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institut national polytechnique de lorraine la

1. 35 1 6 La d marche de simulation de l activit dans le processus de conception de la cabine de conduite des TGV futurs 37 2 LE PROJET DE CONCEPTION DE LA CABINE DE CONDUITE DES TGV FUTURS rane nee annee nn 41 2 1 Historique du projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs 43 2 2 Mise en place du projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs 44 2 3 Analyse du travail et tude du comportement de conduite du m canicien 51 2 4 Sp cification des besoins li s la conduite future 70 2 5 Bilan de la phase d tude de faisabilit 82 3 LA DEMARCHE DE SIMULATION DE L ACTIVIT EN PHASE DE D FINITION ET D VALUATION DES PR CONCEPTS mmmmmns 83 3 1 Objectifs 85 3 2 M thode g n rale concernant la d marche de simulation en phase de d finition des PT CONCEPIS
2. 251 7 4 Int r t de la simulation pour les concepteurs 252 7 5 Int r t de la simulation dans le projet de conception 253 7 6 Perspectives 254 8 CONCLUSION mmmmmmmmmnmnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnenenennnnnnnnnnne 258 9 BIBLIOGRAPHIE nnnnnnn nes nn nn nn nnn nn 264 10 TABLE DES MATI RES 283 11 TABLE DES FIGURES 7 286 12 LISTE DES TABLEAUX 289 285 Table des figures 11 TABLE DES FIGURES Figure 1 L approche s quentielle d crite par BOCQUET 1996 17 Figure 2 D marche de conception industrielle AOUSSAT 1990 18 Figure 3 Comparaison de deux d marches de simulation MALINE 1994 31 Figure 4 La d marche de simulation de l activit en ergonomie au cours d une conduite de projet 33 Figure 1 Cabine de conduite du TGV A
3. 222 6 3 2 R sultats li s l tude des strat gies visuelles 229 Table des mati res 6 4 Discussion sur les r sultats de la phase d valuation globale du concept li la r gulation de la vitesse 238 7 DISCUSSION G N RALE SUR LA D MARCHE DE SIMULATION DE L ACTIVIT PROPOS E mmmmmmmmnnenmenmnnenennennenennennnennennnnes 241 7 1 La d marche de simulation de l activit 244 7 1 1 D finition du champ des activit s futures souhaitables en phase d tudes pr liminaires 244 7 1 2 Evaluations fonctionnelles et op rationnelles des dispositifs en phase de d finition des Pr CONCEptS 246 7 1 3 Optimisation des dispositifs et valuation de la performance du syst me Homme Machine lors de la phase d tudes d taill es 247 7 1 4 Int r ts d une telle d marche 248 7 2 Limites de la simulation de l activit dans les projets de conception 249 7 3 Int r t de la simulation pour les utilisateurs
4. 73 Tableau 2 Extrait du tableau de synth se li au cahier des charges fonctionnel 80 Tableau 1 Synth se de l valuation de pr propositions d alarmes futures 141 Tableau 1 Conducteurs retenus pour la phase d valuation du concept li la r gulation de la VITESSE 162 Tableau 1 R sultats de l analyse en r gression multiple recherchant l effet de 5 param tres sur Tadc pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction 182 Tableau 2 R sultats de l analyse en r gression multiple recherchant l effet sur Tadc des param tres significatifs retenus pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction 182 Tableau 3 Analyse de variance concernant la validit du mod le li la variable Tadc pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction 183 Tableau 4 R sultats de l analyse en r gression multiple recherchant l effet sur Tadc des param tres significatifs retenus pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de traction 187 Tableau 5 Analyse de variance concernant la validit du mod le li la variable Tadc pour l ensemble des conducteur sc nario
5. 139 Figure 1 Description des diff rents l ments du simulateur 152 Figure 2 Vue du mat riel informatique l ext rieur du simulateur 153 Figure 3 Vue ext rieure de la maquette chelle 1 du volume cabine 154 Figure 4 Vue de l int rieur du simulateur d tude et de conception pour la conduite ferroviaire 155 Figure 5 Dispositifs mis en place concernant la reproduction des sons dans la cabine du simulateur 158 Figure 6 D marche g n rale des exp rimentations sur simulateur 163 Figure 1 Sch ma de l interface vitesse sur laquelle sont indiqu es les consignes respecter 171 Figure 2 Polygone des vitesses de consigne et mode de freinage appropri d finissant le sc nario 1 172 Figure 3 Polygone des vitesses de consigne et modes de freinage appropri s d finissant le sc nario 173 Figure 4 Image film e par la cam ra plac e dans le simulateur lors de la passation des sc narios 175 Figure 5 Courbes de vitesse impos e et de vitesse r alis e par le conducteur 2 Sc nario 1 176 Figure 6 Courbes de vitesse impos e et de vitesse r alis e par le conducteur 2 Sc nario 2 177 Figure 7 Variables temporelles li es aux courbes de vitess
6. 104 3 4 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution 104 3 4 2 Le sc nario 105 3 4 3 R alisation de la maquette 106 3 5 Les interfaces visuelles li es la r gulation de la vitesse 107 Table des mati res 3 5 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution 108 3 5 2 Les sc narios 109 3 5 3 R alisation de la maquette 114 3 5 4 Mise en place des exp rimentations 119 3 6 L implantation des dispositifs 126 3 6 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution 126 3 6 2 Les sc narios 127 3 6 3 R alisation de la maquette
7. 86 3 3 Le manipulateur de conduite 91 3 4Le dispositif de vitesse but e 104 3 5 Les interfaces visuelles li es la r gulation de la vitesse 107 3 6L implantation des dispositifs 126 3 7 Les informations sonores en cabine 133 3 8 Discussion g n rale sur l utilisation de la simulation en phase de d finition et d valuation des pr concepts 142 4 MISE EN PLACE DES EXP RIMENTATIONS SUR SIMULATEUR D TUDE ET DE CONCEPTION 7 148 4 1 Le simulateur d tude et de conception pour la conduite ferroviaire 151 4 2 Mise en place des exp rimentations 160 5 PREMI RE S RIE EXP RIMENTALE VALUATION INTRINS QUE DU CONCEPT LI LA R GULATION DE LA VITESSE EN SITUATION DE CONDUITE SIMUL E mmmmmmmmmmmmmnnnmmnnnmmnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsnnns 166 5 1 Utilisation du
8. 130 3 6 4 Mise en place des exp rimentations 131 3 7 Les informations sonores en cabine 133 3 7 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution 133 3 7 2 Les sc narios 134 3 7 3 R alisation de pr concepts 136 3 7 4 Mise en place des exp rimentations 137 3 8 Discussion g n rale sur l utilisation de la simulation en phase de d finition et d valuation des pr concepts 142 4 MISE EN PLACE DES EXP RIMENTATIONS SUR SIMULATEUR D TUDE ET DE CONCEPTION mmmmmmmmmmmmmmnnmmnnnmmnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnns 148 4 1 Le simulateur d tude et de conception pour la conduite ferroviaire 151 4 1 1 Pr sentation g n rale du simulateur 151 4 1 2 Description du simulateur d tude et de conception
9. 120 Figure 19 Sch ma de l interface Traction Freinage 123 Figure 20 Sch ma de l interface vitesse 124 Figure 21 Interface vitesse Poste de conduite des TGV futurs 125 Figure 22 Interface de traction freinage Poste de conduite des TGV futurs 125 Figure 23 Exemple d une s quence d actions r aliser pour le respect d une consigne de vitesse TEStrictive 128 Figure 24 D finition d une implantation possible par un des conducteurs 129 Figure 25 Implantation finale des dispositifs sur le pupitre 129 Figure 26 Section du volume d atteinte et de confort pour le 5 me centile masculin 130 Figure 27 Maquette de validation des dimensions du pupitre et de l implantation des commandes 132 Figure 28 Sc nario g n ral li l apparition d une information sonore en cabine de conduite 135 Figure 29 Lois d volution des sons qui constituent le bruit de fond simul au sein de la cabine de conduite des TGV
10. 189 Figure 15 Moyenne des temps de r action en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de traction Analyse de variance p lt 0 001 190 Figure 16 Nombre moyen d actions en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de traction Analyse de variance p lt 0 05 190 Figure 17 Nombre moyen d actions en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de freinage Analyse de variance p lt 0 001 191 Figure 18 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRFR sur Naction pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 p lt 0 001 194 Table des figures Figure 19 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRER sur Naction pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 p lt 0 001 194 Figure 20 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRER sur Ecart pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 et du sc nario 2 p lt 0 001 195 Figure 21 Courbe de vitesse r alis e et apparition des cibles Conduct
11. 64 Figure 13 Sch ma de la fonction de r gulation de vitesse dans le syst me actuel 74 Figure 14 Sch ma de la fonction de r gulation de vitesse dans le syst me futur retenu 78 Figure 15 Exemple de diagramme fonctionnel pour une information sonore 81 Figure 1 D marche g n rale adopt e lors de la d finition et de la mise en oeuvre des pr concepts de dispositifs li s la r gulation de la vitesse des TGV futurs 87 Figure 2 Sc nario envisageable lors des phases de ralentissement et d arr ts en gare 93 Figure 3 Rep res et positions du manipulateur traction freinage 94 Figure 4 Vue de la maquette prototype du manipulateur de traction freinage 96 Figure 5 Efforts fournir pour manipuler la commande de traction freinage de la maquette initiale dans ses diff rentes positions 97 Figure 6 Dispositif mis en place pour l essai du manipulateur 98 Figure 7 Mod le final d enveloppe retenu pour le futur manipulateur A gauche le mod le clay pour les tests A droite le mod le polystyr ne pour la mod lisation CAO
12. 197 5 2 3 R sultats li s aux interfaces graphiques 199 5 2 4 Discussion concernant la d tection des informations visuelles 200 5 3 Interpr tation des alarmes sonores 203 5 3 1 Objectifs 203 5 3 2 M thodes 203 5 3 3 R sultats li s aux interfaces sonores AEAEE AA 206 5 3 4 Discussion concernant l interpr tation des alarmes sonores 209 5 4Conclusion sur cette tape d valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse en situation de conduite simul e aa a aaa a a e 212 6 DEUXI ME S RIE EXP RIMENTALE VALUATION GLOBALE DU CONCEPT LI LA R GULATION DE LA VITESSE EN SITUATION DE CONDUITE SIMUL E nenennnnenenenennnnene nes 215 6 1 Objectifs 217 6 2 M thodes E 219 6 3 R sultats a a a a a e a a a a A 222 6 3 1 R sultats li s l tude des phases d arr ts en gare
13. 152 4 2 Mise en place des exp rimentations 160 4 2 1 Echantillon de conducteurs retenus 160 4 2 2 Protocole g n ral des exp rimentations sur simulateur 162 5 PREMI RE S RIE EXP RIMENTALE VALUATION INTRINS QUE DU CONCEPT LI LA R GULATION DE LA VITESSE EN SITUATION DE CONDUITE SIMUL E mmmmmmencnmennnnennnnenennenennennnennnnss 166 5 1 Utilisation du manipulateur de conduite 170 5 1 1 Objectifs 170 5 1 2 M thodes 170 5 1 3 R sultats concernant l utilisation du manipulateur de conduite 178 5 1 4 Discussion concernant l utilisation du manipulateur de conduite 192 5 2 D tection d informations visuelles 197 5 2 1 Objectifs 197 5 2 2 M thodes
14. 44 Figure 2 Association clients constructeurs ergonomes 45 Figure 3 Programme pr visionnel du groupe de travail poste de conduite des TGV futurs 47 Figure 4 Volume d atteinte maximal des membres sup rieurs du 95e centile masculin fran ais taille 1 81 mM 48 Figure 5 Volume optimal de pr hension du 95e centile masculin fran ais et champs visuels central A et p riph rique B 48 Figure 6 Place et direction des cam ras embarqu es en cabine 55 Figure 7 Image obtenue apr s compression des images des 4 cam ras en cabine 55 Figure 8 Exemple de repr sentation d un trajet sur ligne classique 60 Figure 9 Objectifs prescrits ou contraintes existantes influen ant la r gulation de la vitesse 61 Figure 10 Objectifs effectifs de la r gulation de la vitesse 62 Figure 11 Sch mas du poste de conduite et des diff rents l ments qui le composent 63 Figure 12 Descriptif des l ments du manipulateur de traction freinage lectrique
15. p lt 0 001 191 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse L effet plage Figure 71 sur la variable Naction t moigne d un nombre d action deux fois plus lev lors de la plage de freinage et d arr t 220 0 que lors de la premi re plage de ralentissement 5 1 4 Discussion concernant l utilisation du manipulateur de conduite Lors de l tape de d finition des pr concepts nous avons d fini une maquette de la nouvelle commande de traction freinage en respectant un certain nombre de normes ainsi que des crit res relatifs au confort d utilisation Lors de cette tape d valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse nous avons plus cherch valuer l efficacit de cette nouvelle commande test e par les conducteurs dans un contexte de conduite simul Les valuations ont t la fois subjectives et objectives puisque les conducteurs ont t amen s effectuer des commentaires concernant l utilisation de la commande et qu au cours de simulations nous avons pu relever un certain nombre de crit res permettant de caract riser leur performance Ainsi d s la premi re phase nous avons recueilli les commentaires des conducteurs au cours des exercices r alis s sur le simulateur Au travers de ces verbalisations nous avons pu identifier qu il n existe pas de r el rejet du manipulateur impulsionnel dans la mesure o les conducteur
16. Gestion des CdL Gestion s curit Rep res ext rieurs Environnement cabine Gestion des Gestion d fauts Vitesse automatismes et restrictions r elle Figure 18 Sch ma de la fonction de r gulation de vitesse dans le syst me futur retenu De la m me mani re que pour la repr sentation sch matique du mod le de la conduite actuelle chaque l ment du syst me conducteur machine environnement a t repr sent avec les nouvelles fonctions ou les nouveaux l ments qui le composent Les flux d informations li es la r gulation de la vitesse ont t mis en vidence entre ces diff rents environnements Les interfaces qui sont repr sent es au centre de la Figure 18 ont t 78 Le projet TGV NG restructur es compte tenu des volutions qui concernent la r partition des t ches homme machine et de l assistance informationnel Rappelons que dans le cadre de la conduite ferroviaire les objectifs essentiels d finis par le groupe projet sont d une part de pr server le sentiment d autonomie et le degr d initiative du m canicien et d autre part de conserver voire d accro tre son r le de d cideur et son pouvoir de contr le sur la conduite par la possible prise de d cision quant l ex cution de certaines proc dures actuellement g r es par le syst me Les modifications apporter au syst me vont donc permettre de d charger l op rateur de plus
17. 300 7 URG Paliers de vitesse en km h 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Temps en secondes Figure 57 Polygone des vitesses de consigne et modes de freinage appropri s d finissant le sc nario2 Le conducteur a donc pour consigne de respecter au plus pr s les vitesses indiqu es de mani re contr ler que chaque conducteur r alise bien la m me t che ind pendamment de leurs propres strat gies de conduite Si le conducteur n arrive pas stabiliser sa vitesse en temps voulu l information de changement de vitesse lui est quand m me envoy e et nous tenons compte de sa difficult stabiliser la vitesse dans le traitement des r sultats B D roulement des exp rimentations Rappelons que suite la phase de d finition des pr concepts nous avions d fini deux jeux d efforts dans la plage d efforts d termin e suite l exp rimentation men e hors contexte de conduite En effet lors de ces premi res exp rimentations il s est av r que plusieurs solutions pouvaient tre envisag es et que pour les valuer il fallait maintenant proc der des essais en contexte de conduite Les 12 conducteurs effectuent donc un premier essai avec le jeu d efforts appel configuration 1 puis un deuxi me essai avec le jeu d efforts appel configuration 2 cf tableau p85 173 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Ces deux essais s effectuent sur les sc nari
18. Nos recherches sur ces questions nous ont amen s ici mettre en place une d marche de simulation de l activit objet de notre travail de th se En effet la simulation est apparue comme une r ponse naturelle dans la mesure o il est impossible de tester de nouveaux concepts en r el sur un TGV et ceci pour des raisons techniques budg taires temporelles et surtout de s curit De plus en accord avec les travaux de MALINE 1994 nous pensons que si la d marche de simulation de l activit est mise en place d s l tape de d finition des futurs produits elle permet d orienter les choix de conception et de modifier la coop ration des acteurs du projet C est ainsi que d s les tudes pr liminaires nous avons utilis la simulation de certaines conditions d exercice de l activit comme moyen d action pour la conception lors de la d finition et de la mise en oeuvre des pr concepts 82 D finition des pr concepts et simulation 3 LA DEMARCHE DE SIMULATION DE L ACTIVITE EN PHASE DE DEFINITION ET D EVALUATION DES PRECONCEPTS 83 D finition des pr concepts et simulation 84 D finition des pr concepts et simulation 3 1 Objectifs L tape de d finition et d valuation des pr concepts reste encore trop souvent une tape r serv e aux ing nieurs Or rappelons que c est bien souvent ce stade de l tude que l ensemble des recommandations formul es par le
19. Voie 62 des 21 des s quences s quences s effectuent entre s effectuent entre ces 2 items ces 2 items 17 des s quences concernent les 3 items a m A P Tachym tre ur Manom tres Amp rem tres Figure 91 S quences des regards chez le groupe de conducteurs du parcours Nice Paris Nous constatons ici une diminution du pourcentage de la s quence de regard qui concerne les trois crans C Discussion des r sultats concernant l tude des strat gies visuelles Dans le cadre de cette tude portant sur les strat gies visuelles li es l utilisation d une nouvelle forme de pr sentation de l information il est bien videmment difficile de comparer la situation simul e la situation r elle dans la mesure o les informations install es sur les nouveaux dispositifs et l environnement mis en place sont tr s diff rents de ceux existants Pour les informations visuelles nous avons palier ce probl me en tudiant les directions de regard port es sur les groupements d informations que constituent les informations li es aux efforts de traction fremage la vitesse et l environnement ext rieur Concernant l environnement ext rieur les travaux de HUGUES et COLE 1986 ont montr que l information visuelle pr sent e sur film en laboratoire constitue un moyen appropri pour tudier la distribution de l attention au niveau de la conduite automobile En accord 235
20. BOLLON et coll 1992 3 4 2 Le sc nario Le sc nario li l utilisation de la VI a t envisag avec les conducteurs et l on a ainsi pu d terminer deux cas concernant la future utilisation de la VI Figure 29 le cas o le conducteur ex cute la commande de changement de VI directement et le cas o le conducteur anticipe un changement de consigne mais attend le moment favorable pour l appliquer VI 5 km h Une nouvelle VI est saisie Vselect Le conducteur anticipe un changement de VI par rapport sa connaissance de ligne Le conducteur veut changer sa VI Vselect est valid e VI Vselect Vselect n est pas valid e Figure 29 Organigramme li l utilisation du dispositif de vitesse impos e Sur la base de cet organigramme nous avons pu pr ciser les diff rentes options que doit int grer le syst me de r glage de la VI Lors de nos entretiens avec les conducteurs nous avons ainsi mis en vidence que l interface li e au r glage de la VI peut tre uniquement constitu e d un pav num rique compl t d une touche d affichage et de validation Il est donc apparu inutile d ajouter au sein du poste de conduite un clavier d di au r glage de la VI dans la mesure o un clavier poss dant un pav num rique existe d j au niveau du poste de conduite et permet de consulter le guide de d pannage de la motrice Nous avons donc fait valider par l
21. l largissement du registre de l envisageable dans le cadre de situations de travail complexes par la r f rence la r alit l valuation anticip e des situations de travail futures dans un but de meilleure efficacit et pour viter d ventuels co ts d investissements qui s av reraient injustifi s Un monde o de nouvelles formes de pilotage de projet seraient au service de l innovation En effet la d marche de simulation de l activit serait une source d argumentations fond es permettant une confrontation efficace entre les diff rents acteurs et serait un moyen performant pour f d rer les points de vue et aboutir ainsi une meilleure int gration de l ensemble la structure participative permettrait d int grer au sein du processus de d cision l organisation de la validation des compromis effectuer Cette d marche bousculerait l approche classique qui consiste dissocier les fonctions de conception de celles d ex cution l oeuvre de conception et sa conduite ne pourraient alors s instaurer qu au cours d un processus de m diation entre des exigences humaines technologiques financi res et conomiques Simuler ce n est pas forc ment formaliser C est galement et surtout se donner les moyens dans une conduite de projet de tirer profit d une d marche projective et prospective l incertitude ne serait plus ici exclusivement consid r e comme une g
22. Figure 43 D finition d une implantation possible par un des conducteurs Nous avons ainsi pu d gager une tendance sur l ensemble des propositions effectu es par les conducteurs BENCHEKROUN et coll 1996 et r aliser une synth se des implantations retenues Figure 44 en int grant des crit res pratiques modularit des pupitres et techniques encombrement des parties techniques Figure 44 Implantation finale des dispositifs sur le pupitre 129 D finition des pr concepts et simulation Sur la base de ces premi res recherches nous avons pu travailler plus pr cis ment sur l implantation des dispositifs en utilisant des outils CAO ainsi qu une maquette de pupitre sur laquelle se sont d roul es nos exp rimentations 3 6 3 R alisation de la maquette La r alisation de la maquette doit permettre de sp cifier les contraintes dimensionnelles cotes surfaces volumes du pupitre et des r glages du si ge Les travaux relatifs cette tape sont r alis s en CAO 3D ce qui nous permet de ma triser l aspect volumique du poste et d y ins rer les mannequins anthropom triques avec leurs volumes d atteinte et de confort Figure 45 Sur la base des plans nous avons r alis une maquette l chelle 1 du pupitre afin de pouvoir effectuer une valuation des dimensions lors d exp rimentations en situation dynamique sur la base de s quences d actions types identifi es lors de la d finition
23. espace de travail inclinaison pare brise vacuation d urgence a fait gagner un temps pr cieux avant les validations anthropom triques finales sur une maquette l chelle 1 ainsi que lors du choix de l implantation des dispositifs en cabine BENCHEKROUN et coll 1996 GOMES et coll 1996 Les principaux r sultats ont permis de positionner l agent de conduite dans l enveloppe interne de la cabine de construire des pr concepts de pupitres de d finir les r glages du si ge de donner une architecture g n rale de la cabine de d finir des emplacements de dispositifs sur pupitre de d finir des emplacements d appareils en cabine de valider de mani re g n rale le pr concept du poste de conduite futur E phase 5 Conception de la future interface Homme Machine Dans cette cinqui me phase le groupe projet a d fini le champ des activit s futures souhaitables SAGOT 1997 afin de pouvoir effectuer des propositions concernant la conception des dispositifs mat riels et informationnels permettant le dialogue entre l homme et la machine GAVOILLE et coll 1993 ROBERTY et coll 1993 BENCHEKROUN et coll 1994 L tude s est d compos e en deux tapes la formalisation de l analyse de la t che et de l activit de conduite qui a permis de mettre en vidence les facteurs d terminants prendre en compte dans la r partition future des t ches Homme Machine 50 Le p
24. pour un m me type d engin des co ts de tests et de validations accrus pour un m me type d engin des co ts de modifications accrus Transfert de solutions et d quipements d un type de train un autre exemple transfert des r sultats du TGV vers d autres mat riels type locomotive prise en compte de cet objectif d s la conception Tableau 1 Contraintes futures prendre en compte dans la d finition du champ des activit s futures souhaitables Le Tableau 1 ci dessus donne un aper u des contraintes qui vont faire voluer le m tier de conducteur Une nouvelle philosophie de conduite a donc du tre d finie en prenant en consid ration les volutions envisageables d un point de vue technique et commercial L implication des concepteurs est essentielle ce niveau de l tude dans la mesure o ils occupent une place privil gi e concernant la d finition des futurs moyens d exploitation Ainsi lors de la d finition du champ des activit s futures souhaitables c est l ensemble des intervenants au sein du groupe projet qui a t amen r fl chir sur la place assign e l homme dans le futur syst me Homme Machine la r partition des t ches Homme Machine les l ments d assistance informationnelle n cessaires la conduite future et les modifications apporter aux dispositifs 73 Le projet TGV NG A Place actuelle de l homme dans la boucle de r gulation D
25. une information sonore en cabine de conduite Nous nous sommes ainsi attach s d terminer l utilit de chaque alarme favoriser sa d tection en fonction de l action qu elle doit engendrer et la rendre compatible avec l ensemble du syst me informationnel existant 135 D finition des pr concepts et simulation 3 7 3 R alisation de pr concepts Les recommandations concernant la conception des sons demeurent tr s limit es dans les ouvrages classiques d ergonomie Seuls quelques principes g n raux sont pr sent s limites de niveau sonore principe du masquage des sons par rapport au bruit de fond PARSONS 1995 Un document fait cependant r f rence dans le domaine de la conception des sons c est le Guide pour la conception et ou l valuation d alarmes sonores utilis dans les postes de pilotage des avions commerciaux PATTERSON 1983 Dans ce guide 4 aspects sont examin s pour la conception d un son le niveau sonore global les caract ristiques temporelles que devra avoir le son ses caract ristiques spectrales et l ergonomie C est suivant ces quatre points que nous nous sommes attach s r diger le cahier des charges pour chacun des sons Mais l ensemble des crit res entrant dans la conception de chacun des sons ne peuvent pas tous tre fix s sur la base de recommandations ergonomiques ou acoustiques En effet une fois les diff rents crit res du cahier des charges r
26. 102 Figure 8 Mod le CAO obtenu de la commande retenue 103 Figure 9 Prototype fonctionnel du manipulateur de traction freinage 103 Figure 10 Organigramme li l utilisation du dispositif de vitesse impos e 105 Figure 11 Maquette fonctionnelle du bo tier de Vitesse Impos e VD 106 Figure 12 Exemple de sc nario mettant en vidence la prise d information visuelle 110 Figure 13 R partition des zones informationnelles pour les interfaces visuelles 112 Figure 14 Exemples de principes pouvant tre adopt s pour la pr sentation des informations visuelles 113 Figure 15 VAPS utilis depuis la sp cification du produit jusqu la r alisation du prototype JURAIN 1991 116 Figure 16 Pr concept interface avec distance but figurative 118 Figure 17 Pr concept d interface avec barregraphes pour les niveaux de traction et de freinage 119 Table des figures Figure 18 Plate forme d valuation des interfaces graphiques
27. 1988 The occurrence of accelerator and brake pedal actuation errors during simulated driving Human factors 30 1 71 81 DE ROSNAY J 1975 Le Macroscope Editions du seuil 346p ROTAB KHAN MD R NAQVI S A 1995 Simulation study of reaction times at varying visual angles Computer ind engng vol 28 n 3 467 472 ROUSSEL B LE COQ M DUCHAMP R 1994 277 Bibliographie Vers une ergonomie des recommandations en conception de produits Colloque CONFERE Tours 7 8 Juillet 277 286 ROUSSELLE M P 1997 Cahier des charges du logiciel SIRFLEX Simulateur d imprimeuse flexographique Rapport de DEA ENSAM Paris 60 p SAGOT J C MAZET C 1991 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Anthropom trie et volume cabine du TGV Nouvelle G n ration approche th orique Rapport de fin d tude contrat PERSEE GEC ALSTHOM 257 p SAGOT J C NEUBERT M BENCHEKROUN M 1992 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Deuxi me phase d tude Etude des facteurs de charge Rapport interm diaire contrat PERSEE GEC ALSTHOM 103p SAGOT J C GOMES S BENCHEKROUN M NEUBERT M 1993 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Deuxi me phase d tude Etude des facteurs de charge Rapport final contrat PERSEE GEC ALSTHOM 103p SAGOT JC ROBERTY ML BENCHEKROUN M GARRET D CHAPPET P RAIMOND C 199
28. A R partition des regards Nous avons pu v rifier que l ensemble des conducteurs a r ussi effectuer le sc nario de conduite libre sur le simulateur en respectant les consignes de vitesse et que chacun a effectu les arr ts en gare l heure indiqu e par la fiche train Nous nous sommes donc attach s identifier la mani re dont ils proc dent lors du pr l vement de l information pendant le d roulement du parcours r el Figure 80 et lors du parcours de conduite simul e Figure 81 qui pr sentent des caract ristiques similaires A titre de comparaison la Figure 87 ci dessous permet de visualiser la r partition des regards en terme de dur e en situations r elle et simul e c est dire avec les dispositifs actuels et les nouveaux dispositifs On constate ici que le temps de regard sur la voie diminue au profit des regards vers l int rieur dans le cas de la conduite simul e avec la pr sence des trois crans sur le poste de conduite du simulateur R partition des dur es des regards en conduite r elle et simul e 1007 90 E Sc nario de conduite libre Parcours r el Nice Paris 807 70 607 507 TSRS dur es de regard 40 R partition en des 307 207 Regard vers l ext rieur Regard vers l int rieur Regard autre Direction du regard Figure 87 R partition des dur es de regard pour les 1
29. De plus cette tape permet d ors et d j d orienter les valuations futures en situation de conduite r elle Ainsi suite cette phase d valuation la d cision d implanter les nouveaux dispositifs sur le poste de conduite de la rame prototype d un futur TGV a pu tre prise par le groupe projet Les derni res valuations se d rouleront lors de l tape de suivi de la r alisation du projet en situation de conduite r elle 239 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 240 Discussion 7 DISCUSSION GENERALE SUR LA DEMARCHE DE SIMULATION DE L ACTIVITE PROPOSEE Discussion 242 Discussion Nous avons pu constater lors de nos recherches concernant la simulation de l activit que l utilisation des simulateurs reste d un int r t restreint pour la plupart des concepteurs SANDERS MC CORMICK 1993 En fait les simulations qui ne prennent pas en compte tous les l ments de la situations r elle ne semblent pas suffisamment r alistes aux yeux des concepteurs qui pensent obtenir des relev s non pertinents concernant les performances des utilisateurs Or lors du processus de conception le propos de la simulation est de fournir les conditions n cessaires la mise en vidence de la performance humaine tr s proche de ce qui pourrait tre fait d un point de vue op rationnel Il est alors important de souligner MEISTER 1995 que les caract ristique
30. La norme NF X35 105 AFNNOR 1995 qui pr sente les dimensions des commandes le type de commandes retenir en fonction des sp cifications fonctionnelles les limites d efforts recommand es pour l action sur les commandes Le guide d ergonomie adaptation de la machine l homme dans lequel WOODSON et CONOVER 1978 ont valu les efforts r sistants qu il conviendrait d utiliser pour les commandes deux dimensions de type manche utilis es dans les avions monoplaces Rappelons que le respect de ces normes est n cessaire mais qu il n est pas suffisant pour garantir la mise en place de produits fiables et adapt s au mode de fonctionnement de l homme C est essentiellement la partie exp rimentale qui nous permet de conclure quand au jeu d efforts mettre en place i D roulement des exp rimentations Le prototype de manipulateur r alis par GEC ALSTHOM est plac sur un support r glable en hauteur fix sur une table Figure 25 La commande passe au travers du plateau de la table hauteur de d passement de 150 mm Des manettes de diff rentes hauteurs ont t r alis es afin de pouvoir faire varier les efforts en jouant sur le bras de levier Ce dispositif permet d obtenir diff rents efforts dans une configuration identique aux yeux de l utilisateur R glage de la hauteur en fonction de la longueur de la poign e Manipulateur Figure 25 Dispositif mis en place
31. Nuage de points donn en abscisse par la valeur de Tadc du mod le et en ordonn e par la valeur de Tadc mesur e sc nario 1 phase de traction On peut observer que seuls quelques points rep r s dans la zone entour e Figure 64 permettent de d finir le mod le En effet la majeure partie des points forment un groupe tr s compact contenu dans la zone o Tadc est inf rieur 20 secondes Nous avons donc cherch ici d terminer la nature de ces points qui s loignent de la valeur Tadc 0 en examinant plus finement les caract ristiques des variables qui influencent Tadc Nous avons ainsi effectu une analyse de variance Figure 65 et Figure 66 sur les variables directement li es aux conducteurs Treac et Naction afin de chercher comprendre le comportement des conducteurs 184 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Temps de r action moyen en secondes sur l ensemble des conducteurs 0 30 30 60 60 90 90 120 120 150 150 180 180 210 Plage de vitesse consid r e en km h Figure 65 Moyenne des temps de r action en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction Analyse de variance p lt 0 001 L analyse de variance nous a permis de mettre en vidence Figure 65 que le temps de r action obtenu lors de la premi re plage de mont e en vitesse allant de 0 30 est significativement diff re
32. appelle la pr paration de la rame Cette pr paration consiste d une part prendre connaissance de l tat de la rame en consultant soit le Guide de D pannage Informatis GDI soit un document sous format papier et d autre part effectuer un certain nombre d essais relatifs aux tests de fonctionnements de diff rents quipements traction freinage signalisation en cabine C est la suite de ces essais que le m canicien juge en fonction du r glement si la rame est apte accomplir la mission De mani re g n rale l agent de conduite peut tre confront aux trois situations suivantes La rame est en mode de fonctionnement nominal c est dire qu aucun d faut n a t d tect et donc la mission peut tre accomplie normalement Un ou plusieurs d fauts ont t identifi s le m canicien doit v rifier s il doit respecter des restrictions en fonction de la nature des d fauts constat s Il devra par exemple limiter la vitesse de la rame 220 km h si un certain nombre de blocs moteurs sont isol s en freinage lectrique Enfin la derni re situation pouvant se pr senter est celle o la rame est jug e non conforme pour accomplir la mission elle sera donc immobilis e en gare B La conduite Elle est constitu e de diff rentes t ches que l on peut regrouper en trois cat gories la t che de r gulation de la vitesse la t che de gestion des proc dures annexes et la t che de gestion des dysfonction
33. approche purement normative de l ergonomie Tr s d velopp dans l ergonomie de langue fran aise elle permet d apporter un grand nombre de r ponses sur le fonctionnement de l Homme au travail et donc sur l ad quation homme produit organisation Le groupe projet a ainsi pu constituer un mod le de l activit des conducteurs TGV qui a pu tre compar l activit r elle des conducteurs Ceci a t rendu possible par la r alisation de films lors de 12 trajets en TGV films qui sont venus appuyer les verbalisations des conducteurs D phase 4 Conception assist e par ordinateur Pr concepts concepts outil CAO Avec la diversification et l allongement des trajets TGV sur le r seau europ en il est devenu n cessaire de concevoir des postes de conduite r pondant le mieux possible aux 49 Le projet TGV NG crit res de fabrication de s curit et d ergonomie Au cours de cette quatri me phase BENCHEKROUN et SAGOT 1992 l utilisation des outils CAO Conception Assist e par Ordinateur a permis de d finir le volume de la future cabine le positionnement des commandes le positionnement du conducteur europ en au sein de la cabine Ceci a t rendu possible par l utilisation des repr sentations mod lis es de l homme l aide du logiciel de CAO CATIA et par la connaissance de l activit de conduite actuelle L outil CAO du fait des nombreuses contraintes prendre en compte concernant l
34. c l ration et efforts de freinage en Conducteur 9 Premier arr t 140 T 100 SS Vitesse r alis e L 90 120 F j 1 x Effort de freinage 80 100 ig lectrique Le Effort de freinage N i 60 Vitesse 807 Pneumatique Efforts de en km h 50 freinage en 60 F 40 F 20 F 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Distance en m Figure 85 Courbe de d c l ration et efforts de freinage pour le conducteur 9 lors du premier arr t en gare sc nario de conduite libre Le groupe Cm est caract ris par une forte utilisation du freinage pneumatique FCG et de la fonction MOINS L exemple type est celui du conducteur 3 Figure 86 qui effectue du freinage pneumatique d s qu il voit le panneau annon ant la gare 1000 m Lors de la phase d arr t le conducteur est amen par deux fois casser sa vitesse Courbe de d c l ration et efforts de freinage en Conducteur 3 Premier arr t 140 F7 p100 RES LA Vitesse r alis e nr T 90 120 wk T 80 100 Effi i T 70 ort de freinage lectrique L 80 Sg 60 Vitesse wa le efforts de en km h Effort de freinage freinage en 60 7 pneumatique 40 T 30 20 T 10 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Distance en m Figure 86 Courbe de d c l ration et efforts de freinage pour le conducteur 3 lors du premier arr t en gare sc nario de conduite libre 227 Evaluation globale du
35. de Grenoble 315p GAMST F 1975 Human factors analysis of the diesel electric locomotive cab Human factors 17 2 149 156 GARCIA F 1991 Prise en compte des facteurs humains dans la conception des postes de travail Exp rience en milieu industriel Thomson CSF SDC G nie logiciel et syst mes experts n 24 septembre 50 56 GARRIGOU A 1995 La compr hension de l activit des concepteurs un enjeu essentiel pour les ergonomes Performances humaines et techniques n 74 12 21 GAVOILLE E SAGOT J C BOLLON T BENCHEKROUN M 1992 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Troisi me phase d tude Analyse statistique de dix trajets TGV Rapport interm diaire contrat PERSEE GEC ALSTHOM 35p GAVOILLE E BENCHEKROUN M SAGOT J C 1993 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Cinqui me phase d tude Conception de la future interface homme machine Rapport interm diaire Janvier 93 contrat PERSEE GEC ALSTHOM 159p GODTHELP H 1986 Vehicle control during curve driving Human Factors 28 2 211 221 GODTHELP H 1988 The limits of path error neglecting in straight lane driving Ergonomics Vol 31 N 4 609 619 GODTHELP H K PLER W 1988 Effect of vehicle handling characteristics on driving strategy Human Factors 30 2 219 229 GOMES S SAGOT J C 1996 Intervention ergonomique dans la conception d un poste de conduite
36. int r t du travail Ses caract ristiques sont qu elle pr sente un caract re dynamique se d placer dans un espace d fini d un point A un point B limit des vitesses variables en fonction d une diversit de crit res possibles horaires signalisation confort passager conomie d nergie s curit qu elle est d composable en une multitude de sous t ches proc dures de d marrage mise en service surveillance des appareils de bord observation des signaux acquittement des signaux elles m mes d composables en actions l mentaires de type cognitives ou motrices dans des proportions diverses BENCHEKROUN 1991 Ces sous t ches peuvent entrer en conflit entre elles ou avec les autres t ches de la conduite g rer les alarmes les incidents les appels radio actionner la vacma g rer les changements de courant LAMONDE 1994 confirme ces constats lors d une tude men e sur les conducteurs de trains canadiens La conduite de train n est pas une action pr d termin e mais constitu e d une suite de d terminations de quoi faire et de comment le faire en temps r el en tenant compte du contexte Si elle n est pas pr d termin e l activit n est pas pour autant al atoire gr ce aux l ments de stabilit inter trajets les conducteurs organisent la prise en compte du contexte venir de fa on rendre l activit plus sensible aux circonstances sin
37. ments de choix caract ristiques dimensions emplacements efforts Recueil de normes fran aises AFNOR p92 106 NICOLET J L CARNINO A WANNER J C 1989 Catastrophes Non merci La pr vention des risques technologiques et humains Aux ditions Masson Paris le nouvel ordre conomique 250p NILSSON L ALM H 1991 Effects of mobile telephone use on elderly drivers behaviour including comparisons to young drivers behaviour Reprinted from Drive Project V1017 Bertie 3 1p NILSSON L 1995 Chapter 36 Contributions and limitations of simulator studies to driver behaviour research In Evaluation of human work A practical methodology Edited by J R Wilson and N Corlett Taylor et Fran is 401 407 O O HARA J M 1990 The retention of skills acquired through simulator based training Ergonomics Vol 33 N 9 1143 1153 OMBREDANE A FAVERGE J M 1955 L analyse du travail Paris PUF P PACHIAUDI G MORGILLO F DELEURENCE P GUILHON V 1996 275 Bibliographie Utilisation du t l phone mains libres impact de la communication sur la conduite automobile Approche exp rimentales sur simulateur de conduite et en conditions r elles de circulation Rapport INRETS n 212 106p PARK K 1992 A computer aided aptitude test for predicting flight performance of trainees Human factors 1992 34 2 189 204 PARIS C R GILSON R D THOMAS M H SILVER N C 1995 Effect of synthetic vo
38. ne ou un handicap mais comme une donn e constructive L enjeu n est pas d analyser avec pr cision les relations complexes qui existent entre un op rateur et une t che ni de donner une repr sentation exacte de la r alit concevoir C est en revanche sur une image approch e de ces relations qu il s agit d envisager leurs volutions Ainsi MALINE 1994 nous pr sente la d marche de simulation de l activit comme une aide la d cision lors de la conduite d un projet visant la conception de situations de travail compatibles avec l ensemble des attentes de chacun des acteurs du groupe projet Dans son ouvrage il utilise de nombreux exemples concernant la phase projective durant laquelle le groupe projet labore les sc narios mais il reste tr s th orique lorsqu il s agit de pr senter la phase de simulation proprement dite ainsi que la phase d exp rimentation Mais quels outils de 34 Probl matique simulation utiliser dans quelles situations quels sont les objectifs atteindre quel moment utiliser la simulation dans le cas d un produit complexe quel type de r ponses peut on r ellement apporter au groupe projet comment la simulation peut elle faire f d rer les acteurs du projet Ainsi un grand nombre de questions restent pos es quant l utilisation de la simulation au cours d un projet de conception Ce sont les diff rentes r ponses ces questions que nous illustrer
39. rateur d erreurs humaines li es au d passement de la vitesse Il ne dispose d aucune s curit permettant d viter un d placement involontaire Le frein lectropneumatique est pratiquement toujours utilis lors d arr ts en gare ou lors de Papparition de signaux ferm s et de changements de ligne on ne peut tablir une r gle g n rale quant l utilisation du freinage lectrique En effet son utilisation reste tr s 67 Le projet TGV NG variable en fonction des situations rencontr es type de ligne d clivit utilisation de la VI conducteur B Principaux l ments issus de l analyse t che activit concernant le dispositif de vitesse impos e VI le dispositif de VI ne r pond que partiellement aux objectifs des m caniciens l atteinte de la vitesse impos e et son non d passement d pendent du manipulateur de traction freinage lectrique MP CO l utilisation de la VI ne permet pas une conduite conomique le nombre d actions n cessaire l utilisation de la VI tant trop lev le dispositif de VI n est pas toujours utilis les conducteurs sont amen s faire face de nombreuses imperfections du syst me en termes de facilit de r glage et de fiabilit d talonnage par rapport au tachym tre M me s ils trouvent des solutions concernant les dysfonctionnements cela implique une charge de travail suppl mentaire et une bonne connaissance de ligne
40. re identique puisque nous n avons pas pu mettre en vidence au travers des analyses de variance d effet sujet En examinant l incidence des plages de traction ou de freinage lors d une analyse de variance effectu es sur le crit re Naction lors de la passation du sc nario 1 Figure 72 nous pouvons remarquer que de nombreux ajustements ont t effectu s lors de la phase de freinage indiquant qu en terme de conception la mise disposition du mode de freinage pneumatique sur cette commande n a pas eu d effets n gatifs sur son utilisation 193 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Naction traction freinage Figure 72 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRFR sur Naction pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 p lt 0 001 De la m me mani re nous avons pu constater un bon niveau d utilisation de la commande lors de la phase de freinage du sc nario 2 Naction traction freinage Figure 73 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRFR sur Naction pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 p lt 0 001 Lors de la passation des sc narios nous avons pu constater que l cart moyen pour l ensemble des conducteurs entre la vitesse de consigne et la vitesse r alis e en phase de freinage est plus faible qu en p
41. s aux dispositifs tudi s ont t list s Ainsi le groupe projet a repris et hi rarchis pour chaque dispositif les crit res respecter dans le futur en vue d une analyse plus d taill e A titre d exemple nous avons fait figurer un extrait du tableau de synth se des crit res futurs respecter Tableau 2 qui a constitu le cahier des charges fonctionnel des futurs dispositifs 79 Le projet TGV NG Dispositif R sultat de l analyse Crit res respecter dans le concern futur Proc dure de changement de fonctions complexes en Le manipulateur de traction sera de type vertical termes de nombre d actions encombrement mini d placement rotatif Action de d verrouillage et du passage par la position La m me commande devra int grer la traction 0 syst matiques et injustifi s pour changer de en mode manuel et en mode VI le freinage fonction lectrique le freinage lectropneumatique le Le syst me de d verrouillage mis en place ne tient freinage d urgence l activation de la VACMA pas compte de tous les cas de figure et peut tre non Le passage d un mode un autre devra tre pris en compte direct sans action pr alable sur une autre Manip Le dispositif de traction freinage comprend des commande et quel que soit l ordre de transition z fonctions utiles l activit principale de r gulation Le passage par 0 s il est n cessaire ne devra pas traction de vitesse mais galement des fonc
42. 32 Probl matique Analyse du travail Biblioth que de situations Situations d actions caract ristiques Sc narisation Simulation Hypoth ses Donn es du projet Pronostics Aide aux choix de conception Supports de simulation Acteurs du projet DEFINIR ET CHOISIR PROJETER ET PROSPECTER CONCEVOIR Figure 4 La d marche de simulation de l activit en ergonomie au cours d une conduite de projet MALINE 1994 En guise d ouverture son ouvrage MALINE 1994 invite les lecteurs voyager gr ce la d marche de simulation de l activit l int rieur d un monde nouveau de conduite de projet Un monde o le processus de conception et le pilotage qui sont les deux composantes interd pendantes du projet convergeraient tous les deux vers l innovation technique conomique sociale et organisationnelle Un monde o le processus de conception voluerait vers de nouveaux mod les au travers de l int gration de la signification sociale du travail dans le processus de conception l int gration de l ergonome et non des normes dans le projet afin de ne pas concevoir pour des op rateurs standardis s l int gration de la complexit sur la base de la repr sentation de situations plus proches de la r alit 33 Probl matique la structuration dans l acte de conception par l laboration de sc narios
43. Dans cet exemple on peut galement voir qu il va jusqu laisser d passer l g rement la vitesse de consigne rep re 3 Pour les deux arr ts en gare rep res 5 et 7 on remarque qu il proc de diff remment En effet 1000 m tres avant la gare un panneau lui indique son arriv e en gare Dans le premier cas il a anticip l information l aide de la fiche train rep re 4 dans la mesure o il commence freiner bien avant cette indication Dans le deuxi me cas rep re 6 il n anticipe pas l indication et va m me commencer freiner au del du panneau qui n est qu indicatif et qui donc ne pr sente pas une obligation de ralentissement Nous avons de la m me mani re trac pour les 11 conducteurs qui effectuent les exp rimentations sur simulateur la courbe de vitesse r elle et la courbe de vitesse de consigne Figure 81 Courbes de vitesse Conducteur 2 Sc nario de conduite libre 200 7 Vitesse de consigne Vitesse r alis e B 150 Vitesse 100 su en km h 50 n 04 H 0 5 10 15 20 Distance en km Figure 81 Courbes de vitesse r elle et de vitesse but instantan e Sc nario de conduite libre conducteur 2 Sur la Figure 81 qui donne un exemple du sc nario effectu sur simulateur on voit que le conducteur vient galement tangenter la courbe de vitesse de consigne rep res 1 2 5 8 221 Evaluatio
44. Je syst me de r glage de la VI n est pas assez pr cis par rapport aux besoins des ADC et pr sente des risques dus la focalisation de l attention des conducteurs lors de son r glage De plus la VI peut tre d r gl e involontairement La VI permet cependant de limiter le nombre des zones informationnelles observer et traiter moins de consultations du tachym tre de diminuer la charge cognitive et de se concentrer momentan ment sur d autres informations pertinentes TIl doit y avoir les deux modes de conduite possibles avec ou sans la VI dans la mesure o son utilisation d pend essentiellement du profil de la ligne C Principaux l ments issus de l analyse t che activit concernant l interface visuelle li e la r gulation de la vitesse On r gule sa vitesse par rapport au tachym tre et non par rapport au d filement du paysage Ceci constitue le point de d part du raisonnement du conducteur La consultation du tachym tre est parfois inconsciente arr t en gare Le comportement observ rel ve alors d un automatisme sans qu il y ait un contr le conscient du conducteur On constate que l attention des conducteurs est focalis e sur le champ visuel correspondant l environnement ext rieur qu il observe en priorit Cette observation est interrompue ponctuellement par des pr l vements d informations en cabine L occurrence d apparition de 68 Le projet TGV NG
