Université Lumière Lyon 2
Ecole Doctorale : Sciences de l'éducation – Information et Communication – Psychologie (EPIC)
Institut de Psychologie
Laboratoire d’Etude et d’Analyse des Comportements et des Modèles (LEACM-CRIS)
Laboratoire d’Informatique en Image et Systèmes d’information (LIRIS)
Analyse de traces d'activité pour la modélisation cognitive
Application à la conduite automobile
Thèse de doctorat de Psychologie
Mention : Dimensions Cognitives et Modélisation
dirigée par Robert MARTIN et Alain MILLE
Présentée et soutenue publiquement le 19 Février 2008
Devant un jury composé de :
Claude BASTIEN, Professeur à l'Université Aix-Marseille 1, président du jury
Guy BOY, Professeur des universités, EURISCO Int
Bernard CADET, Professeur à l'Université de Caen
Alain MILLE, Professeur à l'Université Lyon I
Robert MARTIN, Professeur à l'Université Lyon II
Bruno BACHIMONT, Professeur à l'Université de Compiègne.
Andry RAKOTONIRAINY, Professeur à la Queensland University of Technology
Thierry BELLET, Chargé de Recherche, INRETS
Jean-Claude RABIER, Professeur à l'Université Lyon II

Remerciements

Je tiens à témoigner ici que cette thèse ne serait pas ce qu’elle est, si elle n’avait pas bénéficié de multiples collaborations. Mes remerciements vont donc en premier lieu à ceux qui ont apporté la contribution la plus concrète à ce travail, et avec qui j’ai eu grand plaisir à collaborer dans un esprit dynamique, constructif, passionné et toujours amical.

Je remercie Benoit Mathern pour son gros travail de développement informatique sur AbstractXML ; Jean-Marc Trémeaux pour sa contribution aux premiers développements d’Abstract ; Arnaud Bonnard, également pour sa contribution en informatique ; Daniel Letisserand, pour son apport en mathématiques et traitement du signal.

Je remercie Matthias Henning pour sa collaboration scientifique et pour son accueil à Chemnitz ; Anna Mikolajetz et Tony Wynn pour leur partenariat dans notre expérimentation.

Je remercie Philippe Deleurence, Céline Goupil, Vincent Blanchet, Bruno Piechnik également pour leur contribution à cette expérimentation ; ainsi que les participants qui ont bien voulu donner leur « comportement » à la science, au risque de laisser deviner une partie de leur « esprit ».

Je remercie les membres du Lescot et du Liris qui m’ont offert un contexte de travail sympathique et agréable, et tout particulièrement Aurélie Banet.

Je remercie, pour leur encadrement scientifique, chaleureux et motivant, et pour tout ce qu’ils m’ont appris pendant ces trois années, Thierry Bellet et Alain Mille ; et également Robert Martin, Joseph Krems, Frank Ritter.

Je remercie Messieurs les professeurs Bruno Bachimont, Andry Rakotonirainy, Claude Bastien et Jean-Claude Rabier d’avoir accepté de participer au jury de cette thèse, ainsi que Messieurs les Professeurs Guy Boy et Bernard Cadet d’avoir accepté d’être mes rapporteurs.

Enfin je vous remercie, lecteur, qui avez probablement participé, en tant que contribuable européen, au financement de ce travail, par l’intermédiaire de la commission européenne et du réseau d’excellence Humanist. J’espère que vous trouverez, dans ce mémoire, des réponses à vos questions.

Résumé

Comment parvient-on à décrire les processus et états "mentaux" qu’un sujet humain met en œuvre lorsqu’il réalise une activité ? C'est-à-dire : qu’est-ce que des processus et états "mentaux" ? Comment peut-on parvenir à les inférer à partir des comportements et des déclarations de ce sujet ? Quelle description obtient-on ? Notre objectif est d’apporter des réponses à ces questions à partir du contexte de l’ergonomie cognitive de la conduite automobile.

Pour cela nous avons collecté des "traces d’activité" pendant une expérimentation de conduite sur route ouverte, avec un véhicule instrumenté. Ces traces sont des séquences d’événements qui décrivent l’interaction du sujet avec son environnement. Elles contiennent des données issues de capteurs, ou issue d'évaluation faites par l'ergonome ou par le conducteur lui-même. Nous avons mis au point un processus progressif de modélisation de ces traces, avec l’aide d’un outil d’ingénierie des connaissances, que nous avons spécifiquement développé. Ce processus nous permet de produire des modèles de l’activité à différents niveaux d’abstraction. A partir de ces modèles d’activité, nous montrons comment un ergonome peut expliquer l’activité, en référence à son propre cadre théorique explicatif.

Le cadre théorique explicatif que nous avons choisi provient de la psychologie cognitive. Il propose de décrire les processus et états mentaux du sujet comme des "schémas cognitifs", mis en œuvre de manière plus ou moins automatisés ou conscients, c'est-à-dire selon différents "niveaux de contrôle".

Ainsi, avec notre approche, nous pouvons inférer des schémas cognitifs à partir des traces d'activité. Ensuite, nous pouvons expliquer des activités de conduite particulières par le fait que le conducteur met en œuvre certains de ces schémas cognitifs, à certains niveaux de contrôle. Cette démarche soulève des difficultés épistémologiques auxquelles nous répondons par un positionnement "constructiviste", c'est-à-dire évolutionniste, pragmatique, et dirigé par l’ergonome.

Les résultats obtenus sont constitués de la méthodologie que nous avons mise au point, de l’outil informatique que nous avons conçu et réalisé, des modèles de l’activité que nous avons produits, et des schémas cognitifs de conduite automobile que nous avons modélisés.

Contrat de diffusion

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Épigraphe

“If we are to look for substance anywhere,
I should find it in events
which are in some sense the ultimate substance of nature.”
Alfred N. Whitehead

« S’il nous faut partout chercher la substance,
je la trouverai quant à moi dans les événements
qui sont en un sens la substance ultime de la nature. »

Traduction de Guillaume Durand