Approche à base de modèles pour l’ingénierie des systèmes interactifs

La conception d’un système interactif utilisable, fiable, sûr et tolérant aux erreurs est un objectif difficile à atteindre, voire impossible, car on ne peut pas garantir l’ensemble de ces caractéristiques en raison de l’imprévisibilité des humains impliqués. Dans le but d’augmenter la sûreté de fonctionnement des systèmes interactifs critiques, des recherches antérieures dans le domaine visaient à éliminer complètement l’erreur en identifiant sa source. Il est désormais largement admis que les « erreurs » humaines sont inévitables en raison de la nature idiosyncratique des humains, nécessitant plutôt d’essayer de gérer ces erreurs que de les supprimer. La perspective du blâme a également évolué pour passer de l’isolement d’un opérateur à une vision plus large de l’organisation dans son ensemble. Cependant, plus la perspective est large, plus il faut recueillir d’informations et donc plus l’organisation de ces données et le raisonnement qui y est attaché sont complexes.

Au-delà de cet aspect central de l’erreur humaine (des travaux comme rapportent que 80 % à 90 % des accidents dans l’industrie sont attribués à l’erreur humaine), d’autres aspects contribuent et doivent donc être traités en conséquence. Parmi eux, les plus importants sont l’utilisabilité du système, sa fiabilité et la formation des opérateurs.

La conception et la mise en œuvre de tels systèmes nécessitent la définition de méthodes spécifiques, capables de gérer l’utilisabilité, la fiabilité et la sécurité. Depuis de nombreuses années, la recherche en ingénierie en interaction homme-machine propose de telles méthodes pour des systèmes impliquant des techniques d’interaction simples. La méthode la plus connue de conception pour l’utilisabilité est appelée conception centrée sur l'utilisateur (UCD pour User Centered Design) et favorise l’implication systématique des utilisateurs à la fois dans les phases de conception et dans les phases d’évaluation. Dans le prolongement de ces approches UCD et afin de faire face à ces combinaisons complexes de facteurs et de systèmes, certaines approches encouragent l’utilisation de méthodes formelles et de conception basées sur des modèles comme moyen de représenter ces composants et leurs interrelations, que ce soit pendant la conception, la construction ou l’analyse.

Cet article présente les principes d’un cadre de modélisation intégré, générique et multidisciplinaire pour la conception de systèmes interactifs, y compris critiques. L’objectif est de proposer des moyens tels que des techniques de conception basées sur des modèles, des notations, des outils et des méthodes, qui permettent aux personnes impliquées dans le processus de prendre en compte et de gérer les comportements humains et/ou système erronés. L’idée de cette approche n’est pas nouvelle, car des processus et des techniques de modélisation ont été définis et largement appliqués dans le domaine des systèmes critiques (le développement basé sur des modèles (MBD) est une tendance en développement dans le domaine du génie logiciel (MDA Guide version 1.0.1 2003) préconisant la spécification et la conception de systèmes logiciels à partir de modèles déclaratifs ). Il est ainsi largement admis au sein de la communauté que des modèles sont nécessaires pour la conception de systèmes interactifs critiques et ce dans le but de pouvoir comprendre les problèmes tels que la sécurité et la résilience, et de réfléchir à la manière dont la sécurité peut être assurée, maintenue et améliorée .

La première section présente les processus classiques utilisés en conception centrée utilisateur. La deuxième section présente un cadre de modélisation intégré générique, tandis que la troisième section illustre ce cadre sur une application de cockpit interactive appelée WXR qui signifie Weather Radar System (l’intérêt de cette application étant sa simplicité et sa similarité avec les applications bureautiques classiques). Les conclusions sont présentées dans la dernière section avec l’identification des limites et des perspectives de cette approche.