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Des sciences humaines aux sciences de l’ingénieur : Comportements humains, activités finalisées...
par MAINCENT épouse VAN BOX SOM Annick
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2010
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Université Lumière Lyon 2
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Table des matières
Illustrations
Tableaux
Page de titre
Contrat de diffusion
[Epigraphe]
[Dédicace]
Remerciements
Résumé
Summary
Liste des abréviations
Introduction
Première Partie : Connaître le contexte pour assister l’activité
I. Une approche systémique pour la conception des aides à la conduite d’un Véhicule Industriel
Représentation systémique simplifiée du contexte des travaux
Le Transport Routier de Marchandises : un contexte socio-économique difficile
Le Transport Routier de Marchandises : domaines d’application
Le transport pour compte propre ou transport privé
Le compte d’autrui ou transport public et les différents secteurs d’activité du TRM
Transports intérieurs, transports internationaux, transports spécialisés
La productivité : Un facteur-clé attaché au couple Conducteur/Véhicule
Les conditions de travail des conducteurs routiers
L’environnement routier : un système complexe et dynamique
Infrastructures et aléas : des contraintes pour un véhicule lourd
Les autres usagers de la route : une cohabitation difficile
Différents types de véhicules, des usages variés
Porteur
Tracteur et semi-remorque
La conduite d’un véhicule industriel, une activité spécifique, des contraintes fortes
L’activité de conduite d’un véhicule
L’activité de conduite d’un véhicule industriel
II. Les dimensions cognitives et ergonomiques de l’activité de conduite d’un véhicule
Modélisation de l’activité humaine finalisée
Modèle de l’architecture cognitive selon Richard (1998)
Le contrôle de l’activité selon Richard (1998)
Modèle générique structuro-fonctionnel du comportement humain (Martin, 2005)
Modèle générique du traitement de l’information dans les activités de contrôle (Rasmussen, 1983)
Comportements basé sur les habiletés (Skill-based behaviour)
Comportements basés sur les règles (Rule‐based behaviour)
Comportements basés sur les connaissances (Knowledge‐based behaviour)
Modèle de l’activité de conduite (Michon, 1985)
Modèle systémique de l’interaction conducteur-route-véhicule (Labiale, 1983)
La Mémoire humaine
Une organisation tripartite de la mémoire
La mémoire sensorielle
Mémoire de travail, mémoire opérationnelle et mémoire à court terme
La mémoire à long terme
Importance et rôle des connaissances et des représentations dans les activités finalisées
Connaissances déclaratives et connaissances procédurales
Des schémas pour l’action
Des représentations pour l’activité
Les représentations sociales
Les représentations fonctionnelles
Processus du traitement de l’information
Les automatismes cognitifs
Absence de coût ou de charge mentale
Absence de contrôle intentionnel
Les autres critères d’automatisme
Modalités de contrôle des processus
Faut-il opposer processus automatiques et processus contrôlés ?
