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Conscience de la situation des conducteurs : aspects fondamentaux, méthodes et applications pour la...
par BAILLY Béatrice
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2004
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Université Lumière Lyon 2
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Table des matières
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Tableaux
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Remerciements
GLOSSAIRE
Introduction
Contexte général et problématique de la thèse
Organisation générale de la thèse
Chapitre 1. La Conscience de la Situation
1.1-La théorie de R Mica Endsley
1.1.1-Le modèle Conscience de la situation Endsley 1988-2003
1.1.1.1 Traitement pré-attentif
1.1.1.2 Attention
1.1.1.3 Perception
1.1.1.4 Mémoire
1.1.1.4.1 Mémoire de travail
1.1.1.4.2 Mémoire à long terme
1.1.1.5 Automatismes
1.1.1.6 Buts
1.1.2 Erreurs de Conscience de la situation
1.2. Prise de décision et Conscience de la Situation
1.3 Le cycle Perception-Action
1.3.1 Le cycle perception-action de Neisser
1.3.2 Conscience de la Situation et Cycle Perception-Action
1.4 Théorie de l’activité et Conscience de la Situation
1.4.1 Qu’est-ce que la théorie de l’activité ?
1.4.2 Place de la Conscience de la Situation dans l’activité
Chapitre 2. L’apport des Travaux Soviétiques des années 1940-70
2.1 L’image opérative
2.1.1 Les travaux de Dimitri Ochanine
2.1.1.1 Définition de l’image opérative
2.1.1.2 Construction de l’image opérative
2.1.1.3 Caractéristiques de l’image opérative
2.1.1.4 Evolution de l’image opérative au cours de l’expérience
2.1.2 Qu’est-ce que l’image opérative ?
2.2 La Mémoire Opérationnelle
2.2.1 Les travaux de Zintchenko et de Smirnov, la mémoire et l’activité
2.2.2 Reprises du concept de mémoire opérationnelle
2.2.2.1 La mémoire opérationnelle avant que n’existe le concept de mémoire de travail
2.2.2.2 La mémoire opérationnelle et la mémoire de travail
2.2.2.3 La mémoire opérationnelle, une mémoire de travail à long terme ?
2.2.2.4 Mémoire opérationnelle et charge de travail
2.3 Représentation Mentale et Conscience de la Situation
2.3.1 Quelle est la nature de l’information dans les représentations mentales ?
2.3.1.1 Fondements du débat
2.3.1.2 Exemple d’études de l’imagerie mentale
2.3.1.3 Une nouvelle controverse sur l’image mentale ?
2.3.2 Les représentations mentales pour l’action
2.3.3 Représentation Mentale pour l’Action et/ou Conscience de la Situation ?
Chapitre 3. Application de la Conscience de la Situation à la conduite automobile
3.1 Qu’est-ce que la conduite automobile ?
3.1.1 La conduite automobile, une activité de contrôle de processus
3.1.3.1 Les environnements dynamiques
3.1.3.2 Activités cognitives de contrôle de processus, le diagnostic
3.1.2 L’activité cognitive du conducteur automobile
3.1.2.1 Prélèvement de l’information dans l’environnement
3.1.2.2 Place de la représentation mentale dans l’activité du conducteur automobile : COSMODRIVE
3.2 Les Ressources Cognitives des Conducteurs
3.2.1 Qu’est-ce que l’attention ?
3.2.1.1 La sélection de l’information pertinente : l’attention sélective
3.2.1.2 À quel niveau situer le filtre de l’attention sélective ?
