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INTERACTION HOMME-
MACHINE ET MÉMOIRE
Perspectives pour la gestion des situations à risques
Sujets de discussion
  Comment aider l’opérateur humain à gérer les
événements non anticipés ?
 Représenter les contrain...
Sujets de discussion
  Pourquoi l’expert en cardiologie traite le risque de
façon catégorielle (risque, pas de risque) pa...
Sujets de discussion
  Comment mettre en évidence les exigences des
tâches de recherche d’information sur le web?
 la Re...
Comment aider l’opérateur de contrôle de processus à
gérer les événements non anticipés ?
Représenter les contraintes
L’opérateur de contrôle de processus
  Contrôle de processus
  1 produit résulte d’une transformation physique
ou chimiq...
  Problème : comment l'aider à gérer
les événements non anticipés par le
concepteur ?
 situations anormales peu familièr...
  Solution :
 Révéler dans l'interface les contraintes
de fonctionnement pertinentes par
rapport au but
 Exemple d'un r...
  1 système = des contraintes
 N perturbations possibles
 Rythme chgt volume est déterminé
 Pouvoir détecter si la con...
Mise en relation sémantique
(Semantic mapping, Bennett & Flach, 1992)
  Processus qui consiste à reporter des relations e...
 Relations
visuelles
  Egalité
 x = y = z ?
 Trait horizontal
  Addition
 x + y = z ?
Mise en relation sémantique
  Moyenne simple
 z = (x+y)/2 ?
  Multiplication
 Z = x*y ?
Mise en relation sémantique
DURESS et EID (exemple)
Vicente, K.J. (1991)
DURESS
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Vicente, K.J. (1991)
  1 système = des contraintes
 N perturbations possibles
 Rythme chgt volume est déterminé
 Pouvoir détecter si la con...
Entrées (MI1)"
Sorties (D1)"
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100"
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réservoir peut
varier pour n
raisons....
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  Résultats des expériences conduites
(Vicente, 1995, 2002)
 Diagnostic plus rapide et plus précis des
défauts
 Moindre...
  Utiliser un paradigme de mémoire
(rappel, reconnaissance)
 (Vicente, 1991/1992)
 avantage au rappel pour ‘l’expert’ a...
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Réacteur embarqué (exemple)
  Interface
écologique
(Physique et
Fonctionnelle)
  Opérateurs
expérimentés
  Diagnostic d...
  Volume d'un réservoir peut varier
pour n raisons....
  Rappel correct moyen pour trois types d’essais en contrôle de
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Surveillance chirurgicale (exemple)
WHY?
Effken, Loeb, Johnson, Johnson, Reyna, 2001
Surveillance chirurgicale (exemple)
Anti-collision (exemple)
Ho, Burns, 2003. Improving pilot trust in
automated collision detection and
avoidance
Anti-collision (exemple)
Anti-collision (exemples)
Visser, van Dam, Mulder, van
Paassen (2008). Towards an
ecological design of a 4-
dimensional se...
Anti-collision (exemples)
En conclusion
  L’approche écologique des facteurs
humains (Flach, 1990)
 Aider à gérer événements non anticipés ?
 rep...
En conclusion
  L’approche écologique des facteurs
humains (Flach, 1990)
 Aider à gérer événements non anticipés ?
 rep...
 cadre des niveaux de traitement
explique l'avantage observé au rappel
(Craik & Lockhart, 1972 ; Craik, 2002)
 rappel po...
Pourquoi le cardiologue expert juge le risque de façon
catégorielle (risque, pas de risque) comparativement au
médecin moi...
Items (sujet 2)
  Fuzzy Trace Theory (FTT) un modèle duel de
mémoire
  Des biais de raisonnement sur les risques aux
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Théorie des Traces Floues
  Un modèle duel (Brainerd & Reyna, 2001)
 Analyse et Intuition augmentent avec le
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  Raisonneur extrait à l’encodage deux types
de représentation
 Représentation relative aux détails
(verbatim)
 Représe...
Des biais aux représentations
  Nouvelle lecture de résultats connus et
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Type de biais Tâche Risque objectif Risque
subjectif
Représentation
« Gist »
Explication du
biais
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(Reyna &
Brainer...
  Nouvelle lecture de résultats connus et
spécification de l’origine de l’erreur
(représentation, traitement)
 biais dan...
Type de biais Tâche Risque objectif Risque
subjectif
Représentation
« Gist »
Explication du
biais
Biais dans
l’intégration...