Du mode contrôlé au mode automatique
De l’automatisme à l’habileté cognitive
Caractéristiques et propriétés des habiletés
La charge de travail dans les activités finalisées
Les facteurs déterminant la charge de travail
Facteurs relatifs à la situation de travail
Les facteurs relatifs à l’individu
Les facteurs sociaux
La charge de travail selon Hart et Staveland (1988)
III. Vers un modèle du comportement du conducteur routier
Modèle générique du fonctionnement humain dans les activités finalisées
Modèle fonctionnel adapté à l’activité de conduite du conducteur routier
Les objets de l’environnement
L’environnement routier
Le véhicule et les systèmes embarqués
Le sous-système d’information
Les stimulations internes
Les processus d’appropriations
La mémoire
Deux sous-systèmes de décision
Premier sous-système de décision « automatisé »
Deuxième sous-système de décision « non automatisé »
Le sous-système d’action
L’Objet But
La charge de travail
Le modèle comme outil d’aide à la décision
Deuxième Partie : De la conception à l’évaluation : Principes généraux et méthodologiques
IV. Systèmes d’assistance à la conduite : une approche anthropocentrée
Nouvelles technologies d’assistance et conduite d’un véhicule industriel
Spécificités des systèmes d’assistance au conducteur
Sécurité et utilisabilité
Contexte d’activité élargi
Dispositif secondaire
Interactions Homme-Machine et systèmes d’assistance à la conduite
Les interfaces humaines : approche sensori-motrice, récepteurs et commandes
La vue
L’ouïe
Le toucher et le canal tactilo-proprio-kinesthésique
L’odorat
Les organes de sortie
Le point de vue anthropocentré des interfaces en cabine
Les Interfaces Homme-Machine (IHM) du véhicule
Les interfaces en entrée du système
Les interfaces en sortie du système
Les interfaces visuelles
Aide à la conception, normes et recommandations
Les interfaces sonores
Les interfaces « mains libres »
Les interfaces haptiques
Exemples de systèmes d’aide à la conduite de Véhicules Industriels
Système anti-renversement
Le LG Alert system
Systèmes d’assistance à l’éco-conduite
Le « Driving Monitoring System »
Le système NENPIOH
Systèmes de détection autour du véhicule
L’exemple de FIDEUS
V. Principes méthodologiques pour la conception et l’évaluation des systèmes
De l’environnement naturel à l’environnement virtuel
L’environnement naturel
Les observations sur le véhicule habituel du conducteur
L’utilisation d’un véhicule d’expérimentation
L’environnement protégé
Simuler pour concevoir et évaluer
Caractéristiques des simulateurs de conduite d’un véhicule
Les simulateurs à base fixe
Les simulateurs dynamiques
Avantages des simulateurs de conduite
Inconvénients des simulateurs de conduite
SCOOP, le simulateur de conduite de Renault Trucks
La plate-forme dynamique
Le poste de conduite
L’environnement virtuel
Le logiciel de simulation
L’évaluation de la charge de travail
Complexité de l’évaluation de la charge de travail
L’évaluation subjective de la charge de travail
La Subjective Workload Assessment Technique (SWAT)
La Cooper-Harper Modifiée (MCH)
Le NASA Task Load indeX (NASA TLX)
Forces et limites de la technique
Troisième Partie Conduite rationnelle d’un véhicule industriel : Assister le conducteur pour économiser du carburant
Le projet Conduite Economique Assistée (CEA)
VI. Transports Routiers et Développement Durable
Le pétrole, une énergie incontournable ?
Les transports : un secteur captif pour l’industrie pétrolière
Energie, transports et développement durable
La conduite rationnelle d’un véhicule industriel
Les systèmes existants sur camion
Interactions Homme-Machine et assistance à la conduite rationnelle
Les interfaces de l’Eco Driving System
La pédale d’accélération à retour d’effort
L’interface visuelle complémentaire
VII. Approche comportementale et ergonomique de la conduite rationnelle d’un véhicule industriel en environnement naturel
Approche contextuelle de la conduite rationnelle d’un camion
Le stage de formation à la conduite rationnelle
La France en camion
Les représentations sociales de la conduite d’un camion
Le camion vu par les conducteurs
Le métier de « chauffeur routier »
La conduite d’un Véhicule Industriel
La conduite économique
Les assistances à la conduite
Le rôle du conducteur dans la conduite économique
Etude méthodologique initiale
Questions de recherche
Modélisation comportementale des conducteurs de V.I.
Evaluation de la charge de travail des conducteurs de V.I.
Explication des comportements des conducteurs de V.I.
