Système visuel et Mouvements des yeux : saccades et fixations

By 26 February 2013

Etudes expérimentales – Deuxième partie :

Cette deuxième partie est consacrée à la mise en œuvre expérimentale du test de nos hypothèses et à la présentation de nos résultats. Nous cherchons à examiner spécifiquement les effets d’interaction du niveau de ressources exigé (la complexité de la publicité) et du niveau de ressources disponible (le niveau de fatigue) sur les stratégies visuelles de traitement de l’information. Dans un deuxième temps, nous regardons comment ces stratégies visuelles influencent à leur tour les évaluations et la mémorisation des éléments de la publicité.

Les stratégies visuelles, à travers l’étude des mouvements des yeux, occupent une place prépondérante dans nos procédures expérimentales. En effet, les mouvements des yeux sont considérés comme des indicateurs fiables du comportement d’acquisition des informations (Janiszewski, 1998; Pieters et Wedel, 2004; Rayner et al, 2001).

Nous commençons en faisant le point sur les aspects théoriques et techniques de l’analyse des mouvements des yeux (chapitre 4), méthode phare des études portant sur l’attention visuelle. Nous détaillons l’éventail des stratégies visuelles disponibles, calculées à partir des fixations et des saccades. Ensuite, nous décrivons notre première étude visant à déterminer un lien formel entre les niveaux de traitement de l’information et les stratégies visuelles d’encodage des publicités (chapitre 5). En effet, ce lien nous permet de pallier le manque de mesure objective des niveaux de traitement. Nous pouvons dans ce cas inférer légitimement des stratégies spécifiques d’encodage de l’information en fonction de structures récurrentes observées sur les mouvements des yeux. Pour finir, nous décrivons notre deuxième étude expérimentale, où nous examinons l’effet d’interaction de la fatigue (niveau de ressources cognitives disponible) et de la complexité (niveau de ressources cognitives exigé) sur les stratégies visuelles d’encodage des publicités, les attitudes et la mémorisation pour deux échantillons différents : des étudiants et des salariés (chapitre 6).

Chapitre 4. Méthodologie d’enregistrement des mouvements des yeux

Sommaire
Le système visuel (p.99)
Les mouvements des yeux : saccades et fixations (p.101)
Attention visuelle et mouvements des yeux (p.103)
Collecte de données de mouvements des yeux : design expérimental avec un oculomètre (p.107)
Application au traitement de l’information par le consommateur (p.111)

La perception visuelle est définie comme la capacité de capter grâce à l’œil la lumière renvoyée par les objets, pour ensuite analyser ces informations visuelles par le cerveau (Hubel, 1994). Ce processus nous permet de construire une image cohérente du monde qui nous entoure. Dans le cadre du visionnage d’une publicité, nous cherchons à savoir de quelle manière le sujet traite les éléments qu’il juge intéressant de regarder, et s’il existe des éléments qui lui permettent de donner du sens à la multitude d’informations reçue.

Pour collecter nos données de mouvements des yeux, nous utilisons l’oculomètre Tobii 1750. Lorsque nos participants visionnent les publicités testées, les mouvements de leurs yeux sont enregistrés par l’oculomètre. L’enregistrement s’effectue grâce à une mini- caméra infra-rouge intégrée dans l’écran où les publicités sont projetées. Nous déterminons les stratégies visuelles en comptabilisant le nombre de fixations, leur localisation et leur durée. Cette analyse peut être effectuée sur l’ensemble de la publicité mais également en découpant l’annonce par zones spécifiques. Dans cette recherche, nous avons quatre éléments distincts : le titre, l’image, le texte, et le logo (voir la partie méthodologie du chapitre 5 pour plus de détails). Le recours au mouvement des yeux nous fournit une mesure objective des stratégies visuelles adoptées par les participants face à la fatigue et à la complexité. Ainsi, ces mouvements des yeux nous permettent de mettre à jour des schémas récurrents d’attention visuelle (Pieters et Warlop, 1999) nous permettant ensuite d’inférer les stratégies cognitives adoptées en fonction des niveaux de ressources cognitives.