3.2.1.3 Répartir l’attention entre des tâches : l’attention partagée
3.2.1.2 Les processus ne nécessitent pas tous de l’attention
3.2.2 Manque de ressources et conduite, exemple de l’utilisation du téléphone au volant
3.2.3 Ressources cognitives du conducteur et Représentation de la Situation
3.3 L’expérience de conduite
3.3.1 Rôle de l’expérience sur l’activité cognitive d’un opérateur
3.3.1.1 Richesse des connaissances permanentes
3.3.1.2 Pertinence des informations sélectionnées dans l’environnement
3.3.1.3 Flexibilité et niveaux de contrôle de l’activité
3.3.2 Effet de l’expérience sur la conduite automobile
3.3.2 Conscience de la situation et Expérience de conduite
3.4 Les conducteurs âgés
3.4.1 Changements fonctionnels dus à l’âge pouvant affecter la conduite
3.4.2 Performance de conduite des conducteurs âgés
3.4.3 Effet de l’âge en terme de CS et de conduite
3.5 Comment Analyser les représentations mentales des conducteurs ?
3.5.1 La cécité au changement (change blindness)
3.5.2 Faire émerger les représentations mentales, la technique du rappel impromptu
Chapitre 4. Élaboration d’un outil d’analyse des représentations mentales du conducteur : OSCAR
4.1- Filiation d’OSCAR
4.1.1- Le dessin d’une scène finale de vidéo
4.1.2- Des consignes de dessin plus restreintes
4.2- Présentation d’OSCAR
4.2.1- Le matériel
4.2.1.1- le choix des séquences
4.2.1.2 Les modifications
4.2.1.3- Le montage d’OSCAR
4.2.2- Expérimentation d’OSCAR
4.2.2.1- Passation et consignes
4.2.2.2- Les sujets
4.2.2.2.1- Les conducteurs expérimentés (groupe de référence)
4.2.2.2.2- Les conducteurs non expérimentés
4.2.2.2.3- Les conducteurs âgés
4.3-Résultats de la première expérimentation
4.3.1 Le groupe de référence
4.3.1.1 Groupe de référence en condition de simple tâche
4.3.1.1.1 La nature de l’objet modifié a-t-elle une influence sur les performances de détections du groupe de référence ?
4.3.1.1.2 La distance de l’objet modifié a-t-elle une influence sur les performances de détections du groupe de référence ?
