples échanges de données. Alors que sont-elles exactement ? À quels besoins répondent-elles ?

Différents types d’interfaces homme-machine

Il existe plusieurs sortes d’IHM, qui peuvent être classées selon la nature de l’interaction que nous avons avec elles.

Systèmes périphériques d’entrée et de sortie

Qu’est-ce qu’un ordinateur ? La réponse peut sembler évidente. Cependant, un certain nombre de personnes estiment que l’écran et le clavier sont des éléments de la machine. En réalité, ce n’est pas le cas : ce sont des interfaces tangibles qui permettent de transmettre les volontés des utilisateurs à la machine pour effectuer une action (matérialiser une lettre sur l’écran, déplacer le curseur, etc.).

Tous les périphériques d’entrée (clavier, joystick, micro, souris, webcam, scanner, etc.) et de sortie (écran, imprimante, haut-parleurs, projecteurs, etc.) sont les intermédiaires pratiques qui permettent de communiquer avec la machine.

Lignes de commande

Principalement utilisées par les développeurs ou les amateurs confirmés, les lignes de commande sont des ordres rédigés dans un langage spécifique, adapté au fonctionnement logique de l’ordinateur. Le dialogue se fait dans des fenêtres dédiées, appelées consoles de commande. Les lignes de commande sont précises et flexibles, mais requièrent une grande maîtrise.

Interfaces graphiques

Comme la vue est le sens humain le plus développé, les écrans ou GUI (Graphical User Interface) sont naturellement les interfaces les plus répandues. La plupart des systèmes d’exploitation les prennent en charge pour y afficher fenêtres de dialogue, menus déroulants, icônes et bien sûr consoles pour la rédaction des lignes de commande.

Commandes vocales

Siri, Alexa, l’assistant Google : ces interfaces sont sensibles au son et reconnaissent le sens porté par celui-ci. La machine exécute l’ordre (par exemple rechercher les séances disponibles pour un film au cinéma) puis envoie la réponse. La reconnaissance du langage naturel rend l’expérience très intuitive pour l’utilisateur. Grâce à cette solution, il interagit avec la machine comme il le ferait avec un autre être humain.

Interfaces tactiles

Dans l’interface tactile, la commande se fait avec les doigts ou un stylet sur une surface sensible. Il existe plusieurs technologies, mais les écrans tactiles capacitifs, sensibles au champ magnétique de la peau, sont actuellement les plus utilisés (tablette, téléphones mobiles, etc.). Grâce à ce type d’IHM, vous n’avez plus besoin que de vos pouces pour effectuer une action sur un appareil ou l’annuler par la suite.

Commandes gestuelles

Les jeux vidéo représentent une part de marché qui n’a fait que croître depuis leurs débuts dans les années 1970. Aujourd’hui, la capture des gestes permet de commander des personnages ou de réaliser des actions (danser, jouer d’un instrument) de façon totalement intuitive. C’est Microsoft qui a révolutionné l’interaction l’IHM de cet univers avec les produits Kinect.

Évolution des IHM dans les systèmes informatiques

Les interfaces homme-machine ont évolué au cours de ces dernières années avec les progrès de l’informatique. C’est l’amélioration de leur ergonomie qui a permis au numérique de s’immiscer dans tous les aspects de la vie moderne.

La carte perforée : ancêtre de toutes les IHM

Aux premiers temps de l’informatique, les commandes étaient envoyées à l’ordinateur sous la forme de rubans de carton rigide ponctués de trous. C’est d’ailleurs toujours de cette manière que fonctionnent les orgues de Barbarie. La présence ou l’absence de perforations signifie la transmission ou non d’un ordre précis. La carte perforée a marqué le début de l’automatisation et c’est avec elle que s’est construite la société IBM.

La console de commande

Dans les années 1970, la carte perforée a été progressivement remplacée par les bandes magnétiques, puis les commandes textuelles, avant qu’un autre type d’IHM ne voie le jour : l’interface textuelle (CLI pour Commission Locale d’Information). Ce texte, tapé sur un clavier et visible dans une console de commande affichée sur l’écran, représente les ordres transmis par l’opérateur à la machine dans un langage réservé aux experts.

Avènement de l’interface graphique

Les fenêtres de commandes textuelles existent toujours et elles restent réservées aux utilisateurs les plus aguerris. Aujourd’hui, les interfaces graphiques (GUI) ont largement démocratisé l’utilisation du numérique. Appropriés au fonctionnement humain, intuitifs et faciles d’utilisation, les écrans représentent aujourd’hui l’interface homme-machine la plus populaire.

Les IHM naturelles

Au stade le plus avancé se trouvent les IHM naturelles. Ce sont les interfaces homme-machine les plus proches de la sensitivité des êtres humains. En plus de la vue, elles utilisent le toucher (tablettes tactiles), la voix et l'ouïe (assistants vocaux) et le mouvement (jeux vidéo, dispositifs médicaux, applications de fitness, robotique, etc.).