Ce chapitre a pour objectif de nous familiariser avec la procédure d’enregistrement des mouvements des yeux ainsi qu’avec leur analyse. Au préalable, il est nécessaire de décrire le système visuel et le processus de perception pour comprendre comment nous construisons nos indicateurs de mouvement des yeux. Ensuite, nous décrivons les différents types de mouvements des yeux qui nous intéressent : les saccades et les fixations. Puis, nous expliquons le lien existant entre l’attention visuelle et les mouvements des yeux. Nous faisons ensuite le point sur la technique d’enregistrement des mouvements des yeux, notamment avec l’appareil Tobii 1750. Et pour finir, nous présentons les principaux résultats d’études ayant examiné le lien entre mouvements des yeux et traitement des informations visuelles, dont celles contenues dans une publicité.

4.1 Le système visuel

Il est fréquent d’opérer une analogie entre le fonctionnement de l’œil et un appareil photographique. En effet, l’image traverse l’œil à partir de la pupille. Et celle-ci joue le même rôle que l’objectif d’un appareil photo. Ensuite, l’image vient se réfléchir sur la rétine, au fond de l’œil près du nerf optique. Elle est imprimée à l’envers, comme sur la pellicule d’un appareil (voir figure 6).

Figure 6. Coupe anatomique de l’œil

« L’œil est un système optique qui permet de former une image. La lumière renvoyée par les objets passe à travers la cornée transparente, puis par le trou de la pupille et est déformée par le cristallin pour former une petite image au fond de l’œil. La rétine, une couche de photorécepteurs, capte les luminosités et envoie un signal vidéo au cerveau par le nerf optique. » (Lieury, 2008)

Coupe anatomique de l’œil
Copyright © 2001-2002 Haïba Lekhal et Per Einar Ellefsen. Ce document peut être distribué selon les termes du Open Publication License, v1.0 ou plus récente (la version la plus récente peut être trouvée à http://www.opencontent.org/openpub/).

La rétine centrale, ou fovéa, est la région où l’acuité visuelle est la meilleure. Sur l’image visionnée, la zone imprimée sur la rétine centrale est appelée région centrale ou fovéale. Cette zone est tellement petite (0,4 mm de diamètre environ) qu’elle ne couvre qu’une région de 2° à peu près autour du point focal de fixation de l’œil (Duchowski, 2007; Rayner, 1998). La fovéa est constituée de photorécepteurs appelés ‘cônes’, qui sont à l’origine de la précision de la vision et de la distinction des couleurs. Ces photorécepteurs nécessitent cependant une forte lumière (vision diurne). C’est grâce à la fovéa que nous pouvons identifier et examiner les détails d’un stimulus visuel.

Lorsque l’image vient se réfléchir ailleurs que sur la région fovéale, on parle de région parafovéale. Sur l’image visionnée, cette zone se situe jusqu’à 5° autour du point de fixation de l’œil. Cette vision est beaucoup moins performante. En effet, cette région sur la rétine n’est composée que de photorécepteurs appelés ‘bâtonnets’. Ces derniers ne permettent pas de distinguer les couleurs, mais ils sont sensibles en cas de faible éclairement, de lumière peu intense (vision nocturne).

Anstis (1974, 1988) rapporte que l’analyse détaillée d’une scène ne peut donc avoir lieu que dans la région fovéale. A l’extérieur de cette région, en région parafovéale, l’acuité visuelle diminue rapidement. Ainsi, les couleurs, les détails, les contours et les formes ne sont plus discernables. Au-delà de la région parafovéale, nous ne percevons que les objets en mouvement et nous ne pouvons plus rien identifier, tout devient tache de lumière.