45. M thodes L valuation des pr concepts a t effectu e au travers de la s lection d un chantillon de conducteurs ici les 6 conducteurs du groupe projet l utilisation du prototypage rapide d interfaces et d une plate forme de simulation permettant la repr sentation dynamique des interfaces l valuation it rative des interfaces sur la base d indicateurs subjectifs Nous avons ainsi mis en oeuvre une plate forme d valuation Figure 37 pour effectuer les valuations qui ont t men es avec les six conducteurs du groupe projet P Figure 37 Plate forme d valuation des interfaces graphiques La plate forme de simulation permet de mettre en situation dynamique les conducteurs qui en agissant sur une manette font voluer les repr sentations des interfaces Nous avons ainsi pu reproduire des situations types voqu es au cours des sc narios arr ts en gare s quences de ralentissement et recueillir les avis des conducteurs au travers de verbalisations spontan es Lors d entretiens dirig s avec les conducteurs nous nous sommes attach s valuer plusieurs crit res BENCHEKROUN et SAGOT 1995 qui concernent la compatibilit de l interface vis vis du conducteur 120 D finition des pr concepts et simulation le groupement distinction des items qui prend en compte le positionnement des items les uns aux autres le groupement distinction par le
46. activit actuelle susceptibles d tre pr sents variabilit des outils des lignes des besoins informationnels et des dysfonctionnements des objectifs et strat gies mises en place par l op rateur de la prise en compte des carences existantes non couvertes par le syst me actuel besoin informationnel insatisfait inadaptabilit de certains outils et des dysfonctionnements rencontr s de moyens futurs disponibles en terme de communication train environnement ext rieur localisation du train par satellite am lioration des transmissions radio de la sp cification SNCF de la philosophie de conduite future r le de l homme dans le syst me notion de pause des volutions du contexte socio conomique et technologique interp n tration sur d autres r seaux accroissement des vitesses des trains du d bit des rames syst mes de communication sol train entra nant une modification de l activit de conduite Lors de cette phase le groupe projet tente de d finir des objectifs pr cis et coh rents concernant les outils et moyens mat riels et immat riels interfaces et aides au travail mettre en place En effet comme le souligne MILLOT 19838 La machine est capable de mesures et d actions tr s pr cises sur l environnement ainsi que de stockages et de traitements rapides d un grand nombre d informations mais elle peut tre impuissante pour laborer une strat gie
47. activit engendr e par le d clenchement de chaque information sonore en cabine et de valider les principes fonctionnels retenus Ainsi dans cette exp rimentation les conducteurs sont donc amen s interpr ter et r agir une s rie d alarmes sonores en situation de conduite simul e Il s agit plus ici de valider de nouvelles orientations en termes de solutions alarme vocale regroupement d informations sous un m me son que de r ellement retenir les caract ristiques d finitives des sons futurs Nous avons cependant en premier lieu propos aux conducteurs diff rents pr concepts de sons dans l objectif de pouvoir orienter les tudes futures sur les alarmes en cabine de conduite 5 3 2 M thodes A Le sc nario son Afin de tester l ensemble des alarmes sonores li es la r gulation de la vitesse il nous a fallu mettre en place un sc nario sp cifique pr sentant des situations de conduite critiques Le sc nario son a donc t construit en utilisant le vid odisque du trajet Libourne Bordeaux Ce vid odisque pr sente l int r t de faire appara tre plusieurs informations ou incidents tout au long du parcours pour lesquels une information sonore est activ e Les autres informations sonores ont t jou es en relation avec les informations donn es au niveau des interfaces graphiques du simulateur 203 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Ai
48. alisation du prototype JURAIN 1991 Dans cette phase de d finition des pr concept on utilise VAPS pour la conception de l affichage l valuation des facteurs humains et la conception de IHM Comme on peut le voir dans l image de gauche sur la Figure 34 ce sont les futurs utilisateurs qui sont concern s ce niveau La simulation interne du logiciel permet de g n rer des animations au niveau des interfaces en relation avec les sc narios qui reproduisent des situations caract ristiques que l on retrouve en phase de conduite Les conducteurs confront s aux nouvelles interfaces qui voluent de mani re dynamique tentent d analyser les situations qui leur sont pr sent es Les diff rentes remarques qu ils formulent tant sur la pr sentation graphique que sur la nouvelle structure de l interface donnent lieu des modifications des interfaces Ainsi l utilisation du prototypage rapide permet de faire voluer rapidement les maquettes et ainsi de r it rer les valuations avec les conducteurs 116 D finition des pr concepts et simulation Nous verrons dans les chapitres suivant comment VAPS a pu tre utilis dans un deuxi me temps pour valuer l utilisabilit des interfaces coupl es un syst me de contr le commande pilotable de mani re interactive par le conducteur image centrale Figure 34 En effet nous verrons dans ce chapitre que la simulation externe en temps r el a ici t obtenue par l
49. avant De m me pour la marche arri re Tableau 2 Extrait du tableau de synth se li au cahier des charges fonctionnel Concernant plus particuli rement les informations sonores li es la r gulation de la vitesse une tude sp cifique a t men e afin tablir un cahier des charges li chaque information sonore ZWOLINSKI et SAGOT 1996 En utilisant l analyse fonctionnelle on a pu formaliser les crit res respecter pour chaque alarme en examinant ses milieux environnants sa fonction principale FP et les fonctions contraintes FC li es son apparition Figure 19 Ce type de d marche a t tr s utile dans la mesure o les sons en cabine doivent tre abord s selon leurs caract ristiques physiques et selon des crit res d utilit de d tection de compr hension et d appr ciation subjective 80 Le projet TGV NG Conducteur recevant l alarme Environnement Cause de l alarme Information sonore Normes et r glementation SNCF Interface visuelle Figure 19 Exemple de diagramme fonctionnel pour une information sonore D C est lors de la validation de chaque fonction Figure 19 que l on a pu remettre en cause l existence de chacune des alarmes ou son volution autre mode de pr sentation de l information Suite la validation de chaque fonction une liste de crit res de valeur a t effectu e Ces crit res permettent de qualifier et de quantif
50. beaucoup d anticipation et donc une r gulation fine des efforts de traction ou de freinage d o l utilisation fr quente de la fonction PLUS Dans la mesure o le conducteur utilise fr quemment la mise z ro des efforts de traction ou de freinage lectrique ZERO il utilise peu la fonction MOINS Courbe de d c l ration et efforts de freinage en Conducteur 7 Deuxi me arr t Effort de freinage 100 160 mu mu kd Se lectrique 140 a fao 120 Sa 100 F W Vitesse Vitesse r alis e N en km h 80 T 80 T 70 T 60 50 Efforts de freinage en 60 7 T 30 Effort de freinage pneumatique T 20 20 7 0 500 1000 1500 2000 2500 Distance en m Figure 84 Courbe de d c l ration et efforts de freinage pour le conducteur 7 lors du deuxi me arr t en gare sc nario de conduite libre Le groupe Bm qui regroupe la majorit des conducteurs est caract ris par une utilisation combin e des diff rentes fonctions du manipulateur L exemple type est celui du conducteur 9 Figure 85 qui effectue sa phase de freinage en utilisant dans un premier temps le frein pneumatique pour casser sa vitesse l approche de la gare puis qui va utiliser la combinaison du freinage lectrique et pneumatique pour s arr ter sur les derniers m tres 226 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Courbe de d
51. but de chaque phase dans l objectif d analyser les r sultats et de r aliser les modifications sur les dispositifs au fur et mesure de l avancement des r sultats Les exp rimentations que nous allons d crire dans la suite de ce document se sont ainsi tal es sur une dur e de 3 mois 163 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Pendant la premi re phase de pr exp rimentation nous pr sentons les nouveaux dispositifs de mani re th orique une douzaine de conducteurs puis les conducteurs effectuent une phase de conduite libre sur simulateur d environ 20 minutes par conducteur au cours de laquelle ils prennent connaissance par la pratique de l ensemble des nouveaux dispositifs Cette phase d apprentissage et de familiarisation permet de minimiser les biais dus la non ma trise du simulateur lors des phases suivantes et de valider les aspects fonctionnels des dispositifs sur simulateur Elle est indispensable dans le cadre de l valuation de nouveaux dispositifs sur simulateur comme par exemple dans le cas des simulateurs de conduite automobile PACHIAUDI et coll 1996 Cette phase qui ne sera pas d taill e dans ce document sert de pr exp rimentation et permet d aboutir au respect de trois objectifs principaux former les conducteurs de mani re th orique sur les nouveaux dispositifs de conduite effectuer une phase de familiarisation pour chacun des conducteurs qui leur permet de
52. concept li la r gulation de la vitesse Cette technique Figure 86 consiste atteindre une vitesse donn e et maintenir ce palier de vitesse en marche sur lerre Durant le laps de temps du palier il peut ainsi surveiller la voie sans avoir se pr occuper de sa vitesse D Discussion des r sultats concernant les phases d arr ts en gare L tude du comportement de conduite des m caniciens en situation de conduite r elle BOLLON et coll 1992 lors de l analyse de l existant avait permis de mettre en vidence que les conducteurs sont amen s pendant l approche des gares effectuer deux types de s quences de ralentissement soit ils diminuent de mani re progressive leur vitesse soit ils vont casser la vitesse en amont de la gare afin de mieux pouvoir se concentrer sur l arr t en gare Ce sont ces deux strat gies que l on retrouve chez l ensemble des conducteurs en amont des gares lors de la passation du sc nario de conduite libre simul e tudi Les relev s effectu s ainsi que les verbalisations r alis es lors de l tude du comportement de conduite des m caniciens en situation de conduite r elle ont galement permis de montrer que les conducteurs utilisent essentiellement des informations de nature informelles rep res lat raux sensation de ralentissement lors de la phase finale d arr t en gare Ils ne tiennent que rarement compte de l indication figurant sur le tachym
53. conducteur est repr sentatif d un large segment de la population des conducteurs 161 Mise en place des exp rimentations sur simulateur TGV PSE D finition des pr concepts TGV Atlantique Etude de l existant Lille Transmanche D finition des pr concepts TGV Eurostar Tergnier Trains classiques D finition des pr concepts Novice TGV TGV PSE D finition des pr concepts T4 T5 T4 T3 T5 T5 TGV Atlantique Etude de l existant T5 T3 T3 T5 T5 T4 D finition des pr concepts Novice TGV D finition des pr concepts Novice TGV TGV PSE Etude de l existant 50 55 Paris Essais TGV D finition des pr concepts tous les TGV 40 45 T4 Chamb ry TGV PSE Etude de l existant Tableau 4 Conducteurs retenus pour la phase d valuation du concept li la r gulation de la vitesse TGV Atlantique Etude de l existant Cet chantillon de 12 conducteurs n est qu indicatif mais est assez repr sentatif des conducteurs qui auront utiliser les futurs dispositifs De plus ces conducteurs sont r guli rement amen s effectuer des formations sur simulateur de conduite ferroviaire Ainsi lorsqu ils abordent les diff rents exercices propos s sur simulateur ils le font donc de mani re tr s professionnelle et s impliquent fortement dans leur ex cution Le c t professionnel des utilisateurs contribue ainsi largement l obtention de r sultats cr dibles concernant l analyse de l utilisation
54. conducteurs reproduisent des habitudes de conduites qui se traduisent dans les 2 sc narios par un temps de r action et par un nombre d actions qui sont significativement plus lev s dans les phases de d marrage Ainsi cette exp rimentation nous a permis de valider nos choix li s la conception technique du manipulateur sur la base de l examen de crit res de performance retenus par le groupe projet Comme le souligne VILLEMEUR 1988 le simulateur constitue ici une source de donn es pr cieuses car il permet d tudier des situations qui ne se sont jamais produites mais qui pourraient survenir de ma triser certains facteurs de performance de r aliser une observation fine et enfin de conna tre les ventuelles erreurs pouvant appara tre dans certaines situations d utilisation Cependant il nous reste affiner nos r sultats concernant l utilisation du manipulateur en prenant en compte l activit globalement men e par les conducteurs qui n appara t pas au travers des crit res de performance ici retenus Des r sultats compl mentaires portant sur un autre type de sc nario visant r introduire certains l ments de l activit de conduite comme la surveillance des signaux sur la voie donneront des informations suppl mentaires ce sujet et en particulier sur l utilisabilit du manipulateur de conduite et sur son int gration dans l activit de conduite Nous serons ainsi amen s par la suite exami
55. crit res suivants permettre la s lection pr cise d une vitesse assurer de mani re effective le non d passement de la vitesse but e afficher l information sur l IHM de r gulation de la vitesse B Caract ristiques techniques retenues La diversit des lignes n a pas permis au groupe projet de pouvoir envisager une gestion automatique compl te ou partielle de la vitesse impos e dans la mesure o le co t financier des infrastructures mettre en place serait consid rable De plus selon les strat gies des conducteurs la vitesse impos e peut tre utilis e comme simple but e ou comme aide la conduite dans des phases de ralentissement Il a donc t d cid de laisser le choix aux conducteurs concernant l utilisation ou la non utilisation de la VI Par contre afin de pallier aux difficult s de r glage du syst me actuel levier bague rotative et du fait de l int gration de l informatique aujourd hui consid r e comme techniquement fiable au sein des postes de conduite le groupe projet a d cid d utiliser un principe de clavier avec afficheur permettant la saisie exacte de la vitesse impos e La pr sence de l lectronique et de l informatique va interdire ici les d passements de la vitesse impos e qui apparaissent actuellement sur des 104 D finition des pr concepts et simulation parcours forte d clivit comme cela a t montr lors de l analyse de l activit
56. d actions r aliser sont directement issues des sc narios pr c demment mis en place avec les conducteurs 131 D finition des pr concepts et simulation Ainsi apr s avoir r gl leur position de si ge les sujets effectuent diverses manipulations de maquettes de commandes implant es sur le pupitre Figure 46 en suivant les consignes donn es par l exp rimentateur Ils sont galement amen s appr cier la visibilit et la lisibilit d informations pr sent es au niveau des futurs crans Figure 46 Maquette de validation des dimensions du pupitre et de l implantation des commandes L exp rimentateur qui indique aux sujets les s quences d actions effectuer rel ve les difficult s que peut rencontrer le sujet en termes de localisation visuelle d accessibilit et de manipulation des commandes Au cours de l essai le sujet est amen exprimer les difficult s qu il rencontre C Plans CAO de l implantation retenue Suite aux exp rimentations nous avons r alis divers am nagements concernant le positionnement des commandes Nous avons ainsi pu passer la r alisation des plans de l implantation finalement retenue et valid e lors d une r union avec le groupe projet Ces plans et sch mas traduisent essentiellement ici les aspects dimensionnels du pupitre dans la mesure o un groupe de consultants en design est amen r aliser le mod le de pupitre final qui int grera des
57. de l op rateur ce qui lui est prescrit et l analyse de l activit de l op rateur ce qui est effectif Ainsi on peut chercher mettre en vidence les processus de pens e les repr sentations les strat gies adopt es Dans tous les cas il est essentiel de bien conna tre la t che et l activit des utilisateurs dont nous allons pr ciser les d finitions et caract ristiques 2 3 1 L analyse de la t che et de l activit L analyse de la t che La t che est ce qui est prescrit ce qui est faire dans des conditions donn es Il s agit donc de recueillir un ensemble de donn es sur le syst me homme machine permettant de d crire la machine l op rateur les informations et les actions Selon SPERANDIO 1988 l analyse de la t che ou analyse des conditions de travail doit d abord d limiter le syst me homme machine sur lequel porte l analyse poste de travail service atelier Puis des informations sont relev es plusieurs niveaux l aide d observations de questionnaires de la lecture de documents d analyses statistiques On dresse ainsi une vue d ensemble de la situation existante l aide d indicateurs simples fournissant l quipe projet une base de travail SPERANDIO 1988 conseille de partager les donn es recueillies en quatre classes l op rateur humain les op rateurs leur r le dans le syst me leurs connaissances leur exp rience
58. des dispositifs en phase de conduite simul e 4 2 2 Protocole g n ral des exp rimentations sur simulateur Le protocole g n ral que nous avons mis en place pour les exp rimentations Figure 54 s est d roul e en trois temps au cours de la pr exp rimentation l valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse l valuation globale du concept li a la r gulation de la vitesse 162 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Les valuations sont compos es d une partie analytique qui s appuie sur les verbalisations des conducteurs et d une partie empirique qui tudie les crit res objectifs relev s lors des simulations D marche g n rale des exp rimentations sur simulateur Pr exp rimentation Formation Mise en conformit du simulateur Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Interfaces physiques Interfaces visuelles Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Figure 54 D marche g n rale des exp rimentations sur simulateur Les trois phases de cette tude ont n cessit la pr sence de chaque conducteur pendant 5 jours Lors de la premi re phase l ensemble des conducteurs taient pr sents Lors des phases 2 et 3 nous avons demand aux conducteurs de venir par groupes de 2 afin de pouvoir coupler la passation des sc narios et des verbalisations Un mois tait pr vu entre le d
59. du manipulateur nous nous sommes rendus compte que les efforts fournir pour basculer d une position une autre taient de mani re g n rale sup rieurs 1 kg Figure 24 Cette tape a donc pour objet la d termination d une plage d efforts adapt e au mode d utilisation du manipulateur Elle nous a conduit apporter des modifications sur la maquette en vue d une valuation globale ult rieure qui concernera l ensemble des dispositifs Efforts r sistants lors du passage des but es Fcg et 0 sur la maquette initiale 6000 5000 8 4000 5 3000 Fcg 7A a 2000 E 1000 o 0 60 70 80 90 100 110 120 130 Hauteur du point d application de l effort par rapport au centre de rotation de la commande mm Figure 24 Efforts fournir pour manipuler la commande de traction freinage de la maquette initiale dans ses diff rentes positions 97 D finition des pr concepts et simulation Dans un premier temps nous avons donc choisi de mettre en place un protocole portant sur l valuation subjective des efforts fournir par les utilisateurs Pour compl ter notre approche exp rimentale nous nous sommes appuy s sur les normes existantes Or nous nous sommes vite rendus compte que d un point de vue bibliographique il n existe que tr s peu de normes voire d tudes concernant les efforts sur les commandes Nous nous sommes cependant inspir s des documents suivants
60. en situations simul es des recherches portant sur l tude du comportement de conduite Les observations men es au cours de ces exp rimentations ont essentiellement pour objet la mod lisation du comportement humain en analysant les activit s de conduite par grandes fonctions physiologiques ou cognitives perception visuelle attention prise de d cision Cette approche psychophysiologique du comportement des conducteurs concerne essentiellement la s curit primaire comportements en situation d urgence strat gies de 35 Probl matique conduite effets de param tres individuels comme l ge la fatigue On peut citer titre d exemple les travaux men s sur des simulateurs de conduite automobile li s au contr le du v hicule GODTHELP 1986 GODTHELP et KAPLER 1988 GODTHELP 1988 la mise en vidence des strat gies visuelles POTTIER et coll 1995 l valuation de la charge mentale WIERWILLE et GUTMANN 1978 WIERWILLE 1983 WIERWILLE et CONNORS 1983 WIERWILLE et RAHIMI 1985 au partage de l attention BROUWER et coll 1991 la conduite par temps de brouillard MALATERRE et coll 1991 la fatigue des conducteurs SKIPPER et WIERWILLE 1986 ou encore l examen de conducteurs aux capacit s physiques r duites LING 1991 des recherches exp rimentales pour l valuation de dispositifs L objectif de ces recherches est d tudier l influence de l utilisation d
61. enseignants chercheurs de l IPS ont ainsi t r alis s en troit partenariat avec la SNCF et la soci t ALSTOM Les travaux qui ont t men s dans le cadre de la phase d tudes pr liminaires avaient permis au groupe projet de d finir le champ des activit s futures souhaitables des conducteurs souhaitables en termes de s curit de confort et d efficacit Cette premi re phase qui a d but il y a 7 ans et laquelle je n ai pas directement particip a permis au groupe projet de mettre en vidence la nouvelle philosophie de conduite en s appuyant sur la d finition du futur m tier des conducteurs Cette d finition du champ des activit s futures souhaitables associ e la mise en place de sc narios avec les conducteurs nous a permis d s l tape de d finition des pr concepts d orienter les choix de conception Plusieurs pr concepts ont ainsi t propos s et r alis s sous forme de maquettes afin de pouvoir mettre en place des bancs d essais qui permettent d effectuer des simulations de certaines conditions d exercice de l activit et d examiner l activit men e par les conducteurs confront s aux nouveaux dispositifs Les r sultats des valuations ont contribu l int gration des recommandations ergonomiques lors de cette tape de conception et ont permis de confirmer certaines hypoth ses formul es par le groupe projet concernant le champ des activit s futures souhaita
62. et d efficacit SAGOT et coll 1997 On fait ainsi dans un premier temps abstraction des contraintes techniques organisationnelles conomiques pour r fl chir en commun sur le d roulement de actions futures des utilisateurs La d finition du champ des activit s futures souhaitables permet par la suite chaque acteur du projet de se r f rer Putilisation future du produit et non pas uniquement aux connaissances propres son domaine de comp tences Ainsi apr s avoir d fini la place assign e l homme dans le futur syst me Homme Machine la r partition des t ches Homme Machine le groupe projet peut cibler les actions mener prioritairement dans le cadre de la conception du syst me futur Les diff rents sp cialistes du groupe projet peuvent alors r aliser le cahier des charges fonctionnel d finir les recommandations ergonomiques et mettre en vidence des principes techniques envisageables tout en gardant l esprit la d finition du champ des activit s futures souhaitables qui servira de r f rence commune au groupe tout au long du projet Etude des besoins Champ des activit s futures nouveaux souhaitables Cahier des charges Cahier des charges N ergonomique fonctionnel Etude Principes techniques ergonomique retenus Figure 92 Mise en vidence du champ des activit s futures souhaitables en phase d tudes pr liminaires 245 Discussion 7 1 2 Evaluations fonctionnelles
63. ext rieurs lat raux 65 Le projet TGV NG Les lignes Grande Vitesse LGV sont quip es d une signalisation en cabine qui permet d indiquer sous forme d afficheur lumineux accompagn d un signal sonore les ordres n cessaires la conduite du train La fiche train et autres documents Lors de la prise de service le conducteur consulte Ja fiche train qui indique le trajet effectuer les gares desservir les horaires arriv e et d part des gares les vitesses maximales ne pas d passer sur chaque tron on de voie les vitesses minimales permettant de respecter l horaire le PK point kilom trique les minutes pouvant tre rattrap es en cas de retard les avis de travaux effectu s sur la voie les PGM Prescriptions G n rales du M canicien qui sont les r glementations suivre en cas de probl me C Les alarmes sonores li es l activit de r gulation de la vitesse Les alarmes sonores pr sentes en cabine se sont multipli es au rythme de l int gration de nouveaux dispositifs en cabine On en d nombre aujourd hui 23 ce qui est beaucoup en terme de m morisation pour le conducteur Six d entre elles concernent directement l activit de r gulation de la vitesse alerte d passement vitesse KVB qui signale un d passement de la vitesse autoris e de plus 5Km h le signal ferm en r p tition des signaux optiques qui averti le conducteur de la rencontr
64. format qui se r f re aux indices graphiques couleurs formes qui permet de cr er des classes d informations l adaptabilit qui permet au syst me de r agir diff remment en fonction du contexte des besoins des pr f rences la signification des informations qui doivent tre claires et univoques le guidage qui conseille oriente informe et conduit le conducteur lors de ses interactions avec le syst me messages alarmes la redondance ou rappel des informations qui permet d am liorer la perception la qualit des messages d erreurs qui doivent tre pertinents exacts et significatifs l apprentissage qui sera d autant plus rapide si les pr concepts sont clairs univoques structur s respectent les st r otypes la charge perceptive qui renvoie une valuation de l ensemble des dispositifs actifs un instant donn la densit qui se d finit comme le nombre d items pr sent s par rapport la surface d affichage Nous avons ainsi pu retenir les principes de pr sentation de l information d finitifs qui sont pour Da tre c la zone de gestion des vitesses limites et des vitesses but un tachym tre radial avec une repr sentation dynamique de la vitesse but et de la vitesse instantan e sous forme d escargot la zone de gestion des distances but et des informations ponctuelles un barregraphe vertical avec d nominations explicites des v ne
65. formes d finitives des couleurs diff rentes textures Un autre aspect de l tude li la d finition du concept li la r gulation de la vitesse a concern les informations sonores en cabine de conduite En effet la mise en place d crans au niveau de poste de conduite va influencer la charge visuelle des ADC Il a donc t question de mettre en place de nouvelles informations sonores en cabine pour limiter cette charge visuelle 132 D finition des pr concepts et simulation et am liorer la d tection des informations En effet c est en examinant d s maintenant l ensemble des syst mes informationnels et donc en d veloppant parall lement les interfaces sonores que l on peut aboutir une solution coh rente acceptable en termes d interfaces pour l agent de conduite 3 7 Les informations sonores en cabine L agent de conduite au cours de son activit est amen d tecter des signaux ou des alarmes traiter les informations qui leur sont associ es et agir en fonction des besoins soulev s Il s agit donc pour le concepteur de trouver la meilleure association signal t che r aliser afin de rendre performant le syst me homme machine dans les configurations de fonctionnement normal ou de dysfonctionnements Dans cette partie nous d crirons plus particuli rement comment s est effectu e la conception et l valuation des informations sonores en cabine li es la r gulation d
66. fr quente de l ensemble des informations donn es en cabine Ainsi plusieurs propositions ont t soumises aux conducteurs concernant l agencement des diff rentes zones les une par rapport aux autres Nous avons retenu la disposition Figure 32 qui est la plus en accord avec les s quences de pr l vement de l information identifi es lors de l examen des sc narios En effet les informations ponctuelles et les changements li s aux distances but doivent tre imm diatement 111 D finition des pr concepts et simulation pr lev s et figurent donc dans la zone privil gi e en haut gauche de l cran Ces informations demandent g n ralement un contr le de la vitesse puis ventuellement une adaptation du niveau d efforts de traction freinage demand La derni re zone d informations a t donn e sous la forme d un bandeau en bas de l cran dans la mesure o les informations qu elle contient seront consult es lors des fr quents balayages visuels de l cran Zone de gestion des distances buts Zone de gestion Zone d affichage et des informations des vitesses de l effort de ponctuelles limites et buts traction freinage Zone de supervision et de gestion des quipements de s curit a Figure 32 R partition des zones informationnelles pour les interfaces visuelles Suite cette premi re tape dans la d finition du contenu des IHM nous avons poursuivi nos recherches cette f
67. l aide et le soutien qu il m a apport J exprime ma plus vive reconnaissance Philippe CHAPPET de la soci t ALSTOM Transports pour m avoir permis de participer un grand projet industriel et pour avoir accepter d tre membre du jury Je tiens exprimer toute ma gratitude Christian RAIMOND de la SNCF pour la confiance qu il ma accord et pour toute l aide qu il m a apport e ce qui m a permis d effectuer mes recherches dans les meilleures conditions Je le remercie pour sa disponibilit et pour avoir accept d tre membre du jury Ce projet n aurait pu aboutir sans la participation de nombreuses personnes et en particulier les membres du groupe projet que je tiens tout particuli rement remercier Jean Pierre LORINQUER Didier GARRET ainsi que toutes les autres personnes de la SNCF ou de la soci t ALSTOM qui ont t impliqu es dans ce projet Les conducteurs qui ont particip au groupe projet et ou aux valuations pour leur disponibilit leur patience et la confiance qu ils m ont accord e Les conducteurs qui nous ont fait d couvrir leur m tier lors de nos diff rents accompagnements en cabine de conduite M BENCHEKROUN ainsi que toutes les personnes de l ERCO qui au cours de ces derni res ann es ont particip ce projet de conception du poste de conduite du TGV NG J associe galement ces remerciements toutes les personnes qui m ont ai
68. la r gulation de la vitesse 6 1 Objectifs Lors de cette deuxi me s rie exp rimentale nous cherchons valuer le concept global li la r gulation de la vitesse compos de nouvelles interfaces physiques le manipulateur et la VI visuelles et sonores En effet le dernier souhait du groupe projet par rapport l tude men e en laboratoire est de pouvoir identifier la mani re avec laquelle les conducteurs vont conduire demain afin de v rifier si l introduction des nouveaux dispositifs ne perturbe pas la conduite et leur permet de respecter globalement la t che qui leur est confi e L objectif ici est donc de pouvoir valider la mise en place de l ensemble des nouveaux dispositifs sur une rame prototype du TGV en examinant les strat gies de conduite engendr es par l utilisation des ces dispositifs Ainsi pour cette deuxi me s rie exp rimentale 11 conducteurs volontaires de l tude ont t amen s conduire sur le simulateur en respectant les consignes de sc narios appel s sc narios de conduite libre Ces sc narios ont pour objectif de tester l utilisation des dispositifs dans des situations de conduite normales en reproduisant des situations de conduite que les conducteurs rencontrent tous les jours Nous allons examiner les strat gies adopt es par les conducteurs en phase de conduite simul e lors de situations de conduite dites normales afin de v rifier l ad quation entre
69. le Fonction freinage Contr Signalisation ext rieure ontr le la VACMA CAB pneumatique s Rep res ext rieurs Environnement cabine Vitesse Affiche et contr le Gestion de la VI r elle Fonction traction freinage rh ostatique Affiche et contr le KVB D tecte et affiche les d fauts Figure 17 Sch ma de la fonction de r gulation de vitesse dans le syst me actuel 74 Le projet TGV NG Chaque l ment du syst me conducteur machine environnement est ici repr sent avec les fonctions ou l ments principaux qui le composent Les flux d informations li es la r gulation de la vitesse ont t mis en vidence entre ces diff rents environnements Ainsi le conducteur pr l ve l information donn e par l environnement soit directement lors d un contr le visuel soit par l interm diaire de sa machine qui transmet l information l aide de diff rentes interfaces Les interfaces qui sont repr sent es au centre de la Figure 17 s av rent tre tr s nombreuses peu structur es et le conducteur se trouve fr quemment sollicit lors du d roulement de son activit par de nombreuses sources d informations On peut donc d ores et d j constater une surcharge r elle en termes d informations disponibles et un probl me li l organisation de ces informations Des recherches plus fines ont donc t effectu es concernant la r partition des t ches homme machi
70. le et en ordonn e par la valeur de Tadc mesur e lors du sc nario 1 La droite y x serait la droite obtenue dans le cas o le mod le construit permettrait de retrouver de mani re exacte l ensemble des points observ s 188 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Tadc observ en secondes 0 10 20 30 40 50 60 Tadc pr dit en secondes Figure 68 Nuage de points donn en abscisse par la valeur de Tadc du mod le et en ordonn e par la valeur de Tadc mesur e sc nario 2 phase de traction Au cours de ce sc nario 2 beaucoup moins de changements de consignes ont t donn s aux conducteurs mais on peut observer Figure 68 que les quelques points repr sentant Tadc sont assez bien r partis le long de la droite y x On constate galement que plus de la moiti des points se situent dans la zone o Tadc est inf rieur 20 secondes Nous avons donc cherch ici d terminer la nature des points qui s loignent de la valeur Tadc 0 en examinant plus finement les caract ristiques des variables qui influencent Tadc Nous avons ainsi effectu une analyse de variance Figure 69 et Figure 70 sur les variables directement li es aux conducteurs Treac et Naction afin de chercher comprendre les comportements des conducteurs 189 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Temps de r action moye
71. les diff rents acteurs s est faite tout au long du projet dont le premier programme est repr sent Figure 7 On peut voir que le phasage du projet n tait pas initialement tr s pr cis dans la mesure o la demande pouvait fortement voluer en fonction des premiers r sultats issus du bilan de l existant Quelques grands th mes taient d j identifi s comme n cessitant une tude sp cifique mais les solutions mettre en oeuvre n taient pas encore bauch es Ainsi le groupe projet a pu mettre en place une d marche propre qui n a cess d voluer au rythme des constats et des premi res r ponses li s au projet C est ainsi que la d marche de simulation de l activit a pu progressivement tre mise en oeuvre La structure de groupe pluridisciplinaire facilitant l int gration de l ensemble des acteurs chaque tape du projet a permis d avoir une plus grande souplesse en termes d objectifs atteindre et de d lais respecter 46 Le projet TGV NG ANALYSE DE Phases L EXISTANT d analyses Phases de Conception Figure 7 Programme pr visionnel du groupe de travail poste de conduite des TGV futurs Il faut pr ciser ici que ce sont les tudes pr liminaires en particulier l tude ergonomique men e en amont de la phase conceptuelle qui a permis au groupe projet d aboutir la d finition du champ des activit s futures souhaitables base de la d marche de simulation de l
72. les informations sont les suivantes la zone de gestion des vitesses limites et des vitesses buts qui est utilis e pour afficher toutes les informations relatives la vitesse r elle du train et aux vitesses respecter vitesse limite et vitesse but la zone de gestion des distances et des informations ponctuelles qui est utilis e pour l affichage des informations utiles la gestion de la distance et pour l affichage d l ments relatifs la connaissance de ligne passage niveau gares la zone d affichage de l effort de traction freinage qui permet au conducteur de conna tre les l ments relatifs aux efforts de traction freinage demand s r alis s et r alisables la zone de supervision et de gestion des quipements de s curit qui permet d afficher les informations relatives aux quipements de s curit Ces zones d termin es lors de discussions avec les conducteurs pourront voluer en terme de contenu voire tre totalement teintes en fonction du type de ligne et donc du type de signalisation rencontr L agencement des diff rentes zones les unes par rapport aux autres a galement fait l objet de plusieurs propositions En effet rappelons que lors de la d finition du champ des activit s futures souhaitables des recommandations ont t mises concernant la prise d informations visuelles les nouveaux dispositifs mis en place doivent permettre une consultation plus
73. main Rapport interne UTC S venans annexes 2 53p DUBUISSON S HENNION A 1996 Le design l objet dans l usage La relation objet usage usager dans le travail de trois agences Les presses de l cole des Mines de Paris 121p DUCHAMP R 1988 La conception de produits nouveaux Editions Herm s Paris 60p DURAND D 1979 La Syst mique aux ditions PUF 126p 268 Bibliographie EDWORTHY J LOXLEY S DENNIS I 1991 Improving auditory warning design Relationship between warning sound parameters and perceived urgency Human factors 33 2 205 231 EDWORTHY J 1994 The design and implementation of non verbal auditory warnings Applied ergonomics 25 4 202 210 F FADIER E 1990 Les facteurs humains de la fiabilit dans les syst mes complexes Sous la direction de J LEPLAT G DE TERSSAC Chap 2 Fiabilit humaine m thodes d analyse et domaines application Editions Octar s Marseille 47 80 FADIER E LEFEBVRE M CANTIN R 1991 L apport des m thodes d analyse de s ret l tude du syst me homme t che Application dans le domaine de la m tallurgie Facteurs humains de la fiabilit et de la s curit des syst mes complexes Actes du colloque tenu Vandoeuvre les 17 et 18 avril 1991 INRS Nancy lorraine Service ergonomie et psychologie industriel 61 65 FALZON P TEIGER C 1995 Construire l activit Performances humaines et techniques Septembre n hors
74. me source d information peut apporter diff rents l ments de r ponse au conducteur En effet elle peut tre interpr t e de mani re diff rente suivant la situation actuelle et future et selon les objectifs du conducteur D Principaux l ments issus de l analyse t che activit concernant l interface sonore li e la r gulation de la vitesse Les fr quences et niveaux sonores sont inadapt s au bruit de fond de la cabine bruit moteur bruit de roulement bruit a rodynamique qui est tr s vari selon les vitesses de O plus de 80 dB Une m me alarme peut impliquer deux types d actions diff rentes c est le cas de l alarme voyageur Une m me action peut tre provoqu e par diff rentes alarmes c est le cas des alarmes impliquant un arr t d urgence Le nombre de 23 alarmes recens es en cabine est trop important 69 Le projet TGV NG Il n existe pas de hi rarchisation des alarmes permettant d tablir des priorit s lors d un d clenchement multiple des alarmes E Conclusion sur l analyse t che activit des conducteurs Nous avons donc pu acqu rir une bonne connaissance du m tier de conducteur TGV sur la base de l analyse fine de l activit de conduite men e sur des TGV existants et du recueil d un grand nombre de donn es pr cieuses relatives la conduite nombre de manipulations sur les commandes temps de manipulation strat gies de conduite Ces analyses on
75. mesure o aucun vid odisque n existe concernant cette ligne Nous nous sommes donc attach s trouver des portions de lignes qui pr sentent des situations de conduite similaires dans l objectif de comparer les strat gies identifi es dans des conditions de conduite proches 218 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 6 2 M thodes A Le sc nario de conduite libre Comme nous l avons d j mentionn nous cherchons ici comparer les strat gies de conduite lors de l utilisation des nouveaux dispositifs en phase de conduite simul e aux strat gies de conduite actuelles en situation de conduite r elle Concernant la situation de conduite r elle nous avons retenu la premi re demi heure du trajet Nice Paris qui fait l objet d une tude concernant la fatigue des conducteurs de train SAGOT 1997 En effet cette premi re demi heure de parcours r el pr sente l int r t que les conducteurs ont effectuer deux arr ts en gare et circulent sur une portion de ligne classique sur laquelle ils sont amen s consulter visuellement sur la voie plusieurs informations li es aux changements de signalisation Cette configuration de sc nario nous permet ainsi d examiner la fois les strat gies d arr ts en gare et la prise d information visuelle Parmi nos sc narios de conduite libre nous avons retenu une portion du trajet Libourne Bordeaux qui pr sente la particularit d
76. plus et les conducteurs ont consulter r guli rement l interface visuelle de traction fremage Il s agit donc dans cette phase d valuer le principe de conduite avec 3 crans dans la mesure o les prises d informations concernant la signalisation ext rieure sur la voie et les informations donn es en cabine peuvent tre fortement influenc es 5 2 2 M thodes A Le sc nario cibles Il s agit ici d un sc nario de conduite libre sur simulateur avec un support visuel permettant de recr er des conditions de conduite proches de la r alit Nous avons en effet construit lexercice en faisant r f rence une situation sur vid odisque qui comporte de nombreuses informations de signalisation feux panneaux de limitation de vitesse Nous avons choisi la ligne LENS LILLE qui pr sente l avantage d tre une ligne avec une forte densit d agglom rations et donc de gares ce qui implique une surveillance lev e de la voie La consigne donn e aux conducteurs est de conduire en respectant les signaux pr sents sur la voie et d effectuer deux arr ts en gare en respectant l horaire donn par la fiche train 197 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse B D roulement de l exp rimentation Au cours du sc nario nous faisons appara tre al atoirement sur les trois crans des ic nes lumineuses cercles rouges de 1 cm de rayon en faisant varier leur lieu d apparition e
77. pour l essai du manipulateur 98 D finition des pr concepts et simulation Pour ne pas alourdir le protocole dans cette phase de pr tudes nous avons d cid de prendre cinq sujets t moins non conducteurs de TGV Ces personnes sont g es de 35 45 ans afin d tre repr sentatives au niveau de l ge et des efforts mis en jeu par rapport une population de conducteurs TGV Ces sujets ont eu pour consigne de s installer confortablement r glage de la position du si ge et de sa hauteur afin d actionner la poign e du manipulateur Nous leur avons demand d utiliser les diff rentes positions du manipulateur apr s leur avoir expliqu les fonctions des diff rentes positions Nous avons ainsi pour chaque sujet relev la position de la main sur le manche valu les efforts souhaitables en position 0 et pour la r gulation des efforts valu les efforts souhaitables au passage des diff rentes but es permettant d acc der la position Fcg et URG iii R sultats de cette premi re tape d valuation Nous avons recueilli pour chaque sujet les valeurs qui semblent le mieux leur convenir lors de la manipulation de la commande dans ses diff rentes positions Nous avons ainsi obtenu des plages de valeurs d efforts dans lesquelles il convient de se situer pour assurer un certain confort d utilisation de la commande On peut d j souligner ici que les efforts d termin s d un point d
78. pr visionnel et l effectif en vue de limiter les biais techniques li s au futur syst me Lors de simulations en ergonomie c est moins le comportement du syst me technique concevoir qui est vis que l anticipation des contraintes op ratoires des risques potentiels d incidents et d accidents POMIAN et coll 1997 Les enjeux de la simulation de l activit sont de donner des moyens efficaces au groupe projet pour parer 31 Probl matique aux r ductions op r es par les mod les fonctionnels et faire voluer les repr sentations des acteurs de la conception En effet lors de la conception d un produit nouveau l ergonome labore un sc nario concernant l utilisation future de ce produit et donc d finit la t che compte tenu de la reformulation des besoins et des objectifs fix s par le groupe projet Lors de la simulation il d finit des besoins en examinant des modes d utilisations particuliers en relevant des dysfonctionnements diff rences relev es entre la t che prescrite et l activit r elle et des indicateurs de performance du syst me homme machine La simulation est donc importante pour les ergonomes parce qu elle leur permet de confirmer des hypoth ses d finies lors des analyses pr alables hypoth ses qui ne peuvent pas tre v rifi es par d autres m thodes d acquisition de donn es et d analyse Ainsi comme le souligne MALINE 1994 Il appara t maintenant que le domai
79. prendre en main le syst me dans son ensemble partir d exercices pratiques sur simulateur faire les derniers ajustements techniques sur le simulateur pour qu il soit en ad quation avec les objectifs de notre exp rimentation Lors de la deuxi me phase d valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse en situation de conduite simul e qui sera d taill e dans le chapitre O suivant nous pla ons les conducteurs dans des conditions sp cifiques d exercice de l activit afin d identifier en situation dynamique les ventuelles incompatibilit s entre les dispositifs retenus et la t che demand e au conducteur En effet ce stade de l tude les questions qui restent pos es par le groupe projet concernent essentiellement le comportement du syst me dans des situations de conduite perturb es incidents surcharge de travail Ainsi les exp rimentations mises en place ont pour objectif de placer les conducteurs dans des situations extr mes de conduite pour pouvoir mettre en vidence les niveaux de performances atteints et les mettre en relation avec les objectifs d exploitation des lignes prescrits par la SNCF Ces types d exp rimentation sont fr quemment utilis s dans le cadre de l valuation des salles de contr le industrielles En effet dans la mesure o il est peu probable de pouvoir observer une situation critique sur le terrain les simulateurs sont utilis s pour cr er les s
80. programmes informatiques et tr s vite est apparu le besoin de mettre en place des syst mes d aide la programmation au travers de biblioth ques d objets composants les interfaces TAINSH 1985 Dans les processus continus l introduction massive des crans de visualisation en salle de contr le pose de nouvelles questions l ergonomie Ce n est plus la pr sentation formelle des informations mais l ad quation de ces informations avec les exigences de la t che et l activit men e qui doit tre examin e Le prototypage des interfaces doit donc permettre d valuer les diff rentes repr sentations graphiques afin de d terminer celle qui aidera le mieux l op rateur dans le d roulement de son activit VAN DAELE 1988 KEYSON et PARSONS 1990 La construction d interfaces 114 D finition des pr concepts et simulation utilisateur a donc t facilit e par des outils informatiques nouveaux dont le but est de r duire le fastidieux travail de programmation des interfaces en cours de d veloppement et l on parle aujourd hui d outils de prototypage rapide d interfaces KARSENTY 1991 BRADLEY 1993 L utilisation du prototypage rapide d interfaces permet d associer l ergonome la conception sans pour autant le transformer en concepteur soumis aux contraintes de la conception et de la r alisation de l interface De plus et c est l l aspect le plus important du prototypage rapide des i
81. que se r v le l utilit de la simulation L cart entre le prescrit et le r el existera toujours et heureusement car c est le degr d aog autonomie de l op rateur qui est pr serv Il faut donc toujours passer par le terrain en final pour mesurer cet cart et apprendre le g rer FRIEDBERG 1994 7 3 Int r t de la simulation pour les utilisateurs L utilisateur dans les projets de conception ne doit plus seulement tre vu comme un sujet du genre humain respecter au mieux ce qu il fallait et qu il faut toujours faire mais comme un acteur coupl une r alit complexe En effet m me si l aspect normatif de l ergonomie contribue au respect de la s curit de la sant et du confort des utilisateurs celui ci n apporte pas toutes les r ponses attendues par les utilisateurs C est une ergonomie totale ou globale qui doit donc tre mise en oeuvre afin de la rendre efficace AMALBERTTI 1997 L ergonome doit apporter un savoir faire dans la participation au processus de conception concernant les m thodes d valuation l int gration des utilisateurs finaux lors des valuations interm diaires du syst me en cours de d veloppement La d marche de simulation de l activit telle que nous l avons men e a permis de favoriser cette approche ergonomique globale et ce tout au long du projet de conception On a ainsi pu respecter les crit res de s curit de confort et de sa
82. qui sont apparues l cran ont t identifi es et que le nombre de 7 1 7 items corrects restitu s correspond aux donn es de la litt rature nous pouvons conclure que dans la situation tudi e la charge attentionnelle li e la surveillance des informations visuelles n est pas trop importante Ainsi le test de d tection des 200 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse cibles nous a permis de montrer qu en situation de conduite simul e fortement surcharg e par Papparition d informations visuelles sur les trois crans l ensemble des informations est d tect par le conducteur Nous ne pouvons pas cependant g n raliser ce type de r sultat une situation de conduite dite classique En effet ici les conducteurs taient avertis de l apparition d un grand nombre d informations et donc ont su maintenir un niveau de vigilance lev sur la dur e du sc nario Il s agira par la suite d effectuer ce m me type de d marche sur des parcours de plus longue dur e en situation de conduite r elle Il s agit en effet de rester prudent quant l utilisation des zones informationnelles En effet comme le souligne LABIALE 1991 il existe des zones privil gi es pour pr senter certaines informations visuelles telles que les alertes Mais l installation durable dans le poste de conduite d un syst me d livrant des signaux d alertes ou d alarmes trop fr quents
83. rents sous syst mes tudi s a 142 D finition des pr concepts et simulation t prise en compte de mani re th orique dans la mesure o le groupe projet a pu continuellement faire r f rence la d finition du champ des activit s futures souhaitables tablie lors des tudes pr liminaires Ainsi notre d marche bas e sur la simulation de l activit a permis d aider le groupe projet r duire le champ des futurs possibles d un point de vue de la technique de l activit lors de cette tape du processus de conception Nous avons ainsi pu valider le passage aux tudes d taill es tape suivante du processus de conception sans risquer de devoir revenir sur les compromis effectu s La d marche de simulation mise en place a permis de construire en quelque sorte un cadre de r f rence commun l ensemble des acteurs du projet qui s appuie sur la mise en vidence des activit s actuelles et futures des utilisateurs Comme nous avons pu le d crire pr c demment lors de l tape de d finition et d valuation des pr concepts la d marche de simulation se d roule en trois temps au travers de la mise en place d une d marche participative lors de la recherche de solutions la mise en place de sc narios la mise en place d exp rimentations pour l valuation des Interfaces Homme Machine IHM On s est servi ici des ressources des comp tences et des habilit s q