Simplification de la représentation
avec l’expertise?
  Travaux (dans le cadre de la FTT) sur
l’acquisition d’expertise c...
  Contrôleurs aériens étudiés par le groupe de
psychologie ergonomique de l’INRIA (Bisseret,
1979; Lafon-Milon, 1981a, 19...
  Pilotes de combat experts (Schvaneneldt,
1985)
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simple chez l’expert
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Exigences des tâches de recherche d’information dans
des pages Web
I. Etcheverry, P. Terrier, J.-C. Marquié (soumis). Asse...
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Double processus de mémoire
  Plusieurs descriptions
  explicite vs implicite
  recollection vs familiarité
  verba...
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Double processus de mémoire
  2 processus de reconnaissance
 Yonelinas, 2002
  Recollection (remémoration consciente...
  Traitement profond, élaboré, conduit à de
meilleures performances de mémorisation
  (Craik, 2002)
  Score de reconnai...
Utiliser
l’information
Lire/
écouter/
regarder
Télécharger/
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  24 adultes jeunes (18-25) et âgés (>60)
  contrôles : vocabulaire (Mil-Hill); code (WAIS-R);
familiarité avec le Web (...
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Recherche d’information
  Contenu-orientation : Quelles
villes et aéroport sont desservis par
le Thalys?
  Navigation...
  Phase test : recollection estimée avec deux
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  Test Remember/Know (Tulving,1985)
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(mélangés avec 48 items non-étudiés)
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Recollection est sensible (plus d’infos)
Cibles et éléments voisins des cibles
(e.g., page étudiée est la page “QUEBEC”)
3 types de paires et scores
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Etudié – Non étudié
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Adultes jeunes Adultes âgés
Etcheverry et al. (soumis)
Difficulté liée à l’âge dans la récupération de représentations ...
  Des exigences cognitives différentes entre la recherche
orientée ‘navigation’ et la recherche orientée
‘contenu’ (Oulas...
le niveau de généralité auquel le système doit être
représenté dans l’interface (invariants)
le niveau de généralité auque...
MERCI…
Patrice Terrier, CLLE-LTC, UMR 5263, Université de Toulouse
terrier@univ-tlse2.fr
Interaction homme-machine et mémoire
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  1. 1. INTERACTION HOMME- MACHINE ET MÉMOIRE Perspectives pour la gestion des situations à risques
  2. 2. Sujets de discussion   Comment aider l’opérateur humain à gérer les événements non anticipés ?  Représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface permet de mieux accéder à la signification des événements présentés  Le rappel comme outil d’évaluation de l’activité du point de vue des représentations
  3. 3. Sujets de discussion   Pourquoi l’expert en cardiologie traite le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) par rapport au médecin moins expérimenté ?  Représentation ‘floue’ du risque et biais  Distinguer l’utilisation des représentations thématiques (gist) et de détail (verbatim)
  4. 4. Sujets de discussion   Comment mettre en évidence les exigences des tâches de recherche d’information sur le web?  la Recollection comme mesure sensible  Utiliser les paradigmes duels de mémoire (recollection vs. familiarité ; représentations ‘verbatim’ et ‘gist’)
  5. 5. Comment aider l’opérateur de contrôle de processus à gérer les événements non anticipés ? Représenter les contraintes
  6. 6. L’opérateur de contrôle de processus   Contrôle de processus   1 produit résulte d’une transformation physique ou chimique (nucléaire, chimie, sidérurgie,…)   Complexité : grande taille, dynamique temps réel, variables lentes et interconnectées   Opérateur   Modèle mental pour détecter les défauts et en diagnostiquer la cause   Affichages graphiques comme soutien
  7. 7.   Problème : comment l'aider à gérer les événements non anticipés par le concepteur ?  situations anormales peu familières et non anticipées  enjeu crucial pour la sécurité du système H x M L’opérateur de contrôle de processus