Etude des représentations associées à la conduite rationnelle
Dispositif expérimental
La population
Le matériel roulant
Le parcours expérimental « Isère »
Le matériel d’observation
Les indicateurs comportementaux issus du véhicule
Le Driver Behaviour Analysis (DBA)
INFOMAX
L’observation de l’environnement routier et de l’activité du conducteur au volant
L’Actopalm – Kronos
Explication des comportements du conducteur
Auto-évaluation de la charge de travail engendrée par l’activité de conduite d’un camion
Application du modèle de l’activité à la démarche méthodologique
Déroulement des observations
Présentation des résultats
Analyse quantitative des données comportementales des conducteurs
Variabilité inter-individuelle
Constance intra-individuelle
Dissociation consommation/vitesse
Les critères comportementaux d’une conduite rationnelle
Styles de conduite et usure des composants
Synthèse de l’analyse quantitative des données comportementales
Analyse qualitative par études de cas des données comportementales en termes de styles de conduite
Parcours complet
Arrivée sur péage
Franchissement de ronds-points (RP)
Descente + Virage + entrée en agglomération
Synthèse de l’analyse qualitative
Validation du NASA TLX pour l’évaluation de la charge de travail des conducteurs en situation naturelle
Variables indépendantes
Variables dépendantes
Variables contrôlées
Population
Résultats
Analyse quantitative de la charge de travail
Analyse qualitative de la charge de travail
Synthèse
Peut-on expliquer la variabilité inter-individuelle en matière de consommation ?
Les représentations de la conduite rationnelle
Discussion
De l’intérêt d’une assistance à la conduite rationnelle
Des stratégies de conduite aux stratégies d’assistance
De l’évaluation de la charge de travail des conducteurs de V.I.
De la difficulté d’expliquer les comportements des conducteurs
VIII. Approche expérimentale sur simulateur de conduite
Préambule
Dispositif expérimental
Le simulateur de conduite de Renault Trucks : SCOOP
Les interfaces utilisées pour l’analyse
La pédale d’accélération à retour d’effort
L’affichage visuel
Le circuit expérimental
Pré-test
Résultats du pré-test
Protocole définitif
Interfaces utilisées
Matériel d’observation
Les données du simulateur
Les questionnaires
Population
Plan expérimental
Variables expérimentales
Protocole expérimental
Déroulement des observations
Synthèse des résultats
Analyse quantitative des données comportementales en termes de vitesse et de freinage
Variables indépendantes
Variables dépendantes
Population
Synthèse des résultats
Post-expérimentation
Analyse des données des questionnaires
Population
Réponses aux échelles d’accord en fonction du système évalué
Réponses au différenciateur sémantique en fonction du système évalué
Résultats
Critiques et remarques
Préférences des conducteurs
Discussion
Le projet CEA, conclusions et recommandations
Quatrième Partie La sécurité des usagers vulnérables en milieu urbain : Assister le conducteur pour prévenir les accidents
Le projet VIVRE2
IX. Les Usagers vulnérables : comportements, attitudes et représentations face aux camions
Secteur expérimental
Le piéton, Usager Vulnérable de la Route
Conscience du danger et prise de risque des piétons confrontés aux camions en milieu urbain
Risque et danger, deux facettes d’une situation ?
Partie expérimentale
Le questionnaire d’évocations
Le questionnaire à partir de situations dynamiques
Synthèse des résultats
Le questionnaire d’évocations
Le questionnaire à partir de situations dynamiques
Les camions en ville, un « mal nécessaire » ?
Danger et prise de risque : une question de représentations ?