4.3.1.1.3 Synthèse des résultats du groupe de référence en simple tâche
4.3.1.2 Impact de la double tâche sur les performances du groupe de référence
4.3.1.2.1 La nature de l’objet modifiée influe-t-elle les performances de détections du groupe de référence en DT ?
4.3.1.2.2 Impact de la DT en fonction de la nature de l’élément modifié
4.3.1.2.3 La distance de l’objet modifié influe-t-elle sur les performances de détections du groupe de référence en DT ?
4.3.1.2.4 Impact de la DT en fonction de la distance de l’élément modifié
4.3.1.2.5 Synthèse des résultats du groupe de référence en double tâche
4.3.2 L’effet de l’expérience
4.3.2.1 L’effet de l’expérience en condition de simple tâche
4.3.2.1.1 Effet de l’expérience et nature des éléments modifiés en ST
4.3.2.1.2 Effet de l’expérience et distance des éléments modifiés en ST
4.3.2.1.3 Synthèse des résultats des novices en simple tâche
4.3.2.2 L’effet de l’expérience en situation de double tâche
4.3.2.2.1 Effet de l’expérience et nature des éléments modifiés en DT
4.3.2.2.2 Impact de la DT en fonction de l’expérience et de la nature des éléments modifiés.
4.3.2.2.3 Effet de l’expérience et de la distance des éléments modifiés en DT
4.3.2.2.4 Impact de la DT en fonction de l’expérience et de la distance des éléments modifiés
4.3.2.2.5 Synthèse des résultats des novices en double tâche
4.3.3 Discussion de la première expérimentation
4.4-Résultats de la deuxième expérimentation
4.4.1 L’effet de l’âge
4.4.1.1 L’effet de l’age en condition de simple tâche
4.4.1.1.1 Effet de l’âge et nature des éléments modifiés en ST
4.4.1.1.2 Effet de l’âge et distance des éléments modifiés en ST
4.4.1.1.3 Synthèse des résultats des âgés en simple tâche
4.4.1.2 Diminution des ressources cognitives disponibles et effet de l’âge
4.4.1.2.1 Effet de l’âge et nature des éléments modifiés en DT
4.4.1.2.2 Impact de la DT en fonction de l’âge et de la nature des éléments modifiés
4.4.1.2.3 Effet de l’âge et distance des éléments modifiés en DT
4.4.1.2.4 Impact de la DT en fonction de la distance des éléments modifiés
4.4.1.2.5 Synthèse des résultats des « âgés témoins » en double tâche
4.4.1.3 Discussion « effet de l’âge »
4.4.2 Comparaison effet de l’age vs manque d’expérience
4.4.2.1 Effet de l’âge et manque d’expérience en ST
4.4.2.1.1 Comparaison des performances, âgés vs novices, en fonction de la nature des éléments modifiés
4.4.2.1.2 Comparaison des performances, âgés vs novices, en fonction de la distance des éléments modifiés
4.4.2.2 Effet de l’âge et manque d’expérience en DT
4.4.2.2.1 Comparaison des performances, âgés vs novices, en fonction de la nature des éléments modifiés en DT
4.4.2.2.2 Comparaison de l’impact de la DT en fonction de la nature des éléments modifiés
4.2.2.3 Comparaison des performances en fonction de la distance des éléments modifiés
4.4.2.2.4 Comparaison de l’impact de la DT en fonction de la distance des éléments modifiés
4.4.2.3 Discussion Effet de l’âge vs manque d’expérience
4.4.3 Conducteurs âgés et âgés multi accidentés
4.4.3.1 Les multi-accidentés en simple tâche
4.4.3.1.1 La nature des éléments modifiés a-t-elle une influence sur les performances de détections des conducteurs « âgés cas »en ST ?
4.4.3.1.2 La distance des éléments modifiés a-t-elle une influence sur les performances de détections des conducteurs « âgés cas » en ST ?
4.4.3.1.3 Synthèse des résultats des âgés cas en simple tâche
4.4.3.2 Les multi accidentés en double tâche
4.4.3.2.1 La nature des éléments modifiés a-t-elle une influence sur les performances de détections des conducteurs « âgés cas » en DT ?
4.4.3.2.2 Impact de la DT pour les« âgés témoins » vs les « âgés cas » en fonction de la nature des éléments modifiés
4.4.3.2.3 La distance des éléments modifiés a-t-elle une influence sur les performances de détections des conducteurs « âgés cas » ?
4.4.3.2.4 Impact de la DT pour les « âgés témoins » vs les « âgés cas » en fonction de la distance des éléments modifiés
4.4.3.3 Discussion OSCAR-VISA
4.5 Discussion Générale sur OSCAR
4.5.1 Notre champ d’investigation
4.5.2 Nos principaux résulats : synthétiquement mais, concrètement
4.5.2.1 Représentation mentale de la situation de conduite
4.5.2.2 Représentation mentale de la situation de conduite et mutli-activité