  8. 8.   Solution :  Révéler dans l'interface les contraintes de fonctionnement pertinentes par rapport au but  Exemple d'un réservoir… L’opérateur de contrôle de processus
  9. 9.   1 système = des contraintes  N perturbations possibles  Rythme chgt volume est déterminé  Pouvoir détecter si la contrainte est violée
  10. 10. Mise en relation sémantique (Semantic mapping, Bennett & Flach, 1992)   Processus qui consiste à reporter des relations et contraintes importantes dans un système sur les relations visuelles dans l'affichage  Utilisé dans la conception écologique d’interfaces (Rasmussen & Vicente, 1990)  Ecological Interface Design, EID
  11. 11.  Relations visuelles   Egalité  x = y = z ?  Trait horizontal   Addition  x + y = z ? Mise en relation sémantique
  12. 12.   Moyenne simple  z = (x+y)/2 ?   Multiplication  Z = x*y ? Mise en relation sémantique
  13. 13. DURESS et EID (exemple) Vicente, K.J. (1991)
  14. 14. DURESS et EID Vicente, K.J. (1991)
  15. 15.   1 système = des contraintes  N perturbations possibles  Rythme chgt volume est déterminé  Pouvoir détecter si la contrainte est violée
  16. 16. Entrées (MI1)" Sorties (D1)" V1" 100" 0"   Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons....   L'interface écologique (Physique et Fonctionnelle) de DURESS montre la contrainte de conservation de la masse DURESS et EID
  17. 17.   Résultats des expériences conduites (Vicente, 1995, 2002)  Diagnostic plus rapide et plus précis des défauts  Moindre variabilité inter-individus lors du contrôle du processus  Meilleure connaissance au sujet des propriétés fonctionnelles du système   Reflètent un meilleur accès à la sémantique du domaine ? DURESS et EID
  18. 18.   Utiliser un paradigme de mémoire (rappel, reconnaissance)  (Vicente, 1991/1992)  avantage au rappel pour ‘l’expert’ au contrôle de DURESS lorsque les contraintes du domaine sont effectives DURESS et EID
  19. 19.   Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons.... 0! 0,05! 0,1! 0,15! 0,2! 0,25! Novice! Expert! Normal! Aléatoire! Défaut!   Erreur moyenne au rappel de mémoire pour trois types d'essais en contrôle de processus thermo-hydraulique simulé en fonction de l'expertise. DURESS et EID Vicente K.J. (1991/1992)
  20. 20. Réacteur embarqué (exemple)   Interface écologique (Physique et Fonctionnelle)   Opérateurs expérimentés   Diagnostic de scénarios puis rappel
  21. 21.   Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons....   Rappel correct moyen pour trois types d’essais en contrôle de réacteur à eau pressurisée en fonction de l’interface pour des opérateurs experts (Terrier, 1996) 0! 0,1! 0,2! 0,3! 0,4! 0,5! 0,6! 0,7! 0,8! 0,9! Interface P! Interface P+F! Normal! Aléatoire! Défaut! Réacteur embarqué (exemple)
  22. 22. Surveillance chirurgicale (exemple) WHY? Effken, Loeb, Johnson, Johnson, Reyna, 2001
  23. 23. Surveillance chirurgicale (exemple)
  24. 24. Anti-collision (exemple) Ho, Burns, 2003. Improving pilot trust in automated collision detection and avoidance
  25. 25. Anti-collision (exemple)
  26. 26. Anti-collision (exemples) Visser, van Dam, Mulder, van Paassen (2008). Towards an ecological design of a 4- dimensional separation assistance system
  27. 27. Anti-collision (exemples)
  28. 28. En conclusion   L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)  Aider à gérer événements non anticipés ?  représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface  aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine
  29. 29. En conclusion   L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)  Aider à gérer événements non anticipés ?  représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface  aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine
  30. 30.  cadre des niveaux de traitement explique l'avantage observé au rappel (Craik & Lockhart, 1972 ; Craik, 2002)  rappel pour étudier l'activité du point de vue de la représentation mentale utilisée (e.g. Sébillotte, 1981) En conclusion
  31. 31. Pourquoi le cardiologue expert juge le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) comparativement au médecin moins expérimenté ? Représentation ‘floue’ du risque