84. sa vitesse juste avant l arr t d finitif Nous reviendrons ult rieurement sur ces phases d arr ts Vitesse impos e et vitesse r alis e Conducteur 2 Sc nario 2 300 i 1 vitesse impos e vitesse r alis e 200 Vitesse en km h 100 T Ecarts li s l inertie A du train 0 0 500 1000 1500 2000 Temps en secondes Figure 60 Courbes de vitesse impos e et de vitesse r alis e par le conducteur 2 Sc nario 2 Ainsi l aide de ces courbes nous avons pu v rifier dans quelle mesure les conducteurs ont r ussi respecter les consignes de vitesse Si la courbe de vitesse r alis e s loigne de mani re trop importante de la courbe de vitesse impos e nous visualisons la passation des sc narios sur le film afin de v rifier si les carts entre la vitesse r elle et la vitesse impos e sont li s l utilisation et la compr hension du manipulateur des erreurs d interpr tation de consignes ou des fautes d inattention par rapport l exercice demand 177 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 5 1 3 R sultats concernant l utilisation du manipulateur de conduite Ici les membres du groupe projet ont tenu v rifier que les conducteurs pourraient conduire en respectant de mani re tr s stricte des consignes de vitesse voluant constamment En effet compte tenu du nombre croissant de trains circ
85. tect es sur le terrain li es la redondance de donn es au moment du d part des trains HAGA 1984 Bien souvent ces erreurs proviennent de l automaticit du traitement de l information et de la n gligence attentionnelle du signal Il faut donc examiner plus finement l activit qui r sulte de ce principe de redondance qui a t fr quemment retenu et qui peut dans certaines situations masquer l information principale Dans la mesure o lors de certaines t ches le choix du mode de pr sentation de l information a une influence sur le comportement LIEURY et CHOUKROUN 1985 diff rentes valuations devront ainsi tre men es mais cette fois ci sur le terrain une fois l ensemble des crit res techniques d finis ROBINSON et EBERTS 1987 211 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 5 4 Conclusion sur cette tape d valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse en situation de conduite simul e Lors de cette tape d valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse nous avons test les maquettes des dispositifs au travers de l examen de certains crit res de performance Cette philosophie de simulation conduit g n ralement juger de l efficacit des maquettes mises en place soit en comparant les performances observ es dans diff rentes situations en faisant varier leurs param tres soit en comparant la performance obs
86. thodologie g n rale des sciences humaines Performances humaines et techniques n hors s rie Septembre 74 78 WOGALTER M S YOUNG S L 1991 Behavioural compliance to voice and print warnings Ergonomics 34 79 89 WOODSON L H 1954 Human engineering guide for equipment designers University of California Press WOODSON W E CONOVER D W 1978 Guide d ergonomie Adaptation de la machine l homme Les ditions d organisation Paris Z ZWOLINSKI P 1995 Reconception ergonomique de postes de travail Rapport de DEA 56p ZWOLINSKI P SAGOT J C 1996 281 Bibliographie Evaluation et conception des informations sonores projet TGV NG Rapport final contrat PERSEE SNCE 160p ZWOLINSKI P SAGOT J C GOUIN V 1998 La simulation de l activit comme outil d aide la conception et l innovation Application la conception de la commande de r gulation de vitesse des TGV futurs Actes des 2 mes Journ es Recherche et Ergonomie organis es par la SELF Toulouse 9 10 11 F vrier Edit SELF p 71 75 ZWOLINSKI P SAGOT J C 1998 A simulation approach to the design and evaluation of auditory interfaces in a high speed train driving cab The fifth International Conference on Auditory Display CAD 98 University of Glasgow November 1 4 10 p 282 Table des mati res 10 TABLE DES MATIERES 1 PROBL MATIQUE mnennenenennnnennenennennenennenennennenennes 11 1 1 Ap
87. traitement des informations n cessaires la r gulation de la vitesse de plus en plus long des risques de confusions et d erreurs humaines croissants De plus le crit re essentiel int grer est de rendre compatible vers le bas et vers le haut l interface future de r gulation de la vitesse par omission ou ajout de certaines informations disponibles Une interface enrichissable ou appauvrissable doit tre rendue possible en 108 D finition des pr concepts et simulation fonction du type de ligne du dispositif de communication Sol Train Elle doit galement permettre d int grer au fur et mesure des volutions futures les nouvelles informations L ensemble des membres du groupe projet a donc t amen faire le choix d une interface de type logiciel soft afin d assurer la mise en place d un outil dont l obsolescence sera tr s fortement r duit long terme par rapport une construction physique hard Les recherches dans le domaine des interfaces soft nous ont orient vers des syst mes techniques de type crans informatiques en cabine Ce mode de pr sentation des informations sur crans a t facilement accept par le groupe projet qui comprend les conducteurs En effet l acceptation de ce nouveau concept a t favoris e par le fait que d autres applications existent d j sur les trains Allemands ainsi que pour la supervision de la circulation des trains maglev g
88. tre Dans le cadre de nos simulations un grand nombre de ces rep res et en particulier la notion de ralentissement du train n ont pas pu tre recr s cr ant une difficult suppl mentaire pour les conducteurs qui ne ressentent pas l effet de leurs actions Cet aspect peut certainement expliquer le fait que le mode de freinage pneumatique est plus fr quemment utilis en phase de conduite simul e dans la mesure o n ayant pas de rep res les conducteurs pr f rent utiliser le frein le plus efficace Tous ont cependant r ussi r aliser leurs arr ts dans de bonnes conditions selon des strat gies de conduite habituelles Il faudra n anmoins v rifier l ensemble de ces r sultats dans le sens o la pratique d un tel manipulateur demande un certain temps pour pouvoir d couvrir toutes les possibilit s d utilisation L usage se construit au fur et mesure de l utilisation comme le souligne RABARDEL 1995 la construction des artefacts nouvelles fonctionnalit s attribu es l outil et correspondant un usage particulier se fait au cours de la pratique Il faudra donc veiller au cours du temps identifier les ventuelles nouvelles strat gies de conduite li es l utilisation du manipulateur et v rifier leur coh rence par rapport la t che demand e 228 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 6 3 2 R sultats li s l tude des strat gies visuelles
89. types de simulation ont donn lieu de nombreuses tudes s int ressant la prise d informations visuelles par rapport un environnement r el ou simul MESTRE 1987 NEMIRE 1994 WIERWILLE et FUNG 1975 mais c est essentiellement la praticit et la facilit de mise en oeuvre qui constitue le facteur de choix de l une ou l autre de ces techniques Le c t pratique que pr sente un environnement utilisant des images virtuelles est essentiellement li la possibilit de construire des sc narios sp cifiques en cr ant des situations particuli res rarement rencontr es dans la r alit Mais la reproduction fid le de l environnement prenant en compte les variations du climat les niveaux d ensoleillement n cessite des d veloppements longs et co teux Concernant l environnement visuel du simulateur d tude et de conception nous avons employ une technique utilisant un vid odisque Cette technique consiste filmer vitesse constante l environnement simuler avec certaines pr cautions stabilit de l image Les images ainsi enregistr es sont ensuite restitu es par un lecteur de vid odisque laser sur un cran de t l vision Figure 52 C est cette technique qui est utilis e sur les simulateurs de formation de la SNCF L image est issue d un film r el tourn sur diff rentes lignes et est synchronis e par rapport la vitesse calcul e du train En effet les images s
90. vitesse et de traction entre le PC son et le simulateur Nous avons ainsi pu reproduire un son interactif et talonner les niveaux sonores des diff rents sons au sein de la maquette et ceci pour diff rentes plages de vitesse 157 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Vitesse Station SUN traction Sons Table de mixage EXPELEC MIX 003 EDE Sn tee carte son GRAVIS ULTRASOUND Max Alarmes E Conducteur Figure 53 Dispositifs mis en place concernant la reproduction des sons dans la cabine du simulateur Bruit de fond 1 enceinte alarmes 2 enceintes bruit de fond 158 Mise en place des exp rimentations sur simulateur E Description du fonctionnement du simulateur La proc dure mise en place nous permet de d marrer simultan ment tous les l ments composants le simulateur sc nario vid odisque enregistrement des donn es modules pilotant chacun des dispositifs interfaces et manipulateur Pour chaque sc nario d fini il nous est donc possible de relever toutes les informations concernant l tat du syst me v nements consignes de vitesse tat des dispositifs traction freinage et toutes les donn es sur les actions que le conducteur effectue sur les commandes La modification des sc narios est tr s simple et n implique pas de programmation pouss e Un module de pr traitement des donn es permet de les r cup rer ais ment sous f
91. 05 On peut remarquer que le nombre d actions effectu es lors de la mise en mouvement faisant suite la consigne de d part est plus lev que lorsqu il s agit d un changement de consigne de vitesse R sultats li s la phase de freinage du sc nario 2 De la m me mani re que pour la phase de traction nous avons r alis une r gression multiple pour chercher exprimer Tadc en fonction des param tres Essai Conducteur Plage Treac Naction Les r sultats de cette analyse n ont pas montr de relation entre ces diff rents param tres confirmant ainsi nos premi res hypoth ses concernant les diff rences dans les strat gies adopt es lors des phases de traction et de freinage Compte tenu des r sultats obtenus lors de la phase de traction nous avons souhait effectuer pour chacune des variables li es aux conducteurs Tadc Naction et Treac une analyse de variance en fonction des param tres Essai Plage et des conducteurs Seul un effet plage a t trouv concernant la variable Naction p lt 0 001 Cet effet Figure 71 t moigne d un nombre d actions important lors de la phase d arr t plage de 220 0 Nombre moyen d actions sur l ensemble des conducteurs 300 220 220 0 Plage de vitesse consid r e en km h Figure 71 Nombre moyen d actions en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de freinage Analyse de variance
92. 1 OFF 1 8 21 4 1000 Hz 0 1 ON 0 05 OFF 2 8 21 3 3250 Hz 2500 Hz 0 1 0 4 3 6 21 3 3000 Hz 0 1 ON 0 1 OFF 3 3 21 5 1400 Hz 0 05 ON 0 1 OFF 3 5 20 9 5 1000 Hz 0 25ON 0 75 OFF 2 3 71 8 3000 Hz 0 1 ON 0 2 OFF 3 5 1 4 Vocal 2000 H7 1520Hz 0 6 ON 0 2 OFF 2 8 71 3 Alarme voyageur 2000H7 1520Hz 0 2 0 6 3 2 71 1 900H7 500HZ 0 5 0 5 3 3 21 2 Signal sonore 1 4 2 3 Alerte d passement vitesse Vitesse Attention vitesse Vitesse d pass e Signal sonore 1 2 4 5 3 Alarme voyageur 1 3 4 5 2 Bip de r p tition des signaux Signal en RSO Son RA Son VA 500 1000 1520 2000 2500 3000 1 RA SNCB 3000 Hz 2 RA son sourd 3 sonnerie 1 type r veil 4 sonnerie 2 type passage niveau 5 sonnerie 3 type t l phone Panne sol Panne Alarme sp cifique Panne sol Vocal engin Bip d attention Panne engin Vacma Rel chement appui RA CA Signal sonore l et 5 b KVB Bip d attention Autorisation de d part Ding ding aigu Ding ding grave Ding ding interm diaire Son musical Bip d attention Appel d attention radio et interphonie Effacement du Alarme sp cifique Vitesse limit e 220 5 Entr e en zone 160 220 D part arr t D part stop D part halte Appel de X Sonore ou vocal 140 D finition des pr concepts et simulation Tableau 3 Synth se de l valuation de pr propositions d alar
93. 1 conducteurs lors du sc nario de conduite libre et pour trois conducteurs lors de la premi re demi heure de Paris Nice A titre galement de comparaison la Figure 88 ci dessous permet de visualiser la r partition des regards en termes d effectifs en situations r elle et simul e 229 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse R partition des effectifs des regards en conduite r elle et simul e 1007 90 E Sc nario de conduite libre 80 Parcours r el Nice Paris i 707 o D 9 5 Re go 60 L D o 507 Sy 58 44 5 324 207 w 04 Regard vers l ext rieur Regard vers l int rieur Regard autre Direction du regard Figure 88 R partition des effectifs de regard pour les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre et pour trois conducteurs lors de la premi re demi heure de Nice Paris On constate Figure 58 que la fr quence de consultation de la voie diminue au profit de la fr quence des regards port s vers l int rieur dans le cas de la conduite simul e avec la pr sence des trois crans sur le poste de conduite du simulateur Par contre nous avons galement constat que la fr quence de changement de direction de regard est approximativement 4 fois plus lev e en phase de conduite simul e qu en phase de conduite r elle alors que les temps de fixation du regard sur les diff
94. 2 phase de traction 188 Tableau 6 R sultats obtenus au test de m morisation des itemS 200 Tableau 7 Principes de solutions retenus par les douze ADC concernant chacun des sons tudi s 206 Tableau 1 Nombre et r partition des actions li es la r gulation de la vitesse lors du sc nario de conduite libre 224 Tableau 2 R partition des s quences de regards types en 231 Tableau 3 R partition des s quences de regards types en pour les trois conducteurs lors de la premi re demi heure du trajet r el Nice Paris 234 289
95. 4 Intervention ergonomique dans la conception du poste de conduite du TGV nouvelle g n ration XXIXe congr s de la SELF Paris eds Eyrolles Tome 2 12 20 SAGOT J C 1996 Pour am liorer simultan ment moyens de production et conditions de travail L ERGONOMIE La technique moderne n 6 7 7 12 SAGOT J C ZWOLINSKI P 1996 Reconception ergonomique d un atelier de d compte XXXI me Congr s de la SELF Soci t d Ergonomie et de Langue Fran aise Bruxelles Belgique 11 12 et 13 Septembre Ed SELF Vol 1 238 246 SAGOT J C GOUIN V LORINQUER J P CHAPPET P 1997 The high speed train an ergonomic approach for the driving cab design WCRR 97 Congress World Congress on Railway Research 16 19 Novembre1997 Florence Italie vol A 843 851 SANDERS M MC CORMICK 1993 Human factors in engeenering and design McGRAW HILL international editions seventh edition 789p SANDERSON P M FLACH J M BUTTIGIEG M A CASEY E J 1989 278 Bibliographie Object displays do not always support better integrated task performance Human factors 31 183 198 SEBILLOTTE S 1991 D crire des t ches selon les objectifs des op rateurs De l interview la formalisation Le travail humain tome 54 n 3 193 223 SEIDLER K S WICKENS C D S 1992 Distance and organization in multifonction displays Human factors 34 5 555 569 SENACH B 1993 L valuation ergonomique des interfaces homme machi
96. 4 72 55 secondes pour un temps Tadc en phase de freinage de 36 6 4 88 secondes Il n y a pas d effet conducteur plage et passage sur Tadc NS Tcond en secondes traction freinage Figure 63 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRFR sur Tadc pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 p lt 0 001 Compte tenu de l effet li la phase de traction et de freinage nous avons choisi de distinguer dans la suite des r sultats ces deux phases Rappelons que nous cherchons ici caract riser Tadc en fonctions des diff rents param tres li s au sc nario ou au type d efforts install s sur le manipulateur et ceci afin de d terminer dans quelle mesure ceux ci vont influencer la performance li e l utilisation du manipulateur 181 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse i R sultats li s la phase de traction du sc nario 1 Nous avons r alis une r gression multiple permettant d exprimer Tadc en fonction de l ensemble des param tres d crits ci dessus Essai Conducteur Plage Treac Naction L cart de vitesse n a pas t retenu dans la mesure o celui ci est directement d pendant de Tadc ainsi que de l inertie du train Les r sultats de cette analyse Tableau 5 montrent que Tadc ne d pend pas de la variable Essai NS et donc des efforts install s sur le manipulateur ni de
97. 5 573 582 BYSTR M S 1994 Acceptability of intermittent handgrip contractions based on physiological response Human factors 1994 36 1 158 171 267 Bibliographie CAIL F 1986 Pr sentation de l information sur cran de visualisation revue bibliographique ND 1580 123 86 n 123 193 200 CAMUS JF 1996 La psychologie cognitive de l attention Editions Armand Colin 217p CARSWELL C M WICKENS C D 1987 Information integration and the object display Ergonomics 30 511 527 CHVIDCHENKO I CHEVALIER J 1994 Conduite et gestion de projets Principes et pratiques pour petits et grands projets Editions CEPADUES 525p COFFIN F 1995 M thodologie de conception coop rative de produit complexe Application au d veloppement d un prototype d un syst me intelligent de co pilotage automobile Th se de doctorat Universit de technologie de Compi gne 1995 DE LA CRUZ M J ROCHE P 1990 Trains de vie Aux Editions Matrice 202p D DANIELLOU F 1987 Les modalit s d une ergonomie de conception Introduction dans la conduite de projets industriels ND 1647 129 87 CND n 129 517 523 DANIELLOU F 1992 Le statut de la pratique et des connaissances dans l intervention ergonomique de conception Document de synth se pr sent en vue d obtenir l Habilitation Diriger des Recherches Universit de Toulouse Le MIRAIL 100p DECOSTER F 1982 Donn es anthropom triques sur la
98. 994 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Cinqui me phase d tude Conception de la future interface homme machine Rapport final contrat PERSEE GEC ALSTHOM 122p BENCHEKROUN M SAGOT J C 1995 Projet TGV NG Interface homme machine Rapport interm diaire contrat PERSEE SNCF 22p BENCHEKROUN M FRANCK N GOMES S SAGOT J C 1996 Conception des pupitres futurs conduite grandes lignes Rapport final contrat PERSEE GEC ALSTHOM 81p BOCQUET J C 1996 Conception en m canique industrielle Sous la direction de C BARLIER Partie 3 Ma triser la conception des produits et des syst mes Les r f rentiels DUNOD 57p BOLLON T SAGOT J C BENCHEKROUN M 1992 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Troisi me phase d tude Analyse de la t che et tude du comportement de conduite du m canicien Rapport final contrat PERSEE GEC ALSTHOM 90p BRADLEY N S 1993 Les g n rateurs de tests d interfaces homme machine une solution pour acc lerer les op rations de test G nie logiciel et syst mes experts n 32 septembre 40 46 BROADBENT D E 1957 Effects of noises of high and low frequency on behaviour Ergonomics 1 21 29 BROUWER W WARERINK W WOLFFELAAR P ROTHENGATTER T 1991 Divided attention in experienced young and older drivers lane tracking and visual analysis in a dynamic driving simulator Human factors 1991 33
99. CMA ne doit pas tre activ e en continu plus de 60 secondes Il est n cessaire de prendre en compte cette commande dans la mesure o sa manipulation par le conducteur intervient de mani re continue tout au long des parcours effectu s 2 3 6 Principaux l ments issus de l analyse t che activit des conducteurs TGV L approche globale au niveau de l analyse de la t che et de l activit est ici apparue essentielle Les verbalisations les donn es objectives mesur es lors des trajets ainsi que les avis des ergonomes formul s sur la base des connaissances th oriques de l ergonomie GAVOILLE et coll 1992 BOLLON et coll 1992 ont permis de porter un diagnostic sur les situations de travail des conducteurs ainsi que sur les diff rents l ments d crits ci dessus qui permettent de r aliser la t che actuelle de r gulation de la vitesse Afin de mieux comprendre ce qui nous a guid s par la suite dans nos choix de conception nous avons dress une synth se par dispositif des principaux r sultats de cette tape d analyse t che activit A Principaux l ments issus de l analyse t che activit concernant le manipulateur traction freinage Le manipulateur de traction freinage actuel ne permet pas ais ment d obtenir toutes les configurations de r gulation de vitesse souhait es r guler rapidement fortement et n cessite un nombre d actions trop important Il peut tre potentiellement g n
100. Dans Impact et cons quences de la technologie sur l homme et l entreprise Actes du colloque de Grenoble 14 Octobre 1994 Aux ditions de L IRCO 83 94 276 Bibliographie Q QUARANTE D 1994 El ments de Design industriel Aux ditions Polytechnica 2 me dition 645p R RABARDEL P 1995 Les hommes et les technologies Approche cognitive des instruments contemporains Editions Armand Colin Paris 239p RAMACIOTTI D 1995 De la position d observateur dans l analyse du travail celle d acteur dans le processus de conception Performances humaines et techniques n hors s rie Septembre 47 51 RAUCENT B JOHNSON D A 1997 Linking design and simulation a student project In the Journal of engineering Design Vol 8 19 30 REASON J 1993 L erreur humaine PUF collection le travail humain 366p RIERA B 1993 M thodologie d valuation des interfaces homme v hicule automobile Th se de Doctorat Universit de Valenciennes et du Hainaut Cambr sis 255p ROBERTY M L BENCHEKROUN M VEYRAC H SAGOT J C 1994 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Cinqui me phase d tude Conception de la future interface homme machine Rapport interm diaire Juillet 93 contrat PERSEE GEC ALSTHOM 229p ROBINSON C EBERTS R 1987 Comparison of speech and pictorial displays in a cockpit environment Human factors 29 1 31 44 ROGERS S WIERWILLE W
101. Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse avec leurs travaux nous avons utilis les images d un vid odisque pour recr er une source d information visuelle pertinente dans le cadre de l tude de l organisation de la prise d information visuelle lors de la conduite ferroviaire sur simulateur Ainsi nous avons pu tudier la r partition des dur es de regards sur les diff rents groupes d informations visuelles en termes d effectifs de dur es et examiner les strat gies de prise d information visuelle lors de l examen des s quences de regards types Les r sultats obtenus tendent prouver que le regroupement des informations visuelles concernant la r gulation de la vitesse sur les crans favorise la consultation de l ensemble des informations pouvant tre dispens es en cabine Dans la mesure o toutes les informations se situent dans la zone ou la prise d information est facilit e champ visuel central 1l appara t que les conducteurs sont plus fr quemment amen s globalement les consulter Ainsi l cran Traction freinage qui peut tre apparent dans la situation actuelle aux manom tres et aux amp rem tres devient un l ment indispensable au contr le de l action C est un l ment nouveau par rapport la situation actuelle o l observation de la consultation des instruments avait mis en vidence une utilisation peu importante des manom tres et amp rem tres du moi
102. I1 est alors imp ratif de permettre aux op rateurs de suivre l volution du syst me en leur donnant ainsi la possibilit d anticiper les actions de corrections de m me qu ils doivent avoir la possibilit de constater les r sultats de leurs actions C L assistance informationnelle L assistance utile qui elle est d finie partir de l analyse cognitive doit avant tout tendre vers l accroissement de l habilet et des connaissances de l op rateur plut t que vers une substitution de la machine Un syst me d assistance doit donc tre un instrument qui accro t la capacit de l op rateur voir comprendre et contr ler le monde concern I1 est possible de classer les types d aides au travail en trois grandes cat gories d crites ci apr s Les supports aidant l op rateur structurer un champ informationnel donn Ils permettent de fournir les informations utiles sous une forme rapidement d tectable et traitable par le sujet humain Les supports filtrant l information Ils permettent le masquage de certaines informations aux op rateurs sur la base de la pertinence de l information Par filtrage nous entendons une mise en attente d une information et non une suppression de cette information afin de laisser le temps au conducteur de finir une action engag e Les supports traitant l information et conseillant l op rateur Ces aides permettent l assistance de l op rateur dans les multiples fonctions q
103. INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE LABORATOIRE DE RECHERCHE EN GENIE DES SYSTEMES INDUSTRIELS LA SIMULATION DE L ACTIVITE COMME OUTIL D AIDE A LA CONCEPTION ET A L INNOVATION Application la conception du poste de conduite des TGV futurs Th se pr sent e en vue de l obtention du Doctorat de l Institut National Polytechnique de Lorraine en G nie des Syst mes Industriels Soutenue publiquement le 11 janvier 1999 par Peggy ZWOLINSKI JURY Pr sident M Patrick TRUCHOT Professeur l ENSGSI de Nancy Rapporteurs M Robert DUCHAMP Professeur PENSAM de Paris M Jean Michel RUIZ Professeur l ENSSPICAM Universit d Aix Marseille I Examinateurs M Olivier GARRO Professeur l UTBM de Belfort M Christian RAIMOND D partement m tier de la SNCF Paris M Philippe CHAPPET Responsable R amp D chez ALSTOM Transport Belfort Directeurs de th se Mme Claudine GUIDAT Professeur et Directeur de l ENSGSI de Nancy M Jean Claude SAGOT Ma tre de conf rences et responsable de l ERCO l UTBM de Belfort LA FACULTE N ENTEND DONNER NI APPROBATION NI IMPROBATION AUX OPINIONS EMISES DANS LA THESE CES OPINIONS DEVANT ETRE CONSIDEREES COMME PROPRES A LEUR AUTEUR Remerciements Je tiens remercier les membres du jury pour l int r t qu ils ont port mon travail Je souhaite tout d abord exprimer mes profonds remerciements Claudine GUIDAT Profess
104. ISNER 1975 va rapidement en enseigner les m thodes et techniques au CNAM de Paris Aujourd hui l volution des technologies et en particulier la pr sence de plus en plus forte de automatisme et de l informatique dans la vie de tous les jours fait encore voluer l ergonomie qui aujourd hui int gre de plus en plus les facteurs li s la charge mentale L ergonomie est devenue cognitive c est dire relative aux processus d acquisition d utilisation d organisation des connaissances au r le du savoir et de la compr hension sur les activit s SPERANDIO 1988 Mais les objectifs de tous les ergonomes sont les m mes il leur faut n cessairement identifier les logiques des utilisateurs les contextes dans lesquels se situent leurs actions et les buts qu ils poursuivent DANIELLOU 1987 ceci dans l objectif d adapter les dispositifs en relation avec l activit r alis e En effet la logique du concepteur co ts qualit d lais n est pas la m me que celle de l utilisateur dans la mesure o leurs buts sont apparemment diff rents C est donc l ergonome qui va devoir d fendre le point de vue de l activit au sein 24 Probl matique d une quipe de conception avec pour contraintes prioritaires le respect de la s curit du confort et de la sant des utilisateurs afin de pouvoir assurer une r elle efficacit du dispositif technique Dans l objectif de respecter ces derni res con
105. L homme est capable quant lui appuy par son exp rience d analyser la situation par une extraction et une hi rarchisation subjective des informations qui lui facilitent des prises de d cision rapides mais des performances variables 72 Le projet TGV NG Contraintes futures et Contraintes commerciales et cons quences sur l activit cons quences conceptuelles Diversification des types de TGV diversit des mat riels ma triser Evolution des technologies utilis es augmentation du nombre de restrictions Augmentation de la longueur des trajets planification du travail Augmentations de la vitesse et de la densit du trafic augmentation de la densit des t ches effectuer Augmentation du volume de connaissances de ligne risque de diminution de l expertise par rapport chaque ligne Interp n tration des r seaux europ ens passages de fronti res adaptation chaque type de signalisation Demandes sp cifiques en termes d quipements tachym tre cran pour chaque pays Demandes sp cifiques en termes d interfaces type graphique type classique Demandes sp cifiques en termes de langues utilis es dans les interfaces fran ais anglais allemand Demandes de modifications par le client de certains affichages voire de certains principes fonctionnels de la rame pour un m me type d engin des co ts de recherche et de d veloppement accrus
106. Le syst me global tudi li la r gulation de la vitesse est rendu rapidement instable d s qu une modification est apport e l un des l ments qui le compose Ainsi dans la mesure o il est difficile ce niveau de l tude d avoir une vision globale de la solution finale et de son niveau d acceptabilit en terme d ad quation avec la t che future effectuer nous avons choisi dans une certaine mesure de d couper le syst me en diff rents sous syst mes Cette tude parcellaire des pr concepts li s la r gulation de la vitesse correspond une m thode de recherche allant dans une certaine mesure l encontre de l approche syst mique qu il convient de mener lors de l tude des syst mes complexes Mais cette approche a permis de construire rapidement des situations dynamiques param trables en laboratoire afin d effectuer des exp rimentations sur les pr concepts des dispositifs qui composeront le concept global li la r gulation de la vitesse Nous avons ainsi pu manipuler en laboratoire des caract ristiques g n rales de situations dynamiques dans un contexte simplifi HOC 1996 afin d apporter des premi res r ponses concernant l utilisation future des dispositifs d s la phase de d finition des pr concepts Soulignons que la coh rence du concept global li la r gulation de la vitesse n a pas t oubli e lors de cette tape En effet la coh rence entre les diff
107. S engine Applied ergonomics 18 1 35 42 HELLIER E J HEDWORTHY J DENNIS I 1993 Improving auditory warning design quantifying and predicting the effects of different warning parameters on perceived urgency Human factors 35 4 693 706 HOC J M 1996 Supervision et contr le de processus La cognition en situation dynamique Presses universitaires de Grenoble 207p HUGUES P COLE B 1986 What attracts attention when driving Ergonomics vol39 n 3 377 391 I IMBEAU D WIERWILLE W WOLF L CHUN G 1989 271 Bibliographie Effects of instrument panel luminance and chromaticity on reading performance and preference in simulated driving Human factors 31 2 147 160 D IRIBARNE A 1994 Assembl e pleini re Dans Impact et cons quences de la technologie sur l homme et l entreprise Actes du colloque de Grenoble 14 Octobre 1994 Aux ditions de L IRCO 29 36 ITOH Y HAYASHI Y 1990 The ergonomic evaluation of eye movement and mental workload in aircraft pilots Ergonomics 1990 vol 33 N 6 719 733 JEFFROY F 1992 Les recommandations en ergonomie du logiciel G nie logiciel et syst mes experts d cembre n 29 40 46 JOURDAN M BELLIES L 1996 De l analyse du travail l intervention ergonomique l exp rience d une collaboration la conception d un syst me automatis de production L ergonomie face aux changements technologiques et organisationnels du travail
108. Vue du mat riel informatique l ext rieur du simulateur Du fait de la dur e tr s limit e de l tude il fallait concevoir un simulateur en limitant les d veloppements pouss s Par contre nous avons particuli rement mis l accent sur l interactivit des dispositifs mis en place en accord avec les travaux de WADE ALLEN et ROSENTHAL 1994 dans le domaine de la conduite automobile Nous avons privil gi la synchronisation de nos diff rents modules au travers de l utilisation d une station de travail centrale qui nous permet de g rer l ensemble des modules du simulateur Le temps de cycle moyen obtenu pour le simulateur est de 0 2s ce qui nous permet largement d assurer les crit res d interactivit compte tenu de l inertie des rames TGV et de relever l ensemble des actions men es par les conducteurs qui effectuent les exp rimentations B La maquette cabine et le pupitre Afin de recr er un environnement proche de la conduite il est essentiel en premier lieu de reproduire l espace de travail dans lequel se trouve le conducteur A cet effet nous avons construit une maquette en bois l chelle 1 Figure 51 de l int rieur cabine en nous appuyant sur les dimensions du TGV du r seau transmanche qui est actuellement le seul TGV avec pupitre central 153 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Figure 51 Vue ext rieure de la maquette chelle 1 du volume cabine Les panneaux i
109. a maquette et valeurs max donn es par la norme NF X 35 105 Sur la base de ces configurations d efforts nous avons demand aux tablissements GEC ALSTHOM de Tarbes de r aliser les adaptations techniques sur la maquette du manipulateur Ils ont ainsi r alis des jeux de cames interchangeables sur le manipulateur qui permettent d assurer diff rents efforts r sistants lors du passage d une position une autre Les autres efforts sont r gl s par l ajout l enl vement ou la modification de ressorts de rappel du dispositif ressorts de fin de course ou ressorts des contacteurs lectriques Si le r glage des efforts li s l utilisation de la commande permet d apporter un certain confort l utilisateur la forme de l enveloppe de la commande doit galement contribuer une meilleure utilisation Nous nous sommes donc int ress s dans un deuxi me temps la d finition et la r alisation d une enveloppe de commande adapt e la prise en main dans le cadre de l activit de conduite d un TGV B D finition et r alisation de l enveloppe du manipulateur i Objectifs L tude du manipulateur de conduite organe principal de conduite a n cessit une tude de pr concepts concernant la forme de l enveloppe du manipulateur L objectif ici est de pouvoir r aliser une enveloppe monter sur la maquette de la nouvelle commande en prenant en compte les contraintes li es sa fu
110. a mise en place d un simulateur qui reproduit des comportements r alistes de la future rame TGV Cette premi re tape concernant l valuation des interfaces consiste essentiellement identifier le niveau de d tection des informations pr sent es ainsi que la compr hension globale des interfaces B R alisation des pr concepts d interfaces A ce stade de l tude il s agit de travailler plus pr cis ment sur les interfaces et d effectuer un certain nombre de choix en vue d aboutir un concept final Nous avons donc r alis plusieurs pr concepts d interfaces sur la base de la r partition des zones informationnelles d finies avec les conducteurs et des diff rents principes de pr sentation de l information possibles Nous avons ainsi proc d au prototypage rapide des pr concepts d interfaces l aide du logiciel VAPS afin de les valuer lors d exp rimentations avec les conducteurs Deux exemples de pr concepts sont repr sent s Figure 35 et Figure 36 La Figure 35 repr sente un pr concept qui int gre une indication de distance but figurative sous la forme d un carr en haut gauche qui semble se rapprocher au fur et mesure que l on se rapproche du but vis gare limitation de vitesse un tachym tre classique avec rappel sous forme de digits de la vitesse r alis e zone centrale Sur ce tachym tre on peut voir un bandeau circulaire qui pr sente la vitesse b
111. a passation du sc nario afin de laisser le conducteur libre lors de la phase de conduite Une deuxi me cam ra est ici install e face au conducteur afin de pouvoir effectuer le relev de ses directions de regard au cours de la passation du sc nario l aide du logiciel KRONOS Au niveau du simulateur nous enregistrons la vitesse r alis e la vitesse de consigne et le moment de d clenchement des alarmes dans l objectif de v rifier s il n existe pas des perturbations li es l apparition des alarmes 204 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Les repr sentations de la vitesse impos e et de la vitesse r alis e exemple Figure 76 nous ont permis de v rifier que chaque conducteur a effectu son parcours en respectant les consignes de vitesse ainsi que les arr ts en gare Courbes de vitesses et d clenchement des sons Conducteur 2 Sc nario son 200 Vitesse de consigne Son Vitesse r alis e 150 7 Vitesse en km h 100 7 LI LI eE LI LI EU Eug 50 0 t t 0 200 400 600 800 1000 Temps en secondes Figure 76 Relev s effectu s pour le conducteur 2 au cours du sc nario son Concernant les alarmes nous les avons cat goris es en reprenant le classement tabli avec les conducteurs qui avait t valid par le groupe projet lors de la d finition des pr concepts En effet les divers entre
112. a validation des travaux CAO s est donc traduite par une maquette d essais l chelle 1 qui nous a permis de valider nos choix En effet la CAO est un outil tr s puissant et tr s pr cis qui fait gagner un temps consid rable lors des d veloppements Mais les mod les anthropom triques en CAO ne permettent pas de tenir compte de toute la variabilit de l homme Les diff rents mannequins utilis s lors de l tude correspondent des standards anthropom triques et non la r alit Il est donc n cessaire de passer par une tape de validation sur maquette r elle afin d affiner les choix effectu s De plus les valuations sur maquette l chelle 1 permettent de mettre les sujets en situation dynamique sur la base des sc narios ou de s quences d actions types identifi es avec les conducteurs Ces exp rimentations permettent ainsi de valider de mani re plus compl te l implantation des commandes B M thodes La validation effectu e ici concerne l interaction pupitre conducteur d un point de vue visuel anthropom trique et subjectif hors contexte de conduite L effectif retenu pour cette validation est un effectif mixte de 15 personnes qui se veut indicatif repr sentant des tailles allant de 1m57 1m90 pour les sujets non chauss s environ 90 de la population Nous avons choisi ici de ne pas alourdir le protocole en prenant des sujets non conducteurs de trains Par contre les s quences
113. act ristiques n cessitant une d marche particuli re La mise en place d une d marche de conception simple et applicable toutes sortes de produits int grant des domaines de comp tence multiples reste utopique Nous avons donc cherch la r ponse en examinant les outils communs transversaux par rapport aux diff rents domaines de comp tence et en particulier aux domaines de l ing nierie et de l ergonomie 1 3 Les outils communs pour la prise en compte du facteur humain et des facteurs techniques Le succ s d un projet de conception d un produit complexe int grant l homme repose n cessairement sur la mise en place d un travail de groupe plurnidisciplinaire incluant l ing nierie et l ergonomie afin de mieux prendre en compte les aspects techniques et les facteurs humains La fusion de ces deux domaines doit tre rendue possible par la mise en place d outils de conception et d analyses communs qui permettent chaque acteur d aborder le projet selon tous ses aspects En effet l utilisation d outils communs au sein des groupes projet permet de disposer d un support de travail adapt la d marche de conception pour que les recommandations des ergonomes soient prises en compte par les ing nieurs et pour que les ergonomes appr cient les contraintes qui p sent sur les concepteurs De tels outils qui permettent de diriger l action de tous vers un m me but le meilleur compromis possible au niveau d
114. activit L utilisation de la simulation de certaines conditions d exercice de l activit objet de notre travail s est ensuite faite d s les premi res tapes de conception Il nous a donc sembl essentiel de rappeler les principaux r sultats des cinq phases de l tude ergonomique men e lors des phases d analyse phase 1 Anthropom trie et cabine phase 2 Etude des facteurs de charge d ambiance et de travail physique phase 3 Analyse du travail et tude du comportement de conduite du m canicien phase 4 Conception assist e par ordinateur Pr concepts concepts outil CAO phase 5 Conception de la future interface Homme Machine 2 2 3 Etude ergonomique men e lors des phases d analyses L tude ergonomique qui a t men e lors des phases d analyses a donc t d compos e selon les cinq phases pr c demment cit es Les phases 1 2 et 3 se sont d roul es simultan ment dans la mesure o les r sultats obtenus sont compl mentaires Par contre les 47 Le projet TGV NG phases 4 et 5 ont t mises en place suite aux r sultats de la phase d analyse du travail et d tude du comportement de conduite du m canicien phase 3 En effet lors de ces deux phases le groupe projet a du s appuyer sur la connaissance de la situation de conduite avec les dispositifs actuels que nous d taillerons sp cifiquement dans le chapitre suivant A phase 1 Anthropom trie et cabin
115. ans la conception du poste de conduite des futurs TGV La question initialement pos e PERCO se r sumait la simple prise en compte de normes en ergonomie et de donn es anthropom triques pour dimensionner le poste de conduite Or cette d marche qui est n cessaire la conception reste limit e quant la prise en compte du facteur humain Les ergonomes ont donc fait valoir aux concepteurs de GEC ALSTHOM l int r t de conna tre l utilisation des produits existants afin d identifier les besoins et les dysfonctionnements relatifs aux dispositifs actuels en vue de la d finition des futurs concepts En effet comme le soulignent FILIPPI et coll 1995 la conception d une situation de travail consiste rarement en la cr ation d une situation enti rement nouvelle mais d une volution plus ou moins importante d une situation existante Une tape d analyse de l activit des conducteurs sur les postes de conduite existants a donc t mise en place la demande de l ERCO Le groupe de travail s est ainsi largi en associant au projet les membres de la SNCF concern s par les aspects cabine de conduite ainsi que plusieurs conducteurs appartenant diff rentes r gions de France Il s agissait alors de d finir partir de la connaissance de l activit de conduite 13 Probl matique actuelle la place de l homme dans le poste de conduite de demain ainsi que les dispositifs de conduite concevoir Comm
116. ant l coute des alarmes dans le cadre d une situation de conduite simul e dont la mise en place fait l objet du prochain chapitre 141 D finition des pr concepts et simulation 3 8 Discussion g n rale sur l utilisation de la simulation en phase de d finition et d valuation des pr concepts La d finition et l valuation des pr concepts men es lors des tudes pr liminaires est essentielle dans le processus de conception C est la phase ou le groupe projet envisage un grand nombre de solutions concernant les dispositifs concevoir afin d effectuer la plupart des choix concernant les aspects op rationnels fonctionnels et techniques du futur produit Ici de nombreux compromis sont tablir au sein du groupe projet compromis qu il est ensuite difficile de remettre en question En effet une remise en question des orientations choisie lors de cette tape de d finition des pr concepts engendrerait des co ts suppl mentaires et un allongement des d lais non n gligeable lors des tapes suivantes du processus de conception Il est donc essentiel de faire f d rer l ensemble des acteurs du projet au cours de cette tape Mais dans le cadre de la conception d un produit tel que le poste de conduite TGV les compromis sont d autant plus difficiles tablir que le syst me tudi est complexe et que l on ne peut pas avoir de certitude concernant l utilisation future des pr concepts propos s
117. ar les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre L objectif de cette analyse est de faire ressortir des groupes de conducteurs en fonction des actions men es avec le manipulateur Les r sultats obtenus par l AFC Figure 83 traduisent un ph nom ne qui sur la base des deux premiers axes d inertie est expliqu 54 1 224 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Repr sentation Simultan e 0 20 Bm Cm Am 0 00 Composante 2 Inertie 30 6 ETPLUS 0 20 0 10 0 00 0 10 Composante 1 Inertie 54 1 Figure 83 Repr sentation du plan factoriel suivant les deux premi res composantes de AFC concernant les actions sur le manipulateur pour les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre Le premier axe factoriel composante 1 caract rise essentiellement les conducteurs qui utilisent fr quemment le freinage pneumatique FCG et la fonction MOINS en opposition ceux qui utilisent peu la fonction FCG et fr quemment la fonction ZERO et PLUS Le deuxi me axe factoriel composante 2 caract rise les conducteurs dans une moindre mesure en fonction de l utilisation des fonctions ZERO TPLUS et PLUS Nous avons ainsi distingu 3 groupes de conducteurs Figure 83 en fonction de l utilisation des fonctions du manipulateur groupes que nous avons appel Am Bm et Cm indice m comme manipulateur Afin de v rifier si les r partitions des fonction
118. ario de conduite libre et pour trois conducteurs lors de la premi re demi heure de Paris Nice On constate Figure 82 que l activation du mode freinage pneumatique est plus fr quente lors de la conduite simul e avec le nouveau manipulateur de traction freinage mis en place que lors de la conduite r elle avec l ancien dispositif Or lors des tudes pr liminaires nous avons pu constater que l utilisation du frein pneumatique est d pendante de la connaissance de ligne dans la mesure o si le conducteur anticipe il n a pas besoin d utiliser ce mode de freinage De plus nous savons que les conducteurs doivent limiter l utilisation de ce mode de freinage afin de respecter les crit res de conduite li s la pr servation du mat riel et en particulier les sabots des freins Nous avons donc cherch v rifier que l utilisation fr quente de ce mode de freinage est plus li e au fait que les conducteurs ne connaissent pas la ligne qu au fait que la mise disposition de ce mode de freinage sur la commande principale de traction freinage puisse inciter les conducteurs l utiliser plus souvent 223 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse En accord avec le groupe projet nous avons cherch alors examiner plus pr cis ment les strat gies adopt es par les conducteurs lors des arr ts en gare dans la mesure o c est principalement lors de ces arr ts que la fonction de freinag
119. articuli rement adapt es dans le cadre de la conception d un syst me complexe pilot par l homme VIDAL 1995 qui s est longuement int ress e aux techniques de cr ativit au japon souligne que la naissance d un objet est toujours chose complexe L apparition du nouveau est toujours li e tout un travail conscient et inconscient o interviennent les passions des individus leur r ves l attention qu ils portent au r el les incitations venues du milieu socioculturel et aussi les jeux des rencontres et du hasard Suite ce constat nous pensons qu il faut g n raliser la d marche de simulation de l activit au sein des processus de conception En effet elle constitue pour nous un moyen pertinent pour ma triser la complexit favoriser la mise en commun des connaissances de chacun des acteurs du projet guider les choix et limiter le hasard par la mise en vidence du champ des activit s futures possibles li la cr ation des futures situations d utilisation des dispositifs 1 6 Perspectives Nous avons pu v rifier au cours de nos travaux que l valuation des interfaces homme machine est n cessaire pour une bonne conception des syst mes et pour valider leur fonctionnement en situation op rationnelle Cette valuation doit tre men e d s les premi res tudes conceptuelles et se poursuivre durant les diff rentes phases de conception jusqu l obtention du produit op rationnel Nous penson
120. ation de l activit des conducteurs de TGV utilis e ici essentiellement dans un but de conception pourra appara tre comme une d marche innovante pour les concepteurs En effet les diff rentes m thodologies de conception int grent g n ralement la simulation des interactions homme machine uniquement lors des valuations validations finales du produit Nous esp rons que les ergonomes quant eux verront cette d marche de simulation de l activit comme un compl ment aux m thodes qu ils mettent en oeuvre conjointement avec les concepteurs Dans la suite de ce premier chapitre nous pr senterons les diff rents constats qui nous ont amen s mettre en place cette d marche de simulation de l activit compte tenu des m thodes de conception existantes de la complexit du syst me tudi et des questions soulev es par la pr sence d un conducteur en cabine de conduite ou en d autres termes par la prise en compte de l homme dans le processus de conception En effet lors de la d finition du projet nous nous sommes tourn s vers les m thodes et techniques de conception applicables des postes de conduite Mais comme cela sera mis en vidence dans la suite de ce document nous n avons pu obtenir lors de ces recherches que des r ponses partielles nos interrogations dans la mesure o le syst me consid r est complexe et qu il implique l homme Nous nous sommes donc orient s vers les d marches e
121. ation de l effort de freinage boogie hs T moins d tats Figure 38 Sch ma de l interface Traction Freinage 123 D finition des pr concepts et simulation L interface vitesse L interface que nous avons appel e interface vitesse int gre les deux zones pr c demment d finies la zone de gestion des distances buts et des informations ponctuelles ainsi que la zone de gestion des vitesses limites et buts Figure 39 5 Vitesse but et Tachym tre radial vitesse instantan e Vitesse r elle explicite Figure 39 Sch ma de l interface vitesse Ces interfaces ont t valid es par le groupe projet l issue des it rations successives men es entre l optimisation de leur maquette et les valuations faites par les conducteurs Ainsi nous avons eu disposition les maquettes des interfaces r alis es sous VAPS sous leur forme finale l interface vitesse Figure 40 et l interface traction freinage Figure 41 124 D finition des pr concepts et simulation 5000 300 il 2000 Figure 41 Interface de traction freinage Poste de conduite des TGV futurs 125 D finition des pr concepts et simulation Une troisi me interface qui existe sur les TGV actuels est pr vue Celle ci est destin e fournir les informations concernant le SIAC Syst me Informatique d A de la Conduite qui ne sont pas utilis es dans le cadre d un d roulement classique de parcours Cette interface
122. ation of auditory alarms in operating rooms and an intensive care unit Ergonomics 1993 36 10 1159 1176 DE MONTMOLLIN M 1994 L ergonomie Editions de la d couverte Paris DE MONTMOLLIN M 1995 Mod le in M De Montmollin ED Vocabulaire de l ergonomie Octar s Toulouse MOREAU J C 1994 Le progr s technologique est il compatible avec le progr s de l homme Dans Impact et cons quences de la technologie sur l homme et l entreprise Actes du colloque de Grenoble 14 Octobre 1994 Aux ditions de L IRCO 83 94 MORRISON R SWOPE G HALCOMB C 1986 Movement time and brake pedal placement Human factors 28 2 241 246 M LLER J SCHNIEDER E 1994 274 Bibliographie Nouvelle interface homme ordinateur pour le contr le de circulation de train maglev grande vitesse IHM 94 Lille les 8 et 9 d cembre 61 67 N NEBOIT M 1974 Perception anticipation et conduite automobile Le travail humain tome 37 n 1 p53 72 NEBOIT M GUILLERMAIN H FADIER E 1990 Chap 10 De l analyse du syst me l analyse de l interaction op rateur t che proposition m thodologique Les facteurs humains de la fiabilit dans les syst mes complexes Sous la direction de J Leplat G de Terssac Editions Octar s Marseille 242 265 NEMIRE K 1994 Simulation fidelity of a virtual environnment display Human factors 36 2 79 93 NF X35 105 1995 Commandes organes de service l