4.5.3 Atouts et limites Méthodologiques
Chapitre 5. Évolution du protocole : ICARE
5.1- de Oscar à Icare
5.1.1 Utilisation de la 3D
5.1.1.1 Modélisation des scènes
5.1.1.1.1 Calibration du monde 3D
5.1.1.1.2 Caractérisation des modifications
5.1.1.2 Réponses des sujets
5.1.2 Les données recueillies
5.2- OSCAR vs ICARE
5.2.1 Matériel et passation
5.2.1.2 Matériel
5.2.1.3 Passation
5.2.1.4 Les sujets
5.2.2 Comparaison des résultats OSCAR vs ICARE
5.2.2.1 Oscar vs Icare, en simple tâche
5.2.2.1.1 Oscar vs Icare, en fonction de la nature des éléments modifiés
5.2.2.1.2 Oscar vs Icare, en fonction de la distance des éléments modifiés
5.2.2.2 Oscar vs Icare, en double tâche
5.2.2.2.1 Oscar vs Icare, en fonction de la nature des éléments modifiés
5.2.2.2.2 Impact de la DT en fonction de la nature des éléments modifiés
5.2.2.2.3 Oscar vs Icare, en fonction de la distance des éléments modifiés
5.2.2.2.4 Impact de la DT en fonction de la distance des éléments modifiés
5.2.3 Conclusion OSCAR vs ICARE
5.3- Les données supplémentaires d’ICARE
5.3.1 Les réponses justes « oui, la scène a été modifiée » (oui_R)
5.3.1.1 Des résultats plus fins sur les détections de modifications
5.3.1.1.1 Modification sur les événements
5.3.1.1.2 Modification sur la signalisation
5.3.1.2 Des niveaux de justesse des réponses
5.3.1.2.1 Niveaux de justesses des réponses en fonction de la nature des modifications
5.3.1.2.1 Niveaux de justesses des réponses en fonction de la distance des modifications
5.3.1.3 Conclusion sur les réponses oui_R
5.3.2 Les non détections de modifications (PMV)
5.3.2.1 Type de réponses fausses en fonction de la nature des éléments modifiées
5.3.2.2 Types de réponses fausses en fonction de la distance des éléments modifiés
5.3.2.3 Conclusion sur les non détections de modifications (PMV)
5.3.3 Les réponses non attendues (oui_NA)
5.3.3.1 Nature et distance des changements non attendus
5.3.3.2 Types de changements non attendus
5.3.3.3 Conclusions sur les réponses non attendues (oui_NA)
5.3.4 Le feed-back visuel
5.3.4.1 Des reconstitutions parfaites
5.3.4.2 Des cas atypiques, les changements non attendus en images
5.3.4.3 Visualisation du décalage par rapport au dynamisme de la situation
5.3.4.3.1 Retard sur un élément et retard global sur le dynamisme de la situation
5.3.4.3.2 Anticipation sur le dynamisme des événements
5.3.4.3 Conclusion sur le feed-back visuel
5.4- Discussion sur ICARE
Chapitre 6. Une nouvelle génération d’outils pour la formation des conducteurs
6.1 DriveSmart
6.1.1 Présentation du CD-ROM DriveSmart
6.1.2 Critique de DriveSmart
6.2 CD-DRIVE real world simulator
6.3 SenseableDriving
6.3.1 Présentation de SenseAble Driving
6.3.2 Critique de SenseAble Driving
Chapitre 7. Conclusions et Perspectives
7.1 Conclusions
7.1.1 Des théories polysémiques ?
7.1.2 Un protocole, des résultats, des pistes d’investigations
7.2 Perspectives
7.2.1 Développement à venir pour des outils de formations
7.2.1.1 Support pour la formation collective
7.2.1.2 Une application autonome
7.2.2 Autre champ d’application
Références Bibliographiques
Publications
Article, rapport,
Présentation Poster
Plaquette de vulgarisation scientifique
Index des Auteurs
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
O
P
R
S
T
U
V
W
Z
Index des Matières
Annexes
Annexe 1 : Modélisations de la Mémoire De Travail
Deux registres de mémoire: le modèle modal
De la mémoire à court terme à la mémoire de travail
Les théories de l’activation
Annexe 2 : La Théorie des schémas
Les scripts – Schank
Les frames - Minsky
Annexe 3 : L’Erreur Humaine, James Reason
Annexe 4 : Architecture du Module Tactique de Comsodrive (Bellet 2003)
Annexe 5 : Protocole Expérimental de C. Bolsatd (2001)
Annexe 6: Images Finales Originales et Modifiées OSCAR & ICARE
Annexe 7 : Table de L’écart-réduit
Annexe 8 : Capture d’écran ICARE : Accueil
Annexe 9 : Capture d’écran ICARE : Modeleur de scènes et trieur de scènes
Annexe 10 : Capture d’écran ICARE : Questionnaire sujet
Annexe 11 : Capture d’écran ICARE : Interface OSCAR
Annexe 12: Capture d’écran ICARE : Feed-back visuel
Annexe 13 : Exemple de Fichier Sujet ICARE, sujet 34
Annexe 14 : Extrait de Fichier Perf ICARE, sujet 24
Annexe 15 : Capture d’ecran du logiciel CD-DRIVE : Correction du module 'Hazard detection