  32. 32. Items (sujet 2)   Fuzzy Trace Theory (FTT) un modèle duel de mémoire   Des biais de raisonnement sur les risques aux représentations   Des représentations plus simples avec l‘expertise   En conclusion
  33. 33. Théorie des Traces Floues   Un modèle duel (Brainerd & Reyna, 2001)  Analyse et Intuition augmentent avec le développement des compétences   Observation initiale  Indépendance entre raisonnement et capacité à garder les faits pertinents en mémoire pour les traiter (Brainerd & Kingma, 1984)  prémisses : A > B ; B > C  inférence : A > C
  34. 34.   Raisonneur extrait à l’encodage deux types de représentation  Représentation relative aux détails (verbatim)  Représentation relative au sens (gist)   Et préfère le traitement Flou  Rationalité = invariance Théorie des Traces Floues
  35. 35. Des biais aux représentations   Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)  effets de Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991 )
  36. 36. Type de biais Tâche Risque objectif Risque subjectif Représentation « Gist » Explication du biais Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991)   Choix entre 2 options pour combattre une maladie qui peut tuer 600 personnes Cadre en termes de gains A : 200 personnes sauvées B : 1/3 chances de sauver 600 personnes ; 2/3 chances de ne sauver personne Cadre en termes de pertes C : 400 personnes meurent D : 1/3 chances que personne ne meure ; 2/3 chances que 600 personnes meurent Cadre en termes de gains L’option risquée (B) fait peur Cadre en termes de pertes L’option risquée (D) offre un espoir Cadre en termes de gains Sauver des personnes est préférable à ne sauver personne, alors choisir l’option sûre Cadre en termes de pertes Le fait que personne ne meure est préférable à la mort de quelques personnes, alors choisir l’option risquée Représentation qualitative des options ; récupération de principes tels que « sauver des personnes est préférable à n’en sauver aucune »
  37. 37.   Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)  biais dans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd & Brainerd, 2003) Des biais aux représentations
  38. 38. Type de biais Tâche Risque objectif Risque subjectif Représentation « Gist » Explication du biais Biais dans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd, & Brainerd, 2003)   Estimer la probabilité d’une maladie coronarienne MC ou d’un risque d’infarctus IM afin de décider de l’admission à l’hôpital Probabilité d’être un patient MC ou un patient IM = MC&IM +MC&nonIM +nonMC&IM Médecins estiment : probabilité de MC ou IM est égale à probabilité de MC Probabilité d’avoir un patient MC typique (ne présente pas de risque IM) + probabilité d’avoir un patient MI typique (présente aussi un problème MC) = probabilité d’avoir un patient MC (MC&nonIM+ MC et IM= MC) Négligence de la classe non typique des patients présentant un risque d’infarctus et sans problème coronarien (nonMC&IM)
  39. 39. Simplification de la représentation avec l’expertise?   Travaux (dans le cadre de la FTT) sur l’acquisition d’expertise chez l’adulte  Progression de processus orientés sur le détail, computationnels, à un traitement intuitif, flou  Les gens traitent moins d’information, de façon plus qualitative (Reyna, 2004; Reyna et al. 2003)   Observons la similarité avec des travaux rapportés en ergonomie cognitive…
  40. 40.   Contrôleurs aériens étudiés par le groupe de psychologie ergonomique de l’INRIA (Bisseret, 1979; Lafon-Milon, 1981a, 1981b)  débutant plus précis que l’expert : il calcule la séparation. Expert utilise des processus perceptifs, d’où estimation moins précise.  débutant décide en considérant séparation verticale et séparation horizontale. Expert prend en compte la valeur de séparation horizontale. Simplification de la représentation avec l’expertise?
  41. 41.   Pilotes de combat experts (Schvaneneldt, 1985)  observait un réseau de concepts plus simple chez l’expert   Diagnostic radiologique (Maloney, 1998)  idée explicite d’une représentation Gist, plus simple et plus pertinente avec l’expertise   Diagnostic médical (Ochanine, 1978)  médecin a une image de la glande thyroïde dans les différentes maladies Simplification de la représentation avec l’expertise?