Discussion
X. La place de la conduite dans l’activité de distribution
La conduite d’un V.I. en milieu urbain
L’activité de travail du conducteur dans le secteur de la distribution urbaine
Résultats des analyses
Discussion
XI. Le système VIVRE2 : de la conception à l’évaluation
Définition des situations critiques et des scenarii de simulation
City NG, le circuit urbain pour le simulateur
Classes de situation et situations critiques
Les scenarii
Stratégies d’assistance et Interfaces Homme-Machine (IHM)
Les stratégies d’assistance
Limites de fonctionnement des systèmes
L’Interface Homme-Machine
Zone arrière du véhicule
Zone avant du véhicule
Zone latérale droite (angle mort) du véhicule
Alarmes lumineuses directionnelles
Interface visuelle commune
XII. Evaluation du système VIVRE2 sur simulateur dynamique de conduite
Démarche expérimentale
Plan d’expérimentation
Population
Conditions expérimentales
Les scenarii de roulage
Outils d’évaluation
Déroulement expérimental
Généralités
Protocole de familiarisation – 40 à 50 mn
Protocole Sans Système – 40 à 45 mn
Protocole Systèmes Informatifs – environ 60mn
Protocole Systèmes Actifs – 60 à 90 mn
Résultats
Bilan psychologique
Auto-évaluation de la charge de travail
Le score global de charge
Les facteurs de la charge de travail
Evaluation ergonomique des systèmes
Critères d’évaluation des systèmes
Lecture des résultats
Compréhension des messages et du principe de fonctionnement du système VIVRE2
Résultats de l’évaluation des systèmes informatifs en fonction de la zone de couverture
Résultats de l’évaluation globale des systèmes actifs
Efficacité objective (nombre d’accidents évités)
Choix final
Systèmes informatifs
Système complet VIVRE2
Discussion
Le projet VIVRE2, conclusion et devenir
Conclusion générale
L’Eco-Driving System
Le système VIVRE2
Bibliographie et références
Ouvrages, revues, rapports, thèses
Références et sites Internet
Normes et recommandations
Annexes
Annexe 1 : Caractéristiques des principaux types de routes interurbaines en France (d’après la SETRA, 1994) SETRA (1994). "Aménagement des Routes Principales", Recommandations pour la conception et la géométrie de la route. http://fr.wikipedia.org/wiki/Typologie_des_routes_pour_leur_conception_en_France
Annexe 2 : L’effet Stroop
Annexe 3 : Le NASA TLX adapté à la conduite d’un camion en environnement naturel
Annexe 4 : Description des parcours expérimentaux – Circuit Isère
Annexe 5 : Cahier des charges du Driver Behaviour Analysis (DBA)
Annexe 6 : Extrait de la grille d’observation pour le parcours A
Annexe 7 : Extrait de la grille d’observation pour le parcours B
Annexe 8 : Formulaire d’accueil
Annexe 9 : Questionnaires post-expérimentaux
Annexe 10 : Echelles bipolaires pour la cotation des facteurs de la charge de travail engendrée par la conduite d’un camion en environnement naturel
Annexe 11 : Carte pour la procédure de comparaison par paires des facteurs de la charge de travail engendrée par la conduite d’un camion en situation naturelle
Annexe 12 : Exemple de fiche-réponse pour le questionnaire accompagnant le DVD « Etude sur les déplacements en ville »
Annexe 13 : Consignes figurant sur la page de garde du questionnaire accompagnant le DVD « Etude sur les déplacements en ville »
Annexe 14 : Consignes pour remplir le questionnaire accompagnant le DVD « Etude sur les déplacements en ville »
Annexe 15 : Extrait de la grille d’observation utilisée pour les analyses d’activités du projet VIVRE2
Annexe 16 : Images représentatives du circuit City NG vide
Annexe 17 : Représentation schématique du circuit de familiarisation sur City NG
Annexe 18 : Tableau récapitulatif des situations du scenario A
Annexe 19 : Représentation schématique du scénario A sur City NG
Annexe 20 : Tableau récapitulatif des situations du scénario B
Annexe 21 : Représentation schématique du scénario B sur City NG
Annexe 22 : Tableau récapitulatif des situations du scénario C
Annexe 23 : Représentation schématique du scénario C sur City NG
Annexe 24 : Grilles d’observation utilisées pour le protocole A
Annexe 25 : Document de présentation de l’étude
Annexe 26 : Questionnaire d’identification
Annexe 27 : Le NASA TLX modifié : description des facteurs et formulaires
Annexe 28: Consignes avant roulage « Familiarisation »
Annexe 29 : Consignes avant roulage « sans système »
Annexe 30 : Présentation des IHM et des stratégies d’assistance en mode informatif
Annexe 31 : Planche de présentation des pictogrammes en mode informatif
Annexe 32 : Consignes avant roulage « Systèmes Informatifs »
Annexe 33 : Présentation des IHM et des stratégies d’assistance en mode actif
Annexe 34 : Planche de présentation des pictogrammes en mode actif
Annexe 35 : Consignes avant roulage « systèmes actifs »
Annexe 36 : Tableau détaillé des accidents évités ou non lors des différents protocoles