123. ations pour chercher enrichir les connaissances du groupe projet concernant les besoins r els li s l utilisation des produits et v rifier les diff rentes hypoth ses li es l utilisabilit du produit Pour des raisons de clart nous d crirons dans la suite de ce chapitre les analyses et la d marche propres chacun des dispositifs qui constituent le concept li la r gulation de la vitesse c est dire la commande de traction freinage le dispositif de commande de la vitesse impos e VD les interfaces li es la r gulation de la vitesse les alarmes sonores li es la r gulation de la vitesse Ces dispositifs ont t retenus dans la mesure o ils sont directement li s l activit de r gulation de la vitesse En effet rappelons que suite l analyse de l activit de conduite actuelle la r gulation de la vitesse a t identifi e comme l l ment principal de l activit du conducteur et que cette activit a t retenue comme essentielle au niveau de la d finition du champ des activit s future souhaitables Il s agit donc d apporter aux conducteurs de futurs TGV toute l aide n cessaire dans la r alisation de cette activit de r gulation de la vitesse Nous d crirons galement un aspect important qui concerne l implantation des diff rents dispositifs en cabine En effet comme nous l avons voqu pr c demment l utilisabilit des commandes d pe
124. atoire ne peut que le transformer et la question fondamentale est alors de savoir si la situation choisie et isol e conserve bien son identit Est elle bien une composante de la situation globale Il s agit donc de trouver les diff rences qui font une diff rence FROMKIN et STREUFERT 1976 afin d valuer l incidence qu elles ont sur les questions tudi es Pour certaines tudes de nombreux facteurs plus proprement li s l homme ne pourront pas tre pris en compte en laboratoire LEPLAT 1978 met en vidence le fait que le sujet perd au cours des simulations en laboratoire le caract re social li son m tier et ne r alise pas son activit comme il aurait pu la r aliser sur le terrain FAVERGE 1969 parle du sujet 250 Discussion qui vient sous la coupe de l exp rimentateur sachant que l on n attend plus de lui les m mes choses adoptant d autres objectifs en somme consid rant qu il se livre une activit ludique en ce sens qu elle ne compte pas substitut de l activit r elle ayant de nouvelles r gles et conventions Les r sultats de la simulation ne doivent donc pas tre confondus avec ceux de la r alit ce qui est bien souvent le cas Ils doivent pouvoir tre compar s ce que l on sait de la r alit pour servir de base une modification ventuelle du mod le de d part C est ainsi la suite d un processus it ratif par valuations successives
125. automatisation permet d innover d inventer des activit s nouvelles des march s et du travail Or jusqu aujourd hui on a plus cherch utiliser les nouvelles technologies pour automatiser le pass au lieu d inventer l avenir PORTNOFEF 1994 ceci au d triment de l homme qui dans une certaine mesure rejette cette notion de progr s Il s agit donc aujourd hui de redonner une place l homme tout autant qu aux nouvelles technologies dans le processus de conception de produits nouveaux et dans les syst mes de production Ceci doit tre rendu possible en int grant syst matiquement et explicitement le facteur humain dans les m thodes de d veloppement ROUSSELLE 1997 Ainsi les concepteurs pourront r pondre de mani re effective aux besoins des utilisateurs ce qui favorisera l acceptation des nouvelles technologies et constituera un r el progr s C est dans cette optique que s est construit notre travail concernant la conception du poste de conduite des futurs TGV Trains Grande Vitesse En effet dans un march devenu concurrentiel la soci t GEC Alsthom Transport de Belfort a pris conscience de la n cessit d int grer un ensemble de nouvelles technologies au sein des futurs TGV C est ainsi qu en 1991 elle a fait appel PERCO l Equipe d ERgonomie et de COnception de l Institut Polytechnique de S venans l Universit de Technologie de Belfort Montb liard pour intervenir d
126. automobile XXXI me Congr s de la SELF Bruxelles Belgique 11 12 13 septembre 149 155 GOMES S BENCHEKROUN M SAGOT J C 1996 Conception des pupitres futurs conduite grandes lignes D finition et mod lisation CAO de l architecture pupitre et de l interface si ge pupitre Rapport interm diaire contrat PERSEE GEC ALSTHOM 80p 270 Bibliographie GOMES S 1998 Th se GRANDJEAN E 1983 Pr cis d ergonomie Aux ditions organisation 476p GUERIN F LAVILLE A DANIELLOU F DURAFFOURG J KERGUELEN A 1994 Comprendre le travail pour le transformer la pratique de l ergonomie Aux ditions de P ANACT 233p GUIDAT C 1997 Sciences de l innovation positionnement de la discipline Orientation de d veloppement Document interne ENSGSI INPL NANCY Janvier 1997 GUYONNET J F DIB A 1992 S curit technique et humaine du TGV Rapport d tude Ao t 1992 H HAGA S 1984 An experimental study of signal vigilance errors in train driving Ergonomics vol 37 n 7 755 765 HAKKINEN M T WILLIGES B H 1984 Synthesized warning messages effects of an alerting cue in single and multiple function voice synthesis systems Human factors 26 2 185 195 HAAS E CASALI J 1995 Perceived urgency of and response time to multi tone and frequency modulated warning signals in broadband noise Ergonomic 38 11 2313 2326 HEDBERG G 1987 Evaluation of the driver s cab in the RC
127. aux interfaces graphiques Il appara t ici que les conducteurs ont t capables de d tecter toutes les cibles qui apparaissaient de fa on al atoire sur les diff rents crans Les r sultats de l exercice qui consistait m moriser les items de l cran de droite panne sol panne engin sont donn s dans le Tableau 10 199 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse SUJETS Nombre d items Nombre d items Nombre restitu s corrects restitu s d erreurs 7 Moyennes Tableau 10 R sultats obtenus au test de m morisation des items au cours du sc nario cibles Ces r sultats nous montrent que sur 10 items pr sent s les conducteurs sont capables d en restituer en moyenne 7 sans erreur ce qui correspond l empan mn monique de la m moire court terme LINDSAY et NORMAN 1980 5 2 4 Discussion concernant la d tection des informations visuelles Les premi res valuations men es sur les interfaces visuelles statiques ou dynamiques lors de la phase de d finition des pr concepts nous ont permis de valider dans une certaine mesure le contenu informationnel des crans ainsi que l agencement de ces informations au sein des crans Ici nous avons plus cherch v rifier que la performance li e la d tection de linformation est bonne dans un contexte de conduite o l attention du conducteur est fortement sollicit e Dans la mesure o toutes les informations
128. banaliser l tre humain consid r comme l l ment faible en terme de fiabilit mais paradoxalement il cherche galement lui faire faire ce qu il ne sait pas automatiser et a besoin de lui pour le cas o un sc nario de d faillance n aurait pas t identifi Ainsi les solutions qui esp raient limiter le nombre des erreurs humaines automatisation outranci re redondance proc duralisation extr me surveillance externe et m me formation visant l erreur 0 restent inefficace La justice a bien compris ce ph nom ne d automatisation outrance et lorsqu elle est aujourd hui amen e juger d une erreur humaine lors d accidents graves elle n a plus pour principale cible les op rateurs puisqu elle se tourne aussi vers les constructeurs et les exploitants On montre enfin du doigt qu avec l ensemble des d veloppements techniques le constructeur n assure plus simplement son syst me contre le risque de panne mais qu il impose galement la mani re de conduire la machine r duit au minimum le degr de libert de l op rateur pour d gager au mieux sa responsabilit ce qui n est pas prescrit est interdit Il s approprie et r gente ainsi le m tier de l op rateur qui n a plus le degr de libert n cessaire pour pallier aux dysfonctionnements Il est donc temps pour le concepteur d accepter l erreur en cherchant en diminuer les cons quences et en identifiant les r els facte
129. bles Avant propos Lors des tudes d taill es la mise en place d un simulateur d tude et de conception nous a conduits mener des valuations plus globales du poste de conduite en recr ant des conditions d exercice de l activit les plus proches possible de la r alit Ces valuations nous ont permis d optimiser les dispositifs en cours d tude et d examiner les performances du nouveau syst me homme machine afin de pouvoir valider la mise en place des dispositifs futurs sur une rame prototype de TGV La d marche de simulation de l activit de conduite appliqu e tout au long du projet de conception des postes de conduite des TGV futurs a constitu une v ritable aide la conception et l innovation Sommaire Sommaire 1 PROBL MATIQUE 4 272 2222222222222222 22 2 m 11 1 1 Apports et limites des m thodes de conception de produits 16 1 2 Apports et limites de l ergonomie en conception de produits 23 1 3 Les outils communs pour la prise en compte du facteur humain et des facteurs techniques 28 1 4Simuler le travail une aide la conduite de projet MALINE 1994 29 1 5 Les applications actuelles de la simulation de certaines conditions d exercice de l activit de conduite
130. bo tier VI La commande VACMA est maintenue dans la main gauche du conducteur et le manipulateur ici plac droite est masqu par le conducteur A noter que le si ge retenu est un si ge actuellement mis en place sur les TGV Sur le t l viseur plac en hauteur figure l image de l environnement ext rieur envoy e par un vid odisque technique que nous allons d tailler dans le paragraphe suivant Dans la mesure o l quivalence fonctionnelle et psychologique est plus importante que la r alit physique dans la conception d un simulateur LINTERN 1989 nous n avons pas forc ment cherch reproduire les composants existants des cabines de conduite mati re du pupitre vitres ext rieures ensemble des commandes de confort essuie vitre r glage climatisation Par contre nous nous sommes appuy s sur l analyse de l activit men e lors de la premi re phase du projet pour identifier l ensemble des facteurs prendre en compte afin d assurer un bon d roulement des simulations et faire en sorte que l environnement de simulation ne puisse pas perturber les conducteurs 155 Mise en place des exp rimentations sur simulateur C Simulation de l environnement visuel ext rieur La simulation de l environnement visuel ext rieur est possible par l utilisation de deux approches relativement diff rentes savoir l utilisation de films vid ographiques ou l animation d images de synth se Ces deux
131. ce les apports consid rables que l on peut attendre d une d marche de simulation qui dans ce cas s appuie sur des techniques de repr sentation virtuelle des produits et des op rateurs De la m me mani re que pour l tude du poste de conduite des futurs TGV un bilan complet de la situation concernant l organisation et les conditions de travail a t tabli Par la suite une tude ergonomique approfondie de l activit de travail existante et des facteurs particuliers consid r s comme prioritaires sur la base du bilan pr c dent a t men e C est sur la base de la d finition du champ des activit s futures souhaitables des op rateurs que des solutions d implantation d atelier ainsi que des solutions concernant la conception des postes futurs ont t propos es La validation de ces propositions a alors t rendue possible par le biais de simulations dynamiques des installations futures en images de synth se qui se sont r v l s tre des outils de communication tr s utile dans le cadre d un tel projet La simulation dynamique permis par exemple au groupe de travail de circuler visuellement l int rieur de la future installation Ces r alisations ont t construites partir de sc narios regroupant l ensemble des l ments relatifs aux t ches accomplir dans l atelier au d roulement temporel et l organisation envisag e L utilisation d outils d imagerie de synth se qui ont permis de re
132. ce pr cise concernant les efforts de traction et de freinage est pr vue pour pallier l absence d une r f rence spatiale donn e par la commande 3 3 2 Les sc narios En faisant r f rence aux situations de conduite actuelles concernant l utilisation du manipulateur le groupe projet a pu identifier des situations d actions caract ristiques qui ont t d crites sous forme de sc narios Ces sc narios ont t mis en place avec les conducteurs 92 D finition des pr concepts et simulation suite au recueil d un grand nombre de donn es lors de verbalisations Une fois construits les sc narios taient valid s par le groupe projet afin que chacun puisse prendre conscience des diff rents cas de figure existants Concernant le manipulateur les situations caract ristiques ont concern les phases de ralentissement et d arr t en gare exemple de sc nario Figure 21 les phases de d marrage en pente ou non les phases de maintien d une vitesse Le conducteur est en traction et doit atteindre une vitesse donn e l approche d une gare Il doit Annuler l effort de traction f Se placer en mode de freinage lectrique si l action du frein lectrique est xl v R guler jusqu l atteinte du taux de vitesse d sir Freiner en mode pneumatique Desserrer par paliers jusqu l atteinte du taux de vitesse d si
133. ce simulateur a t acc l r e dans la mesure o un grand nombre de d veloppements ont t auparavant effectu s lors de l tape de d finition des pr concepts 4 1 2 Description du simulateur d tude et de conception A Architecture g n rale Un calculateur g re l ensemble du simulateur Ce calculateur de type station de travail SUN SparcStation 10 communique avec 4 PC Pentium par r seau Ethernet Chaque PC prend alors en charge la gestion des diff rentes Interfaces Homme Machine De m me l environnement sonore est g r par un PC d di celui qui nous avait permis la mise en place du banc d essai La Figure 49 d crit les r les des diff rents l ments du simulateur la Figure 50 repr sente la partie informatique ext rieure la cabine de conduite pentium 133 E ET TER nr DL O O O Interface Interface Interface D Vitesse Traction SIAC l Fonctionnalit s des commandes EEL G manipulateur vit but e L C L Fonctionnalit s TGV Be carat ristiques traction freinage Gestion ligne z M rofil et types de ligne Vit but ee A p 1k E Manipulateur QP Sc nario n BP URC SUNSS10 VACMA Figure 49 Description des diff rents l ments du simulateur 152 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Figure 50
134. ce type de direction de regard est tr s lev e car la connaissance de la vitesse r elle ou impos e est une source essentielle d information pour la conduite Les regards vers l int rieur droit et gauche concernent la consultation des amp rem tres et des voltm tres Ceux ci permettent d anticiper l volution de la vitesse en tenant compte de la d clivit de la voie Le conducteur dispose donc d un mod le mental lui permettant de g rer sa vitesse en fonction du niveau relev sur les amp rem tres Les autres regards concernent la consultation de la feuille de route en particulier lors de la pr sence de travaux sur la voie Cette consultation est essentielle lors d une mauvaise connaissance de la ligne mais bien souvent la connaissance de la ligne qu ont les conducteurs remplace la consultation de la feuille de route Les principaux probl mes rencontr s au niveau des interfaces visuelles sont l existence de modes de pr sentation vari s symbolique digital analogique et de localisations diff rentes d informations de m me nature ou trait es simultan ment l implantation additive et anarchique de nouveaux appareillages c est le cas du TGV PBKA Ja non satisfaction de la totalit des besoins informationnels r els la localisation pr cise des d fauts des bogies moteurs par exemple n est pas indiqu e par l ic ne de d faut une pr sentation de l information inadapt e Une m
135. cept global li la r gulation de la vitesse Nous avons donc choisi de mettre en place un simulateur d tude et de conception afin de pouvoir tudier le concept global retenu concernant la r gulation de la vitesse qui comprend le manipulateur de traction freinage le syst me VI les interfaces visuelles et les alarmes sonores La mise en place de ce simulateur va nous permettre d valuer d optimiser et de valider progressivement le concept li la r gulation de la vitesse du poste de conduite des TGV futurs au travers de l examen de la performance du syst me homme machine En effet de la m me mani re que lors de l tape de d finition des pr concepts nous allons r aliser des boucles conception valuation it ratives qui cette fois ci vont concerner le concept global li la r gulation de la vitesse Le groupe projet va ainsi pouvoir tester les hypoth ses formul es lors de la d finition du champ des activit s futures souhaitables et valider les choix effectu s concernant l utilit et l utilisabilit des fonctions du concept li la r gulation de la vitesse Nous nous situons ici en phase d tudes d taill es concernant le concept global li la r gulation de la vitesse Il reste cependant suffisamment de degr de libert pour pouvoir apporter diff rentes modifications sur le concept m me si l objectif est d aboutir sa validation finale sur simulateur Dans ce chapitre apr
136. ception de la cabine de conduite des TGV futurs 43 2 2 Mise en place du projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs 44 2 2 1 Constitution du groupe de travail 44 2 2 2 D roulement pr visionnel des recherches poste de conduite 46 2 2 3 Etude ergonomique men e lors des phases d analyses 47 2 3 Analyse du travail et tude du comportement de conduite du m canicien 51 2 3 1 D analyse de la t che et de l activit 52 2 3 2 Outils et m thodes utilis s lors de l analyse du travail des conducteurs de train 53 2 3 3 Le travail du conducteur de TGV 56 2 3 4 La r gulation de la vitesse 59 2 3 5 Descriptif des l ments en cabine directement li s l activit de r gulation de la vitesse 62 2 3 6 Principaux l ments issus de l analyse t che activit des conducteurs TGV 67 2 4 Sp cification des besoins li s la conduite future 70 2 4 1 D finition d
137. cernant le principe de conduite avec trois crans nous tudierons dans le chapitre suivant la r partition des directions regards lors de la phase de conduite libre Nous essayerons ainsi d identifier les nouvelles strat gies mises en place par les 201 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse conducteurs li es la d tection de l information visuelle afin d identifier si il existe un risque de non d tection de l information d coulant des nouvelles strat gies adopt es 202 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 5 3 Interpr tation des alarmes sonores 5 3 1 Objectifs Il s agit ici d tablir un compromis sur les principes de solution retenir concernant les informations sonores en cabine de conduite li es la r gulation de la vitesse En effet les informations sonores permettent dans une certaine mesure de limiter la non d tection d informations visuelles donn es en cabine Par contre si les sons ne sont pas construits en ad quation avec l activit qu ils engendrent ceux c1 peuvent s av rer inefficaces et peuvent m me provoquer des r actions contraires la s curit Suite la d finition des diff rents sons lors de l tape de d finition des pr concepts le groupe projet s est pos la question de la validit de ces sons en relation avec l activit de conduite L objectif ici est donc de mettre en vidence l
138. ces d objet et d applications 30 Probl matique D marche de simulation en ergonomie Encha nement de situations d action caract ristiques selon crit res Validation par tous les acteurs du projet Mise en sc ne des sc narios Validation par tous les acteurs du projet Analyse globale Analyse de l activit de travail en situation de r f rence Identification des situations d action caract ristiques Analyse globale Pate laboration R alisation Mod lisation NE f de sc narios de simulations Observation des effets de l volution des valeurs attribu es aux variables R gles de pilotage des quipements R gles de gestion de production d informations Ensemble de choix de variables Analyse processus valid es avec le chef de projet physique et fonctionnel D marche de simulation en ing nierie Figure 3 Comparaison de deux d marches de simulation MALINE 1994 La d marche de simulation pour l ing nieur consiste construire une repr sentation de la r alit d un syst me pour appr hender son comportement futur Le concepteur va d finir son futur produit sous forme de recommandations fonctionnelles et construire des mod les de comportement du syst me Lors de la simulation partir de diff rents sc narios ou plans d essais pr c demment d finis il d tectera les carts entre le fonctionnel
139. cessives le groupe projet fait voluer les pr concepts les value et les compare afin de retenir un concept qui constitue le meilleur compromis possible au regard des exigences techniques fonctionnelles op rationnelles Champ des activit s Sp cifications techniques futures souhaitables Cahier des Cahier des charges charges Sc narios Maquettes Concept ergonomique fonctionnel D finition des Simulations pr concepts Principes techniques retenus e YN Connaissance sur l utilisabilit du produit Figure 93 Les valuations fonctionnelles et op rationnelles en phase de d finition des pr concepts 246 Discussion 7 1 3 Optimisation des dispositifs et valuation de la performance du syst me Homme Machine lors de la phase d tudes d taill es Lors de la phase d tudes d taill es il s agit de mettre en place un outil d valuation permettant de prendre en compte de la mani re la plus large possible l activit qui d coule de Putilisation des futurs dispositifs Cet outil de simulation que nous appelons simulateur d tude et de conception doit regrouper l ensemble des dispositifs tudi s reproduire le comportement r el des l ments qui interagissent avec le syst me et recr er les l ments de l environnement d utilisation qui vont influencer l activit des utilisateurs On peut ainsi tester avec les utilisateurs futurs certaines conditions d exercice de l ac
140. ci l utilisation d outils tels que la CFAO ou le prototypage rapide d interfaces visuelles a t d terminante pour aboutir aux d finitions des maquettes de pr concepts Ces outils nous permettent de faire voluer la d finition des pr concepts au fur et mesure de leur conception et constituent et nous avons pu v rifier en accord avec les travaux de LEBAHAR 1997 qu ils sont de v ritables supports la simulation En effet la Conception Assist e par Ordinateur CAO nous a permis de faire vivre les pr concepts concernant les futurs dispositifs sur le TGV avant m me l existence d une maquette Les outils utilis s ont permis d illustrer les aspects fonctionnels des produits ce qui a permis au groupe projet de r ajuster les recommandations fonctionnelles en facilitant le dialogue entre les diff rents corps de m tiers pr sents au sein du groupe projet Lors des exp rimentations nous avons utilis la simulation dans un objectif de conception Deux types de situations ont t rencontr s La simulations comme banc d essai et la simulations comme dimension intrins que de la conception BEGUIN et WEILL FASSINA 1997 Ces deux aspects de la simulation en phase de conception taient troitement li s car pr sent lors de chaque exp rimentations En effet concernant la simulation comme banc d essai d une situation celle ci a permis de tester l efficience d am liorer et de valider les
141. cice de l activit de conduite va ainsi permettre la validation d un concept li la r gulation de la vitesse des TGV futurs mais elle doit galement constituer en accord avec les travaux de MALINE 1994 un l ment moteur du projet de conception du poste de conduite du TGV futur qui r pondra ainsi de mani re effective aux besoins des conducteurs Nous mettrons en vidence dans la suite de ce document comment la d marche de simulation de l activit int gr e tout au long de la d marche classique de conception de produits constitue un facteur de r ussite dans un projet aussi complexe que celui de la reconception de la cabine de conduite puisqu elle permet de faciliter le dialogue entre les diff rents acteurs du projet clients utilisateurs ing nieurs ergonomes et ce d s la formalisation des objectifs du projet d innover en menant une r flexion commune autour de sc narios d utilisation 39 Probl matique de concevoir les nouveaux dispositifs li s la r gulation de la vitesse des TGV futurs et de les modifier au fur et mesure des r sultats obtenus lors des simulations de valider par tapes successives la faisabilit et le niveau d int gration des solutions selon leurs aspects fonctionnels et op rationnels d optimiser et d valuer le concept final retenu lors de la mesure subjective et objective de la performance du syst me homme poste de conduite d tablir
142. concept li la r gulation de la vitesse Figure 58 Image film e par la cam ra plac e dans le simulateur lors de la passation des sc narios Les donn es relev es par le simulateur chaque temps de cycle concernent l ensemble des param tres li s la vitesse vitesse r alis e vitesse impos e vitesse de consigne instantan e et aux actions sur le manipulateur Nous avons ainsi disposition une trace de l activit du conducteur et en particulier les courbes des vitesses r alis es au cours des sc narios comme le montrent les exemples Figure 59 et Figure 60 175 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse On peut d ors et d j constater Figure 59 que le conducteur qui r alise ce sc nario a su respecter les consignes donn es sur l ensemble du sc nario sans d passement de vitesse excessif c est dire de plus de 5 km h Il appara t n anmoins que le conducteur se rapproche beaucoup mieux des consignes de vitesse donn es en phase de freinage qu en phase de traction Vitesse impos e et vitesse r alis e Conducteur 2 Sc nario 1 250 vitesse impos e vitesse r alis e 200 150 T Vitesse en km h 100 T 0 i i i i 0 100 200 300 400 500 Temps en secondes Figure 59 Courbes de vitesse impos e et de vitesse r alis e par le conducteur 2 Sc nario 1 En fait si les carts ent
143. conducteurs 232 Figure 11 S quences des regards identifi es chez trois groupes de conducteurs lors de la passation du sc nario de conduite libre 233 Figure 12 S quences des regards chez le groupe de conducteurs du parcours Nice Paris 235 Figure 1 Mise en vidence du champ des activit s futures souhaitables en phase d tudes pr liminaires 245 Figure 2 Les valuations fonctionnelles et op rationnelles en phase de d finition des pr concepts 246 Figure 3 L optimisation des dispositifs et l valuation de la performance du syst me Homme Machine lors des tudes d taill es 248 Figure 4 Apports de la simulation de l activit aux concepteurs aux utilisateurs et au projet de CONCEPTION 249 Figure 5 Pr concept d implantation de poste de travail 257 288 Table des figures 12 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 Contraintes futures prendre en compte dans la d finition du champ des activit s futures souhaitables
144. confiant la responsabilit de toutes les t ches de d cision 75 Le projet TGV NG 2 La collaboration ou encore la r partition dynamique des t ches consiste moduler l intervention du syst me sur la base de la surcharge informationnelle Cette intervention peut se faire selon deux modes de gestion implicite automatiquement g r par le calculateur ou explicite la gestion du partage est confi e l op rateur Cependant il existe des limites l utilisation des automatismes REASON 1993 Malgr une possibilit apparente de pouvoir d crire enti rement le syst me ce qui consisterait int grer les capacit s de l op rateur telles que l anticipation l estimation le jugement qualitatif la r action face une situation nouvelle il est ce jour absolument impossible d anticiper toutes les situations et de d finir le comportement du syst me pour chaque situation Il faudrait en effet prendre en compte non seulement toutes les situations mais aussi les vari t s de combinaisons de ces situations Le rapport co ts b n fices de l automatisation n est pas syst matiquement rentable en terme financier On observe un ph nom ne caract ristique de d placement ou de transformation des erreurs humaines en des erreurs de logiciel dues essentiellement un manque d exhaustivit lors de l analyse du syst me aux erreurs effectu es lors des phases de d veloppement et la non prise en compte
145. constructeurs qui se limitait en cette unique phase d valuation Les quatre autres phases du projet ont ainsi t r alis es en vue d int grer un maximum d l ments concernant le m tier du conducteur B phase 2 Etude des facteurs de charge d ambiance et de travail physique Cette tude avait pour objectif l augmentation du confort psychophysiologique et la diminution des nuisances environnementales en cabine de conduite SAGOT et coll 1992 SAGOT et coll 1993 La charge physique des conducteurs a t valu e en termes de posture et de d pense nerg tique Au niveau de la charge environnementale on a pu caract riser l environnement physique auquel sont expos s les conducteurs en termes d ambiance thermique acoustique vibratoire ainsi que lumineuse C phase 3 Analyse du travail et tude du comportement de conduite du m canicien Les phases pr c dentes ont int gr une analyse de la t che des conducteurs qui n est rest e que partielle dans la mesure o ce type d analyse constitue lui seul une phase d tude Cette phase d analyse du travail et d tude du comportement de conduite du m canicien GAVOILLE et coll 1992 BOLLON et coll 1992 est donc venue compl ter les connaissances sur la t che de conduite en int grant l ensemble des t ches li es la prise en main du train l apparition de d fauts aux rel ves Ce type d approche est tr s compl mentaire de l
146. cours d un dialogue qui permet de confronter deux points de vue et deux types de connaissances L activit de travail n est donc plus un objet donn mais un objet reconstituer en commun dans un processus de co construction de la repr sentation de l activit et de ses cons quences ressenties sur la sant et la vie hors travail Cela permet l ergonome une connaissance encore plus forte de l activit mise en oeuvre ainsi qu une meilleure compr hension du m tier Ceci est particuli rement int ressant dans la mesure o l op rateur acquiert ainsi une propre ma trise de son activit et une connaissance de soi dans l action qui est un l ment de progr s individuel De plus la compr hension de son propre travail peut permettre chacun et au collectif de fonctionner mieux en termes d efficacit d efficience et de fiabilit Nous voyons donc ici que l aspect participatif du projet contribue faire voluer les solutions mettre en oeuvre mais galement les solutions mises en oeuvres au travers des connaissances de l utilisateur 7 4 Int r t de la simulation pour les concepteurs Dans le cas des syst mes de haute complexit on est en pr sence d l ments de grande diversit li s par de fortes interactions DE ROSNAY 1975 On doit donc ici avoir recours des m thodes nouvelles comme celles que regroupe l approche syst mique Le but est alors de consid rer le syst me dans sa total
147. cr er virtuellement et num riquement les caract ristiques de l environnement des postes de travail des circulations des produits et des personnes existants et futurs ont t particuli rement pr cieux dans le processus de conception Figure 96 Ces images virtuelles ont en effet facilit les analyses le dialogue entre les diff rents partenaires et apport une grande cr dibilit notre d marche et nos r sultats En effet bien souvent la conception d espaces appropri s aux objectifs recherch s pour le travail se heurte l absence de notion d espace celui ci se r duisant de simples sch mas fonctionnels LAUTIER et TESSIER 1994 Par la simulation il est possible de d finir des espaces de travail qui ne soient pas de simples r sultats de contraintes et d habitudes d organisations des dispositifs de production mais qui int grant d autres dimensions et d autres intentions soient l objet de n gociations de d cisions de conception et au del peut tre de gestion ZWOLINSKI 1995 256 Discussion Ti Figure 96 Pr concept d implantation de poste de travail En accord avec les travaux de GOMES 19938 nous pensons galement que l utilisation de la simulation virtuelle de l activit va favoriser l int gration des r sultats de l analyse de l activit tout en acc l rant les valuations it ratives des nouveaux dispositifs Ainsi on
148. ct de la signalisation Vitesse demand e R gulation de la vitesse Vitesse r elle Respect du confort des passagers Economie d nergie Effet de surprise freinage plus intense Figure 13 Objectifs prescrits ou contraintes existantes influen ant la r gulation de la vitesse On comprend ici la n cessit d aides la conduite permettant de mettre en vidence selon les situations v cues les l ments informationnels permettant de mieux anticiper les actions de r gulation en fonction des situations rencontr es Ainsi c est lors des diff rentes observations et des questionnaires que l on peut hi rarchiser l ensemble de ces informations en vue d une reconception des interfaces li es la r gulation de la vitesse Les objectifs effectifs de la r gulation de la vitesse qui ont t d termin s au cours de verbalisations avec les m caniciens et lors des observations sont r sum s Figure 14 Ils permettent d ores et d j de lister un ensemble de crit res li s au cahier des charges de la commande de r gulation de la vitesse R guler la vitesse 61 Le projet TGV NG Atteindre une vitesse Maintenir une R duire une vitesse vitesse l atteindre lentement l atteindre rapidement pouvoir r guler finement ou grossi rement 1 2 km h pr s Faiblement une vitesse donn e Faiblement pour le respect de Ne pas en perdre la signalisation Ne pas en
149. ction aux ditions C padu s avec le concours du PIRTTEM CNRS 290p THEUREAU J PINSKY L 1984 Paradoxe de l ergonomie de conception et logiciel informatique Revue des conditions de travail n 9 TULLIS T S 1981 An evaluation of alphanumeric graphic and color information displays Human factors 23 541 550 U UMBERS I G 1987 Coding techniques for process plant VDU format Applied ergonomics 21 3 187 198 V VALOT C AMALBERTI R 1989 Les redondances dans le traitement des donn es Le travail humain tome 52 n 2 155 174 VAN COTT H P KINKADE R G 1972 Human engineering guide to equipment design Sponsored by joint Army Navy Air Foce Steering Committee Revised edition washington DC 750p VAN DAELE A 1988 L cran de visualisation ou la communication verbale Analyse comparative de leur utilisation par des op rateurs de salle de contr le en sid rurgie Le travail humain 51 1 65 79 VENDA V STISHKOVSKAYA N DROMEY I 1994 Experimental studies of control problem solving processes using a graphic mnemonic display Ergonomics vol 37 N 10 1709 1727 VERNET M BLANCHET V SERVIGNAT C ENVIRONNETECH 1995 Informations routi res dans le v hicule ergonomie des aides de proximit MRPI Rapport LESCO n 9516 D cembre Editions INRETS VIDAL F 1995 La cr ativit totale les nouvelles strat gies du Japon InterEditions 163p VILLEMEUR A 1988 S ret de f
150. d et soutenu dans la r alisation de cette th se Merci Sam et Val rie pour votre aide de tous les jours Merci Sylvie pour ton soutien et pour la correction de ce document Merci G rard Louisa Raed et les autres pour votre aide vos conseils et votre soutien amical Merci mes amis et ma famille pour votre patience et votre compr hension Enfin merci ric pour ton soutien et tes encouragements La science ne se divise pas Contre la s paration cart sienne en deux branches fondamentale et appliqu e la technologie retrouve enfin ses lettres de noblesse l pist mologie en reconnaissant la complexit de l acte de conception r concilie le savoir et le faire Jean Louis LE MOIGNE 1996 Avant propos Avant propos Le travail pr sent dans ce m moire a t men au sein de l quipe d ERgonomie et COnception ERCO de l UTBM quipe rattach e au Laboratoire de Recherche en G nie des Syst mes Industriels LRGST de Nancy UPRES n EA 1147 Ce document fait la synth se des tudes et recherches que nous avons effectu es concernant un large projet industriel portant sur la d finition du poste de conduite d une Nouvelle G n ration de Train Grande Vitesse TGV NG Nos diff rents travaux en tant qu ing nieur salari e de l association PERSEE Association pour la Promotion de l Enseignement et de la Recherche dans S venans et son Environnement Economique Association loi 1901 des
151. de reproduire une s quence souhait e Les diff rents bruits qui composent le bruit de fond ont t s lectionn s sur des enregistrements num riques effectu s en cabine lors de trajets r els Ces s quences de sons sont jou es diff rentes intensit s et diff rentes fr quences en fonction du niveau de traction et de la vitesse simul e du train Les signaux voluent ainsi suivant les lois pr sent es sur la Figure 48 138 D finition des pr concepts et simulation Bruit de roulement Bruit a rodynamique Niveau sonore Niveau sonore en en 50 350 Vitesse 220 350 Vitesse en km h en km h Bruit de traction fr quence Niveau sonore en Hz en 100 fo 9 10 50 100 Traction 350 Vitesse en en km h fo fr quence d enregistrement de la s quence Figure 48 Lois d volution des sons qui constituent le bruit de fond simul au sein de la cabine de conduite des TGV ii Le d roulement A ce niveau de l tude le groupe projet a pu tre enrichi de 6 autres conducteurs de trains non conducteurs de TGV Ainsi nous avons pu proposer 12 agents de conduite une coute hors contexte de conduite des pr concepts concernant les classes d alarmes mises en vidence Les propositions peuvent tre vocales ou sonores et leur coute s effectue sur le bruit environnant simul de la cabine Les conducteurs ont alors effectuer un choix parmi les pr concepts propos s pour chaq
152. de simulation en phase de conception et d valuation que nous nous tions fix s savoir valuer et optimiser le concept final retenu au travers de la mesure subjective et objective de la performance du syst me homme commande de r gulation de la vitesse tablir un compromis satisfaisant l ensemble des acteurs du projet clients utilisateurs ing nieurs ergonomes en ce qui concerne le concept de r gulation de la vitesse des TGV futurs faciliter le dialogue entre les diff rents acteurs du projet 4 2 Mise en place des exp rimentations Les exp rimentations mises en place ce niveau de l tude ont pour objet l valuation loptimisation et la validation du concept li la r gulation de la vitesse en phase de conduite simul e Nous cherchons donc valuer l am lioration globale de la performance concernant le syst me li la r gulation de la vitesse selon le point de vue des utilisateurs des concepteurs des exploitants et du champ des activit s futures souhaitables Ces valuations vont permettre d optimiser le concept li la r gulation de la vitesse mais vont surtout permettre d apporter des r ponses l ensemble des membres du groupe projet concernant l utilisabilit du concept li la r gulation de la vitesse Nous avons donc dans un premier temps constitu un chantillon repr sentatif de conducteurs qui vont participer aux diff rentes valuations Nous avons e
153. des sc narios Figure 45 Section du volume d atteinte et de confort pour le 5 me centile masculin install au poste de conduite Ici l analyse de l activit de conduite a permis d orienter la conception Nous avons alors pu appliquer un grand nombre de normes GOMES et coll 1996 qui ont fix plusieurs dimensions dans le cadre des postes de conduite ferroviaire On a ainsi utilis les normes UIC Union Internationale des Chemins de fer ainsi que les normes relatives aux donn es anthropom triques volumes d atteinte de confort champ de vision et ceci pour les conducteurs europ ens futurs 130 D finition des pr concepts et simulation A l issue de cette phase nous avons effectu la validation des dimensions d un point de vue de la CAO et r alis une maquette volutive du pupitre En effet la validation CAO m me si elle est n cessaire n est pas suffisante dans la mesure o la variabilit de l homme ne peut pas tre compl tement prise en compte par l utilisation de mannequins Elle permet par contre de cibler les plages dans lesquelles les dimensions peuvent encore voluer en prenant en compte des crit res aussi bien techniques que li s l anthropom trie Ainsi l utilisation de la CAO permet de limiter le nombre d exp rimentations mener sur maquette en vue de la d finition finale de l implantation retenue 3 6 4 Mise en place des exp rimentations A Objectifs L
154. des connaissances et habitudes des op rateurs pour les r cup rations d erreurs Dans les syst mes dynamiques complexes le fonctionnement en temps r el devient imp ratif Or le nombre de variables prendre en compte simultan ment devenant gigantesque pour permettre l ordinateur d obtenir les r sultats avant la fin du temps disponible les algorithmes de calcul de types proc duraux sont remplac s par des algorithmes utilisant des heuristiques et donc susceptibles de g n rer des erreurs semblables aux erreurs humaines L utilisation des automatismes comporte des risques AMALBERTI 1996 compatibilit des choix d ordre politique avec les besoins ergonomiques perte de comp tence probl mes en cas de reprise manuelle l op rateur doit tre capable de comprendre et ma triser le syst me informatis probl mes en cas de d faillance du syst me 76 Le projet TGV NG les syst mes automatis s con us selon des principes de r partition dynamique des t ches peuvent conduire dans les situations d grad es des actions inadapt es par rapport la couche d automatisme active l op rateur doit v rifier les r sultats obtenus par le syst me et non surveiller la mani re dont le syst me effectue les t ches les syst mes automatis s tendent masquer les d faillances jusqu aux limites tol rables du processus les possibilit s de r cup ration par l op rateur sont r duites
155. des textes VENDA et coll 1994 UMBERS 1987 TULLIS 1981 la position des cadrans et des signaux les uns par rapport aux autres afin d am liorer le temps de r action de l op rateur ROTAB et NAQVI 1995 SEIDLER et WICKENS 1992 Ainsi en s appuyant sur nos connaissances concernant le m tier actuel de conducteur et le champ des activit s futures souhaitables nous avons pu d finir un grand nombre de principes pouvant tre adopt s pour la pr sentation des informations visuelles et ceci pour chaque type d informations pr senter Figure 33 Visualisation des distances JEA ve Pr sentation figurative de la Barregraphe horizontal distance but par rapprochement ou loignement d une cible Visualisation des vitesses Pr sentation figurative de la Pr sentation sur tachym tre vitesse instantan e limite et avec escargot dynamique but par des courbes pour la vitesse but et instantan e Barregraphes horizontaux Barregraphes verticaux Barregraphe vertical Lulu Pr sentation sur cadran graduations mobiles Pr sentation sous forme de cadrans circulaires Figure 33 Exemples de principes pouvant tre adopt s pour la pr sentation des informations visuelles 113 D finition des pr concepts et simulation Plusieurs principes ont t cart s ou retenus par les conducteurs dans la mesure o l information telle qu elle est pr sent e peut i
156. du champ des activit s futures souhaitables des conducteurs d finie ci apr s nous avons pu mettre en forme le cahier des charges fonctionnel et ergonomique li aux dispositifs futurs Les principaux types de solutions propos es par rapport l volution de cette activit future souhaitable sont Une modification de l outil principal de r gulation de la vitesse que constitue le manipulateur de traction freinage et du dispositif de vitesse impos e Des propositions de nouveaux moyens mat riels dispositif de r gulation de vitesse assist Des sp cifications concernant la conception de la future interface de r gulation de la vitesse besoins et modes de pr sentation des informations crit res int grer Des d veloppements sur l apport d une aide l activit de conduite en termes de suppl ance allocation de certaines sous t ches au syst me d assistance informationnelle guide de d pannage informatis aide la gestion de la connaissance de ligne de filtrage informationnel pour certains l ments perturbateurs 2 4 1 D finition du champ des activit s futures souhaitables Nous avons t amen s identifier les contraintes futures et leurs cons quences sur l activit Tableau 1 en vue de mieux d finir le champ des activit s futures souhaitables Ceci a t rendu possible par l examen 71 Le projet TGV NG des facteurs d terminants de l
157. du relev des sous objectifs et des strat gies mises en place concernant la r gulation de la vitesse lister les informations que l interface devra forc ment pr senter souligner les carences informationnelles du syst me actuel 53 Le projet TGV NG lister les dysfonctionnements rencontr s Ceci a t rendu possible par l analyse de l existant en terme de connaissance de lignes de proc dures l tude des syst mes de communication sol train existants et futurs crocodiles KVB Pr annonce Cab signal ASTREE T tude des documents de travail consult s par les m caniciens avant le d part ou en cabine l observation et le recueil de verbalisations en situation r elle lors de trajets effectu s en cabine de conduite les entretiens semi directifs avec les six m caniciens experts TGV du groupe projet l tude de la base de donn es des incidents nature fr quence type de situation type de ligne Les observations ont t obtenues partir de 12 trajets en cabine enregistr s sur bandes vid o Le travail r el effectu a pu ainsi tre observ sur le terrain et analys en diff r en laboratoire Pour l analyse des films trois m thodes ont t utilis es l observation des comportements et leur analyse statistique l analyse des modes de raisonnement des conducteurs au cours de verbalisations que les conducteurs ont effectu en visionnant les films r ali
158. ducteurs sur simulateur ils ont galement pour objectif de confronter les personnes en formation des situations anormales se pr sentant sur la voie Ainsi nous avons pu obtenir une biblioth que de situations de conduite suffisamment compl te afin de proc der au montage de nos sc narios D La simulation de l environnement sonore Le bruit en cabine de conduite constitue un des principaux indicateurs pour le conducteur concernant l tat de sa machine En effet le conducteur arrive facilement identifier lors d une panne de bogie moteur lequel d entre eux est concern De plus le bruit donne une indication concernant les modifications de demande de traction lors du passage de la traction lectrique au freinage lectrique et au freinage pneumatique BOLLON et coll 1992 Ce sont en fait ces indicateurs informels principalement li s la vitesse des moteurs et donc du train qui apportent des informations compl mentaires aux conducteurs En accord avec les travaux de MC LANE et WIERWILLE 1975 nous avons donc mis en place un syst me de reproduction de l environnement sonore prenant en compte essentiellement les sons li s la vitesse du train Nous avons repris les l ments du banc d essai qui avaient t mis en place lors de la phase de d finition des pr concepts Figure 53 Afin de reproduire l environnement sonore dans la maquette de la cabine de TGV il nous restait relier les informations de
159. duite libre qui reproduit des situations d actions caract ristiques On cherche ici identifier les strat gies de conduites mise en oeuvre pour les comparer celles identifi es lors des tudes pr liminaires On v rifie alors que ces strat gies m me si elles sont diff rentes des strat gies actuelles permettent l obtention de performances similaires 247 Discussion Simulateur d tude et de conception D 7 onn es sur Pr la performance Concept exp rimentation du SHM Evaluation intrins que Evaluation globale Validation du du concept du concept concept final Figure 94 L optimisation des dispositifs et l valuation de la performance du syst me Homme Machine lors des tudes d taill es En fait 1l s agit lors de cette tape de reproduire un grand nombre de conditions d exercice de l activit pour valuer l utilisabilit et la compr hension du nouveau syst me r alis On peut ainsi valider le concept final et son implantation dans un contexte d utilisation r el Les donn es sur la performance du syst me Homme Machine obtenues lors des simulations permettent alors d orienter les futures valuations en situation d utilisation r elle 7 1 4 Int r ts d une telle d marche La d marche de simulation de l activit pr sent e ci dessus permet de cr er une coh rence au sein du groupe projet en proposant la fois des outils de travail et des outils de dialogue e
160. e 179 Figure 8 Repr sentation des param tres relev s pour l valuation de Tadc 180 Figure 9 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRER sur Tadc pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 p lt 0 001 181 Figure 10 Nuage de points donn en abscisse par la valeur de Tadc du mod le et en ordonn e par la valeur de Tadc mesur e sc nario 1 phase de traction 184 Figure 11 Moyenne des temps de r action en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction Analyse de variance p lt 0 001 185 Figure 12 Nombre moyen d actions en fonctions des plages consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction Analyse de variance p lt 0 001 p lt 0 01 185 Figure 13 Moyenne des temps de r action en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de freinage Analyse de variance p lt 0 01 186 Figure 14 Nuage de points donn en abscisse par la valeur de Tadc du mod le et en ordonn e par la valeur de Tadc mesur e sc nario 2 phase de traction
161. e Cette premi re tape a permis d tablir un bilan concernant les dimensions de la cabine SAGOT et MAZET 1991 Deux mannequins repr sentant les 5 et 95 percentiles mondiaux l homme petit et l homme grand ont t d finis et mod lis s d un point de vue g om trique l aide du logiciel de CAO Catia Dassault Syst me Ces mannequins Figure 8 et Figure 9 ont t install s dans un mod le CAO de la cabine afin de pouvoir d terminer d un point de vue th orique le positionnement optimal du futur m canicien Des outils tels que le volume d atteinte le volume de confort et le champ visuel ont t utilis s afin de d finir le volume cabine optimal L e ASE TY NAN 7 1 Figure 8 Volume d atteinte maximal des membres sup rieurs du 95e centile masculin fran ais taille 1 81 m Figure 9 Volume optimal de pr hension du 95e centile masculin fran ais et champs visuels central A et p riph rique B Cette approche dimensionnelle et normative de l ergonomie tr s employ e en Grande Bretagne ou aux Etats Unis appara t comme tant une des approches les plus connues par les concepteurs Celle ci apporte en effet des r ponses tr s concr tes n cessaires en ergonomie de 48 Le projet TGV NG conception Cependant cette approche est assez limitative si elle est utilis e seule Nous avons ainsi fait voluer la demande initiale des
162. e d un signal restrictif concernant la vitesse en ligne classique le bip d attention TVM avec KVB ou appel d attention de la r p tition des signaux qui informe du changement des indications de vitesse en cabine l effacement du b KVB qui limite le conducteur 160 km h au lieu des 220 km h autoris s sur certaines lignes l alarme voyageur qui est d clench e suite la mise en action d un arr t d urgence par un voyageur Elle implique un arr t d urgence en gare et une s quence de ralentissement du train en campagne alerte radio dont la r ception entra ne un arr t d urgence imm diat L envoi de l alerte radio s effectue lorsque l on consid re qu il y a danger pour les autres trains Elle implique l arr t imm diat des trains dans un rayon g ographique donn 66 Le projet TGV NG D La commande VACMA Le conducteur doit actionner r guli rement une commande appel e VACMA afin de t moigner de son tat d veil en cabine Il dispose cet effet d une zone sensitive sur la partie circulaire du manipulateur le cerclo ainsi que de deux p dales sous le pupitre Cette commande est appel e homme mort Si elle n est pas actionn e apr s 5 secondes de rel chement un son se d clenche et le conducteur dispose de 2 5 secondes pour l activer avant qu une prise en charge ne soit effectu e par la machine freinage d urgence automatique De la m me mani re la VA