La vision fovéale et la vision parafovéale sont de natures différentes. Elles sont même fonctionnellement séparées dans le cerveau. Mais elles se complètent pour fournir une perception optimale. La vision fovéale est détaillée (plutôt sensible aux couleurs) mais lente, et la vision parafovéale est rudimentaire (plutôt sensible au mouvement) mais rapide.

Des études ont montré qu’il est possible de pallier la dégradation de l’acuité visuelle dans la région parafovéale en jouant sur différentes variables d’un stimulus visuel. Par exemple, Janiszewski (1998) a observé que faire varier la taille des éléments ou leur contraste est très efficace. En effet, si la taille ou le contraste d’un élément situé en vision parafovéale augmente, la force du signal augmente également, ce qui stimule plus de cônes. Ainsi, le cerveau a plus de chances d’interpréter l’élément comme digne d’attention, ce qui augmente donc ses chances d’être sélectionné pour être fixé par la suite.

4.2 Les mouvements des yeux : saccades et fixations

L’analyse des mouvements des yeux est intéressante car elle fournit une mesure directe et non invasive des mécanismes de traitement des informations visuelles et cognitives. Chapman et al. (2002) indiquent que cette analyse permet d’inférer le traitement en œuvre lors de la visualisation d’une scène par un répondant, sans que ce dernier soit lui-même conscient des opérations en cours dans son esprit.

Pieters et Wedel (2008) rapportent qu’au lieu de bouger nos yeux de façon continue pour visionner une scène, nous les déplaçons de façon hachée, et ceci trois à six fois par seconde. Ce déplacement est appelé saccade. Les saccades ont lieu environ toutes les 250-350 ms. Elles durent en moyenne entre 10 et 100 ms, ce qui est tellement court que l’individu ne peut rien voir pendant ce temps (Duchowski, 2007). De plus, la vision est supprimée pendant les saccades de manière à éviter tout effet de persistance rétinienne et de flou.

D’après Rayner (2009), nous effectuons des saccades du fait de notre faible acuité visuelle. Comme nous l’avons vu plus haut, l’acuité visuelle est optimale dans la région fovéale (2° autour du point focal). Elle se réduit un peu dans la zone parafovéale (qui s’étend jusque 5° de part et d’autre du point focal). Et finalement, l’acuité visuelle est très faible au- delà de la région parafovéale. Par conséquent, les saccades sont des mouvements rapides des yeux servant à placer la fovéa dans la région du stimulus que l’individu souhaite voir et traiter (Duchowski, 2007). D’après Anstis (1974, 1988), notre cerveau déplace automatiquement et inconsciemment le centre de notre vision vers les zones intéressantes du champ de vision.

Entre deux saccades, les yeux restent relativement immobiles entre 150 et 600 ms. C’est ce qui correspond aux fixations. Les fixations permettent de stabiliser la rétine pour fixer un objet jugé digne d’intérêt (Duchowski, 2007). Les études ont montré que l’information n’est extraite d’un stimulus qu’au moment des fixations (Rayner, 1998; Wedel et Pieters, 2000). D’après Wedel et Pieters (2000), c’est le nombre de fixations plutôt que leur durée, qui est associé au degré d’information que le consommateur extrait d’une publicité.

En résumé, il existe principalement deux types de mouvements des yeux. Les saccades correspondent aux moments où le regard se déplace très rapidement pour aller se placer à un autre endroit. En général, le lecteur extrait peu d’information utile d’une saccade. Les fixations correspondent aux moments où le regard reste relativement immobile. Les recherches sur les mouvements des yeux rapportent que l’information est surtout extraite durant les fixations. Une fixation peut se traduire par la manifestation d’un désir de maintenir son regard sur un objet que nous trouvons digne d’intérêt; quant à la saccade, elle représente plutôt le désir de changer volontairement le centre de son attention (Duchowski, 2007).

Influence de la fatigue du consommateur sur le processus de traitement visuel d’une publicité
Thèse en vue de l’obtention du Doctorat en sciences de gestion
Université Paris 1 Panthéon – Sorbonne – Ecole des Hautes Etudes Commerciales de Paris