Actuellement, des IHM incluant le goût et l’odorat sont développées dans des buts médicaux, ludiques ou marketing.

Les IHM inconscientes

La communication entre l’homme et la machine peut désormais se passer de l’attention de l'utilisateur. En effet, il existe des interfaces internes qui prélèvent les données directement : moniteurs cardiaques et moniteurs de glucose implantables. Les implants neuronaux chers à Elon Musk sont développés pour la pratique médicale, mais pourraient bien devenir un jour des IHM aussi banales que les écrans aujourd’hui.

Intérêt d’une interface bien pensée

Améliorer l’expérience utilisateur

Une IHM bien conçue doit faire oublier la machine à l’utilisateur. Quoi de plus frustrant que de ne rien comprendre au fonctionnement d’un appareil ou d’un logiciel lorsqu’il n’y a personne pour nous renseigner ? Payer sa place de parking, se faire photographier pour ses papiers d’identité, remplir sa déclaration d’impôt : dans la mesure du possible, l’interface, web ou non, doit tout faire pour rendre l’expérience agréable à l’opérateur.

Favoriser la productivité

Au travail, la praticité des IHM est primordiale pour éviter les erreurs et la perte de temps. Là aussi, une solution compliquée ou qui ne respecte pas les règles de l’ergonomie peut devenir très frustrante pour l’utilisateur, surtout si sa reconnaissance et son salaire sont en jeu. Le design technique doit se conformer aux caractéristiques de l’usager moyen pour simplifier la formation à son utilisation.

Assurer l’ergonomie et la sécurité

Les IHM doivent être conçues pour limiter au maximum les erreurs humaines. C’est lorsque cette condition n’est pas respectée et que les conséquences sont graves que l’on mesure toute l’importance de l’ergonomie.

En 1992, un avion de la compagnie Air Inter s’est écrasé sur le mont Sainte-Odile en Alsace. L’analyse des données de la boîte noire a montré que les pilotes avaient confondu deux paramètres : la vitesse de descente et l’angle de descente. Les deux étaient situés côte à côte sur le tableau de bord et affichaient la même valeur (3,3), mais sans indiquer ni leur nom ni leur unité. Cette anomalie ergonomique a coûté la vie à 87 personnes.

Des machines conçues par les industriels aux logiciels et applications web, l’attention portée aux détails quant à l’ergonomie de ces équipements est cruciale pour que le contrôle du système soit intuitif et que toutes les informations nécessaires à son utilisation soient à portée de main.

Conception des IHM

La conception, le développement et la mise en œuvre des interfaces homme-machine sont des processus longs et coûteux.

Rôle des sciences humaines

Comme les interfaces homme-machine s’adressent aux humains, elles doivent tenir compte des données que les sciences humaines possèdent à leur sujet. Ainsi, les disciplines de psychologie cognitive et de sociologie sont utilisées pour créer un design. L'anthropologie, la philosophie, l’histoire, la linguistique, la symbologie et l’étude de la communication permettent de s’adapter aux caractéristiques des opérateurs.

Langages de programmation

Au-delà des aspects purement matériels, la création des interfaces digitales est un travail de développement informatique. L’IHM, c’est aussi la partie visible des programmes d’une application.

L’utilisateur n’interagit pas directement avec la logique métier, c’est-à-dire le cœur du fonctionnement informatique. Il dialogue avec la machine via le front-end des logiciels, c'est-à-dire les couches de code les plus superficielles. Des langages de programmation comme HTML, JavaScript et CSS, pour les interfaces web, servent tout spécialement à cet usage.

Collaboration entre designers et développeurs

La conception d'IHM nécessite une collaboration étroite entre le designer et le développeur. Le designer se concentre sur l'aspect visuel et l'expérience utilisateur. L’ergonomie et l’esthétique sont ses lignes de mire. Le développeur se calque ensuite sur ses demandes et traduit en code le design attendu pour concevoir la solution.

Validation par les tests E2E

Comment l’IHM est-elle validée ?

Avant d’être déployée, l’IHM est testée selon différents critères qualitatifs et quantitatifs. Ces tests s’assurent de :

• Sa performance ;
• Son utilisabilité ;
• Sa sécurité ;
• Sa compatibilité ;
• Sa conformité ;
• Sa fonctionnalité.

Une approche rigoureuse et exhaustive des tests inclut également l’approche end to end qui permet la détection, l’évaluation et la correction des défauts de conception en lien avec l’utilisation d’un logiciel ou d’une machine.

En résumé, les interfaces homme-machine sont devenues omniprésentes dans notre vie quotidienne. Leur fonction est de faciliter nos interactions avec une multitude de dispositifs et systèmes : ce sont des ponts entre l'humain et la machine. Mais à l'ère des implants neuronaux, la frontière entre l'homme et la machine devient de plus en plus floue. Une conception centrée sur l'utilisateur est essentielle pour garantir des interactions bénéfiques et sûres pour tous.