163. e PLECZON 1992 il n existe toujours pas de proc dure d valuation adapt e toutes les tapes du processus de conception mais un ensemble de m thodes permettant de r pondre aux besoins sp cifiques de chaque tape En d veloppant les plans d exp rience au cours des recherches dans le domaine des produits complexes ferroviaire automobile conduite des syst mes risque on pourrait favoriser la contribution de chacun la recherche appliqu e dans le domaine des interactions homme machine Ceci est d autant plus int ressant qu il nous semble que la simulation de l activit va concerner de nombreux domaines dans le futur Un des domaines qui nous semble le plus en devenir est celui de l organisation de la production En effet comme le souligne LENCLUD 1993 l volution de l entreprise et de son syst me de production conduit ces syst mes une complexit croissante Cette complexit n cessite de la part des acteurs d un syst me de production de disposer de moyens d action et ou d investigation ad quats pour l tude de ces syst mes Il propose donc la simulation qui permet une analyse dynamique et une valuation 255 Discussion sans risque financier ou physique important et ce tout au long du cycle de vie du syst me de production Au cours d un projet de r organisation et de r implantation de postes de travail SAGOT ZWOLINSKI 1996 nous avons d j pu mettre en viden
164. e comporter galement deux arr ts en gare successifs pour une distance proche de celle relev e lors du trajet r el Nice Paris Cette portion de ligne classique pr sente galement de nombreux changements de vitesse dans des plages comparables au parcours r el Nice Paris B D roulement des exp rimentations Les conducteurs ont pour consigne de respecter les vitesses indiqu es sur l image de la voie donn e par le vid odisque ainsi que la r glementation SNCF Chaque conducteur poss de la fiche train du parcours afin de pouvoir se rep rer sur la ligne en fonction des points kilom triques indiqu s et d effectuer les arr ts en gare l horaire sp cifi Deux cam ras dispos es dans la cabine du simulateur permettent de filmer la posture ainsi que le visage du conducteur afin de pouvoir tudier les directions du regard A la fin de la passation du sc nario les conducteurs peuvent s exprimer sur les diff rentes s quences au cours desquelles ils rencontrent des difficult s en s appuyant sur les diff rents films 219 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse C Les relev s Le groupe projet a tenu v rifier ici qu avec les nouveaux outils li s la r gulation de la vitesse les conducteurs peuvent adopter des strat gies de conduite qui vont leur permettre de se rapprocher des performances de conduite actuelles voire de les am liorer Afin d identifier les strat gies adop
165. e consigne du sc nario Figure 56 Ici Figure 62 la plage consid r e est la plage 30 60 Essai qui indique le type d effort mis en place sur le manipulateur essai 1 configuration d efforts 1 essai 2 configuration d efforts 2 Conducteur qui caract rise le conducteur effectuant l essai Actions effectu es Temps en secondes Vitesse en km h 60 30 Vitesse r alis e Temps en secondes Figure 62 Repr sentation des param tres relev s pour l valuation de Tadc 180 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse A Expression du temps mis par le conducteur pour se placer dans les conditions de r alisation des consignes de vitesse Cas du sc nario 1 Dans la mesure o nous avons pu constater Figure 59 que les conducteurs ont plus de facilit se rapprocher de la courbe de vitesse de consigne lors de la phase de freinage nous avons en premier lieu cherch mettre en vidence l effet des variables Conducteur Plage Passage et TRFR sur Tadc Les r sultats obtenus Figure 63 traduisent une influence significative du type de situations rencontr es traction ou freinage sur Tadc le temps mis par le conducteur pour se placer dans les conditions de r alisation de la nouvelle consigne de vitesse p lt 0 001 En effet lors de la s quence de mont e en vitesse phase de traction le temps Tadc moyen obtenu par l ensemble des conducteurs est de 10
166. e de simulation de l activit 244 7 2 Limites de la simulation de l activit dans les projets de conception 249 7 3 Int r t de la simulation pour les utilisateurs 251 7 4 Int r t de la simulation pour les concepteurs 252 7 5 Int r t de la simulation dans le projet de conception 253 7 6 Perspectives 254 8 CONCLUSION mmmmmmmmmmmnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnenenennnnnnnnnnnnne 258 9 BIBLIOGRAPHIE 264 10 TABLE DES MATI RES 283 11 TABLE DES FIGURES 7 286 12 LISTE DES TABLEAUX 289 10 Sommaire 1 PROBLEMATIQUE Probl matique 12 Probl matique Aujourd hui la comp titivit de l entreprise tire son essence de l innovation technologique tout autant que de sa capacit la mettre en oeuvre et l int grer dans la soci t En effet le progr s technique s il ne se r duit pas l
167. e ici un certain gage de qualit des dispositifs d velopp s tudi dans leur relation avec les futurs utilisateurs En effet l usage d borde souvent largement la fonction pour laquelle l objet a t con u Il s agit donc pour les concepteurs d examiner lors de la d marche de simulation les probl mes d interactions peu pr visibles entre l utilisateur et l objet L analyse bibliographique et le recours aux experts leur appara t toujours comme n cessaire en pr alable l analyse de l usage mais le recours aux tests est n cessaire dans la mesure o les concepteurs ne peuvent pas simuler eux m mes l usage DUBUISSON HENNION 1996 Ainsi la simulation de l activit repr sente pour les concepteurs un nouvel outil d aide la d cision leur permettant d effectuer des choix sur des futurs possibles de concr tiser des modes d utilisation futurs possibles tout en contribuant dans une certaine mesure respecter les crit res li s la qualit aux co ts et aux d lais 7 5 Int r t de la simulation dans le projet de conception La d marche de simulation de l activit permet d int grer l utilisateur dans le projet de conception ainsi l analyse des besoins de l utilisateur ne se trouve plus la remorque de la technique m me si celle ci a des effets novateurs MALATERRE et SAAD 1986 Elle reste un instrument au service de nos strat gies et c est ce service dont a besoin l uti
168. e la vitesse Rappelons que l analyse de l activit actuelle a montr concernant les informations sonores en cabine ZWOLINSKI et SAGOT 1996 qu il existe 23 informations sonores ce qui est trop important en terme de m morisation que les fr quences et niveaux sonores de ces informations sonores sont inadapt s au bruit de fond de la cabine et qu il n existe pas de hi rarchisation des alarmes permettant d tablir des priorit s lors d un d clenchement multiple des alarmes 3 7 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution L tude de chacune des informations sonores a permis de lister un ensemble de crit res au travers du cahier des charges orientant ainsi les solutions De mani re g n rale on a cherch rendre plus compr hensible le syst me informationnel sonore en prenant comme principe de solutions Des alarmes sonores pour tout ce qui concerne les informations n cessitant une action imm diate Des informations vocales ou musicales pour l ensemble des informations devant tre m moris es ou ne n cessitant pas une action imm diate Un regroupement sous un m me signal sonore des informations impliquant des actions du m me type exemple de l arr t imm diat lors d un d part en gare provoqu par un voyageur ou par le contr leur alarme voyageur faux d part 133 D finition des pr concepts et simulation Suite aux premi res r unions de travai
169. e le groupe projet puisse retenir un concept global li la r gulation de la vitesse La phase de d finition des pr concepts au cours de laquelle ces exp rimentations sont men es constitue une tape importante de l tude dans la mesure o c est lors de cette tape qu il persiste bien souvent des doutes au sein de l quipe projet C est un moment privil gi au cours du processus de conception qui engage des d cisions qui peuvent parfois tre irr vocables ou tout au moins difficilement modifiables Les simulations mises en place m me si elles ne reproduisent que partiellement l activit de r gulation de la vitesse doivent permettre l obtention de sp cifications techniques tenant compte de l usage par la mise en situation des personnes concern es par l tude On cherche ainsi favoriser le dialogue entre les diff rents acteurs du projet clients utilisateurs ing nieurs ergonomes et innover en menant une r flexion commune non plus autour des anciens concepts mais autour de sc narios d utilisation Les exp rimentations doivent donc constituer pour tous l l ment central des discussions du groupe projet en apportant des r ponses pr cises sur l utilit et l utilisabilit des futurs produits Elle pourra ainsi favoriser l int gration des recommandations dans la conception du produit et permettre la validation par tapes successives de la faisabilit et du niveau d int gratio
170. e nous le montrerons par la suite l analyse de l activit actuelle men e avec les produits existants a mis en vidence le r le essentiel du conducteur lors de la r gulation de la vitesse des TGV Le groupe projet s est donc donn pour objectif de concevoir un poste de conduite de TGV innovant prenant en compte la nouvelle philosophie de conduite en s appuyant sur la d finition du futur m tier des conducteurs Pour mener bien ce projet nous avons mis en place en accord avec les travaux de MALINE 1994 une d marche que nous avons appel e d marche de simulation de l activit Cette d marche a consist comme nous le d velopperons par la suite mod liser sur la base des phases d analyses les situations de conduite de TGV futurs en sp cifiant le champ des activit s futures souhaitables des conducteurs notion que nous expliciterons par la suite laborer des sc narios li s la conduite future afin que chaque membre du groupe projet puisse se projeter dans la situation de conduite future ceci dans l objectif de rechercher des solutions en ad quation avec l activit qui pourrait tre men e simuler certaines conditions d exercice de l activit lors d exp rimentations avec les conducteurs afin d animer les situations de travail et d optimiser les solutions retenues C est donc une d marche de simulation au sens o celle ci int gre suite l tape d analyse d u
171. e nouveaux dispositifs t l phones syst mes de copilotage sur la t che principale de conduite La simulation a alors pour objet l valuation des cons quences induites par l introduction de nouvelles technologies perturbation prise de risque gestion des priorit s sur le comportement du conducteur Dans ce domaine on trouve des tudes men es sur la lisibilit d informations pr sent es sur crans en phase de conduite automobile simul e IMBEAU et coll 1989 ainsi que diff rentes tudes concernant les t l phones de voiture NILSSON et ALM 1991 PACHIAUDI et coll 1996 ou la pr sentation d informations routi res dans le v hicule VERNET et coll 1995 Il est noter que ces travaux s int ressent plus l valuation d un nouveau dispositif implant dans un environnement existant qu la prise en compte globale de ses interactions avec les l ments du poste de conduite existant lors de sa conception L objectif ici est d identifier le niveau d acceptabilit de la solution propos e Ja formation Le d veloppement de simulateurs de formation a pour principal objet la mise en place de sc narios et de programmes de formation L objectif recherch est de minimiser les risques li s l utilisation de nouveaux syst mes par des novices ou de former les conducteurs exp riment s de nouvelles r gles de conduite Des tudes sont par exemple men es sur l acquisition des nouvelles connaissa
172. e pneumatique est utilis e B Etude des strat gies li es l utilisation du manipulateur Afin de pouvoir comparer les strat gies de conduite li es au nouveau manipulateur nous avons relev dans un premier temps le nombre d actions sp cifiquement li es la r gulation de la vitesse FCG PLUS TPLUS MOINS et ZERO r f page 80 lors de la passation du sc nario de conduite libre Libourne Bordeau sur simulateur Figure 81 Ces donn es ont t regroup es dans le Tableau 12 ci dessous o figurent la r partition des actions et le nombre total d actions pour chaque conducteur ns PLUS 694 920 519 571 606 769 517 642 047 588 404 perl r lee les eee ee Tableau 12 Nombre et r partition des actions li es la r gulation de la vitesse lors du sc nario de conduite libre Nous avons alors cherch identifier si les 11 conducteurs utilisent diff remment les fonctions du manipulateur en analysant les donn es du Tableau 12 par une Analyse Factorielle des Correspondances AFC En effet cette m thode d analyse vise rassembler sur un graphique le plan factoriel la plus grande partie possible de l information contenue dans le Tableau 12 en s attachant non pas aux valeurs absolues mais aux correspondances entre les caract ristiques d crites c est dire aux valeurs relatives L AFC a ainsi t men e sur la base des r sultats des r partitions d actions obtenues p
173. e tester le concept li la r gulation de la vitesse et de valider sa mise en place sur une rame prototype de TGV futur il apporte une importante modularit nous donnant la possibilit de mettre en place tr s rapidement les pr concepts valuer et d optimiser la solution retenue dispositifs informationnels ou commandes physiques il permet la reproductibilit des situations cr es environnement sc narios d utilisation afin de tester avec les conducteurs les diff rents pr concepts propos s pour un m me dispositif il fourni au travers d exp rimentations un support la verbalisation des conducteurs techniques d autoconfrontation Soulignons que l utilisation de ce simulateur a pour premier objectif l valuation globale au cours de sa conception du syst me li la r gulation de la vitesse des futurs TGV Suite aux diff rents cycles d valuation optimisation le groupe projet pourra valider l int gration du concept li la r gulation de la vitesse dans le poste de conduite de la rame prototype du TGV futur en vue des derni res valuations sur le terrain 151 Mise en place des exp rimentations sur simulateur La structure du simulateur a ainsi t simplifi e puisqu il ne reproduit pas l ensemble des composants li s l activit de conduite mais essentiellement ceux qui permettent de reproduire l activit de r gulation de la vitesse Ainsi la mise en place de
174. e vue subjectif par les diff rents sujets sont largement inf rieurs aux valeurs limites indiqu es par la norme NF X35 105 AFNOR 1995 puisque celles ci repr sentent des limites acceptables mais ne prennent pas en compte la notion de confort d utilisation Par contre les plages identifi es lors des exp rimentations restent assez larges et ne permettent pas de cibler une configuration d efforts Ainsi afin de pouvoir affiner les r sultats li s aux efforts effectuer lors de la manipulation le groupe projet a choisi de proc der dans une phase ult rieure des essais impliquant cette fois ci les conducteurs de trains et prenant en compte l activit de conduite Pour proc der ces essais dans les meilleures conditions possibles et en accord avec les concepteurs de la maquette il a t d cid de cibler deux configurations d efforts diff rentes en accord avec les choix effectu s par nos sujets lors de la pr exp rimentation Ces configurations d efforts retenues indiqu es dans le Tableau 2 sont repr sentatives des choix effectu s lors de la pr exp rimentation 99 D finition des pr concepts et simulation CONFIGURATION 1 CONFIGURATION 2 Valeurs max donn es Point d application de Point d application de par la norme l effort 100 mm l effort 120 mm NF X 35 105 Action vers 11008 10508 40008 Tableau 2 Configurations des efforts mettre en place pour les futurs essais sur l
175. ectriques de traction et de freinage un deuxi me barregraphe repr sente les volutions de la pression pour le freinage pneumatique une zone centrale permet par l interm diaire d ic nes de donner des informations sur l tat des dispositifs traction freinage Blocs Moteurs Boogies Porteurs et sur l enclenchement de la fonction URG c est la zone de supervision et de gestion des quipements de s curit Que ce soit pour les efforts pneumatiques ou pour les efforts lectriques on affiche en parall le la demande du conducteur et ce que r alise la machine Si un dysfonctionnement engendre une limite de puissance des moteurs boogie hors service une but e s affiche dans la zone repr sentant ce qui est r alis par la machine afin d indiquer ce qui sera au mieux r alisable Ainsi le conducteur est toujours conscient des capacit s de la machine et donc des performances techniques qu il peut obtenir en terme de traction ou de freinage 122 D finition des pr concepts et simulation d effort lectrique d effort lectrique Pression pneumatique Pression pneumatique demand r alis r servoir RE en bars r servoir CG en bars net 5 100 Zone de A e traction i lectri lectrique q RC DRE Le Zone LL 9 de Fo freinage CD HI noie EE i lectrique URG E Ee Limit
176. ensemble du groupe projet le fait que le clavier de la VI devra tre int gr sur le clavier d j existant Cependant afin de pouvoir valider les nouvelles 105 D finition des pr concepts et simulation fonctionnalit s de la VI affichage pr r glage nous avons r alis une maquette int grant le clavier num rique pour les futures valuations 3 4 3 R alisation de la maquette Nous avons d velopp un bo tier sp cifique pour le r glage de la VI afin de pouvoir valuer ses nouvelles fonctionnalit s Nous nous sommes appuy s ici sur le sc nario pr c demment d fini ainsi que sur les normes concernant les tailles et l espacement des caract res et des boutons Nous avons ainsi mis en oeuvre le dispositif temporairement mis en place pour les futurs essais Figure 30 Figure 30 Maquette fonctionnelle du bo tier de Vitesse Impos e VI Dans le cas du d veloppement du bo tier de VI ce sont essentiellement les nouveaux dispositifs techniques install s sur la rame permettant une mesure pr cise de la vitesse r elle qui r volutionnent son principe En effet dans les zones de faible d clivit le dispositif de vitesse impos e peut maintenant tre consid r comme un pilotage automatique ou du moins comme une bonne assistance la conduite puisqu il agit r ellement comme une but e quelle que soit la d clivit du terrain Par contre il ne constituera toujours pas une aide totalement eff
177. ent les risques d accidents Il faut savoir que les conducteurs fran ais sont d ores et d j amen s conduire seuls avec la responsabilit de 800 passagers des rames de 70 millions de francs sur des dur es de parcours 43 Le projet TGV NG atteignant parfois 7 heures La question de la fiabilit du syst me homme machine est donc aujourd hui essentielle et n cessite une red finition globale du poste de conduite actuel Figure 5 A ILLIY e Figure 5 Cabine de conduite du TGV A Ainsi le TGV de l an 2000 TGV Nouvelle G n ration deviendra europ en et devra am liorer ses performances dans le domaine de la technique puissance des moteurs freinage conomie d nergie au niveau de l environnement nuisances sonores recyclage dans le domaine du confort am nagement des voitures voyageurs en confort cabine mais galement dans le domaine de la s curit mat riaux poste de conduite signalisation La conception du futur poste de conduite des TGV s est donc inscrite dans une large tude l instigation du consortium franco britannique la soci t GEC ALSTHOM transport 2 2 Mise en place du projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs 2 2 1 Constitution du groupe de travail Le groupe de travail concernant le projet Etude du poste de conduite des TGV futurs a r uni d s 1991 44 Le projet TGV NG GEC ALSTHOM Belfort concepteu
178. er voluer L automatisation de certaines t ches les volutions des contraintes futures dues l extension des lignes vers les autres pays europ ens les volutions des mat riels transforment le m tier du m canicien qui peut alors prouver la peur l gitime de ne plus avoir la ma trise de son train se sentant tributaire des automatismes nouvellement install s Il se pose alors le probl me essentiel de la s curit li la place du conducteur dans le nouveau syst me Ainsi il appara t que les m thodes de conception restent ce jour inadapt es ou difficiles mettre en place lorsque l on aborde la conception d un syst me complexe Les m thodes actuelles conduisent trop souvent les concepteurs d couper le syst me tudi en sous syst mes techniques les amenant une conception qui fait abstraction de la complexit du syst me tudi Or comme nous allons le montrer il existe de r els dangers li s l orientation 20 Probl matique purement technique des solutions dans la conception des syst mes complexes dangers qui peuvent conduire de v ritables catastrophes lors de la conduite de tels syst mes 1 1 2 Limites d une conception technocentr e dans la conception des syst mes complexes S1 les concepteurs ont su tirer profit des nouvelles technologies ainsi que des m thodes leur permettant de mieux formaliser les tapes de leurs projets de conception en vue d apporter une solu
179. erv e avec une performance attendue BEGUIN et WEILL FASSINA 1997 Dans notre cas il n a pas t possible de comparer les performances obtenues avec le nouveau concept aux performances obtenues avec les anciens concepts En effet dans un premier temps nous pensions pouvoir installer sur le simulateur l ensemble des dispositifs actuels li s la r gulation de la vitesse afin de pouvoir comparer les performances obtenues dans les m mes conditions simul es mais ceci n a pas t possible pour des raisons techniques Nous avons donc effectu des valuations comparatives sur simulateur concernant les diff rents pr concepts en prenant comme r f rence les performances attendues qui ont t d termin es au cours de la d finition du champ des activit s futures souhaitables Cette phase d valuation a permis au groupe projet d optimiser et de valider certains aspects du concept li la r gulation de la vitesse Ceci a t rendu possible sur la base de l examen de crit res de performance sp cifiques tudi s lors de la passation de sc narios impos s reproduisant certaines conditions d exercice de l activit Ces sc narios ont t mis en place afin de pouvoir valuer le concept li la r gulation de la vitesse de mani re intrins que c est dire en examinant des points particuliers concernant son utilisation tout en reproduisant l ensemble des interactions existantes entre les l ments q
180. es besoins et d terminer quel sera l environnement futur du produit et les milieux ext rieurs au produit C est ici que vont intervenir les diff rentes m thodes et techniques de conception qui doivent permettre de r pondre 4 questions fondamentales au cours du processus de conception Que produire Pour quelle utilit Quels doivent tre les moyens les plus conomiques et les plus efficaces De quoi le produit doit tre fait Ces m thodes de conception mises en vidence par de nombreux auteurs AOUSSAT 1990 QUARANTE 1994 BOCQUET 1996 ont pour principal objectif d aider les concepteurs int grer les diff rents outils les d marches mettre en oeuvre tout en formalisant le processus de conception 16 Probl matique L approche s quentielle par exemple est tr s largement utilis e par les concepteurs puisqu elle contribue la planification lin aire du projet dans le temps Figure 1 DEFINITION DES BESOINS x Incidence x Mod le Co t CAHIER DES CHARGES AVANT PROJET PRODUIT PROTO INDUSTRIEL SUIVI DU PRODUIT DESTRUCTION DU PRODUIT Figure 1 L approche s quentielle d crite par BOCQUET 1996 Cependant tous les concepteurs sont aujourd hui conscients que les activit s de conception ne se d roulent pas suivant ce type de sch ma lin aire puisque de nomb
181. es sch mes d utilisation la praticit le niveau de pr cision demand les efforts requis Cette approche a t essentiellement men e sur la base des nombreuses connaissances issues de l analyse de l activit et d une bonne connaissance de l existant Pour enrichir ce point de vue nous avons fait participer les 6 conducteurs du groupe projet cette tape de mise en place des dispositifs en cabine Nous avons en premier lieu confront les conducteurs aux classifications des dispositifs que nous avions effectu es puis nous leur avons demand en accord avec les travaux d HEDBERG 1987 de localiser sur un sch ma de pupitre les zones pr f rentielles pour l emplacement des groupes de commandes et des interfaces visuelles Ainsi chaque conducteur a pu repr senter sur un sch ma l implantation qui lui semble la mieux adapt e l id e qu il se fait de son activit future Figure 43 Au cours des verbalisations men es sur la base des implantations qu ils ont d finies ils ont pu justifier les choix qui les ont amen s ces propositions d implantation Dans la plupart des cas les conducteurs ont justifi leurs choix sur la base de la mise en vidence de s quences d actions qu ils auront mener Figure 42 127 D finition des pr concepts et simulation Signalisation vitesse de consigne restrictive sur ligne classique Freinage lectrique main droite Surveillance de l effort de frei
182. espect s de nombreuses solutions restent envisageables du fait de la large plage de fr quences disponibles ou des nombreuses possibilit s de cadence son silence qui diff rencient les alarmes Les fr quences sonores par exemple n influencent le temps de r action qu au dessus de 100 dB BROADBENT 1957 On a donc choisi pour chacune des informations sonores de d finir plusieurs sons sur la base des cahiers des charges en modulant les crit res encore non fix s Afin de pouvoir g n rer de nouvelles alarmes nous avons ainsi synth tis des sons diff rentes fr quences partir d un g n rateur de signaux carr s Ces signaux comportent tous plusieurs harmoniques comme le pr conisent les normes internationales afin d viter les effets de masquage PATTERSON 1990 Ces s quences ont des fr quences dominantes de 340 400 425 440 500 554 750 900 1000 1100 1260 1400 1520 1800 2000 2500 3000 3250 Hz L association de ces sons l aide d un logiciel informatique de traitement de s quences permet alors de g n rer de nombreuses alarmes en jouant sur les param tres d crits ci dessus D autres sons ont t propos s sur la base d enregistrements num riques d alarmes existantes de type buzzer timbres ou sonneries 136 D finition des pr concepts et simulation 3 7 4 Mise en place des exp rimentations A Objectifs En accord avec le groupe projet nous avons choisi de mettre en place des e
183. et sc narios d marche compl mentaire aux pr c dentes avaient un double objectif chercher non pas tablir une liste exhaustive des diff rents param tres susceptibles de g n rer des incidents mais plut t mettre en vidence les diff rentes cat gories d l ments en interaction avec le syst me homme machine et ensuite rep rer celles qui tendent diminuer le niveau de s curit globale S int resser en particulier l activit actuelle de r gulation de la vitesse et son volution future 2 3 3 Le travail du conducteur de TGV Sur la base des analyses qui ont t men es on peut dire que la t che de conduite actuelle se d compose en trois phases successives savoir la prise de service avant d part la conduite et le rangement de la rame l arriv e A La prise de service avant d part Elle se traduit concr tement par le passage au d p t pour retirer diff rentes informations documents sous format papier ou lecture du tableau d affichage Ces derni res retir es lors de la prise de service concernent essentiellement la connaissance et l tat des lignes De mani re 56 Le projet TGV NG g n rale ces connaissances sont relatives aux diff rentes limitations de vitesses limitations permanentes ou temporaires l implantation de la signalisation de voie et aux derni res modifications du r glement de conduite A la suite de ce passage au d p t il y a ce que l on
184. et adapt s au mode de fonctionnement de l homme Donn es sur l existant Description des t ches selon les op rateurs diagnostic ergonomique 86 D finition des pr concepts et simulation Champ des activit s futures souha itables Cahier des charges Cahier des charges ergonomique fonctionnel Normes connaissance de l activit Normes connaissance du produit Principes techniques retenus D finition des Connaissance sur El ments normatifs Putilisabilit du produit et li s l homme ou aux Maq u ettag e sur le champ des activit s dispositifs Exp ri mentations futures possibles Simulations D finition et mise en oeuvre des concepts Figure 20 D marche g n rale adopt e lors de la d finition et de la mise en oeuvre des pr concepts de dispositifs li s la r gulation de la vitesse des TGV futurs En enrichissant les connaissances du groupe projet gr ce la d finition du champ des activit s futures souhaitables l ergonome donne l ensemble des acteurs du groupe projet les moyens de prendre en compte l ensemble des l ments techniques fonctionnels 87 D finition des pr concepts et simulation op rationnels ergonomiques dans la r flexion qu ils ont mener lors de la recherche de solutions Le groupe projet est ainsi amen r fl chir aux solutions envisageables non plus sur la base de r ponses des contraintes mais s
185. et donc des s quences de changements de vitesse fr quents De plus on trouve d j ces situations de respect des vitesses au plus juste dans les cas de rattrapage des retards En effet si un conducteur rencontre un v nement impr vu provoquant un retard son objectif sera alors de tangenter au plus juste les consignes de vitesse afin de chercher respecter les horaires d arr ts en gare 5 1 2 M thodes A Les sc narios Nous avons d fini deux sc narios permettant de reproduire de mani re acc l r e un grand nombre de situations de conduite Lors de la passation des sc narios les vitesses de consignes 170 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse sont donn es aux conducteurs l aide de l interface vitesse sur laquelle figure un bandeau circulaire indiquant les consignes de vitesse but et de vitesse but instantan e Figure 56 Ainsi les consignes de vitesse ne sont pas pr sent es sur l image du vid odisque pr sentant la voie L image du vid odisque permet uniquement ici de donner au conducteur une information li e sa vitesse en fonction du d filement des images Vitesse but instantan e Distance but en jaune Vitesse but en vert Figure 55 Sch ma de l interface vitesse sur laquelle sont indiqu es les consignes respecter Ainsi chaque changement de consigne est affich la nouvelle vitesse but atteindre bandeau fixe en vert et la v
186. et op rationnelles des dispositifs en phase de d finition des pr concepts Lors de l tape de d finition des pr concepts il s agit d identifier avec les utilisateurs actuels ou futurs des produits des situations d actions caract ristiques li es l utilisation des dispositifs Ces situations qui d crivent certaines conditions d exercice de l activit des utilisateurs donnent lieu l laboration de sc narios qui permettent d identifier finement les actions r aliser par les utilisateurs Ces sc narios d utilisation viennent ainsi compl ter les donn es issues des tudes pr liminaires Cahier des charges principes techniques et permettent d envisager des pr concepts en ad quations avec les t ches r aliser On contribue ainsi une certaine forme d innovation dans la mesure o les r flexions ne s appuient pas sur d anciens concepts mis en place mais sur les sc narios d utilisation Plusieurs pr concepts sont alors d finis et r alis s sous forme de maquettes afin d tre valu s d un point de vue fonctionnel et op rationnel lors de simulations sur bancs d essais Ces simulations m me si elles ne reproduisent que partiellement l activit d utilisation permettent l obtention de sp cifications techniques tenant compte de l usage et la v rification de certaines hypoth ses concernant le champ des activit s futures souhaitables Ainsi lors d it rations suc
187. eur l ENSGSL pour avoir accept de diriger ma th se pour l int r t qu elle a port mon travail et pour l aide et la confiance qu elle m a accord e Je tiens exprimer mes plus vifs remerciements Jean Claude SAGOT responsable de l quipe d Ergonomie et de Conception sans qui rien m aurait t possible Je tiens lui exprimer ma gratitude pour m avoir accueilli au sein de son quipe pour la confiance et le soutien qu il m a apport dans la r alisation de mes projets et pour avoir accepter de diriger cette th se J adresse toute ma reconnaissance Robert DUCHAMP Professeur PENSAM qui ma permis d effectuer mes premiers pas dans la recherche dans le cadre du DEA Conception de Produits Nouveaux Je le remercie vivement d avoir accept d tre rapporteur de cette th se Je tiens exprimer toute ma gratitude Jean Michel RUIZ Professeur l ENSSPICAM pour l int r t qu il a port mon travail et pour m avoir fait l honneur d tre rapporteur de cette th se Mes remerciements vont aussi Olivier GARRO Professeur l UTBM pour sa disponibilit pour ses conseils et suggestions qui m ont t d une aide pr cieuse J adresse un merci tout particulier Patrick TRUCHOT Professeur l ENSGSI Nancy pour m avoir encourag lors de mon DEA poursuivre une th se Je lui t moigne toute ma gratitude pour ses conseils avis s pour
188. eur 1 sc nario cibles 199 Figure 22 Relev s effectu s pour le conducteur 2 au cours du sc nario SOn 205 Figure 23 Temps moyen mis pour r aliser l action attendue en fonction de la cat gorie d alarme consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario son 208 Figure 24 Temps moyen mis pour consulter l information visuelle en fonction de la cat gorie d alarme consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario son 208 Figure 25 Ecart moyen entre le temps mis pour consulter l information visuelle et le temps mis pour r aliser l action en fonction de la cat gorie d alarme consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario son Analyse de variance p lt 0 001 p lt 0 05 209 Figure 1 Courbes de vitesse r elle et de vitesse but instantan e 220 Figure 2 Courbes de vitesse r elle et de vitesse but instantan e 221 Figure 3 R partition du nombre de fois o les conducteurs ont utilis le freinage lectrique pneumatique ou la traction pour les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre et pour trois conducteurs lors de la premi re demi heure de Paris Nice 223 Figure 4 Repr sentation du plan factoriel su
189. ev s Concernant la pr sentation de l information nous relevons la fin de la passation les items retenus ainsi que les avis des conducteurs sur les modalit s de pr sentation de l information Lors du sc nario cibles nous relevons les r ponses des conducteurs et les ventuelles omissions ou erreurs effectu es Nous avons relev la vitesse r alis e par un conducteur durant le parcours exemple Figure 75 afin de v rifier si les consignes donn es sont respect es limitations de vitesse respect des horaires lors des arr ts en gare 198 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Vitesse r alis e et position des cibles Conducteur 1 Sc nario cibles 100 7 vitesse r alis e A cibles Vitesse en km h 50 1000 1500 Temps en secondes Figure 75 Courbe de vitesse r alis e et apparition des cibles Conducteur 1 sc nario cibles Les diff rents trac s nous ont permis de v rifier qu il n y a pas eu durant ces sc narios d incidence notable sur t che principale de conduite li e la d tection de cible L ensemble des conducteurs a su r aliser le parcours en respectant les horaires donn s par la fiche train sans d passer les vitesses de consigne Ainsi le contr le des crans s est d roul sans que cela m ait a priori d incidence sur la t che principale de r gulation de la vitesse 5 2 3 R sultats li s
190. fait l objet d une tude sp cifique par une quipe de la SNCF Concernant notre tude nous avons simplement cr une zone d affichage d informations compl mentaires afin de pouvoir par la suite tester le principe de conduite avec trois crans selon la charge attentionnelle et l organisation de la prise d information visuelle Cette tape nous a donc permis de d finir par des cycles it ratifs de conception valuation les diff rentes interfaces visuelles li es la r gulation de la vitesse Comme nous avons pu l voquer pr c demment nous avons tenu compte parall lement l tude des diff rents dispositifs de leur implantation au sein de la cabine que nous allons d tailler dans le paragraphe suivant 3 6 L implantation des dispositifs Optimiser les syst mes d aide la conduite n est pas une fin en soi En effet si l utilit d un syst me est prouv e qu il est d velopp mais mal implant il reste difficilement utilisable pour l op rateur L int gration des diff rents dispositifs sur pupitre est donc une tape tr s importante puisqu elle consiste d terminer l accessibilit visuelle et manuelle de ces dispositifs par le conducteur De la m me mani re la d termination de l emplacement des commandes les unes par rapport aux autres est importante puisqu elle va favoriser les temps de r action et les temps de d tection des informations 3 6 1 Hi rarchisation des beso
191. fiche train cabine Recherche les Points Kilom triques voie Le conducteur conna t sa position la gare et son ventuel retard Consulte Amp rem tres gt Tachym tre N 4 Rep res formels et informels l ext rieur panneaux habitations Le conducteur r gule sa vitesse en mode lectrique Le conducteur arrive la gare et commence le freinage pneumatique Consulte Manom tres lt Tachym tre 7 Rep res formels et informels l ext rieur panneaux quai Le conducteur arr te le train Mise z ro traction freinage voyant Mise 5 bars CG manom tres Contr le quai ext rieur Figure 31 Exemple de sc nario mettant en vidence la prise d information visuelle Rappelons que l analyse fine de l activit de conduite actuelle a mis en vidence le fait qu aujourd hui les informations visuelles sont tr s peu structur es au sein du poste de conduite En effet au fur et mesure de la mise en place de nouveaux dispositifs au sein des 110 D finition des pr concepts et simulation postes de conduite des interfaces se sont juxtapos es sans que l on puisse r ellement prendre en compte la coh rence du syst me informationnel constitu Nous avons donc restructur les diff rentes informations selon des zones logiques li es aux sc narios pr c demment identifi s Les zones informationnelles retenues pour regrouper
192. finir une aide l activit de conduite c est avant tout prendre en compte la place qu occupe l homme dans la boucle de r gulation du syst me et voir comment dans l avenir cette place va voluer sachant que ce d placement n est pas uniquement li l automatisation mais galement la nature des t ches futures qu il aura effectuer contr le ex cution La Figure 17 ci dessous repr sente sch matiquement un mod le de la conduite actuelle Conducteur R gulation de la vitesse Rem morisation aux connaissances de ligne Gestion de l horaire Gestion des proc dures annexes Sectionnement de courant Changement de puissance Changement de courant Identification des informations Sli Acquittement VACMA Gestion des dysfonctionnements Identification des d fauts M morisation des restrictions Respect des proc dures D fauts Vitesse r elle KVB LZB Cab signal Vitesse r elle D fauts Documents papier Manipulateur de traction Commandes choix de tension et pantographe Intensit traction freinage Boitier de signalisation Cadran VI Manom tres Amp rem tres Tachym tre VACMA freinage lectrique VI Guide de d pannage informatis Manipulateur de freinage pneumatique Intensit traction freinage LZB Machine Environnement Affiche et contr
193. formations sonores indiquant un danger ou un accident et qui n cessitent une action imm diate la cat gorie 3 est caract ris e par un temps mis pour consulter l information de 2 7 1 4 secondes par un temps de r alisation de l action de 6 5 1 7 secondes et par un cart de 4 3 71 1 secondes entre les moments o l information est consult e et o l action est r alis e Ici le conducteur est pris en d faut puisque les informations sonores de la cat gorie 3 sont li es au non respect d une consigne On peut supposer qu il v rifie bien la cause du d clenchement de l alarme avant d effectuer la moindre action dans la mesure o une nouvelle erreur d appr ciation pourrait le conduire d passer la limite donn e par la consigne la cat gorie 2 est caract ris e par un temps mis pour consulter l information de 5 7 0 8 secondes par un temps de r alisation de l action de 7 9 20 8 secondes et par un cart de 1 8 20 5 secondes entre les moments o l information est consult e et o l action est r alis e Ici les informations sonores sont li es aux changements des consignes de conduite qui m me si elles induisent forc ment une action n impliquent pas une r action imm diate L hypoth se de d part qui consiste dire que les indicateurs de performance retenus li s l activit faisant suite au d clenchement d une alarme sonore sont influenc s par les caract ristiques des a
194. gagner Faiblement ou rapidement Fortement Fortement et rapidement R duire sa vitesse 0 km h et s arr ter R duire rapidement sa vitesse pour s arr ter en utilisant la VI sans risque de d passement atteindre rapidement la nouvelle indication du Cab sans d passement atteindre rapidement une vitesse sans devoir effectuer un freinage rh ostatique ou pneumatique Figure 14 Objectifs effectifs de la r gulation de la vitesse Il s agit donc d int grer l ensemble de ces r sultats issus de l analyse de la t che et de l activit en vue de la conception du futur poste de conduite et d all ger les connaissances ma triser par le conducteur en lui apportant une aide informationnelle par rapport aux situations rencontr es L importance de l activit li e la r gulation de la vitesse a ainsi conduit le groupe projet d limiter l tude l ensemble des dispositifs li s la r gulation de la vitesse les dispositifs physiques de commande de traction freinage et de vitesse impos e VD les interfaces visuelles ainsi que les alarmes sonores li es la vitesse Ces divers l ments dont nous allons donner une br ve description par la suite ont donc t retenus parmi les l ments remettre en question de mani re prioritaire dans le cadre de la d finition de la cabine des TGV futurs 2 3 5 Descriptif des l ments en cabine directement li s l activit de r gulation de la
195. ge deux barragraphes sur lesquels figurent les efforts de traction lectriques et pneumatiques demand s et r alis s ainsi que des pictogrammes sp cifiques arr t d urgence limitation puissance pour la zone de supervision et de gestion des quipements de s curit des pictogrammes li s aux incidents mat riels pannes de moteur panne d indication de vitesse 118 D finition des pr concepts et simulation D atia baiiio a al jj de a Figure 36 Pr concept d interface avec barregraphes pour les niveaux de traction et de freinage Ici les principales remarques des conducteurs concernent les indications d efforts qui ne sont pas assez pr cises puisqu elles ne comportent pas assez de graduations 3 5 4 Mise en place des exp rimentations A Objectifs Pour concevoir une interface adapt e aux utilisateurs il faut n cessairement passer par une succession de cycles d valuation conception permettant l affinement progressif des diff rents concepts la s lection du concept final et son volution KOLSKI 1997 L valuation a donc pour objectif de v rifier que le syst me est adapt la t che et aux futurs utilisateurs en permettant l identification ou la pr vision des difficult s rencontr es par les diff rentes cat gories d utilisateurs la caract risation des avantages et inconv nients des interfaces valu es 119 D finition des pr concepts et simulation B
196. gories Les premi res sont celles li es la gestion des communications radio appel et r ception elles se caract risent par leur aspect al atoire Les autres consistent essentiellement adapter la rame aux caract ristiques des quipements lectriques de voie tensions cat naires ce sont par exemple les proc dures de changement de pantographes et de changement de puissance C Le rangement de la rame l arriv e Elle consiste ranger la rame en gare ou en d p t et annoter un certain nombre de documents notamment sur la configuration des quipements de la rame des incidents survenus lors de la mission et des horaires retard rattrapage de retard 58 Le projet TGV NG Ainsi la t che de r gulation de la vitesse constitue la t che principale de conduite des trains C est donc principalement la t che de r gulation qui sera tudi e par la suite tout en gardant l esprit qu elle n est pas l unique t che effectuer par les conducteurs 2 3 4 La r gulation de la vitesse L analyse de l activit de conduite des m caniciens a permis de mettre en vidence la place centrale qu occupe la t che de r gulation de la vitesse dans la t che globale En effet la t che de r gulation de la vitesse est consid r e comme essentielle tant du point de vue de l exploitation r ussite d une mission en un temps donn avec respect des consignes de s curit que du point de vue du m canicien
197. guli res et volutives du trajet L anticipation a donc un r le primordial dans l activit de r gulation de la vitesse notamment par la prise en compte de param tres directement li s la connaissance de ligne et par la connaissance de la vitesse qu il faudra avoir par la suite La connaissance de ligne constitue en effet un l ment d information essentiel au conducteur Ceci a t mis en vidence 59 Le projet TGV NG lorsque l on a demand aux conducteurs de faire une repr sentation graphique du parcours qu ils avaient effectu Figure 12 On a ainsi montr une parfaite connaissance du d roulement de la ligne d autant plus claire et simplifi e que l expertise du conducteur est forte Figure 12 Exemple de repr sentation d un trajet sur ligne classique En fait la connaissance de ligne permet de mieux g rer la multitude de crit res objectifs prescrits ou contraintes existantes repr sent s Figure 13 qui doivent tre pris en compte pour l anticipation lors de la r gulation de la vitesse 60 Le projet TGV NG Etat du mat riel Moteurs isol s frein pneumatiques isol s Horaire r sorber l avance rattraper le retard maintenir la marche Conditions climatiques pluie neige brouillard soleil Adh rence roue rail D clivit pente rampe nulle Longueur des cantons Position des gares aiguilles et type de voie Respe
198. hase de traction Figure 74 Ceci s explique par le fait que les phases de freinage sont directement li es des aspects de s curit au cours desquelles les conducteurs doivent parfaitement savoir ma triser leur vitesse 194 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Ecart Ecart en km h en km h He 10 4 NS traction freinage traction freinage Figure 74 R sultats li s l analyse de variance mettant en vidence l effet de la variable TRFR sur Ecart pour l ensemble des conducteurs lors du sc nario 1 et du sc nario 2 p lt 0 001 Les carts par rapport la vitesse de consigne Figure 74 mesur s lors des 2 sc narios sont tout fait acceptables compte tenu de la difficult des sc narios et des marges de manoeuvre possibles Ces carts ont pu tre expliqu s par la visualisation des courbes de vitesse qui montrent que la plupart des conducteurs recevant une consigne de d c l ration reprennent des habitudes de conduite qui avaient pu tre identifi es lors de la phase d tude du comportement de conduite des m caniciens BOLLON et coll 1992 au d triment de la consigne du sc nario qui stipule de respecter strictement les consignes indiqu es Ce point est plut t positif dans la mesure o l on constate que le manipulateur permet aux conducteurs de reprendre leurs habitudes de conduite m me sur des sc narios ne reproduisant pas forc ment des si
199. hoix des orientations Le risque encouru est qu il puisse ne pas avoir en main toutes les connaissances li es la situation de r f rence L orientation des solutions risque alors de reposer sur la seule connaissance de l ergonome L ergonomie pratiqu e dans la conduite de projets industriels D ANIELLOU 1987 Ici l ergonome est plac comme un des acteurs de la conception Il va s int resser la conduite du projet dans son int gralit de la phase d analyse de la demande jusqu aux phases de validation d accompagnement de la r alisation et de mise en service Cette int gration est n cessaire en vue d apporter des concepts diff rents de ceux en vigueur chez les concepteurs Elle s appuie sur l analyse ergonomique de l activit dans des sites de r f rence ainsi que sur une approche participative des op rateurs dans le groupe projet Elle favorise la construction des t ches futures des op rateurs L ergonomie pratiqu e suivant le programme technologique de PINSKY et THEUREAU THEUREAU et PINSKY 1984 ont d crit sous le nom de paradoxe de l ergonomie de conception le fait que l on ne puisse pas adapter les moyens de travail l activit dans la mesure o ces moyens de travail ont une influence directe sur l activit future Dans le cadre prospectif de l ergonomie de conception l analyse ergonomique de l activit bas e sur l tude du comportement ne peut tre effectu e Po
200. hologie cognitive la sociologie l ing nierie la m decine du travail Une d finition reconnue de l ergonomie tablie en 1988 par la Soci t d Ergonomie et de Langue Fran aise SELF est la suivante La mise en oeuvre de connaissances scientifiques relatives l homme et n cessaires pour concevoir des outils des machines et des dispositifs qui puissent tre utilis s avec le maximum de confort de s curit et d efficacit pour le plus grand nombre On peut r sumer bri vement cette d finition par l ergonomie c est concevoir l usage de l homme L ergonomie se d compose selon deux grands axes l ergonomie de correction et l ergonomie de conception La premi re s applique des produits des situations de travail existantes que l on cherche am liorer La seconde s applique des projets de conception de produits nouveaux Entre 1950 et 1970 l ergonomie tait une science appliqu e c est dire que sur la base d exp rimentations et de statistiques on mod lisait les connaissances WISNER 1995 Cette conception de l ergonomie est encore tr s largement celle de l ergonomie mondiale en particulier en Grande Bretagne et aux Etats Unis En effet cette approche normative facilite 23 Probl matique l usage de l ergonomie dans l Art de l ing nieur puisque les concepteurs n ont pas ma triser de donn es sp cifiques concernant le fonctionnement du c
201. humain Sous la direction de JC Sp randio Aux ditions Octar s 159 173 JURAIN T 1991 De l crit l cran Etude et classification des aides logicielles au d veloppement d interfaces graphiques G nie logiciel et syst mes experts septembre n 24 28 42 K KARSENTY S 1991 La construction d interfaces utilisateurs G nie logiciel et syst mes experts 1991 septembre n 24 18 27 DE KEYSER V VAN DAELE A 1988 L ergonomie de conception Editions De Boeck Bruxelles KEYSON D K PARSONS K C 1990 Designing the user interface using rapid prototyping Applied ergonomics 21 3 207 211 KOELEGA H BRINKMAN J A 1986 Noise and vigilance an evaluation review Human factors 28 4 465 481 KOLSKI C 1997 Interfaces Homme Machine application aux syst mes industriels complexes 2 dition Editions Herm s collection informatique 477p k g LABIALE G 1991 272 Bibliographie Performance de d tection visuelle des informations d alerte dans le v hicule In Le maintien de la vigilance dans les transports journ es d tude de l INRETS Collection transport et communication 159 170 LAMONDE F 1994 La d termination progressive de l activit des conducteurs de train contribution l analyse de la fiabilit d un syst me ferroviaire R sum de th se dans Le travail humain Tome 57 n 2 195 200 MC LANE R WIERWILLE W 1975 The influence of motio