  42. 42. Exigences des tâches de recherche d’information dans des pages Web I. Etcheverry, P. Terrier, J.-C. Marquié (soumis). Assessing web interaction with recollection: Age-related and task-related differences. International Journal of Human-Computer Studies Recollection : une mesure sensible
  43. 43. 49 Double processus de mémoire   Plusieurs descriptions   explicite vs implicite   recollection vs familiarité   verbatim vs gist   Explicite vs implicite en contrôle de processus  (Terrier & Cellier, 1997, 2004)   operateurs expérimentés, réacteur à eau pressurisée   variations dans exigences cognitives de la tâche (e.g. profondeur du traitement) capturées en comparant différentes tâches de mémoire
  44. 44. 50 Double processus de mémoire   2 processus de reconnaissance  Yonelinas, 2002   Recollection (remémoration consciente)   Familiarité   L’effet du traitement conceptuel   important sur Recollection, faible sur Familiarité  Traitement profond-superficiel, attention normale-divisée (e.g. Gardiner, 1988; Rajaram, 1993)   Implications pour le Web?   (toute) manipulation qui favorise modèle mental, construction modèle de situation, devrait influencer la recollection  Long & Prat, 2002; Long et al., 2006
  45. 45.   Traitement profond, élaboré, conduit à de meilleures performances de mémorisation   (Craik, 2002)   Score de reconnaissance diffère selon que la recherche dans des pages Web est orientée ‘navigation’ ou orientée ‘contenu’   (Oulasvirta, 2004) Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web
  46. 46. Utiliser l’information Lire/ écouter/ regarder Télécharger/ enregistrer copier imprimer Localiser sur une page Un contenu intéressant Un concept relié Une information taggée Un lien spécifique Une image Aller vers une page Par un lien hypertextuel Par touche retour/ suivant Par marque page Par l’l’historique En founissant une URL Fournir une information Un lien Une adresse réponse à une enquête Etc. Configurer le navigateur Ajouter un marque page Sélectionner l’aide Changer la taille du cache Gérer la fenêtre Etc. Réagir à l’envt Répondre à un dialogue Répondre à une modif. Recharger Etc. Tâches Taxonomie des tâches effectuées sur le Web (Byrne, John, Werhle, & Crow, 1999)
  47. 47.   24 adultes jeunes (18-25) et âgés (>60)   contrôles : vocabulaire (Mil-Hill); code (WAIS-R); familiarité avec le Web (questionnaire)   phase d’étude   Plusieurs tâches de recherche d’information avec 8 pages Web (.fr domain) dans deux conditions de recherche   orientée-Contenu : trouver la cible implique de traiter le contenu de la page   orientée-Navigation : trouver la cible consiste à trouver un lien Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web
  48. 48. 54 Recherche d’information   Contenu-orientation : Quelles villes et aéroport sont desservis par le Thalys?   Navigation-orientation : Quel lien sélectionner pour trouver de l’information sur les villes et régions?
  49. 49.   Phase test : recollection estimée avec deux paradigmes   Test Remember/Know (Tulving,1985)  on attend un meilleur score de reconnaissance, des estimations de recollection plus élevées (Remember responses) après la recherche orientée contenu   Tâche de reconnaissance à choix forcé (Lavoie & Faulkner, 2000)  Pour comparer la récupération de représentations détaillées (Verbatim-based) et sémantiques (Gist-based) en fonction de l’âge Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web
  50. 50. 56 Adultes jeunes Adultes âgés Test Remember/Know Effet des exigences de la recherche d’information plus marqué sur jugements ‘Remember’ que sur score global de reconnaissance (remember + know)
  51. 51. Proportion de cibles trouvées en phase de recherche d’information (plus d’infos)
  52. 52.   96 items étudiés dans le test Remember/Know (mélangés avec 48 items non-étudiés)   Eléments cibles de la tâche de recherche (48)  e.g. le lien qui a été sélectionné   Eléments voisins liés à la tâche de recherche (48)  e.g. le lien près du lien sélectionné   Les différences apparaissent pour les voisins ! Recollection est sensible (plus d’infos) Cibles et éléments voisins
  53. 53. 60 Recollection est sensible (plus d’infos) Cibles et éléments voisins des cibles
  54. 54. (e.g., page étudiée est la page “QUEBEC”) 3 types de paires et scores   Reconnaissance Etudié – Non étudié (e.g. Superficie du Québec – Porte-manteaux)   Verbatim Etudié – Non étudié lié à la page étudiée (e.g. Forêt boréale – Paysages nordiques)   Gist Non étudié – Non étudié, lié à la page (e.g. Table – Frontière Canadienne) Test de reconnaissance à choix forcé 36 paires
  55. 55. 62 Adultes jeunes Adultes âgés Etcheverry et al. (soumis) Difficulté liée à l’âge dans la récupération de représentations détaillées (Verbatim)
  56. 56.   Des exigences cognitives différentes entre la recherche orientée ‘navigation’ et la recherche orientée ‘contenu’ (Oulasvirta, 2004)   Mieux mises en évidences lorsqu’on estime les processus duels de mémoire   Et des différences liées à l’âge qui apparaissent alors Recollection : une mesure sensible En conclusion
  57. 57. le niveau de généralité auquel le système doit être représenté dans l’interface (invariants) le niveau de généralité auquel l’opérateur/utilisateur représente l’information (représentation ‘gist’ ou ‘verbatim’) pour résoudre la tâche la contribution possible de nouveaux paradigmes de mémoire à l’évaluation de l’interaction personne x machine En résumé : utile de considérer
  58. 58. MERCI… Patrice Terrier, CLLE-LTC, UMR 5263, Université de Toulouse terrier@univ-tlse2.fr
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