202. i s de proposer des pistes de r flexion utiles pour la conception des situations de travail Les auteurs nous proposent de nombreuses techniques li es aux mesures et aux relev s sur le terrain permettant de r aliser l analyse de l activit mais ils ne peuvent pas r ellement expliciter la mani re dont on pourra int grer les r sultats de ces analyses pour la conception En fait tant que l ergonome ne se positionnera pas en tant que co concepteur au cours du projet de conception les r sultats issus de l analyse de l activit ne seront int gr s par le groupe projet qui ne sera pas forc ment les exploiter 27 Probl matique Suite ces diff rents constats le groupe projet TGV s est pos la question suivante comment int grer les diff rents r sultats des analyses pr alables en vue d tablir le meilleur compromis au niveau de la cabine de conduite finale et de r pondre aux attentes des industriels des exploitants et des conducteurs Etablir une solution acceptable par tous s av re en effet complexe car chacun des acteurs se construit sa propre repr sentation du probl me et donc sa propre solution sans r ussir r ellement prendre en compte les recommandations des autres membres du groupe projet ARNOULD 1995 Les m thodes de conception g n rales ne permettent pas toujours de cr er la coh sion n cessaire au sein des groupes projet car chaque produit concevoir poss de ses propres car
203. icace dans les zones de forte d clivit puisqu il ne sait pas g rer une modulation des efforts en douceur et peut provoquer un certain inconfort au niveau des passagers vitesse tr s irr guli re Son principe d utilisation reste donc toujours le m me puisque le conducteur a juste s lectionner la vitesse voulue la diff rence pr s qu il l obtiendra au moins aussi rapidement qu avec l ancien syst me et que le r glage s effectuera au km h pr s Il n a donc pas t envisag de pr exp rimentations avec les conducteurs concernant ce dispositif de VI 106 D finition des pr concepts et simulation Par contre son utilisabilit sera examin e par la suite en relation avec les interfaces visuelles sur lesquelles seront pr sent es certaines informations qui concernent la VI 3 5 Les interfaces visuelles li es la r gulation de la vitesse Sur la base de l analyse de l activit men e dans le cadre de la conduite TGV qui a mis en vidence que la conduite est principalement une activit de r gulation de la vitesse le groupe projet a retenu les constats suivants Pour ex cuter sa t che le conducteur dispose de connaissances sur le fonctionnement de la machine sur ses capacit s sur la r glementation sur la signalisation mais aussi des connaissances plus sp cifiques qui concernent les caract ristiques de la ligne Le comportement et les strat gies des conducteurs d pendent de
204. ice intelligibility on speech comprehension Human factors 37 2 335 340 PARSONS K C 1995 Ergonomics of the physical environment International ergonomics standards concerning speech communication danger signal lighting vibration and surface temperatures Applied ergonomics 26 4 281 292 PATTERSON R D 1983 Guidelines for auditory warning systems on civil aircraft Civil Aviation Authority Paper 82017 64p PATTERSON R D 1990 Auditory warning sounds in the work environment Phil Trans R Soc Lond B327 485 492 PERUCH P MESTRE D GIRAUDO M D 1988 Quelques aspects fondamentaux de l introduction de nouvelles technologies dans le domaine des transports Le travail humain tome 51 n 3 243 254 PINSKI L THEUREAU J 1987 L tude du cours d action analyse du travail et conception ergonomique rapport n 88 Paris Laboratoire de Physiologie du Travail et d Ergonomie CNAM PLECZON P 1992 El ments de m thodologie et outils pour l assistance l op rateur Application la conduite automobile Th se de Doctorat Ecole Nationale Sup rieure de l a ronautique et de l espace 230p POTTIER A BERTHELON C MESTRE D PONS R 1995 D pendance ind pendance l gard du champ et anticipation visuelle d une collision Actes du XXX me Congr s de la SELF Biarritz 27 28 et 29 Septembre 178 185 POMIAN 1997 PORTNOFF A Y 1994 Mourir comp titif ou choisir d innover
205. ier chaque terme de la fonction remplie par l information sonore et expriment les niveaux de satisfaction souhait s par les utilisateurs Ainsi on a pu r duire le nombre des alarmes ou changer leur mode de pr sentation Ces modifications doivent permettre de limiter la charge mentale des agents de conduite en terme de m morisation et d assurer une bonne compr hension de la signification des alarmes essentielle la conduite s curitaire 81 Le projet TGV NG 2 5 Bilan de la phase d tude de faisabilit A ce stade de l tude un grand nombre d l ments taient la disposition du groupe projet en vue de d marrer les tudes pr liminaires et dons la phase de d finition des pr concepts une bonne connaissance du m tier actuel des conducteurs et de l activit principale de r gulation de la vitesse une vision globale de l activit future des conducteurs sur la base de la d finition du champ des activit s futures souhaitables une d finition fonctionnelle des futurs dispositifs li s la r gulation de la vitesse Deux questions essentielles se sont alors pos es Question 1 A partir de la d finition du champ des activit s futures souhaitables quels sont les dispositifs de conduite concevoir Question 2 Les dispositifs de conduite futurs tant d finis et r alis s quelle est l activit qui d coulera de leur utilisation et comment les optimiser des fins de s curit
206. ieurs t ches r p titives automatisables que sont par exemple les proc dures annexes Ainsi le conducteur sera amen se concentrer essentiellement sur sa t che principale de r gulation de la vitesse Il sera assist s il le souhaite par une interface de connaissance de ligne CdL qui permettra l extension de son rayon d action g ographique Concernant la gestion des dysfonctionnements il sera assist et pourra jouer un r le quant aux choix effectuer en fonction de la situation rencontr e On voit ici tout l int r t de mettre en place un syst me de r partition des t ches homme machine plus adapt qui va contribuer valoriser le travail du conducteur tout en limitant les actions r p titives L adaptation des interfaces permettra quant elle de faciliter la prise d information du conducteur A ce stade de l tude le groupe projet s est recentr sur les dispositifs li s la r gulation de la vitesse tout en gardant l esprit cette vision globale de la conduite future Les membres du groupe projet ont ainsi commenc d tailler les besoins fonctionnels de mani re plus pr cise concernant chacun des dispositifs retenus au sein d un cahier des charges 2 4 2 Le cahier des charges fonctionnel des dispositifs Lors de l analyse de l activit puis lors de l tape de d finition du champ des activit s futures souhaitables un certain nombre de dysfonctionnements et d attentes li
207. ieux aux douze conducteurs qui ont effectu le test d coute des diff rents pr concepts de sons Ainsi pour chaque son retenu ils ont choisi si l information doit tre donn e en vocale ou sous forme d un son si une information visuelle redondante doit tre donn e parall lement au d clenchement de l information sonore et ils ont d termin le contenu du message associer l information Information sonore Type Information Message associ concern e visuelle redondante Alerte radio Alarme voyageur d part 1 Vitesse d pass e 2 Risque de prise en charge son son Faux d part son son son son son son son son Alerte d passement vitesse Alarme voyageur conduite Signal de d part 0 0 0 0 o 0 __ Effacement du b KVB__ Bip Vocale 0 0 0 O O 0 ui ui ui ui ui ui ui ui ui n n ui Appel d attention radio son R p tition des signaux voie son SonVACMA son Emission alerte radio Vocale Emission alerte radio Tableau 11 Principes de solutions retenus par les douze ADC concernant chacun des sons tudi s n n Soulignons ici que les principes nouveaux en termes de sons en cabine de conduite ont t bien accept s On peut en effet remarquer une acceptation tr s nette de la pr sentation des informations sous forme vocale qui apporterait selon les conducteurs un confort en terme de m mo
208. ifs alarmes sonores r p t es qui ne refl tent 168 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse pas forc ment une situation de conduite classique Ces sc narios permettent cependant d valuer de mani re intrins que le concept li la r gulation de la vitesse et de valider plusieurs des hypoth ses formul es au cours des tapes ant rieures rapidit d ex cution d tection de l information hypoth ses qui ne peuvent pas forc ment tre v rifi es sur le terrain dans le cas de situations accidentelles En fait nous cherchons ici v rifier certaines hypoth ses concernant le champ des activit s futures souhaitables en contexte de conduite simul e concernant essentiellement les performances que les conducteurs peuvent obtenir dans des situations d utilisations dites critiques En effet lors de la mise en place de dispositifs nouveaux il est difficile de se rendre compte des difficult s que pourra prouver l utilisateur plac dans une situation critique Ceci nous am ne examiner de mani re pr cise en phase de conduite simul e plusieurs cas d utilisation des dispositifs qui composent le concept de r gulation de la vitesse afin de r pondre aux questions sp cifiques des concepteurs Dans ce chapitre nous pr senterons donc certains r sultats li s l valuation intrins que du concept global li la r gulation de la vitesse sur la base de sc na
209. ine en freinage c est le temps indiqu par la courbe de d c l ration instantan e pour passer d une plage de vitesse une autre Figure 61 178 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Vit km h aaia EEE Vitesse r alisable Vitesse de consigne Vitesse r alis e Ecart entre la vitesse r alis e et r alisable Temps en secondes Figure 61 Variables temporelles li es aux courbes de vitesse Pour chaque plage nous avons cherch caract riser Tadc en fonction des variables repr sent es Figure 62 que l on peut d crire de la mani re suivante Treac est le temps mesur entre l apparition d un nouvelle consigne du sc nario illustr Figure 56 et la premi re action men e par le conducteur pour r agir cette consigne manipulation ou consultation visuelle Naction qui est le nombre d actions men es durant Tc dans notre exemple Figure 62 Naction 5 Ecart qui est la valeur moyenne de l cart entre la vitesse r alis e et la vitesse r alisable pour q y un palier donn illustr Figure 61 TRER qui indique si la consigne donn e au conducteur correspond de la traction ou du freinage dans notre exemple Figure 62 nous sommes en phase de traction 179 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Plage qui caract rise la nouvelle plage de vitesse atteindre donn e par la vitesse d
210. ins et d finition d un principe de solution Rappelons que notre objectif lors de la d finition des implantations des dispositifs sur pupitre est d aboutir un panel de solutions Ergonomiquement viable c est dire tenant compte des typologies des dispositifs confort conduite de l importance et de la fr quence d utilisation des relations fonctionnelles entre les dispositifs Manip Afficheur Compatible avec les besoins r els des conducteurs Compatible avec la philosophie de l exploitant SNCF 126 D finition des pr concepts et simulation Modulaire et adaptable aux r seaux trangers Compatible avec d autres utilisateurs essais maintenance CTRA Int grant imm diatement les contraintes industrielles normes IUC encombrements techniques 3 6 2 Les sc narios Les tudes envisag es sur les commandes et leur implantation consistent encore trop souvent remettre en cause les diff rents dispositifs sur la base de l exp rience de l ergonome GAMST 1975 Nous avons donc cherch caract riser les dispositifs existants en d finissant leurs principes fonctionnels voyants lumineux crans boutons poussoirs bistables puis hi rarchiser les diff rentes commandes en fonctions de leur degr d utilisabilit localisation accessibilit compr hension et manipulation GOMES et SAGOT 1996 Nous avons pris en compte leur fr quence d utilisation l
211. ion de r alisation a t prise en 1974 Les travaux de construction de la ligne ont commenc en 1976 pendant que le march de 109 rames tait conclu Cette r alisation a permis d s 1983 de relier Paris Lyon en 2h au lieu des 3h44 n cessaires auparavant Cette r ussite a donn lieu la mise en service en 1990 du TGV atlantique desservant les grandes villes depuis Paris vers Le Mans Rennes Tours et Bordeaux Aujourd hui les lignes TGV franchissent les fronti res depuis Paris vers l Angleterre par la liaison du tunnel sous la manche et vers Bruxelles Cologne Amsterdam avec le TGV PBKA Si la r ussite technique du projet TGV permet aujourd hui d envisager la circulation de trains 350 km h et une extension des voies vers les pays europ ens il s agit maintenant d apporter toute l aide n cessaire au conducteur pour mener bien sa t che de conduite qui ne cesse d voluer La SNCF et de nombreux autres exploitants dans le monde ont compris que Phomme constitue l un des maillons essentiels quant la prise de d cision dans la conduite des grands syst mes tels que les TGV Il restera donc tr s certainement encore longtemps aux commandes de la machine Il s agit donc pour les concepteurs de d terminer quel sera le poste de conduite de demain tout en prenant en compte le facteur humain d s le d but des projets de conception afin d aboutir des syst mes homme machine coh rents qui limit
212. ions ne seront pas les m mes dans la mesure o les crit res de performance seront diff rents 5 1 Utilisation du manipulateur de conduite 5 1 1 Objectifs Lors de cette tape nous allons examiner l utilisation du manipulateur de traction freinage sur la base de sc narios de conduite impos e L objectif ici est de valider les choix de conception effectu s en relation avec la d finition du champ des activit s futures souhaitables en examinant l utilisation du manipulateur en phase de conduite simul e Nous d taillerons ici plus particuli rement les r sultats li s au choix des efforts fournir pour actionner le manipulateur dans les diff rents modes l examen de l utilisation du manipulateur lorsque la consigne est de respecter au plus pr s des consignes de vitesse qui varient fr quemment Rappelons que le respect au plus pr s d une consigne de vitesse n est pas un objectif habituel pour les conducteurs dans la mesure o une marge de manoeuvre importante est pr vue sur l ensemble du parcours le conducteur peut se situer jusqu 20 km h en dessous des consignes donn es Par contre le groupe projet a retenu cet indicateur comme un indicateur pertinent dans la mesure o cette marge de manoeuvre peut diminuer dans le futur En effet le nombre des trains pr sents sur une m me ligne va certainement augmenter dans un futur proche ce qui pourra conduire des situations de surcharge de la ligne
213. iple pour chercher exprimer Tadc en fonction des param tres Essai Conducteur Plage Treac Naction Les r sultats de cette analyse n ont pas montr de relation entre ces diff rents param tres confirmant ainsi nos premi res hypoth ses concernant les diff rences existantes dans les strat gies adopt es lors des phases de traction et de freinage Compte tenu des r sultats obtenus lors de la phase de traction nous avons souhait effectuer pour chacune des variables li e au conducteur Tadc Naction et Treac une analyse de variance en fonction des param tres Essai Plage et des conducteurs Seul un effet plage a t trouv concernant la variable Treac p lt 0 01 Temps de r action moyen en secondes sur l ensemble des conducteurs 180 120 120 60 60 0 Plage de vitesse consid r e en km h Figure 67 Moyenne des temps de r action en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de freinage Analyse de variance p lt 0 01 186 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Cet effet plage sur la variable Tr ac Figure 67 t moigne d un temps moyen de r action dans la plage de freinage 180 120 1 5 fois plus lev que dans les autres plages de freinage B Expression du temps mis par le conducteur pour se placer dans les conditions de r alisation des consignes de vitesse Cas du sc nario 2 Compte tenu de
214. ique auparavant d fini cas du d marrage en rampe A noter qu il n existe pas de proc dure particuli re pour passer en mode de freinage lectrique puisqu il s active lorsque l on se place dans la position MOINS apr s que l effort de traction soit annul Afin de pouvoir r pondre aux attentes formul es par les conducteurs concernant les aspects de la r gulation fine ou rapide de la vitesse le groupe de travail a int gr des conditions qui font varier le calcul des demandes de traction et de freinage en fonction du temps de impulsion sur le manipulateur et du niveau de traction ou de freinage d j tabli 3 3 3 R alisation de la maquette La mise en commun des connaissances des utilisateurs des constructeurs et des ergonomes a ainsi permis de retenir un pr concept concernant le manipulateur de traction freinage Nous avons demand l tablissement GEC ALSTHOM de Tarbes de d velopper une maquette fonctionnelle du futur manipulateur de traction freinage Figure 23 afin de pouvoir effectuer des exp rimentations avec les conducteurs 95 D finition des pr concepts et simulation Figure 23 Vue de la maquette prototype du manipulateur de traction freinage Comme le montre la Figure 23 c est pratiquement un prototype qui a t d velopp par GEC ALSTOM dans la mesure o la maquette a t r alis e en r pondant l ensemble des contraintes techniques qui seront appliqu es sur le dispo
215. it sa complexit et sa dynamique propre Dans l approche syst mique de la conception la simulation appara t comme un des outils les plus f cond Elle permet de v rifier les effets d un grand nombre de variables sur le fonctionnement global d un syst me de hi rarchiser le r le de chaque variable de d tecter les points gr ce auxquels on 252 Discussion peut influencer le comportement du syst me pour le modifier ou en concevoir d autres Lors du projet TGV les concepteurs ont pu tester diff rentes hypoth ses sans prendre le risque de d truire leur syst me et minimiser les co ts de mobilisation ou de d gradation des dispositifs tudi s Nous avons galement pu dans la mesure o nous avons travaill sur des mod les de la r alit acc l rer le processus d valuation en agissant sur la variable temps acc l rer ou ralentir des ph nom nes sur la variable espace Ainsi nous avons de nouveau r duit les co ts li s aux temps de d veloppement au travers de la r duction des d lais d obtention des r sultats De plus en accord avec ALIOTTI 1993 nous pensons que la simulation est devenue un point de passage oblig dans la conception des syst mes complexes dans la mesure o il n existera pas une certaine assurance de n avoir n glig aucun facteur significatif dans la repr sentation fonctionnelle du syst me si l on n effectue pas de simulations globales La simulation de l activit apport
216. itesse but instantan e lors des phases de freinage bandeau jaune qui d cro t progressivement Cette vitesse but instantan e donne une indication au conducteur de la d c l ration minimum engager afin de respecter la vitesse but dans un temps donn Si un d passement de plus de 5 km h est effectu un signal sonore indique au conducteur le d passement de la vitesse La r p tition de consignes rapproch es au cours des sc narios nous fait gagner un temps pr cieux dans la mesure o nous pouvons par exemple reproduire les s quences de freinage d un long parcours pour une dur e de sc nario de 20 mn Ces sc narios de conduite impos e ne refl tent pas ici des situations de conduite classiques mais dans la mesure o les 171 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse comportements de la rame future sont simul s ils permettent d valuer les dispositifs dans des cas extr mes d utilisation en vue d effectuer d ventuelles modifications Sc nario 1 Il est demand aux ADC dans le cadre de cet exercice d atteindre une vitesse de 240 km h par palier de 30 km h et de d c l rer par palier de 50 km h pour le retour l arr t Le freinage est effectu en rh ostatique puisqu il n y a pas associ ces actions de contrainte temporelle forte Il leur est donc demand de respecter des paliers de vitesse selon le polygone de vitesse Figure 56 Ce sc nario permet de
217. ituations critiques et ainsi identifier les actions que pourrait engager un op rateur plac dans une situation 164 Mise en place des exp rimentations sur simulateur incidentelle SIEBERT et coll 1988 Ainsi les concepteurs peuvent s appuyer sur le support exp rimental que constituent la simulation de certaines conditions d exercice de l activit pour la conception de futures interfaces adapt es un grand nombre de situations envisageables Ainsi au cours de nos diff rentes valuations nous pouvons comparer diff rentes solutions les tester les optimiser et valider un grand nombre d hypoth ses concernant la performance globale du futur syst me conducteur dispositifs li s la r gulation de la vitesse Lors de la troisi me phase d valuation globale du concept li a la r gulation de la vitesse en situation de conduite simul e nous cherchons recr er autant que possible les conditions normales de conduite d un TGV afin d identifier les strat gies li es l utilisation du nouveau concept li la r gulation de la vitesse On laisse ainsi les sujets effectuer librement leur activit et les observations men es permettent d identifier les ventuelles modifications des strat gies li es la pr sence d un nouvel outil Ce type d exp rimentations men es dans le cadre de la conduite automobile concerne par exemple les aides la conduite MALATERRE et SAAD 1986 ou les t l phones de
218. ivant les deux premi res composantes de l AFC concernant les actions sur le manipulateur pour les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre 225 Figure 5 Courbe de d c l ration et efforts de freinage pour le conducteur 7 lors du deuxi me arr t en gare sc nario de conduite libre 226 Figure 6 Courbe de d c l ration et efforts de freinage pour le conducteur 9 lors du premier arr t en gare sc nario de conduite libre 227 Figure 7 Courbe de d c l ration et efforts de freinage pour le conducteur 3 lors du premier arr t en gare sc nario de conduite libre 227 Figure 8 R partition des dur es de regard pour les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre et pour trois conducteurs lors de la premi re demi heure de Paris Nice 229 Figure 9 R partition des effectifs de regard pour les 11 conducteurs lors du sc nario de conduite libre et pour trois conducteurs lors de la premi re demi heure de Nice Paris 230 Figure 10 Repr sentation du plan factoriel suivant les deux premi res composantes de l AFC concernant les s quences de regard en fonction des 11
219. ivit dans le cadre des projets de conception puis nous discuterons des diff rents apports de cette d marche au niveau des utilisateurs des concepteurs et du projet de conception 243 Discussion 7 1 La d marche de simulation de l activit Nous avons montr au cours de nos travaux concernant le TGV NG que la simulation de l activit intervient tous les niveaux du projet de conception utilise diff rents outils sc narios bancs d essais simulateurs et permet l ensemble des membres du groupe projet de coop rer et d aboutir un compromis concernant la solution mettre en place Plus qu un simple outil d valuation la simulation doit donc faire l objet de la mise en place d une d marche sp cifique lors des projets de conception de syst mes complexes pilot s par l homme C est cette d marche que nous nous proposons d exposer dans la suite de ce chapitre En accord avec les diff rentes phases du processus de conception cette d marche de simulation de l activit comporte trois tapes la d finition du champ des activit s futures souhaitables en phase d tudes pr liminaires l valuation fonctionnelle et op rationnelle des dispositifs en phase de d finition des pr concepts l optimisation des dispositifs et l valuation de la performance du SHM lors de la phase d tudes d taill es 7 1 1 D finition du champ des activit s futures souhaitables en
220. l concernant les informations sonores il a t d cid de les regrouper en quatre cat gories 1 Les informations sonores li es des indications 2 Les informations sonores li es aux changements de consignes de conduite 3 Les informations sonores li es au non respect d une consigne 4 Les informations sonores indiquant un danger ou un accident 3 7 2 Les sc narios La Figure 47 permet de visualiser l ensemble des param tres qui interviennent suite au d clenchement d un signal sonore Ce sch ma g n ral a t construit suite l identification avec les conducteurs de l ensemble des sc narios pouvant se d rouler suite au d clenchement actuel d une information sonore en cabine On montre ainsi dans quelle mesure le signal sonore peut tre pris en compte ou non de quelle mani re et quelles seront les implications possibles li es sa non prise en compte 134 D finition des pr concepts et simulation Signal sonore arr t d urgence du conducteur non Interpr t non non D tect oui l information est reprise sous une autre forme Le signal est li e une s curit du train te E Action de correction Action d acquittement Mise en alerte M morisation Recherche de solution Transmission de l information non d finies pouvant conduire l accident Figure 47 Sc nario g n ral li l apparition d
221. la variable Conducteur indiquant qu il n existe pas d effet sujet Variable d pendante Tadc Valeur de p p lt 0 001 Tableau 5 R sultats de l analyse en r gression multiple recherchant l effet de 5 param tres sur Tadc pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction Ces r sultats nous permettent de conclure que dans nos conditions exp rimentales le temps Tadc qui est le temps mis par les conducteurs pour se placer dans les conditions de r alisation de la consigne qui leur est indiqu e semble d pendre uniquement de la plage de vitesse dans laquelle ils se situent du nombre d actions qu ils sont amen s effectuer ainsi que du temps de r action li la plage dans laquelle ils se trouvent Nous avons donc effectu une analyse de r gression plus fine en vue de d terminer un mod le simplifi de la relation entre Tadc et les variables qui lui sont significativement li es Tableau 6 Variable d pendante Tadc Erreur standard Valeur de p ne 0 02 p lt 0 001 T 0 25 p lt 0 01 0 23 p lt 0 001 4 2 Tableau 6 R sultats de l analyse en r gression multiple recherchant l effet sur Tadc des param tres significatifs retenus pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction 182 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Nous avons ainsi obtenu le mod le suivant permettant de pr dire la variable Tadc pour l en
222. larmes et leur degr d urgence HAAS et CASALI 1995 a t v rifi e Le groupe projet a ainsi pu valider ici les principes fonctionnels au regard des crit res de performance retenus concernant les temps de r action des conducteurs ZWOLINSKI et SAGOT 1998 210 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Mais tous les conducteurs ont tenu souligner le fait que l valuation a t faite dans de bonnes conditions de fonctionnement de toutes les installations et en particulier avec une bonne intelligibilit des messages donn s en vocal Il s agira donc par la suite d effectuer nouveau ces valuations avec les syst mes techniques retenus dans la mesure o un doute subsiste quant la qualit de la reproduction des sons sur des appareils de s rie De plus d autres crit res de performance devront tre retenus et il s agira par la suite d examiner plus finement les r sultats obtenus en consid rant l activit globale men e essentiellement concernant la redondance des signaux visuels et sonores En effet la redondance des donn es apporte au conducteur sur le plan fonctionnel la possibilit de choisir un mode de pr sentation en accord avec la situation rencontr e ex affichage pr cis ou t moin d alerte Cette redondance des signaux permet galement l installation de la confiance chez l op rateur VALOT et AMALBERTI 1989 Cependant certaines erreurs ont pu tre d
223. le concept global retenu li la r gulation de la vitesse et la t che demand e au conducteur A ce niveau de l tude c est plus la performance globale du syst me homme produit qui nous int resse que l examen pr cis de l influence des choix de conception effectu s dans la mesure o ceux ci seront de nouveau examin s de mani re d taill e en situation de conduite r elle lors d une derni re tape de validation sur le terrain Ainsi dans ce chapitre nous d crirons plus particuli rement les r sultats li s aux strat gies li es l utilisation du manipulateur en particulier lors des phases d arr ts en gare qui lors des tudes pr liminaires ont t identifi es par le groupe projet comme des phases de conduite n cessitant une attention particuli re des conducteurs En effet ils doivent veiller au respect de l horaire au confort des passagers la s curit des personnes en gare au respect des l ments li s aux freins 217 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Nous pr senterons galement les r sultats li s aux strat gies de prise d informations visuelles dans la mesure o les modifications li es la mise en place des informations visuelles sur crans constitue une innovation importante et comporte des risques dans la mesure o les prises de d cision des conducteurs lors de la r gulation de la vitesse reposent essentiellement sur ces informa
224. le g n ration portant sur l tude des facteurs de charge SAGOT et coll 1993 a permis de prendre en compte les caract ristiques physiques du bruit de fond obtenu dans les cabines de TGV existants C est sur la base de ces l ments qu il nous a t possible de recr er l ambiance sonore de la cabine en laboratoire Les mesures effectu es au cours des trajets ont montr qu il existe quatre cat gories de bruits les bruits de roulement 137 D finition des pr concepts et simulation les bruits a rodynamiques les bruits des moteurs de traction les bruits des quipements auxiliaires lectronique de puissance compresseurs refroidissements des armoires lectriques qui ont t n glig s du fait de leur faible niveau Dispositifs mis en place pour la reproduction de l ambiance sonore Les dispositifs mis en place sont Un PC DX 2 50 appel PC sons avec une carte son GRAVIS ULTRASOUND Max qui g re les niveaux sonores des trois bruits qui composent le bruit de fond ainsi que le d clenchement des alarmes Une table de mixage EXPELEC MIX 003 qui nous permet de r gler ais ment les niveaux sonores des alarmes par rapport au bruit de fond Un amplificateur MARANTZ PM 43 reli un jeu de 2 enceintes JPW pour le bruit de fond et une enceinte pour les alarmes On donne en continu au PC sons des informations de vitesse de traction ainsi que des v nements li s au son afin
225. les devient rapidement impraticable lorsqu un grand nombre de variables entrent en jeu comme dans le cas des syst mes de haute complexit Il faut alors utiliser des simulateurs ou des ordinateurs pour faire vivre un syst me en permettant le jeu simultan de plusieurs de ses variables Mais comme le souligne FORET 1987 la simulation de l activit n est qu une m thode compl mentaire d tude des syst mes complexes Elle ne donne jamais l optimum ou la solution exacte un probl me donn puisqu elle ne fait que d gager les tendances g n rales du comportement d un syst me ses directions probables d volution tout en sugg rant de nouvelles hypoth ses Il s agit donc de ne pas se perdre dans l infinit des variables et des comportements associ s des modifications al atoires effectu es pour voir 249 Discussion Si la mod lisation par des outils tels que les r seaux de PETRI permettent un niveau donn d identifier de mani re rigoureuse les besoins informationnels des op rateurs BENAISSA 1993 ABED 1990 ceci est pratiquement impossible si l on regarde d un point de vue global l activit de conduite Obtenir un mod le pr cis de toutes les composantes de l activit serait un travail absolument fastidieux et le r sultat serait difficilement exploitable dans le cadre de la reconception globale d une activit de travail complexe L int r t de la simulation de l activit dan
226. les futurs conducteurs et en d duire ce que nous avons appel le champ des activit s futures souhaitables des conducteurs souhaitables en 37 Probl matique termes de s curit de confort de sant et d efficacit SAGOT et coll 1997 Cette d finition du champ des activit s futures souhaitables am ne ainsi le groupe projet r fl chir sur la place assign e l homme dans le futur syst me Homme Machine la r partition des t ches Homme Machine les l ments d assistance informationnelle n cessaires la conduite future et les modifications apporter aux dispositifs en cabine li s la r gulation de la vitesse La d finition du champ des activit s futures souhaitables des conducteurs va ainsi s appuyer sur un mod le de la situation actuelle pour mod liser la situation future En effet on peut ici parler de mod le dans la mesure ou le groupe projet peut construire suite aux tudes pr liminaires une repr sentation des comportements d op rateurs dans une situation de travail et permettant d agir sur cette situation MONTMOLLIN 1995 D s lors il s agit de mettre en place des sc narios relatifs l utilisation des futurs dispositifs li s la r gulation de la vitesse afin d en d finir les caract ristiques fonctionnelles et techniques Plusieurs pr concepts sont ainsi d finis et valu s pour chacun des dispositifs lors d exp rimentations sur bancs d essais avant qu
227. les horaires les probl mes soulev s la machine sa structure ses composants ses caract ristiques techniques l environnement son fonctionnement les informations l ensemble des informations circulant entre les intervenants entre avec les diff rentes machines ainsi que les caract ristiques de ces informations formelles informelles pr cises impr cises permanentes les actions types d actions gestes modes op ratoires r gulation Une collaboration troite est donc souhaitable au niveau de l analyse de la t che entre op rateur ing nieur et ergonome En effet 52 Le projet TGV NG Les connaissances de l op rateur bas es sur la pratique et sur l exp rience qu il a de diverses situations lui permettent de donner des l ments quant l intervention la plus efficace mener ou sur l outil le plus ad quat utiliser Il peut galement pr ciser quelles sont les t ches qui lui sont assign es Les connaissances de l ing nieur permettent d avoir une vision exacte du syst me Il conna t les fonctionnements les comportements les diff rents composants les variables leurs volutions et les liens entre ces variables Il conna t les informations utiles et peut contribuer la d finition de modes op ratoires en fonction de sa connaissance du syst me Les connaissances de l ergonome vont permettre d avoir une vision plus pr cise de l op rateur h
228. leur niveau d expertise Les connaissances sont organis es selon un format lin aire du d but du trajet la fin du trajet Une faible connaissance de ligne modifie le pr l vement de l information et le comportement du conducteur Le conducteur inexp riment sur un trajet n utilise pas et ne recherche pas les m mes informations Le conducteur pour anticiper prend en compte les informations visuelles dont il dispose un temps T afin de pr voir l volution de l environnement un instant T1 Les conducteurs se repr sentent mentalement partir de leurs connaissances les r sultats de leurs actions sur la machine Les conducteurs disposent d une repr sentation mentale de l volution de l environnement Les conducteurs exp riment s effectuent un tri s lectif des informations pertinentes Les informations visuelles sont pr lev es uniquement lorsqu ils en ont besoin Il faut donc tenir compte de l ensemble de ces donn es qui viennent enrichir et pr ciser la d finition de l activit future souhaitable des conducteurs puisque la d finition des futures interfaces visuelles va reposer sur ces l ments de base Une fois les interfaces d finies les conducteurs seront sollicit s car une validation est n cessaire afin de v rifier que l on a bien int gr lors de la conception des interfaces l ensemble des aspects pr c demment cit s 107 D finition des p
229. lisateur Par l int gration du facteur humain dans le projet de conception la technique devient efficace dans la mesure o l on mobilise ici suffisamment l intelligence et la volont cr atrice des hommes 253 Discussion De plus la d marche de simulation permet d int grer le facteur humain non plus comme une contrainte mais comme un facteur d innovation En effet GUIDAT 1997 a d fini les sciences de l innovation comme tant une science de l action l interface des sciences de l ing nieur et des sciences de l homme permettant de piloter l ensemble des interactions qui gouvernent les syst mes industriels au niveau de leur conception leur mise en place et leur conduite La d marche de simulation appara t donc comme pertinente en vue d effectuer les liens entre ces domaines et ainsi de favoriser l innovation au sein des processus de conception Il est vrai que bien souvent les ing nieurs ont du mal comprendre l troite relation entre les activit s cr atives et les activit s analytiques Le processus de conception se trouve ainsi g n ralement limit un probl me de dimensionnement Ceci est en particulier d au fait que l on enseigne une approche d ductive sur l analyse d un concept mais pas sur sa g n ration RAUCENT et JOHNSON 1997 Or nous avons pu montrer que la mod lisation et la simulation peuvent tre int gr es dans le processus de conception et que ces techniques sont p
230. lors des soir es pass es l ext rieur ce qui pose de nombreux probl mes li s la vie de famille De fortes contraintes psychologiques li es aux d placements viennent ainsi s ajouter aux difficult s de l activit de conduite et celles ci ne peuvent tre n glig es 2 4 Sp cification des besoins li s la conduite future Les discussions avec les membres du groupe projet ont permis de relever un grand nombre d informations concernant les volutions futures du m tier de conducteur les attentes actuelles 70 Le projet TGV NG des conducteurs les dispositifs en cours de d veloppement Ainsi le groupe projet a pu progressivement l appui de ces donn es se construire une repr sentation commune du r le qu auront les futurs conducteurs et en d duire ce que nous avons appel le champ des activit s futures souhaitables des conducteurs souhaitables en termes de s curit de confort et d efficacit SAGOT et coll 1997 La conception du poste de conduite TGV comme la conception de toute situation de travail est en effet d pendante de l identification et du respect de plusieurs objectifs visant principalement optimiser la s curit la fiabilit la performance et le confort du syst me homme machine Cela ne peut se faire qu en prenant en compte la fois les caract ristiques et les capacit s sp cifiques et compl mentaires de l homme et du syst me Sur la base de la d finition
231. manipulateur de conduite 170 5 2 D tection d informations visuelles 197 5 3 Interpr tation des alarmes sonores 203 5 4 Conclusion sur cette tape d valuation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse en situation de conduite simul e 212 Sommaire 6 DEUXI ME S RIE EXP RIMENTALE VALUATION GLOBALE DU CONCEPT LI LA R GULATION DE LA VITESSE EN SITUATION DE CONDUITE SIMUL E m mmmmmmenenmennnnennnnenennenennennnennnnss 215 6 1 Objectifs 217 6 2 M thodes ea Aea A e e E A a A e A A A e e E A 219 6 3 R sultats A e e A E A E E E E A A A 222 6 4 Discussion sur les r sultats de la phase d valuation globale du concept li la r gulation de la vitesse 238 7 DISCUSSION G N RALE SUR LA D MARCHE DE SIMULATION DE L ACTIVIT PROPOS E mmmmmmmmmenmenmnnenennennenennenenennennnnes 241 7 1 La d march
232. maquettes propos es en cr ant pour l occasion une situation respectant au plus pr s les caract ristiques mat rielles futures Nous avons essentiellement cherch ici valuer les performances observ es en faisant r f rence aux performances attendues d finies par le champ des activit s futures souhaitables Ainsi nous avons pu faire voluer les recommandations concernant les futurs produits au fur et mesure des valuations ce qui a amen les concepteurs remettre en cause plusieurs pr concepts m me si ils apparaissaient performants et fiables d un point de vue technique la simulation comme dimension intrins que de la conception nous a permis d avoir une vision dynamique des pr concepts et de leurs fonctionnalit s L examen de l utilisabilit des dispositifs men au cours des exp rimentations a permis de faciliter la remise en cause des 144 D finition des pr concepts et simulation pr concepts propos s au travers d une mise en vidence flagrante des probl mes rencontr s par l utilisateur Ici la mise en place des boucles de conception valuation propre notre d marche de simulation a permis d affiner les hypoth ses formul es par le groupe projet lors de la d finition du champ des activit s futures souhaitables et de valider les choix effectu s en termes de fonctionnalit et d utilisabilit concernant les dispositifs futurs Ces caract ristiques li es la simulation se
233. ments rencontr s la zone d affichage de l effort de traction freinage des barregraphes dissoci s en fonction du type d effort qu ils repr sentent la zone de supervision et de gestion des quipements de s curit des ic nes ns la mesure o sous ces formes il est apparu que toutes les informations ne pourraient ontenues sous un m me cran et ceci afin de respecter les tailles des caract res les crit res li s la densit de l interface il a t n cessaire de r examiner la pr sentation de 121 D finition des pr concepts et simulation l information Ainsi en accord avec le groupe projet il a t d cid de r partir les informations sur deux crans qui pour des raisons de fiabilit techniques et donc de s curit doivent se rapprocher d une dimension de 9 pouces Le concept finalement retenu concernant la pr sentation de l information visuelle est donc constitu de deux crans un premier cran sur lequel figure l interface que nous avons appel e interface de traction freinage et un deuxi me cran sur lequel figure l interface appel e interface vitesse C Concept retenu L interface traction freinage En prenant en compte l ensemble des recommandations nous avons pu aboutir une interface traction fremage qui se d compose en trois parties distinctes Figure 22 un premier indicateur gradu de type barregraphe indique les variations des efforts l
234. mes futures Des propositions telles que la combinaison d un message vocal une information sonore ont t retenues Il s agit donc par la suite de d terminer la pertinence de ces nouveaux modes de pr sentation des informations et de valider les futures propositions en accord avec les travaux effectu s par la litt rature Il faudra s attacher par exemple optimiser le mode de pr sentation des informations donn es en vocale par des signaux de pr annonce SIMPSON et WILLIAMS 1980 HAKKINEN et WILLIGES 1984 r aliser des essais de diff rents synth tiseurs de messages en vocal pour mesurer l impact de la qualit de la voix et la difficult de compr hension de messages longs PARIS et coll 1995 et chercher combiner diff rents modes de pr sentation de l information dans l objectif d am liorer la d tection et la compr hension de l information SORKIN et coll 1988 SPERANDIO et DESSAIGNE 1988 WOGALTER et YOUNG 1991 On ne peut en effet malheureusement pas g n raliser les r sultats des diff rents travaux d j effectu s dans le domaine dans la mesure o une trop grande vari t de sons a t examin e et que les mesures des performances li es l tude de ces sons sont tr s diversifi es KOELEGA et BRINKMAN 1986 Nous avons donc choisi de continuer nos exp rimentations et de valider les choix effectu s en relation avec l activit r alis e par les conducteurs en repla
235. mesure o plusieurs dimensions de cette commande d pendent de son implantation Nous d taillerons plus loin comment s est effectu e cette tude d implantation des diff rents dispositifs tudi s manipulateur dispositif de vitesse impos e crans en cabine qui s est d roul e parall lement l tude sp cifique de chacun des dispositifs tudi s Une personne de la SNCF appartenant au groupe projet a pu soumettre les diff rentes maquettes des pr concepts un grand nombre de conducteurs Les cinq mod les d enveloppes de commandes ont ainsi t pr sent s 40 conducteurs du d p t de Tours sensibilis s ou non l utilisation d un manipulateur en cabine de conduite ferroviaire Ils ont ainsi eu classer les mod les selon leur pr f rence et faire part de leurs remarques Un mod le sur les cinq a particuli rement retenu l attention de l ensemble des conducteurs interrog s dans la mesure o il repr sente un bon compromis en r ponse aux diff rents cas d utilisation de la commande Nous avons donc choisi de r aliser le prototype fonctionnel de cette enveloppe en vue de la tester de mani re plus approfondie dans les phases d valuation ult rieures 101 D finition des pr concepts et simulation iii Enveloppe retenue concernant le manipulateur de traction freinage Nous avons mis en oeuvre l enveloppe choisie que nous avons ajust e en fonction des commentaires recueillis aup
236. n La mise en place d outils de simulation communs aux membres du groupe projet favorise l aspect participatif propre aux nouvelles m thodes de conception en particulier l ing nierie simultan e L int gration de la simulation de l activit aux diff rentes tapes du projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs a contribu au niveau des concepteurs respecter les crit res de qualit de co t et de d lais concernant le produit final au niveau des utilisateurs respecter les crit res ergonomiques de s curit de confort et de respect de la sant tout en assurant une r elle efficacit du syst me homme machine au niveau du projet favoriser l innovation par l int gration du facteur humain Les r sultats obtenus permettent ici d envisager un certain nombre de perspectives d extension des travaux que nous avons pr sent s En effet de nombreuses applications peuvent faire l objet d une telle d marche Les postes de conduite de v hicules routiers par exemple ou des postes de contr le de processus continus pour lesquels jusqu pr sent des simulations sont effectu es uniquement dans un but de validation et non de conception Il semble galement int ressant de mettre en place une telle d marche pour la conception d outils de production ateliers b timents pour lesquels on emploierait une d marche 261 Conclusion identique en utilisant un simula
237. n en secondes sur l ensemble des conducteurs 0 60 60 160 160 300 Plage de vitesse consid r e en km h Figure 69 Moyenne des temps de r action en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de traction Analyse de variance p lt 0 001 L analyse de variance nous a permis de mettre en vidence Figure 69 que le temps de r action obtenu lors de la premi re plage de mont e en vitesse allant de 0 60 est significativement diff rent de ceux obtenus dans les autres plages Le temps mis par le conducteur pour effectuer sa premi re action suite la consigne de d part est pratiquement cinq fois plus lev que lorsqu il s agit d un changement de consigne de vitesse 20 Nombre moyen 12 d actions sur l ensemble 10 des conducteurs D A D 0 60 60 160 160 300 Plage de vitesse consid r e en km h Figure 70 Nombre moyen d actions en fonctions des plages consid r es pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de traction Analyse de variance p lt 0 05 190 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse La m me analyse r alis e sur le nombre moyen d actions men es par les conducteurs Figure 70 met en vidence que l effet plage concerne essentiellement la premi re plage de mont e en vitesse allant de 0 60 qui est diff rente de la plage de 60 1601 p lt 0
238. n and audio cues on driver performance in an automobile simulator Human factors 17 5 488 501 LAUTIER F TESSIER D 1994 Du sch ma l espace concevoir les espaces de travail XXIV me congr s de la SELF Ergonomie et ing nierie Septembre vol 2 45 54 LAZARUS H H GE H 1986 Industrial safety acoustic signals for danger situations in factories Applied ergonomics 17 1 41 46 LEBAHAR JC 1997 La simulation comme instrument de repr sentation et de r gulation dans la conception de produits in La simulation en ergonomie conna tre agir et interagir Octar s Editions 77 96 LEMOIGNE J L 1996 Conception des syst mes complexes Le projet des nouvelles sciences de l ing nieur dans Penser le futur Editions Psa Peugeot Citro n 155 177 LENCLUD T 1993 Contribution la conception d un syst me int gr de simulation des syst mes de production Th se de Doctorat universit de Valenciennes 112p LEPLAT J 1978 L equivalence des situations de laboratoire et de terrain Le travail humain 41 2 307 318 LEPLAT J 1985 Erreur humaine fiabilit humaine dans le travail Aux ditions Armand Colin Paris 197p LIEURY CHOUKROUN 1985 R le du mode de pr sentation visuel auditif audio visuel dans la m morisation d instructions Ann e psychologique 85 503 516 LINDSAY P H NORMAN D A 1980 Traitement de l information et comportement humain une introduction la psychol
239. n de la solution selon ses aspects fonctionnels et op rationnels 38 Probl matique Lors des tudes d taill es nous mettons en place un simulateur d tude et de conception afin d valuer en situation de conduite simul e le concept global retenu concernant le concept li la r gulation de la vitesse En effet dans le cadre du d veloppement d un produit complexe tel que le poste de conduite des TGV futurs les enjeux li s la s curit ne permettent pas dans un premier temps de mettre en place des exp rimentations sur le terrain avec les nouveaux dispositifs La simulation de certaines conditions d exercice de l activit est donc retenue dans l objectif de rechercher dans une certaine mesure la validation du concept global retenu Le simulateur mis en place doit ainsi regrouper l ensemble des commandes relatives la r gulation de la vitesse commandes interfaces visuelles informations sonores l environnement visuel de la voie l ambiance sonore en cabine et reproduire le comportement r el d une rame de TGV Ce simulateur d tude et de conception permet ainsi d observer d analyser d exp rimenter des situations d usage afin de concevoir et de valider les nouveaux dispositifs qui s int greront dans le poste de conduite des TGV futurs Les valuations doivent videmment se d rouler avec les futurs utilisateurs les conducteurs de trains La simulation de certaines conditions d exer
240. n des r les les aides L interface en termes de dialogue de pr sentation des informations de coh rence entre les diff rents outils int gration des outils entre eux et au sein de l environnement futur Il nous faut donc tester maintenant l am lioration globale de la performance du syst me li la r gulation de la vitesse selon le point de vue des utilisateurs des concepteurs et de l activit future globalement examin e 145 D finition des pr concepts et simulation En effet si nous prenons l exemple des informations sonores de nombreux travaux montrent l influence de l exp rience de la personne sur la perception des sons LAZARUS et H GE 1986 EDWORTHY et coll 1991 HELLIER et coll 1993 MOMTAHAN et coll 1993 EDWORTHY 1994 L valuation des sons en cabine de conduite TGV ne peut donc se faire que par les conducteurs de TGV dans un contexte recr ant de la mani re la plus proche possible certaines conditions d exercice de l activit Il en est de m me concernant les commandes que de nombreux auteurs nous invitent valider par le biais d exp rimentations BYSTR M 1994 Leur implantation doit faire l objet d tudes sp cifiques dans la mesure o une mauvaise prise en compte de la position relative de la commande avec d autres commandes ou par rapport au conducteur peut tre une cause d erreur voire d accident au cours de l activit de conduite Ainsi plu
241. n ergonomique qu ils ont men e en milieu industriel ont fait le constat suivant Le raisonnement des ing nieurs nous est apparu la fois comme r pondant une logique rationnelle connaissances et m thodes et heuristique obligation de r sultats t tonnements bricolage pour prendre en compte toutes les contraintes techniques et conomiques int gration des bonnes id es de l ergonome ou des choses vues dans les situations de r f rence En fait l ergonomie n appara t que rarement comme r ellement int gr e aux processus de conception On retrouve toujours cette id e d ergonome conseil qui va apporter quelques l ments compl mentaires au projet Ceci peut tre d au fait qu il existe encore aujourd hui plusieurs types d interventions ergonomiques au sein des projets DANIELLOU 1992 25 Probl matique L ergonomie pratiqu e par l ergonome expert Celui ci porte un avis sur la d finition des moyens de travail partir de ses connaissances propres Il n effectue pas ici l analyse de l activit men e par les op rateurs ou utilisateurs pour laborer le pronostic sur l activit future L ergonomie pratiqu e par l ergonome fournisseur de qualit Celui ci r alise l analyse de l activit men e par les op rateurs ou utilisateurs Celle ci est directement transmise au concepteur sans participation des op rateurs ou des responsables de production aux c
242. n globale du concept li la r gulation de la vitesse Dans la mesure o le profil de la ligne n tait pas tr s accident on constate qu il vient galement tangenter la courbe de vitesse de consigne lorsqu il maintient sa vitesse Pour les deux arr ts en gare rep res 4 et 7 il a anticip l information li e au freinage Dans le premier cas rep re 3 il commence freiner d s qu il aper oit le panneau Dans le deuxi me cas rep re 6 1l anticipe la consigne bien avant de pouvoir observer le panneau indiquant la gare en faisant r f rence sa fiche train Ainsi nous pouvons dire que l on retrouve ici des comportements assez similaires concernant l volution de la vitesse en phases de conduite r elle et simul e sur des portions de parcours pr sentant des caract ristiques proches Concernant l tude des strat gies visuelles nous avons disposition le relev des directions de regard obtenu l aide de la cam ra plac e face aux sujets en cabine de conduite lors du parcours Nice Paris et plac e dans le simulateur lors des exp rimentations en laboratoire Ces relev s ont t effectu s l aide du logiciel KRONOS sur lequel nous avons install un protocole sp cifique li au d pouillement des regards qui nous permet de relever au cours du temps les changements de direction de regard 6 3 R sultats 6 3 1 R sultats li s l tude des phases d arr ts en gare A R parti
243. nage demand A l approche du signal Surveillance de la vitesse Surveillance de la voie et du signal Le signal est franchit Le signal se lib re Appui bouton poussoir d acquittement Reprise de la traction main droite du signal main gauche v rification Surveillance de l effort demand visuel t moin d acquittement Surveillance de la vitesse Freinage pneumatique si le freinage Surveillance de la voie lectrique est insuffisant main gauche Surveillance de l effort demand Surveillance de la vitesse Surveillance de la voie Le conducteur arrive la gare et commence le freinage pneumatique R gulation de la vitesse la nouvelle consigne donn e les 2 mains Le conducteur Appuis VACMA arr te le train Contr le voie Figure 42 Exemple d une s quence d actions r aliser pour le respect d une consigne de vitesse restrictive Les conducteurs ont t consid r s ici comme des co concepteurs qui confront s une situation inconnue les nouveaux dispositifs ont d innover en faisant appel l ensemble de leurs savoirs FALZON et TEIGER 1995 Cette d marche a t pour nous tr s riche en enseignements surtout concernant les aspects dynamiques de l activit de conduite Progressivement nous avons ainsi pu identifier sur la base des s quences d actions voqu es tout un ensemble de sc narios li s l utilisation des futurs dispositifs 128 D finition des pr concepts et simulation
244. nalys les donn es du Tableau 13 en r alisant une Analyse Factorielle des Correspondances AFC L objectif de cette analyse est de faire ressortir des groupes de conducteurs en fonction des strat gies visuelles adopt es Les r sultats obtenus par l AFC Figure 89 traduisent un ph nom ne qui sur la base des deux premiers axes d inertie est expliqu 84 4 231 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Repr sentation Simultan e 0 30 0 20 Bv BTR VLTR AV 0 10 ETR VO TR 0 00 BVI VO TR m yO vVI TR ec5 mYO TR VO 0 10 Composante 2 Inertie 23 3 ec6 m 1 0 V1 Cv 0 20 my0 Y0 0 30 0 45 0 35 0 25 0 15 0 05 005 0 15 0 25 035 Composante 1 Inertie 61 1 Figure 89 Repr sentation du plan factoriel suivant les deux premi res composantes de AFC concernant les s quences de regard en fonction des 11 conducteurs Le premier axe factoriel composante 1 caract rise essentiellement les conducteurs qui effectuent de nombreux changements de regard entre la voie et l cran de traction VO TR VO TR VO TR Le deuxi me axe factoriel composante 2 caract rise les conducteurs qui effectuent de nombreux changements de regard entre la voie et l cran vitesse VO VI VO VI VO VD 232 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse On peut donc distinguer 3 groupes de conducteurs correspondan
245. nant l ventuelle g n ralisation de l implantation du concept li la r gulation de la vitesse sur l ensemble des trains du r seau fran ais trains voyageurs classiques fret Il tait convenu avec les conducteurs que dans la mesure du possible ils serviraient de relais entre le groupe projet et les autres conducteurs de leurs d p ts respectifs Ainsi chaque tape du projet les conducteurs retenus avaient pour mission de faire part leurs coll gues de d p t des volutions envisag es et de remonter les remarques formul es lors des r unions du groupe projet Le Tableau 4 suivant reprend quelques caract ristiques propres aux conducteurs du groupe d valuation Nous avons indiqu les plages d ges dans lesquelles se situaient les conducteurs pendant la dur e de l tude ainsi que les grades des conducteurs L agent de grade T3 l ve conducteur est conducteur en titre responsable du convoi mais il peut encore de temps autre effectuer une fonction d agent d assistance L agent de grade T4 est conducteur de route autoris faire des trains au del de 120 km h c est partir de l qu il devient m canicien L agent de grade T5 est conducteur de route principale il a une anciennet au moins gale 12 ans Nous avons ainsi pu consulter la pyramide des ges des conducteurs DE LA CRUZ ROCHE 1990 et v rifier qu en fonction de leur grade et de la plage d ge chaque
246. nces par les conducteurs O HARA 1990 sur la pr diction des capacit s du futur syst me conducteurs engin PARK 1992 A ce jour les axes de recherche de simulation pr c demment cit s ont permis de mod liser un certain nombre de fonctions comportementales traitement de l information m morisation prise de d cision par rapport des quipements ou stimuli sp cifiques apportant des 36 Probl matique r ponses pr cises des questions pointues Or nous avons pu constater que tr s souvent le concepteur attend une r ponse plus globale concernant les dispositifs nouvellement con us L id e que nous d fendons ici est donc comme le souligne MALINE 1994 de pouvoir mener conjointement l valuation de l utilit et de l utilisabilit des nouveaux dispositifs en utilisant une d marche de simulation de l activit et ce d s les premi res tapes de la conception L valuation de l utilit permettra de v rifier si le produit satisfait l ensemble des contraintes fonctionnelles et op rationnelles tandis que l valuation de l utilisabilit concernera la qualit de l interaction homme machine c est dire la facilit d utilisation SENACH 1993 C est ainsi que notre travail a consist mettre en place une d marche de simulation de l activit au cours du processus de conception du futur poste de conduite des TGV futurs 1 6 La d marche de simulation de l activi
247. ndra galement de leur implantation physique au sein du poste de conduite Ainsi apr s avoir d crit pour chaque dispositif les donn es essentielles retenues par le groupe projet avant l tape de construction de sc narios nous d crirons certains pr concepts 90 D finition des pr concepts et simulation ainsi que les maquettes mises en place pour les exp rimentations sp cifiques qui ont pu tre men es Une discussion g n rale nous permettra de faire le bilan de cette premi re partie li e l utilisation de la simulation en phase de d finition et d valuation des pr concepts 3 3 Le manipulateur de conduite 3 3 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution A Fonctions et recommandations retenues par le groupe projet concernant la commande de traction freinage Au cours de diff rentes r unions le groupe projet a pu r aliser une synth se des recommandations fonctionnelles et ergonomiques issues de l analyse pr liminaire Les compromis tablis entre les diff rentes recommandations ont t formul s de la mani re suivante Seules les fonctions utilis es pour l activit de r gulation de la vitesse sont int grer au manipulateur la traction et le freinage rh ostatique le freinage pneumatique ainsi qu une position d arr t d urgence Les changements de consignes se font directement sans d verrouillage et la marche sur l re c est dire sans effo
248. nducteurs sont capables d atteindre les objectifs fix s en utilisant les nouveaux outils lors de situation de conduite perturb e Mais comme le souligne BEGUIN et WEILL FASSINA 1997 une autre approche doit galement tre utilis e En effet la simulation doit davantage permettre aux concepteurs de s int resser l activit globale des op rateurs la compr hension de cette derni re tant consid r e comme n cessaire pour optimiser le fonctionnement du syst me Il s agit donc maintenant d valuer l utilisabilit des nouveaux dispositifs en situation de conduite normale simul e afin d examiner cette fois ci non pas uniquement la performance mais galement l activit telle qu elle est men e C est pour atteindre ce deuxi me objectif que nous avons donc mis en place une deuxi me s rie exp rimentale qui va nous permettre d examiner les diff rentes strat gies adopt es par les conducteurs lors de la r alisation de sc narios reproduisant des situations plus r alistes li es la conduite 213 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 214 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 6 DEUXIEME SERIE EXPERIMENTALE EVALUATION GLOBALE DU CONCEPT LIE A LA REGULATION DE LA VITESSE EN SITUATION DE CONDUITE SIMULEE 215 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 216 Evaluation globale du concept li
249. nduire ou limiter des erreurs d interpr tation On peut noter par exemple que la repr sentation figurative de l indication de vitesse n a pas t retenue dans la mesure o les variations d une aiguille permettent plus facilement d identifier un ventuel patinage en phase de d marrage D autres principes se sont impos s concernant la gestion des distances buts et des vitesses En effet un projet europ en en cours de r alisation doit aboutir la mise en place d une norme europ enne concernant les interfaces li es la r gulation de la vitesse dans les postes de conduite Nous nous sommes donc appuy s sur les premiers r sultats de ce projet ETCS European Train Control System qui tend uniformiser les principes de solutions bord des diff rents engins europ ens 3 5 3 R alisation de la maquette Un des domaines le plus avanc au niveau de la simulation en ergonomie concerne les interfaces logicielles C est ainsi que nous avons pu trouver un ensemble d outils favorisant la mise en place d exp rimentations sur des interfaces visuelles les outils de prototypage rapide d interfaces qui nous ont permis de r aliser la maquette A Le prototypage rapide d interfaces VAPS Le besoin de valider les interfaces visuelles au travers de prototypes est apparu tr s t t chez les concepteurs et a fait l objet de nombreuses recherches Les premiers prototypes ont t d velopp s sur la base de
250. ne GUYONNET et DIB 1992 45 Le projet TGV NG l tude des syst mes comprenant l int gration du syst me c est dire la connaissance de chaque quipement du syst me Contr le Commande du train traction freinage syst mes auxiliaires aides la conduite communication sol train l interfa age comprenant les interfaces lectriques lectroniques informatiques m caniques et pneumatiques La collaboration clients conducteurs concepteurs et ergonomes a permis de r unir les structures compl mentaires n cessaires dans l objectif de concevoir le futur poste de conduite des TGV Or comme le souligne DUCHAMP 1988 La conception de produits et l innovation ne sont efficaces que lorsqu on arrive sensibiliser ou motiver des hommes et des structures compl mentaires conditions imp ratives pour qu un produit r ponde aux besoins de ses utilisateurs potentiels et aux attentes des personnels charg s de les fabriquer et de les commercialiser Nous nous attacherons donc montrer dans la suite de ce document comment la prise en compte de l activit des conducteurs lors de la d marche de simulation de l activit a constitu le principal l ment de motivation du groupe projet travaillant la conception du futur poste de conduite du TGV 2 2 2 D roulement pr visionnel des recherches poste de conduite La mise en commun des r sultats n cessaire la mise en place du dialogue entre
251. ne une revue de la litt rature L ergonomie dans la conception des projets informatiques Sous la direction de JC Sp randio Aux ditions Octar s 69 122 SIEBERT S SICARD Y THEBAULT M H 1998 Comparaison d interfaces de conduitye Essais incidentels sur pupitre imageries graphiques Le travail Humain 51 1 81 95 SIMPSON C A WILLIAMS D H 1980 Response time effects of alerting tone and semantic context for synthesised voice cockpit warnings Human factors 22 3 319 330 SKIPPER J WIERWILLE W 1986 Drowsy driver detection using discriminant analysis Le travail humain 1986 28 5 527 540 SORKIN R KANTOWITZ B H KANTOWITZ S C 1988 Likelihood alarm displays Human factors 30 4 445 459 SPERANDIO J C 1977 La r gulation des modes op ratoires en fonction de la charge de travail de travail chez le contr leurs de trafic a rien Le Travail Humain 40 n 2 SPERANDIO J C 1988 L ergonomie du travail mental Editions Masson Paris 140p SPERANDIO J C DESSAIGNE M F 1988 Une comparaison exp rimentale entre modes de pr sentation visuels ou auditifs de messages d information routi res des conducteurs automobiles Le travail humain 51 3 257 268 T TAINSH M A 1985 Job process charts and man computer interaction within naval command systems Ergonomics vol 28 n 3 555 565 279 Bibliographie DE TERSSAC G DUBOIS P 1992 Les nouvelles rationnalisations de la produ
252. ne activit de travail existante et dans celui du concepteur qui transforme cette situation de travail Or c est ce passage de l analyse du travail aux recommandations sur la future situation de travail qui demeure un point sensible en ergonomie ROUSSEL et coll 1994 soul vent le probl me de la liaison concepteur ergonome lors de la prise en compte des recommandations ergonomiques Le temps manque dans le projet de conception et donc le temps d acquisition par le groupe projet de la recommandation formul e par l ergonome est trop court du fait des diff rences de langage et de point de vue De plus m me si l interpr tation de la recommandation est bonne elle peut tre sous estim e et mal pond r e par rapport d autres crit res du fait de sa nature si diff rente La recommandation de l ergonome se trouve ainsi rejet e et toute l analyse du travail est rendue de fait inutile On retrouve ici l explication de l int r t qu ont des concepteurs pour l ergonomie normative qui apporte des recommandations reconnues et applicables rapidement Il est vrai que l tape d analyse de l activit n apporte pas de r ponse toute faite aux concepteurs Dans le r cent ouvrage sur l analyse de l activit GUERIN et coll 1994 cette tape est pr sent e comme un moyen permettant de mieux conna tre et d expliquer les relations entre les conditions de r alisation de la production et la sant des salar
253. ne dans lequel l ergonomie est le plus en devenir concerne les m thodes lui permettant d mettre un avis pronostic sur une situation de travail projet e ou en phase de conception La d marche de simulation de l activit situe galement son int r t dans l accompagnement global du projet Elle ne constitue pas un projet dans le projet C est une d marche op rationnelle d aide la d cision Les outils de simulation mis en place permettent l ergonome de simplifier et d augmenter le nombre d allers retours entre la d finition initiale des diff rents concepts et leur conception Figure 4 ceci dans l objectif d optimiser le concept final retenu On trouve ainsi trois phases dans la d marche de simulation de l activit de l ergonome une phase d analyses pr alables analyse des donn es du projet analyse des t ches r aliser et de l activit r alis e lors d une situation de r f rence Cette tape donne lieu une certaine forme de mod lisation de l activit lors de la description de situations d actions caract ristiques une phase projective qui va correspondre l laboration des diff rents sc narios lors de la recomposition temporelle des situations d actions caract ristiques une phase prospective durant laquelle se d roulent les simulations qui vont permettre d tablir des pronostics permettant d aider les concepteurs dans les choix de conception
254. ne et l assistance informationnelle B La r partition des t ches homme machine Il s agissait ici d valuer les diff rentes capacit s de la machine du point de vue de l apport d une aide l activit du m canicien Le groupe projet a ainsi dress un tat des diff rents types et formes possibles d aides la conduite en termes d automatismes d assistance informationnelle de filtres en mettant l accent sur leurs limites et cons quences L allocation d une partie des t ches la machine permet une r duction de la charge de travail et donc une disponibilit accrue du m canicien pour g rer d autres sous t ches voire se consacrer plus pleinement une t che noble On peut ainsi d finir deux strat gies d automatisation caract risant deux modalit s de coop ration homme machine possibles MILLOT 1988 1 La substitution ou encore la r partition statique des t ches qui consiste allouer certaines t ches ou proc dures au syst me et ceci de fa on fixe avec toutefois des possibilit s de reprise manuelle en cas de d faillance technique Les probl mes principaux actuellement relev s sont d une part l automatisation outrance le maximum de t ches possibles et d autre part le d placement de l homme dans la boucle de r gulation du syst me en tant que simple superviseur Cependant une allocation correctement pens e peut permettre une assistance l op rateur tout en lui
255. ne situation de r f rence une tape de mod lisation du comportement du futur syst me homme machine une tape d laboration de sc narios ainsi qu une tape d di e aux simulations qui permet de boucler de nouveau sur une tape d analyse Nous l avons qualifi e de d marche de simulation de l activit dans la mesure o lors de la simulation de certaines conditions d exercice de l activit plusieurs conducteurs sont amen s utiliser les futurs dispositifs de conduite sur bancs d essais ou sur simulateur nous permettant d mettre des hypoth ses sur l activit qui sera men e en situation de conduite r elle 14 Probl matique Nous montrerons comment cette d marche qui repose sur la prise en compte de Putilisateur final du produit tout au long du projet de conception permet de favoriser le d veloppement de solutions innovantes de les valider et de les faire accepter par l ensemble des acteurs du groupe projet De part notre formation d ing nieur en conception de produit et notre exp rience dans le domaine de l ergonomie nous nous sommes positionn s lors de la mise en place de cette d marche de simulation de l activit au carrefour des deux domaines que sont l ing nierie de produit et l ergonomie Ce positionnement nous permet d apporter notre contribution au domaine du G nie des Syst mes Industriels qui r unit ces diff rentes comp tences Ainsi cette d marche de simul
256. nements incluse dans la t che de r gulation de la vitesse La t che de r gulation de la vitesse est de type continue c est dire qu il n existe pas de situation sauf l arr t durant laquelle le m canicien est dispens de l ex cution de cette t che Parall lement la t che de r gulation de la vitesse deux autres t ches sont r alis es la t che de veille automatique et de contr le du maintien d appui et la t che d acquittement des signaux restrictifs feux limitations de vitesse Nous n entrerons pas dans le d tail de ces t ches nous dirons simplement que la premi re consiste contr ler la pr sence active de l agent de conduite l ADC en cabine par l interm diaire d une commande appel e VACMA et la seconde a pour objectif de contr ler si le signal restrictif pr sent a t bien per u par l ADC La r alisation de la t che de r gulation de la vitesse quant elle consiste essentiellement adopter ou maintenir une vitesse donn e en fonction d un certain nombre de param tres Ces param tres sont tr s divers conflictuels voire contradictoires Parmi les param tres les plus 57 Le projet TGV NG caract ristiques on trouve la signalisation de voie Tableau indicateur de vitesse TIV feu la signalisation en cabine KVB Cab Signal les informations comprises dans les documents tels que le FLASH pris au d part la fiche train les Fiches Ligne Hebdomadaire FLH les rest
257. ner les strat gies li es l utilisation du manipulateur en d taillant le type d actions effectu es leur chronologie Il reste v rifier si ces conditions sont galement satisfaisantes en situation r elle et sur des parcours de plusieurs heures La dur e assez courte du sc nario a permis aux conducteurs de maintenir une attention soutenue et de corriger rapidement les erreurs li es un jeu d efforts inadapt mais ne nous permet pas de conclure quant un usage prolong 196 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 5 2 D tection d informations visuelles 5 2 1 Objectifs La pr sence de trois crans sur le pupitre de conduite des rames des TGV futurs a amen le groupe projet se poser la question de la d tection des informations visuelles En effet les conducteurs doivent principalement observer la signalisation ext rieure et la voie lorsqu ils se trouvent sur ligne classique Il s agit donc de v rifier que les crans ne focalisent pas trop leur attention et l inverse qu une information en cabine soit bien d tect e m me si le conducteur surveille la signalisation sur la voie Ces inqui tudes s expliquent principalement par le fait qu aujourd hui les conducteurs disposent d une r f rence spatiale sur le manipulateur qui leur permet d estimer le niveau de traction o ils se placent Avec le manipulateur impulsionnel ce retour d information n existe
258. nexion par canaux informatiques la construction du fil du dialogue induit par l interface au moyen de graphes d tats et du formalisme ATN ce sont divers automates de programmation l change de donn es entre l interface et l application par des canaux de communication standards 115 D finition des pr concepts et simulation De plus un des points fort de cette application est qu une fois l interface r alis e dans l environnement V APS il est possible d engendrer le prototype op rationnel correspondant sur n importe quel type de machine Il s agit ici r ellement de prototypage Construit dans l environnement VAPS l interface est l tat de maquette c est dire que l on dispose d une preuve logicielle de faisabilit non connect e ou connect e des stimulateurs de signaux Une fois int gr e la machine elle est connect e aux p riph riques r els et l application op rationnelle pour constituer un v ritable prototype Figure 34 Simulation interne MAQUETTE Simulation externe PROTOTYPE Application r elle PRODUIT en temps r el Donn es modifie utilise modifie utilise EE utilise Futurs utilisateurs ad N teurs Ki Conception de l affichage Utilisabilit du syst me Utilisation du syst me Evaluation des facteurs humains Evaluation avec des donn es Conception de l IHM r alistes Figure 34 VAPS utilis depuis la sp cification du produit jusqu la r
259. niques de conception et le processus de conception La conduite ou gestion de projet va donc jouer un r le tr s important dans la conception du futur produit Ainsi la ma trise des co ts des d lais et de la technique se fait en utilisant au bon moment des proc dures et des outils Or il appara t que l orientation de l activit de conception se d roule plus en fonction des diff rentes opportunit s qui se pr sentent au responsable du projet que suivant le respect d une m thodologie propos e C est ce que confirme GARRIGOU 1995 qui d finit les principales caract ristiques de l activit de conception de la mani re suivante l activit de conception est r alis e partir d une grande diversit de donn es au niveau de la nature et de la forme la d finition du probl me se fait progressivement tout en le r solvant En effet la d finition du probl me ne pr existe pas sa r solution une multitude de solutions est acceptable l activit de conception appara t comme une d marche de plamification hi rarchique d composition des probl mes en sous probl mes mais aussi opportuniste s opposant l id e d une succession strictement s quentielle et hi rarchique du d roulement des diff rentes phases du projet de conception Il est vrai que sur la base des m thodes de conception qui sont propos es les concepteurs sont amen s d composer les syst mes compliqu s automa
260. ns pour une majorit des conducteurs A nsi nous pouvons supposer que l ensemble des choix effectu s par le groupe projet concernant les interfaces visuelles incite les conducteurs contr ler plus fr quemment l tat de leur machine Mais cette r p tition des consultations sur les trois crans peut galement d montrer un certain manque d expertise des sujets par rapport cette nouvelle forme de pr sentation de l information SPERANDIO 1977 Il est donc possible qu avec la pratique ces strat gies voluent traduisant une recherche s lective des informations De plus nous avons pu constater que le nombre total de changement de direction de regard est nettement plus lev en phase de conduite simul e qu en phase de conduite r elle Ceci peut s expliquer par le fait que les conducteurs ne connaissent pas la ligne et peuvent tre anxieux l id e de manquer des informations importantes au niveau de la voie voire par le fait qu ils sont en phase de conduite simul e sur des sc narios de courte dur e durant lesquels ils ont une attention plus soutenue Il faudra donc d terminer suite l utilisation prolong e des dispositifs en situation r elle de quelle mani re la r partition des regards induite par l utilisation des nouveaux dispositifs volue 236 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Il peut galement tre int ressant d affiner les tudes portant
261. ns vont retenir des facteurs li s aux r sultats obtenus par les conducteurs tandis que d autres vont pr f rer faire r f rence des crit res qui caract risent les moyens mis en oeuvre pour aboutir aux r sultats Concernant la conduite ferroviaire nous avons dans un premier temps retenu des crit res tr s g n raux afin de constituer une premi re base de r flexion Nous avons ainsi pu identifier avec le groupe projet que la performance en fonctionnement normal est bonne si le syst me mis en place permet d effectuer le trajet en toute s curit de respecter les horaires en gare de respecter le confort des passagers d conomiser l nergie et le mat riel Par contre d s que l on quitte le mode de fonctionnement normal ces objectifs peuvent tre contradictoires rattraper un retard et conomiser l nergie par exemple La nature des compromis trouv s par les agents de conduite est alors tr s difficile identifier et tr s variable en fonction de la situation rencontr e Afin de simplifier nos diff rentes valuations concernant la mise en vidence de la performance des conducteurs nous avons choisi ici de recr er des situations de conduites artificielles que nous avons appel es sc narios de conduite impos e et qui ont pour objectif de tester l utilisation de chaque dispositif lors d une situation extr me de conduite surcharge d informations changements de vitesse r p tit
262. nsi au cours du trajet les conducteurs ont effectuer ou r agir 3 arr ts en gare un arr t imm diat de faux d part 4 appels radio un franchissement de panneau P deux anomalies panne sol et panne engin une alarme voyageur en phase de conduite l envoi d une alerte radio caus e par la pr sence d un train arr t sur la voie la pr sence d un tissu coinc sur une cat naire En fin de parcours une plage est r serv e au test de l alerte de d passement de vitesse pour les conducteurs qui n ont pas d clench cette alarme lors du d roulement du sc nario B D roulement de l exp rimentation Dans un premier temps chaque conducteur s lectionne 12 sons dans la biblioth que de sons cr e lors de la phase de d finition des pr concepts Tableau 3 en relation avec leur exp rience de la conduite Ces sons sont ensuite install s sur le simulateur en vue d tre valu s cette fois ci en phase de conduite simul e Lors du sc nario son les conducteurs ont pour consigne de respecter les vitesses et les horaires indiqu s par la signalisation et par la fiche train Ils ont galement r agir aux diff rents v nements qui apparaissent en fonction de la r glementation SNCF tablie pour ces diff rentes situations C Les relev s Les remarques des conducteurs sont relev es au cours de l entretien qu ils ont individuellement lors du choix des sons puis nous filmons l
263. nsi pu tre coul e en polym re noir en vue de l obtention du prototype qui a servi aux valuations finales sur le simulateur Figure 28 Prototype fonctionnel du manipulateur de traction freinage Ainsi la commande de traction freinage ci dessus d finie n int gre plus que les fonctions essentielles la conduite Le dispositif de r glage de la vitesse but e qui n est pas utilis par tous les conducteurs n est donc plus pr sent sur la commande principale de traction freinage 103 D finition des pr concepts et simulation Pourtant ce dispositif participe galement la r gulation de la vitesse lorsque le conducteur choisi de l utiliser Il a donc fait l objet d une tude sp cifique 3 4 Le dispositif de vitesse but e La future commande de traction freinage telle qu elle a pu tre d finie ci dessus n int gre plus le dispositif de r glage de la vitesse but e En effet la fonction remplie par ce dispositif a t consid r e comme annexe dans la mesure o son utilisation est ponctuelle Elle a donc t identifi e comme non prioritaire pour figurer sur la commande principale de r gulation de la vitesse ce qui nous a amen r fl chir sa d finition future 3 4 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution A Fonctions de la vitesse impos e VI Le groupe projet a insist sur le fait que le dispositif de vitesse impos e doit respecter les
264. nsuite mis en place un protocole d valuation sp cifique nous permettant de tester le concept li la r gulation de la vitesse afin de recueillir des donn es la fois subjectives et objectives concernant lutilisabilit des dispositifs futurs 4 2 1 Echantillon de conducteurs retenus L analyse de l activit BOLLON et coll 1992 a permis de montrer que les conducteurs utilisent diff rentes strat gies de conduite qui d pendent essentiellement de leur ge et de leur formation Ainsi en faisant r f rence l ouvrage de DE LA CRUZ et ROCHE 1990 qui fait un descriptif assez d taill de la r partition des conducteurs en fonction de leur ge et de leur grade nous avons constitu un groupe de 12 conducteurs qui repr sentent le plus largement possible la population fran aise des conducteurs 160 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Cinq des 12 conducteurs retenus ont fait partie des r unions initiales du groupe projet en tant qu experts de la conduite TGV et ceci d s l tape d analyse de l existant Les 7 autres ont int gr l tude lors de l tape de d finition des pr concepts et ont t s lectionn s sur la base d une exp rience sp cifique conduite d un TGV transmanche TGV essais ou parce qu ils sont novices vis vis de la conduite TGV Cette int gration au groupe projet de novices concernant la conduite TGV a permis d apporter un avis compl mentaire concer
265. nt des utilisateurs tout en assurant une r elle efficacit du syst me conducteur poste de conduite tudi La d marche de simulation a favoris l int gration de l intelligence et des savoir faire non formalis s des op rateurs Cette d marche s est ainsi oppos e une d marche de technical push qui bien souvent provoque chez les usagers une forte r sistance au changement D IRIBARNE 1994 L utilisateur en devenant co concepteur de la technologie a permis 251 Discussion d largir les points de vue des anciens acteurs de la conception et d acc der l innovation bien au del de la technologie La participation des conducteurs nous a permis de tirer profit des connaissances que ceux ci mettent en oeuvre lors de la prise en main des nouveaux dispositifs lors de la prise de connaissance de leur nouvelle t che En effet l activit est un processus d interaction intelligent d un op rateur avec les exigences de sa t che les contraintes de l environnement son tat interne ses objectifs individuels et elle r sulte d une construction personnelle celui ci FALZON et TEIGER 1995 L op rateur est donc amen au cours du projet reconstruire son activit mais 1l n est pas r ellement conscient des connaissances qu il met en oeuvre lors de cette reconstruction Il est donc int ressant pour l ergonome de faire prendre conscience l op rateur de cette reconstruction de l activit au
266. nt rieurs ont t recouverts des mati res actuellement utilis es dans les cabines des TGV atlantique ce qui a permis de recr er cette sensation d isolement et de confinement ressentie en cabine tout en favorisant la reproduction de l ambiance sonore Le pupitre qui a fait l objet d une maquette d valuation en phase de d finition des pr concepts a t ins r dans la cabine afin de pouvoir valider ses dimensions et tester lPimplantation des commandes lors de leur utilisation par les conducteurs en contexte de conduite simul e Nous avons ensuite mis en place l ensemble des l ments li s au concept de r gulation de la vitesse en laissant de c t les l ments li s la pr paration de la rame qui n interviennent pas directement dans les phases de conduite et donc lors de la r gulation de la vitesse Nous avons install dans la cabine de simulation les maquettes d velopp es en phase de d finition des pr concepts Figure 52 les interfaces visuelles le manipulateur de traction freinage le bo tier de vitesse impos e VI mais galement une maquette de commande VACMA puisqu elle influence le niveau de vigilance du conducteur et constitue un l ment part enti re de la conduite 154 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Figure 52 Vue de l int rieur du simulateur d tude et de conception pour la conduite ferroviaire On aper oit Figure 52 les trois crans et le
267. nt de ceux obtenus dans les autres plages Le temps mis par le conducteur pour effectuer sa premi re action suite la consigne de d part est pratiquement trois fois plus lev que lorsqu il s agit d un changement de consigne de vitesse 20 Nombre moyen 12 d actions sur l ensemble 10 des conducteurs 0 30 30 60 60 90 90 120 120 150 150 180 180 210 Plage de vitesse consid r e en km h Figure 66 Nombre moyen d actions en fonctions des plages consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction Analyse de variance p lt 0 001 p lt 0 01 185 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse La m me analyse r alis e sur le nombre moyen d actions men es par les conducteurs Figure 66 met en vidence que l effet plage concerne essentiellement les deux premi res plages de mont e en vitesse allant de 0 30 et de 30 60 La plage 0 30 est significativement diff rente des autres plages p lt 0 001 tout comme la plage de 30 601 k p lt 0 01 On peut remarquer que le nombre d actions effectu es lors de la mise en mouvement qui fait suite la consigne de d part est trois fois plus lev que lorsqu il s agit d un changement de consigne de vitesse R sultats li s la phase de freinage du sc nario 1 De la m me mani re que pour la phase de traction nous avons r alis une r gression mult
268. ntensity of auditory warning tones in the automobile environment detection and preference evaluations Applied ergonomics 22 1 13 19 AOUSSAT A 1990 La pertinence en innovation n cessit d une approche plurielle Th se de doctorat ENSAM Paris ARNOULD C 1995 Pour une meilleure prise en compte de l ergonomie et du Design dans les processus de d veloppement de produit Th se de Doctorat INPL Nancy 250p B BEEVIS D ST DENIS G 1992 Rapid prototyping and the human factors engineering process Applied ergonomics vol 23 n 3 june 155 160 BEGUIN P WEILL FASSINA A 1997 De la simulation des situations de travail la situation de simulation in La simulation en ergonomie conna tre agir et interagir Octar s Editions 5 28 BENAISSA M 1993 Une d marche de conception r alisation et valuation d IHM Application au projet ferroviaire ASTREE Th se de Doctorat Universit de Valenciennes et du Hainaut Cambr sis 130p BENCHEKROUN M 1991 266 Bibliographie Etude des interactions Homme machine poste de conduite TGV A Rapport de fin d tudes UTCS Printemps 1991 68p BENCHEKROUN M SAGOT J C 1992 Conception ergonomique du poste de conduite du TGV Nouvelle G n ration Quatri me phase d tude Conception assist e par ordinateur analyse simulations et pr concepts Rapport interm diaire contrat PERSEE GEC ALSTHOM 32p BENCHEKROUN M ROBERTY M L SAGOT J C 1
269. nterfaces il permet de d velopper une conception centr e sur l activit de l utilisateur JEFFROY 1992 On va ainsi essayer d identifier les difficult s de l op rateur identifier les facteurs li s ces difficult s et rechercher des solutions Mais on va galement s int resser aux facteurs d efficacit afin de tirer partie de la mani re dont l op rateur construit son activit actuelle et future Le prototypage rapide d interfaces est un moyen efficace et peu co teux de mettre l homme dans la boucle de conception BEEVIS et DENIS 1992 II est d ailleurs principalement utilis lors des phases de d veloppement de l interface Ces aides logicielles se sont largement d velopp es au cours des 5 derni res ann es et plusieurs produits sont disponibles sur le march Hypercard pour Macintosh Interface Builder pour le NeXT Vaps pour les Silicon Graphics et SUN4 C est le logiciel VAPS que nous avons retenu puisqu il peut constituer un syst me complet de prototypage des composants logiciels et mat riels d une interface graphique ou non JURAIN 1991 Il permet ainsi de construire une interface compl te en combinant plusieurs approches la conception d taill e des l ments de l interface au moyen d un outil de DAO la d finition interactive sans programmation des parties mobiles et description de leurs mouvements la liaison de donn es entre objets par des broches typ es con
270. ntre tous les acteurs du projet On contribue ainsi l innovation et la cr ativit concernant la conception des produits complexes pilot s par l homme en adoptant une d marche pluridisciplinaire int grant de nombreux m tiers technique ergonomie esth tique L application de cette d marche permet galement d optimiser le processus de conception en termes de co ts de d lais de qualit par le biais d une meilleure prise en compte de la coop ration homme machine Ainsi nos travaux permettent de v rifier que les apports li s l utilisation d une d marche de simulation pour la conception sont multiples et concernent la fois les concepteurs les utilisateurs et le projet de conception qui l int gre Figure 95 248 Discussion Concepteurs Utilisateurs Simulation de l activit Projet de conception Figure 95 Apports de la simulation de l activit aux concepteurs aux utilisateurs et au projet de conception Ce sont ces diff rents apports qui vont maintenant tre discut s suite la mise en vidence des limites de la d marche de simulation de l activit dans les projets de conception 7 2 Limites de la simulation de l activit dans les projets de conception La cr ation de mod les et la simulation comptent au nombre des m thodes les plus largement utilis es par l approche syst mique DURAND 1979 En effet la construction de mod les analogiques simp
271. ogie Editions Etudes Vivantes Montr al Paris LING S 1991 Assessing driving capability A method for individual testing Applied ergonomics 1991 22 2 75 84 273 Bibliographie LINTERN G 1989 Simulator design and instructional features for air to ground attack a transfer study Human factors 31 1 87 99 M MALATERRE G SAAD F 1986 Les aides la conduite d finitions et valuation Exemple du radar anti collision Le travail humain tome 49 n 4 333 346 MALATERRE G HARY A QUERE F 1991 Analyse spectrale des mouvements de volant par temps de brouillard sur simulateur de conduite Recherche Transport S curit N 30 Juin 1991 p52 56 MALINE J 1994 Simuler le travail une aide la conduite de projet Editions de l ANACT Montrouge 156p MAZEAU M CHRISTHOL J 1995 De l analyse de l activit l laboration des solutions Performances humaines et techniques N hors s rie Septembre 52 62 MESTRE D 1987 Repr sentation de la dynamique du v hicule lors du contr le visuel du d placement Le travail humain tome 50 n 1 47 61 MEISTER D 1995 CHAPS Simulation and modelling In Evaluation of human work A practical ergonomics methodology Edited by J R Wilson and E N Corlett Taylor et Fran is 203 228 MILLOT P 1988 Supervision des proc d s automatis s et ergonomie Aux ditions HERMES 237p MOMTAHAN K HETU R TANSLEY B 1993 Audibility and identific
272. ois ci sur le contenu des zones informationnelles et sur la mani re de pr senter l information Nous avons ainsi d termin plusieurs types de solutions en fonction des classes d informations pr senter exemples Figure 33 Pour d terminer les diff rents principes de solutions nous nous sommes appuy s sur les dispositifs existants ainsi que sur nos connaissances concernant la mani re dont les conducteurs interpr tent aujourd hui les informations qui leur sont donn es en cabine BOLLON et coll 1992 Nous avons galement fait r f rence diff rentes recherches ainsi qu aux normes et standards en vigueur dans le domaine de la pr sentation de l information En effet comme le souligne CAIL 1986 on trouve de nombreux travaux dans la litt rature concernant la d finition d informations visuelles qui concernent la lisibilit des crans Ces tudes concernent les cadrans les chelles les indicateurs lumineux d tat ou d alerte les compteurs num riques les crans d affichage les panneaux Elles ont pour objectif de d finir les tailles de caract res selon les distances de lecture les formes SANDERSON et coll 1989 CARSWELL WICKENS 1987 les couleurs la luminance IMBEAU et coll 1989 les paisseurs de traits les temps d exposition la dimension et le nombre des divisions des graduations 112 D finition des pr concepts et simulation la lisibilit de sch ma des dessins
273. on stable Cette position est en quelque sorte le point neutre du manipulateur Moins position instable retour vers la position Stop et but e franchissable vers Fcg Cette position permet au conducteur de diminuer l effort de traction ou d augmenter l effort de freinage lectrique et l effort de freinage pneumatique Fcg position instable retour vers la position Stop et but e franchissable vers URG Cette position permet au conducteur d activer le mode freinage pneumatique et d augmenter l effort de freinage pneumatique 94 D finition des pr concepts et simulation URG position stable Cette position correspond au freinage d urgence activation automatique du freinage lectrique et pneumatique maximum Deux boutons poussoirs dispos s de chaque c t du pupitre permettent galement d obtenir le freinage d urgence Position adopt e dans un plan vertical perpendiculaire au plan pr c dent 0 position instable retour vers la position Stop Permet de remettre z ro l effort de traction et de freinage lectrique Bouton T Traction Bouton poussoir une position stable situ sur la commande appui possible dans toutes les positions de la commande Il permet de d verrouiller la commande de traction pour passer en mode traction quand leffort initial est 0 Il permet galement de commander un effort de traction tout en conservant l effort de freinage pneumat
274. onction de la cat gorie d alarme consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario son Analyse de variance p lt 0 05 208 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Concernant l cart entre le temps mis pour consulter l information visuelle et le temps mis pour r aliser l action l analyse de variance Figure 79 d montre un effet cat gorie fortement significatif p lt 0 001 qui diff rencie les cat gories 3 et 4 et un effet indicatif p lt 0 05 qui diff rencie la cat gorie 2 des autres cat gories Il n y a pas d effet conducteur NS Ecart entre le temps mis pour la consultation de l information 3 visuelle et le temps mis pour r aliser l action 2 en secondes Cat gorie de l information sonore Figure 79 Ecart moyen entre le temps mis pour consulter l information visuelle et le temps mis pour r aliser l action en fonction de la cat gorie d alarme consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario son Analyse de variance p lt 0 001 p lt 0 05 Ces diff rents r sultats nous permettent de v rifier que les cat gories qui ont t constitu es avec les nouvelles informations sonores se distinguent de mani re significative lorsque l on examine les temps de r action des conducteurs 5 3 4 Discussion concernant l interpr tation des alarmes sonores Lors de l valuation subjective des inf
275. onctionnement des syst mes industriels Fiabilit Facteurs humains Informatisation Paris Eyrolles Collection de la Direction des Etudes et recherches d Electricit De France W 280 Bibliographie WADE ALLEN R ROSENTHAL T 1994 Meeting important cuing requirements with modest real time interactive driving simulations SAE Technical paper n 940228 133 144 WIERWILLE W FUNG P 1975 Comparison of computer generated and simulated motion picture displays in a driving simulation Human factors 17 6 577 590 WIERWILLE W GUTMANN J 1978 Comparison of primary and seconddary task measures as a function of simulated vehicle dynamics and driving conditions Le travail humain 20 2 233 244 WIERWILLE W 1983 Driver steering reaction time to abrupt onset crosswinds as measured in a moving base simulator Le travail humain 25 1 103 116 WIERWILLE W CONNOR S 1983 Evaluation of 20 workload measures using a psychomotor task in a moving base aircraft simulator Le travail humain 25 1 1 16 WIERWILLE W RAHIMI M 1985 Evaluation of 16 measures of mental workload using a simulated flight task emphasing mediational activity Le travail humain 27 5 489 502 WISNER A 1975 L analyse de la situation de travail m thodes et techniques cours B3 Laboratoire d Ergonomie Paris CNAM WISNER A 1995 Ergonomie et analyse ergonomique du travail un champ de l art de l ing nieur et une m
276. ons dans la suite de notre travail concernant la conception des dispositifs au sein des cabines de conduite des TGV futurs Dans un premier temps avec l objectif d tre guid s lors de la mise en place de notre d marche de simulation de l activit nous nous sommes donc int ress s aux applications actuelles de la simulation de certaines conditions d exercice de l activit sur les postes de conduite Nous avons ainsi pu mettre en vidence que la simulation de certaines conditions d exercice de l activit ne reste que partiellement utilis e dans les projets de conception et n apporte pas ainsi toutes les r ponses attendues par les concepteurs 1 5 Les applications actuelles de la simulation de certaines conditions d exercice de l activit de conduite Les simulations qui int ressent les ergonomes concernent la mise en vidence de l ad quation du syst me homme machine et n cessitent donc l implication de l homme utilisateur ou op rateur dans les phases de simulations Quand un ergonome parle de simulation il se r f re la simulation physique du syst me homme machine qui aujourd hui ne peut se dispenser de la pr sence de l homme De nombreux simulateurs concernant les activit s de conduite ont ainsi t d velopp s et permettent aujourd hui de mener plusieurs types de recherches On peut distinguer dans la litt rature trois axes de recherche qui s appuient sur l analyse de la conduite
277. ont enregistr es deux vitesses r elles de train soit 30 et 45 km h En fonction de la vitesse affich e par le simulateur un code correspondant permet de piloter le lecteur de vid odisque laser Ainsi l ensemble des l ments de la ligne figure sur le film nous permettant d exploiter les connaissances de lignes des conducteurs qui avaient circul sur les lignes concern es La simulation par lecteur de vid odisque laser pr sentait donc pour nous l avantage d obtenir une restitution extr mement fid le sur la base des films Par contre elle pr sente des inconv nients dans la mesure o les v nements inclus dans les sc narios sont limit s et qu il n existe pas de films r alis s sur lignes grande vitesse LGV 156 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Comme les situations de conduite sur lignes classiques LC sont beaucoup plus difficiles g rer par les conducteurs que les situations de conduite sur LGV il a t d cid par le groupe projet que les valuations se limiteraient ces situations de conduite sur lignes classiques Concernant la constitution des sc narios nous avons pu rep rer sur les diff rents vid odisques de nombreuses situations de conduite classique ainsi que des situations pr sentant des cas particuliers de conduite objet accroch la cat naire train arr t sur la voie En effet ces films tant r alis s au niveau de la SNCF pour assurer la formation des con
278. ormations sonores nous avons pu constater qu il tait parfois difficile pour les conducteurs de prendre position et surtout d effectuer le choix d un son Ces conducteurs ont alors fait remarqu que cette valuation devrait se faire plus grande chelle voire avec des conducteurs trangers et tenir compte par la suite des ambiances sonores de tous les types de machines fran aises et trang res Ces valuations nous ont cependant permis d effectuer la validation des principes fonctionnels concernant chacun des sons 209 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse L valuation des informations sonores li es la r gulation de la vitesse en contexte de conduite simul e nous a permis de confirmer et d affiner ces premiers r sultats en v rifiant que les cat gories de sons que nous avons constitu es en relation avec l activit de conduite sont coh rentes En effet nous avons pu v rifier ici la coh rence des actions engendr es suite au d clenchement des alarmes qui constituent les diff rentes cat gories Nous avons ainsi montr que la cat gorie 4 est caract ris e par un temps mis pour consulter l information 2 8 0 8 secondes par un temps de r alisation de l action de 2 7 70 8 secondes et donc par une r action quasi simultan e entre la prise d information et l action men e Ceci semble coh rent dans la mesure o sont regroup es dans cette cat gorie les in
279. orme de fichier EXCELL en vue des d pouillements La mise en place de ce simulateur a t largement simplifi e par l tape de d finition des pr concepts au cours de laquelle nous avions d j mis en place un certain nombre de composants de l environnement de conduite A noter galement que l utilisation des crans en cabine combin e l outil de prototypage rapide VAPS vite la mise en place d un nombre important de composants hards type manom tres ou amp rem tres difficilement reconfigurables au cours des exp rimentations Ces outils de prototypage rapide font gagner un temps pr cieux lors de la modification des interfaces visuelles et permettent galement de venir ins rer des l ments perturbateurs ou informationnels selon les sc narios pr vus Ce simulateur d tude et de conception qui a une structure assez simple a pu tre d velopp dans un d lai de 6 mois Il n a rien de comparable aux simulateurs qui permettent l tude des comportements humains et qui ont pour principale caract ristique la reproduction au plus juste de l environnement de conduite La reproduction des mouvements du train et la d finition par image de synth se de l environnement n ont pas t consid r es comme essentielles 159 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Ici c est la praticit de l outil et sa modularit qui ont t privil gi es nous permettant de r pondre aux objectifs
280. orps humain et cherche uniquement appliquer un certain nombre de r gles De nombreux ouvrages et guides ergonomiques sont ainsi encore largement utilis s WOODSON 1954 VAN COTT et KINKADE 1972 GRANDJEAN 1983 Mais l analyse ergonomique de l activit peut faire plus qu aider l ing nieur d un point de vue normatif Elle constitue une m thodologie g n rale des sciences humaines puisqu elle va toucher aux moyens de r alisation de la t che mais galement l organisation du travail de l entreprise la formation l encadrement En effet si son premier objectif tait d am liorer les conditions de travail en r solvant les probl mes li s aux nuisances physiques et physiologiques l ergonomie s est ensuite int ress e aux interfaces homme machine c est dire aux interfaces entre les composants mat riels et les composants humains DE MONTMOLLIN 1994 On a vu ainsi se d velopper l approche de l ergonomie francophone qui d s les ann es 60 a consist aller mener des tudes en situation de travail r el En effet les premiers avoir fait ces tudes avaient constat de nombreux carts entre la description des syst mes qui pouvait tre faite par l ing nieur et l observation directe de la situation examin e par les chercheurs OMBREDANE et FAVERGE 1955 publient un premier ouvrage de r f rence concernant l analyse de l activit telle qu elle doit tre mise en place et W
281. os 1 et 2 Le sc nario 1 a t retenus dans la mesure o 1l est tr s exigeant en termes de pr cision et de manipulation de la commande Le sc nario 2 permet lui d valuer l utilisabilit de l ensemble des fonctions du manipulateur puisque les conducteurs sont amen s utiliser l ensemble des fonctions du manipulateur afin de pouvoir respecter les consignes indiqu es C Les relev s Nous relevons un certain nombre d indicateurs subjectifs de mani re montrer la validit des choix retenus en ce qui concerne le taux de satisfaction des futurs utilisateurs Nous recueillons les verbalisations spontan es des ADC au cours de chacun des exercices dans le but d obtenir des informations qualitatives sur le ressenti des conducteurs ainsi que leur avis sur la facilit d utilisation du manipulateur Nous cherchons ici d tecter les ventuelles difficult s li es l interf rence entre des modes op ratoires acquis avec l ancien syst me cerclo et les nouveaux modes op ratoires qui doivent tre mis en oeuvre pour utiliser le nouveau manipulateur de vitesse Lors des passations une cam ra situ e dans le simulateur permet de filmer les actions du conducteur Figure 58 Nous pouvons ainsi ventuellement revenir sur le film si le conducteur prouve une difficult sp cifique au cours du sc nario et qu il n arrive pas l expliquer a posteriori js SDS Sert 174 Evaluation intrins que du
282. peut influencer le niveau de vigilance et l attention des conducteurs en situation r elle de conduite Si l occurrence de l apparition du signal n est pas trop fr quente ou trop rare elle peut contribuer la conservation voire l augmentation du niveau de vigilance des conducteurs Par contre si ces signaux se r p tent alors qu ils n impliquent pas d actions de la part des conducteurs ceux ci vont r duire leur niveau de vigilance et leur champ d attention visuelle laissant le soin aux automatismes de r gler des situations qui peuvent conduire des accidents Il faudra donc ici ne pas reproduire des erreurs commises par le pass qui consistent venir ajouter des informations visuelles non pertinentes au niveau du poste de conduite et cela sera facilit par les crans au fur et mesure de l installation des nouveaux dispositifs sur la locomotive En effet la performance li e la d tection de l information pourra se d grader rapidement si le syst me informationnel mis en place ne prend plus en compte la notion d information utile au conducteur Ainsi d un point de vue de la conception nous pouvons conclure que les informations peuvent tre pr sent es sur trois crans sans risque de non d tection dans la mesure o le conducteur restera convaincu de la pertinence de ces informations c est dire si ces informations lui sont r ellement utiles Afin d affiner nos r sultats con
283. phase d tudes pr liminaires La premi re tape de la d marche de simulation de l activit est pr sente d s la phase d tudes pr liminaires du projet de conception En effet c est au cours de cette phase que les membres du groupe projet doivent recueillir un maximum d l ments concernant le projet venir Il faut s int resser aux syst mes existants aux situations d utilisations existantes et dresser la liste des besoins nouveaux li s l utilisation des syst mes futurs Concernant plus sp cifiquement la d marche de simulation de l activit il s agit d acqu rir une bonne connaissance de l activit r ellement men e par les utilisateurs sur les produits existants et tenter d en donner une repr sentation synth tique 244 Discussion Cette tape donne lieu des observations sur le terrain et des verbalisations avec les utilisateurs actuels ou futurs des produits afin de mettre en vidence les situations d actions caract ristiques les probl mes actuels les besoins futurs Sur la base de ces premiers l ments issus de l analyse de l activit il s agit lors des r unions du groupe projet de construire progressivement une repr sentation commune du r le qu auront les futurs utilisateurs Le groupe projet doit ainsi d finir ce que nous avons appel le champ des activit s futures souhaitables des utilisateurs souhaitables en terme de s curit de confort
284. ports et limites des m thodes de conception de produits 16 1 1 1 Rep res concernant la conception de produits 16 1 12 Limites d une conception technocentr e dans la conception des syst mes complexes 21 1 2 Apports et limites de l ergonomie en conception de produits 23 1 2 1 Rep res concernant l ergonomie 23 1 2 2 Limites li es l int gration des recommandations ergonomiques dans la conception de produits25 1 3 Les outils communs pour la prise en compte du facteur humain et des facteurs techniques 28 1 4Simuler le travail une aide la conduite de projet MALINE 1994 29 1 5 Les applications actuelles de la simulation de certaines conditions d exercice de l activit de conduite 35 1 6 La d marche de simulation de l activit dans le processus de conception de la cabine de conduite des TGV futurs 37 2 LE PROJET DE CONCEPTION DE LA CABINE DE CONDUITE DES TGV AU LU CES 41 2 1 Historique du projet de con
285. pourra favoriser la prise en compte simultan e des contraintes normatives ainsi que de certaines composantes de l activit en vue d acc l rer l tape de d finition des pr concepts de valider les choix des concepteurs d s les tapes pr liminaires de la conception tout en r duisant les dur es des phases d valuation sur prototype r el Les apports li s l utilisation de la simulation de l activit tant aujourd hui largement mis en vidence et les techniques de simulation ou de repr sentation virtuelle d environnement ne cessant d voluer il nous semble important aujourd hui d tendre l utilisation de la simulation de l activit virtuelle ou r elle de nombreux domaines et de d velopper les techniques et m thodes qui vont contribuer la g n ralisation de l int gration de la simulation de l activit dans les processus de conception 257 Conclusion 8 CONCLUSION 258 Conclusion 259 Conclusion Les r sultats pr sent s dans ce travail de synth se mettent en vidence l int r t de la simulation de l activit au cours du projet de conception L application au projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs a permis d illustrer par un certain nombre d exemples les diff rentes techniques pouvant tre utilis es dans le cadre de la simulation de l activit Dans le premier chapitre nous avons montr la n cessit de mettre en place
286. ques qui ne fixent que le cadre minimum des exigences permettant de concevoir des situations pr servant la s curit la sant et le confort de l homme Dans la mesure o ces recommandations ne permettent pas de r pondre pr cis ment tous les niveaux des besoins exprim s par les utilisateurs besoins qui d ailleurs peuvent ne se r v ler qu au cours de l usage des produits il s agit lors des simulations d affiner nos connaissances sur ces besoins pour y r pondre de mani re effective Ainsi lors de cette tape le groupe projet enrichit et affine ses connaissances au cours des diff rentes exp rimentations qui sont men es De nombreux va et vient sont ainsi effectu s entre la d finition la r alisation et l valuation des pr concepts avant d aboutir au choix d un concept final concernant chacun des dispositifs 88 D finition des pr concepts et simulation Ainsi trois types d actions contribuent la d finition et l valuation des pr concepts tout au long de la d marche Figure 20 La mise en place d une d marche participative lors de la recherche de solutions Compte tenu du nombre d valuations effectu es lors de cette tape toutes n ont pas pu tre formalis es car tous les acteurs du projet taient pris par le temps Ainsi de nombreuses d cisions ont t effectu es lors d entretiens t l phoniques ou lors d changes de fax dans la mesure o l troite coop ra
287. r Le conducteur atteint le niveau de vitesse requis l approche de la gare et doit s arr ter en bout de quai Il doit y Freiner en mode pneumatique si les circonstances A Terminer l arr t en diminuant le taux l imposent de freinage pneumatique Freiner en urgence Figure 21 Sc nario envisageable lors des phases de ralentissement et d arr ts en gare 93 D finition des pr concepts et simulation Les diff rents sc narios ont constitu un support pour le groupe projet qui a pu d crire l ensemble des configurations possibles les conditions de passages d un mode de traction ou de freinage un autre mode Nous avons ainsi r fl chi sur la structure donner au manipulateur et identifi les diff rentes positions n cessaires pour le bon d roulement de l activit de r gulation de la vitesse Nous avons ainsi propos diff rents pr concepts et retenu la configuration Figure 22 lors d une derni re r union de synth se Figure 22 Rep res et positions du manipulateur traction freinage Positions adopt es dans un plan vertical orient vers le conducteur Plus position instable retour vers la position Stop et but e Cette position permet au conducteur d augmenter l effort de traction ou de diminuer l effort de freinage lectrique et l effort de freinage pneumatique Stop positi
288. r concepts et simulation 3 5 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution A Fonctions des interfaces visuelles Les recommandations prioritaires identifi es par le groupe projet indiquent que les interfaces doivent permettre d afficher les vitesses respecter la vitesse r elle les contraintes autres permettre d afficher les informations li es l effort de freinage et de traction incidents manom tres amp rem tres tre adaptables par rapport aux souhaits de l ADC et au syst me de communication Sol Train des r seaux trangers Allemagne Belgique Pays Bas Angleterre permettre une d tection rapide et viter de restructurer les informations l int rieur de la cabine pr senter des informations faciles interpr ter afin de limiter la charge de travail mentale des conducteurs B Caract ristiques techniques Si on consid re les contraintes futures nombre croissant d interfaces la diversit des pays travers s par un m me train nombre croissant d informations en cabine vitesse conseill e effort de traction et volutions venir n cessitant de nouvelles installations de dispositifs et d interfaces on va rapidement tendre si on garde l option de construire en hard vers un pupitre extr mement charg voire un manque probable de place un co t excessif chaque nouvelle modification technique une d tection et un
289. r constructeur des motrices de TGV la SNCF l exploitant client utilisateur avec 6 conducteurs volontaires l Institut Polytechnique de S venans l Equipe de Recherche en Ergonomie et Conception Une longue collaboration s est ainsi instaur e entre ces trois entit s Figure 6 en vue d une meilleure prise en compte des besoins du client des facteurs humains et des nouvelles technologies Etude des besoins nouveaux r seaux SNCF Etude ergonomique IPS Etude syst me Gec Alsthom Figure 6 Association clients constructeurs ergonomes Le programme tabli tant tr s large il a t d compos suivant les trois axes suivants l tude des besoins par rapport aux nouveaux r seaux comprenant le cadre institutionnel en termes de formation d horaires de mode de r mun ration la sp cificit des futurs pays travers s en termes de philosophie et d habitudes de conduite en termes de climat de mentalit la mobilisation affective des conducteurs en termes d anxi t de fiert de culpabilit de solitude V tude ergonomique comprenant l tude de la t che de conduite l architecture du poste de travail l tude de l environnement en cabine de conduite l ergonomie cognitive pour les syst mes informationnels la s curit qui a fait l objet d une collaboration avec L Universit de Technologie de Compi g
290. r s des conducteurs accessibilit du bouton position du pouce Ces ajustements ont t r alis s lors de la confection d un mod le polystyr ne qui nous a permis de confectionner le mod le CAO de l enveloppe Figure 26 Mod le final d enveloppe retenu pour le futur manipulateur gauche le mod le clay pour les tests droite le mod le polystyr ne pour la mod lisation CAO L tape de mod lisation CAO a t rendu n cessaire pour deux raisons elle a fait gagner un temps consid rable lors de la prise en compte des volutions successives de l enveloppe En effet il aurait t difficile d effectuer les modifications de la commande sur la base de la confection des mod les la main mod le clay dans la mesure o nous n aurions pas su si les mod les successifs reproduisent exactement les caract ristiques non modifi es du mod le pr c dent la mise disposition d un mod le CAO 3D de l enveloppe finalement retenue a permis de g n rer un fichier pour effectuer le prototypage en CFAO de la commande finale Nous avons ainsi pu usiner un prototype massif de l enveloppe de la commande en r sine bois type ciba tool 102 D finition des pr concepts et simulation Figure 27 Mod le CAO obtenu de la commande retenue Apr s l obtention du prototype massif en r sine bois type ciba tool la pi ce a t pr par e pour le moulage silicone La pi ce finale Figure 28 a ai
291. rande vitesse M LLER et SCHNIEDER 1994 Une fois la solution cran retenue pour l ensemble des informations visuelles il s agissait pour les ergonomes de d finir le contenu des interfaces visuelles futures Nous avons donc constitu plusieurs sc narios li s la prise d informations lors de situations de conduite caract ristiques afin de pr ciser les informations utiles au conducteur 3 5 2 Les sc narios Sur la base de nos connaissances concernant l activit de conduite actuelle des TGV et de la d finition du champ des activit s futures souhaitables des conducteurs nous avons list l ensemble des informations visuelles pr senter dans le futur Nous avons ainsi pu identifier avec les conducteurs le type d informations conserver dans les futures interfaces et les conducteurs ont pu r fl chir au d roulement de leur prise d informations au sein des futurs TGV Nous avons ainsi construit des sc narios li s la prise d informations visuelles exemple Figure 32 en fonction des types de lignes rencontr es lignes grandes vitesse lignes classiques ou de s quences d actions mener arr ts en gare phase de freinage travaux En fonction des diff rents cas tudi s nous avons pu tablir la liste des informations utiles aux conducteurs dans le poste de conduite futur 109 D finition des pr concepts et simulation A l approche d une gare Consulte heure cabine Consulte
292. rationnelles des pr concepts de dispositifs de conduite La simulation partielle de l activit a ici permis d apporter des l ments compl mentaires la d finition des pr concepts en pr cisant ou en confortant des l ments li s aux normes ou au champ des activit s futures souhaitables Cette phase nous a amen mettre en place une phase d exp rimentation sur un simulateur d tude et de conception pr sent chapitre 4 Ce simulateur d tude et de conception nous a permis de r aliser la phase d valuation intrins que des dispositifs en situation de conduite 260 Conclusion simul e chapitre 5 ainsi que la phase de simulation globale de l activit chapitre 5 au cours de laquelle nous avons pu optimiser le syst me global valuer la performance du syst me conducteur poste de conduite retenu et valider les diff rents choix du groupe projet Suite cette derni re tape pr sent e il devra n cessairement tre effectu une phase de validation sur le terrain qui sera prochainement r alis e sur une rame prototype de TGV futur Au terme de cette tude nous pouvons formuler les conclusions suivantes L approche syst mique est favoris e par la d marche de simulation de l activit reposant sur la mise en vidence de l activit actuelle et future Cette approche coupl e une d composition par niveau du syst me permet de structurer progressivement les tapes de la conceptio
293. re la courbe de vitesse impos e et la courbe de vitesse r alis e sont plus importants en phase de traction ceci est essentiellement li aux performances de la machine En effet l inertie des TGV est telle que lors de la mont e en vitesse m me si l on se place en traction maximale le retard pris par rapport la consigne est difficile rattraper compte tenu des paliers de mont e en vitesse demand s Par contre en phase de freinage le syst me de frein mis en place est plus performant et peut permettre de rattraper un ventuel retard au freinage puisque le conducteur est loin d utiliser sa capacit de freinage maximale Afin de pouvoir comparer les diff rentes situations rencontr es en mesurant des carts li s au type de conduite du conducteur ind pendamment des caract ristiques de la machine nous avons donc pris en compte une donn e suppl mentaire qui est le temps minimum requis par la machine pour atteindre les diff rentes consignes de vitesse en phase de traction Ce temps minimum requis par la machine a t d duit des algorithmes informatiques qui permettent de simuler le comportement de la rame 176 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Lors du sc nario 2 Figure 60 on constate ce m me ph nom ne de retard par rapport aux consignes de traction Ici on peut observer lors des phases d arr ts que le conducteur proc de parfois en deux temps puisqu il stabilise l g rement
294. rents l ments n ont que l g rement diminu s Nous nous sommes donc attach s examiner les strat gies visuelles adopt es par les conducteurs afin de mieux comprendre comment s organise la prise d information avec trois crans B Etude des strat gies visuelles Pour comparer les strat gies visuelles li es la pr sence de trois crans en cabine nous avons relev dans un premier temps les s quences de regard type lors de la passation du 230 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse sc nario de conduite libre Libourne Bordeaux sur simulateur Figure 81 Le Tableau 13 ci dessous regroupe toutes les s quences types des trois items principaux identifi s VO voie TR cran Traction Freinage VI cran vitesse Leur s lection a t effectu e selon le crit re suivant une s quence type appara t en fr quence effectif plus de 50 fois au cours de la passation du sc nario de conduite libre pour au moins un des sujets Ce tableau pr sente donc les pourcentages d apparition de ces s quences de trois items sur l ensemble des s quences types identifi es Fe ewm 620 iso 588 709 660 752 442 898 770 756 30 Tableau 13 R partition des s quences de regards types en VO voie TR cran Traction Freinage VI cran vitesse Afin de v rifier si les sujets accordent des statuts diff rents aux sources informationnelles nous avons a
295. retrouvent de mani re conjointe lors de nos exp rimentations dans la mesure o les outils d valuations utilis s ainsi que les d marches sont communs au groupe projet Ainsi les ergonomes et les utilisateurs ont pu se rendre compte de la difficult de mettre en place une solution technique propos e et par le fait tablir des compromis entre ce qui est faire et ce qui pourra tre fait Les concepteurs quant eux ont pris conscience que l examen de l utilisabilit des produits permet d enrichir leurs connaissances en leur donnant une vision plus large du produit Nous avons ainsi modifi progressivement nos pr concepts et r alis des adaptations sur les maquettes des pr concepts retenus Les exp rimentations effectu es sur la base d outils communs au groupe projet ont donn une vision plus juste de l volution des solutions au sein du groupe de travail la repr sentation des diff rents acteurs ayant cette fois ci un support commun Il nous faut maintenant tre vigilant dans l analyse des cons quences de l introduction des nouveaux outils sur l activit future et donc sur la performance globale future du syst me homme machine Lors de la conception d outils coop ratifs tels que les nouveaux dispositifs en cabine de conduite du TGV il appara t n cessaire de valider GAILLARD et LEROUX 1996 Les diff rentes modalit s de r alisation des fonctions d aide l volution de la r partitio
296. reuses r troactions entre les diff rentes phases sont n cessaires avant d aboutir une solution finale acceptable C est ce que l on peut constater sur la Figure 2 qui donne une repr sentation simplifi e d une m thode illustr e par AOUSSAT 1990 qui prend en compte une des nouvelles orientations de la conception l ing nierie simultan e On comprend en examinant son sch ma m thodologique qu il est tr s difficile de d crire l ensemble des boucles de r troaction 17 Probl matique possibles au cours d un projet et qu il importe en fait au concepteur de les mettre en place en fonction du sujet trait des techniques outils et d marches employ s Traduction du besoin par l entreprise PHASE 1 Cahier des charges fonctionnel Interpr tation du besoin par l entreprise recherche de concept Concepts directeurs valid s Cahier des charges concepteur D finition du produit PHASE 3 Validation du produit PHASE 2 INDUSTRIALISATION Figure 2 D marche de conception industrielle AOUSSAT 1990 Il faut donc souligner qu au del des m thodes mises en place d importants choix restent faire concernant les activit s de avant tout diriger organiser e conception mener Pour aboutir au produit nouveau il faut t g rer le processus de conception CHVIDCHENKO et 18 Probl matique CHEVALIER 1994 c est dire ma triser la fois les tech
297. rictions dues aux d fauts des quipements de l cart par rapport l horaire retard du train et bien entendu de la vitesse r elle du train Pour g n raliser cette t che de r gulation de la vitesse et faire abstraction des supports mat riels utilis s pour transmettre ces informations l agent de conduite on peut avancer que les informations utilis es et utiles sont 1 la vitesse r elle du train l instant t 2 la vitesse respecter l instant t 3 la vitesse respecter l instant t appel e vitesse but 4 la distance entre la position du train l instant t et la position du train l instant t appel e distance but 5 les valeurs des consignes effectives de traction et de freinage demand es par l agent de conduite la machine par exemple pour r duire la vitesse de 220 km h 120 km h l ADC fera une d pression dans la conduite g n rale de X bars cette consigne de freinage correspondra 10 20 ou N des performances de freinage de la rame en fonction de l tat des quipements bloc moteur isol et de l tat de la voie adh rence patinage On peut donc consid rer que l agent de conduite doit r aliser de mani re continue la t che relative la gestion des dysfonctionnements La t che de gestion des proc dures annexes est de type ponctuel ou autrement dit les proc dures annexes seront ex cut es des instants donn s Ces proc dures peuvent tre regroup es en deux cat
298. rios impos s Nous avons retenu les valuations concernant Vutilisation du manipulateur lors de fr quents changements de consignes de vitesse Ici la question pos e concerne l valuation de la performance de r gulation des efforts de traction freinage obtenue lors de l utilisation de la nouvelle commande lors de fr quents changements de vitesse la d tection d informations visuelles par les conducteurs sur les trois crans Cette question mane la fois des concepteurs des exploitants et des conducteurs pr sents au niveau du groupe projet qui craignent que la surveillance des trois crans en cabine puisse nuire la surveillance des signaux ext rieurs sur la voie l interpr tation des alarmes sonores Ici on cherche valuer les alarmes sonores retenues en contexte de conduite dans la mesure o la t che principale de conduite est tr s prenante il s agit de v rifier que les alarmes choisies restent adapt es dans un contexte de conduite Ainsi ces diff rents exemples vont nous permettre d illustrer plusieurs techniques concernant les valuations men es ce niveau de l tude qui concernent essentiellement la 169 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse performance r alis e par le syst me conducteur nouveau syst me li la r gulation de la vitesse En effet il est int ressant de voir qu en fonction des questions pos es les techniques d valuat
299. risation des alarmes Cependant plusieurs conducteurs souhaitent que ces messages donn s sous forme vocale soient pr c d s d un son identique aux sons actuels afin de ne pas reconstituer un syst me sonore totalement diff rent de celui existant 206 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse B Evaluation en phase de conduite simul e des sons retenus Nous avons pu v rifier qu il n existait pas de perturbations dans le d roulement des sc narios lors du d clenchement des informations sonores li es des indications cat gorie 1 qui n engendrent pas n cessairement une action ou une consultation visuelle d informations Pour les cat gories 2 3 et 4 d alarmes sonores li es la r gulation de la vitesse nous avons examin les actions r ellement men es par les conducteurs suite leur d clenchement Nous avons ainsi cherch montrer que pour chacune des cat gories d informations sonores les caract ristiques li es au son induisent une r action des conducteurs allant dans le sens de ce pour quoi l alarme a t con ue renseigner informer alerter Nous avons donc effectu une analyse de variance plusieurs niveaux afin de mettre en vidence les effets des variables conducteur et cat gorie de l alarme sur le temps mis pour r aliser l action sur le temps mis pour consulter l information visuelle ainsi que sur l cart entre le temps mis pour la con
300. rojet TGV NG la d termination de la t che future Celle ci a conduit d finir diff rentes formes de solutions op rationnelles relatives l apport d une aide l activit de conduite la conception de la nouvelle interface et l laboration de moyens de travail adapt s aux m caniciens et la t che S1 les tapes d tudes anthropom triques d tude des facteurs de charges et de d finition des volumes par la CAO sont aujourd hui pr sentes et souvent bien ma ftris es par les concepteurs la partie analyse de l activit des op rateurs reste une tape rarement int gr e dans les projets de conception Or cette tape constitue une tape cl dans les phases d analyses car elle apporte de nombreuses informations objectives sur l activit des op rateurs et contribue une meilleure connaissance de leur m tier De plus la connaissance de l activit actuelle a t d terminante pour d finir le champ des activit s futures souhaitables des conducteurs tape essentielle dans la d marche de simulation de l activit Nous d taillerons donc dans le chapitre suivant comment s est d roul e cette tape d analyse de l activit et dans quelle mesure celle ci nous a conduit appliquer une d marche de simulation de l activit concernant les dispositifs li s la r gulation de la vitesse des TGV futurs Nous montrerons galement comment cette tape nous a permis d orienter no
301. ront se faire d s les premiers tests de la rame prototype des futurs TGV d s que plusieurs parcours auront t effectu s dans le cadre des essais techniques 237 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 6 4 Discussion sur les r sultats de la phase d valuation globale du concept li la r gulation de la vitesse Il est apparu n cessaire de mettre en place une phase d valuation au cours de laquelle nous pouvons examiner certaines conditions d exercice de l activit proches de celles rencontr es dans des situations de conduite normales En effet contrairement aux tests de conception qui se focalisent sur un aspect particulier de l interface les mesures d utilisabilit que nous avons effectu es lors de cette derni re valuation constituent une valuation globale du produit SENACH 1993 La difficult de cette tape reste de d terminer les variables critiques qui caract risent la facilit d usage et d utilisation du dispositif Ici nous avons tent d identifier les strat gies de conduite utilis es sur un parcours r el afin de les comparer celle adopt es lors de la conduite sur simulateur Nous avons ainsi v rifi que le nouveau concept li la r gulation de la vitesse ne modifie pas de mani re fondamentale les strat gies actuellement mises en place par les conducteurs pour accomplir leur mission Suite cette phase d valuation et en accord avec le
302. rreurstandard T Valeurdep Tableau 8 R sultats de l analyse en r gression multiple recherchant l effet sur Tadc des param tres significatifs retenus pour l ensemble des conducteurs sc nario 2 phase de traction Nous avons ainsi obtenu le mod le suivant permettant de pr dire Tadc pour l ensemble des conducteurs lors de la phase de traction du sc nario 2 en fonction de la plage de consigne o 187 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse ils se situent du temps de r actions associ cette plage et du nombre d actions r alis es pour atteindre la nouvelle consigne Tadc 0 05 09 plage 0 71 2 Treac 0 52 FU SXNaction 13 19 gt Concernant la validit du mod le nous nous appuyons sur l analyse de variance Tableau 9 li la r gression multiple qui met en vidence que le mod le labor explique 68 48 de la variabilit de Tadc R2 68 48 ES de variance Origine __ somme des carr s d d 1 carr moyen _F p Mod le 3738 90 1246 3 20 28 p lt 0 001 R sidu 1720 36 61 4 Total 5459 26 31 Tableau 9 Analyse de variance concernant la validit du mod le li la variable Tadc pour l ensemble des conducteur sc nario 2 phase de traction La Figure 68 ci dessous permet d appr cier graphiquement la validit du mod le par la visualisation du nuage de point donn en abscisse par la valeur de Tadc du mod
303. rts de traction ou de freinage lectrique doit tre possible tout moment Le manipulateur de conduite est ind pendant des commandes suivantes inverseur du sens de marche s lecteur du mode de conduite manuel ou vitesse impos e commande de couplage d couplage MP CO P limiteur de puissance Il faut respecter les st r otypes tre compatible avec les besoins r els des conducteurs avec la philosophie de l exploitant SNCF et avec les autres utilisateurs essais maintenance CTRA rester modulaire et adaptable aux r seaux trangers Ces diff rents points ont fait l objet de nombreuses discussions au sein du groupe projet dans la mesure o certaines recommandations sont incompatibles Ainsi un compromis a d 91 D finition des pr concepts et simulation tre tabli concernant les grandes fonctions respecter sans entrer dans les d tails techniques du projet qui ont t examin s dans un deuxi me temps B Caract ristiques techniques La mise en place d un manipulateur de conduite int grant l ensemble des fonctions de traction freinage actuelles a amen le groupe projet r fl chir plusieurs pr concepts de types manipulateurs circulaire rotatif et lin aire Ces types de manipulateurs permettent au conducteur d acc der diff rentes plages de r glage qui correspondent aux diff rents modes de traction freinage Mais plusieurs de ces propositions qui pr sen
304. s li es directement la traction et au freinage lectrique mais galement des fonctions annexes telles que la limitation de puissance en fonction du type de ligne ou l inverseur du sens de marche utilis de rares occasions lors de manoeuvres Le manipulateur de freinage lectropneumatique Cette commande est un manipulateur situ gauche du pupitre de conduite On peut l actionner tout instant en tirant la commande vers soi serrage proportionnel au temps de manipulation ou en poussant devant soi desserrage proportionnel au temps de manipulation Le freinage d urgence 64 Le projet TGV NG Cette commande est manoeuvrable par l action du conducteur sur l un des deux boutons poussoirs rouges de type coup de poing BP URG Cette manoeuvre provoque l arr t du train le plus rapidement possible dans les situations d urgence obstacle voie Mais sa manipulation peut ne pas suffire si le TGV est lanc grande vitesse dans la mesure o il mettra plus de 2 km avant de s immobiliser B Les interfaces visuelles li es l activit de r gulation de la vitesse Le tachym tre Il fournit au conducteur la vitesse de l engin et permet un enregistrement sur bande graphique pour un contr le a posteriori du trajet qui peut tre effectu par le chef de traction de l tablissement d origine du conducteur Les manom tres Le manom tre de conduite g n rale CG e
305. s rie 34 40 FAVERGE J M 1969 L exp rimentation en situation industrielle Bulletin de psychologie 276 22 9 13 770 774 FIDELL S 1978 Effectivness of audible warning signals for emergency vehicles Human factors 20 1 19 26 FILIPPI G HARADJI Y VILLAME T 1995 Analyse de l activit et coop ration des acteurs de la conception Relations industrielles vol 50 N 4 789 809 FORET J 1987 Conditions de travail des conducteurs de train revue des tudes physiologiques et psychophysiologiques Le travail humain tome 50 n 1 17 33 FRIEDBERG E 1994 Assembl e pleini re Dans Impact et cons quences de la technologie sur l homme et l entreprise Actes du colloque de Grenoble 14 Octobre 1994 Aux ditions de L IRCO 37 45 FROMKIN H STREUFERT S 1976 Laboratory experimentation In Handbook of industrial and organnizational Psychology DUNETTE MD Eds chap 10 415 466 G GAILLARD I LEROUX M 1996 269 Bibliographie Nouvelles technologies et conception d aides la prise de d cision pour les contr leurs du trafic a rien L ergonomie face aux changements technologiques et organisationnels du travail humain Sous la direction de JC Sp randio Aux ditions Octar s 243 255 GALINIER V 1996 Apports de l ergonomie la conception d instruments concevoir autour des sch mes d utilisation Un exemple dans le domaine du transport routier Th se de doctorat universit
306. s s l analyse comparative de la t che et de l activit partir de verbalisations par sc narios et questionnaires Quatre cam ras ont ainsi t install es en cabine pour enregistrer simultan ment la voie ferr e la posture du m canicien les informations du tachym tre et de son environnement proche ainsi que la direction des regards Figure 10 et Figure 11 Ceci a t r alis sur 12 trajets avec la participation de m caniciens volontaires 54 Le projet TGV NG Syst me embarqu d observation plan sagittal plan horizontal Figure 10 Place et direction des cam ras embarqu es en cabine JULU TEI IE DEEE 160 170 180 190 20 Bt Figure 11 Image obtenue apr s compression des images des 4 cam ras en cabine Les r sultats statistiques concernant l observation de l activit ont t obtenus partir du logiciel labor par A KERGUELEN KRONOS qui a permis de d couper l activit en actions l mentaires et de faire des comparaisons inter intra individuelles et inter T G V de l activit de conduite des m caniciens Ce logiciel est un logiciel d aide au recueil et l analyse de donn es d observations syst matiques qui permet une simplification de la saisie des observations Il fournit des analyses statistiques simples des tats des variables observ es effectifs dur es moyennes cart type e
307. s au terme de cette tude qu il serait 254 Discussion envisageable de mettre en place des plans d exp riences sp cifiques li s l valuation d un nouveau dispositif en situation de conduite simul e En s appuyant sur les r sultats de nos recherches prospectives dans le domaine de l valuation des performances en conduite ferroviaire simul e nous pourrions mettre en place des plans d exp rience sp cifique qui appliqu diff rents concepts li s la conduite consid r s comme des boites noires ALEXIS 1990 permettrait d apporter des conclusions rapides sur l acceptabilit des solutions Ces plans d exp rience favoriseraient l articulation entre recherche fondamentale et recherche appliqu e en permettant d aider la conception et l implantation des nouvelles technologies Ainsi la recherche sur le terrain b n ficierait des apports th oriques et l intervention sur le terrain pourrait muler des recherches en laboratoire PERUCH et coll 1988 Les valuations telles qu elles sont men es dans le cadre de la simulation permettraient d orienter les valuations futures en situation de conduite r elle et feraient ainsi gagner un temps pr cieux au niveau des essais simul s ou r els COFFIN 1995 a mis en place une m thodologie de conception coop rative de produits complexe dans le domaine de la conduite automobile et s est appuy sur diff rentes valuations Mais comme le soulign
308. s avoir d crit le simulateur mis en place nous pr senterons de mani re g n rale le protocole des exp rimentations mises en oeuvre ainsi que les r sultats attendus lors de la phase d valuation et d optimisation du concept li la r gulation de la vitesse 150 Mise en place des exp rimentations sur simulateur 4 1 Le simulateur d tude et de conception pour la conduite ferroviaire 4 1 1 Pr sentation g n rale du simulateur En accord avec les objectifs fix s par le groupe projet PERCO a d cid de mettre en place un simulateur d di la conduite ferroviaire en vue de pouvoir mener un certain nombre d valuations sur le concept global li la r gulation de la vitesse L ERCO a ainsi d velopp un simulateur que nous avons qualifi d tude et de conception dans la mesure o celui ci a pour principale caract ristique de permettre un groupe projet de mener des tudes au fur et mesure de l avancement des phases de conception Les diff rentes valuations vont ainsi porter sur l ensemble du syst me conducteur concept li la r gulation de la vitesse Ce simulateur d tude et de conception n cessaire l valuation l optimisation et la validation du concept li la r gulation de la vitesse a donc t con u en respectant les crit res suivants il reproduit l environnement juste n cessaire la simulation de l activit de r gulation de la vitesse afin d
309. s choix de conception sur la base des diff rentes analyses effectu es 2 3 Analyse du travail et tude du comportement de conduite du m canicien L analyse du travail a pour origine les travaux d OMBREDANE et FAVERGE 1955 qui se sont int ress s ce qui est effectivement fait dans le cadre du travail et non pas seulement au devoir faire Ils ont ainsi montr les apports li s l observation du travail son d roulement et la mani re dont 1l est fait On a ainsi vu se constituer des liens forts entre les divers domaines de l ergonomie s appuyant sur l analyse de l activit qui peut tre analys e suivant 4 composantes du travail lanalyse du travail en termes d activit s gestuelles elle consiste d composer le travail en s quences d op rations en phases en gestes l mentaires en manipulations en d placements examiner les temps de travail les postures les gestes l analyse du travail en termes d informations ici on cherche d terminer comment l op rateur fait pour traiter l information communiquer avec la machine 51 Le projet TGV NG l analyse du travail en terme de r gulation il s agit de d crire l activit de l op rateur qui va r guler des processus par ajustements successifs entre objectifs et r alisations l analyse du travail en terme de processus de pens e elle consiste mettre en oeuvre l analyse d taill e de la t che
310. s comprennent facilement son fonctionnement d s qu il est manipul en situation Les conducteurs pensent que leur mani re de conduire ne sera pas modifi e par l introduction du nouveau manipulateur sur le poste de conduite Par ailleurs ils n ont pas identifi de strat gies sp cifiques qui pourraient appara tre avec l utilisation de ce type de manipulateur La logique de fonctionnement adopt e pour la conception du manipulateur correspond aux attentes et aux st r otypes des conducteurs pousser vers l avant pour tractionner et tirer vers soi pour freiner Les verbalisations des conducteurs concernant plus particuli rement les efforts effectuer pour manipuler la commande ont ici essentiellement port sur l expression d un certain nombre de crit res tels que la souplesse de la commande lors de sa manipulation sur les diff rentes positions 0 Fcg URG la qualit des ajustements possibles la pr cision A l issue de ces verbalisations la configuration d efforts 2 a t retenue comme permettant d un point de vue subjectif un meilleur contr le de la r gulation de la vitesse 192 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Concernant les r sultats li s aux relev s effectu s lors des simulations le premier point voquer concerne le fait que l on ne trouve pas de variations significatives des crit res de performance retenus en fonction du jeu d efforts in
311. s d exercice de l activit Les diff rents acteurs du groupe projet peuvent ainsi r fl chir compte tenu de leurs comp tences propres aux r ponses possibles en termes d outils mettre en place pour les conducteurs et ceci en relation avec le champ des activit s futures souhaitables Dans un deuxi me temps apr s avoir d velopp un certain nombre de pr concepts il s agit de mettre en place des simulations qui ont pour objectif de permettre l ensemble du groupe projet de v rifier un grand nombre d hypoth ses formul es lors de la d finition des pr concepts Ceci nous conduit mettre en sc nes diff rents sc narios li s certaines conditions d utilisation des futurs dispositifs en cabine Nous pourrons r aliser des tests des 85 D finition des pr concepts et simulation valuations et des comparaisons entre les diff rents pr concepts pour identifier celui qui sera le plus en ad quation avec le champ des activit s futures souhaitables des conducteurs Ainsi dans ce chapitre nous verrons comment le groupe projet a d fini diff rents pr concepts de dispositifs li s la r gulation de la vitesse la commande de traction freinage le dispositif de commande de la vitesse impos e VD les interfaces li es la r gulation de la vitesse et les alarmes sonores Nous montrerons galement comment s est effectu e l implantation des dispositifs sur le pupitre Ces diff rents exemples
312. s diff rents acteurs du groupe projet doit tre pris en compte et int gr pour aboutir une solution finale acceptable C est galement ce stade de l tude qu il est encore possible de faire un grand nombre d valuations sur diff rents pr concepts l tude Ceux ci vont pouvoir tre valu s et compar s afin de retenir le meilleur compromis au niveau du futur produit int grant l ensemble des crit res formul s par le groupe projet L objectif recherch en utilisant une d marche de simulation lors de cette phase est donc de faire f d rer tous les acteurs du projet pour aboutir une meilleure prise en compte de l ensemble des recommandations concernant les dispositifs l tude De plus la mise en place de la d marche de simulation de l activit peut aider le groupe projet se placer dans une optique la fois prospective et projective MALINE 1994 qui permet de favoriser les prises de d cisions concernant les diff rents choix au niveau des pr concepts La d marche adopt e doit ainsi permettre d optimiser les temps de d veloppements en liminant rapidement les pistes de solutions inacceptables d un point de vue de la technique ou de l utilisation Dans un premier temps il s agit de faire adopter au groupe projet un cadre de r f rence commun qui prend la forme d un ou de plusieurs sc narios explicitant le champ des activit s futures souhaitables lors de certaines condition
313. s et les m thodes d utilisation des simulateurs doivent tre principalement bas es sur des objectifs de mise en situation des utilisateurs que le r alisme physique de la situation simul e n est pas le seul moyen ni m me l optimal pour arriver remplir des objectifs de fid lit en situation simul e Il faut examiner l quivalence des situations de laboratoire et de terrain ainsi que le niveau de fid lit du simulateur mis en place d un point de vue constructif et non plus d un oeil critique On peut par exemple parler d quivalence par rapport aux m canismes dans la mesure o les t ches terrain et laboratoire induisent une m me activit LEPLAT 1978 D s lors comme nous avons pu le montrer dans le cadre du projet TGV les simulations apportent un grand nombre de r ponses aux concepteurs qui consolident leurs connaissances sur le syst me tudi Il faut cependant bien identifier pour chacune des tapes du projet les buts recherch s au travers de l examen des situations simul es afin de cibler les actions justes n cessaire r aliser concernant la mise en place des outils de simulation Nous nous proposons dans ce chapitre de d crire la d marche simulation que nous pr conisons dans le cadre de la conception d un syst me complexe pilot par l homme ainsi que les l ments n cessaires sa mise en place Nous soulignerons ensuite les limites li es la simulation de l act
314. s les projets de conception se limite donc l obtention d une valuation rapide et ne permettra pas notre sens la cr ation de mod les fins de l activit De plus si le principal avantage des simulateurs dans l tude des comportements humains est la reproductibilit des situations sans risque NILSSON 1995 le principal d savantage est que la question de la validit du simulateur reste pos e Ici c est principalement l quivalence en terme de reproduction de certaines conditions d exercice de l activit qui a t obtenue pour la mise en situation des sujets Il semble bien entendu logique au niveau des d veloppements que plus le simulateur se rapproche du syst me r el plus on pourra avoir confiance dans le fait que les performances de chacun incluant l apprentissage seront quivalentes aux performances du syst me mais le co t d une reproduction fine de l environnement peut largement d passer le co t issu du besoin de simuler C est pour cette raison que nous avons avant tout cherch d terminer comment tre loign d un r alisme absolu de la situation sans pour autant r duire les valeurs li es la performance Ainsi nous nous sommes attach s ne reproduire que certaines conditions d exercices de l activit qui nous ont paru essentielles et qui ont t identifi es sur la base de l analyse de l activit r elle De toute fa on l isolement du probl me en labor
315. s premiers r sultats obtenus concernant le sc nario 1 nous avons choisi d effecteur le m me type d analyse pour la premi re plage de mont e et de descente en vitesse du sc nario 2 Ce sc nario pr sente une phase de mont e en vitesse allant de 0 300 km h et une phase de freinage allant de 300 O km h selon des paliers de vitesse d amplitudes variables Nous avons donc cherch identifier si l on peut observer sur des paliers variables les m mes ph nom nes observ s que lors du sc nario 1 Comme pr c demment nous avons distingu dans nos analyses les phases de traction et de freinage pour caract riser Tadc en fonction des autres facteurs retenus i R sultats li s la phase de traction du sc nario 2 Nous avons r alis une r gression multiple permettant d exprimer Tadc en fonction de l ensemble des param tres d crits pr c demment Essai Conducteur Plage Treac Naction De la m me mani re que pr c demment l analyse montre que Tadc d pend uniquement de la plage de vitesse dans laquelle le conducteur se situe du nombre d actions qu il est amen effectuer ainsi que du temps de r action li la plage dans laquelle il se trouve Nous avons donc effectu l analyse de r gression correspondante en vue de d terminer un mod le simplifi de la relation entre Tadc et les variables qui lui sont significativement li es Tableau 8 Variable d pendante Tadc R Estimation E
316. s travaux RIERA 1993 dans le domaine de l automobile nous pouvons confirmer ici que l examen des strat gies de conduite labor es par les conducteurs fournissent des l ments pour l valuation ergonomique des nouveaux instruments de bord La participation des conducteurs est ici essentielle dans la mesure o leur connaissance du m tier va influencer les strat gies de conduite futures Mais il faut pr ciser que les validations effectu es ici permettent de conclure que le concept est satisfaisant pour l ensemble des acteurs du projet dans la mesure o les validations effectu es sur simulateur ont t coupl es des donn es terrain PACHIAUDIT et coll 1996 L tude des situations r elles constitue en effet toujours la seule phase permettant de tester la pertinence des situations th oriques con ues au laboratoire en vue de comprendre les situations r elles HOC 1996 L tude des situations simul es telle qu elle a t men e ici est une voie d approche int ressante pour anticiper quelle sera l activit des conducteurs en situations r elles En effet 238 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse tant donn que les dispositifs tudi s sont des organes principaux de conduite dont l installation sur une rame prototype pr sente des risques lev s elle a constitu une tape d valuation et de validation interm diaire n cessaire au processus de conception
317. s utilis es sont significativement diff rentes entre les groupes nous avons effectu une analyse de variance entre les r partitions moyennes des fonctions utilis es relatives chacun des groupes Il appara t que les groupes Am Bm et Cm ne sont pas significativement diff rents entre eux NS Cela montre que globalement les strat gies li es l utilisation du manipulateur ne sont pas tr s diff rentes en fonction des conducteurs et que seuls certains d entre eux ont favoris Pune ou l autre des fonctions Nous avons donc cherch d tailler d un point de vue descriptif les diff rentes strat gies en examinant les courbes de vitesse caract ristiques obtenues pour chacun des groupes 225 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse C Etude des courbes de d c l ration lors des arr ts en gare Le groupe Am est caract ris par une faible utilisation du freinage pneumatique FCG et par l utilisation fr quente des fonctions ZERO et PLUS L exemple type est celui du conducteur 7 Figure 84 qui effectue un freinage pneumatique sur les tous derniers m tres de son deuxi me arr t en gare Lors d un entretien avec un chef de traction de la SNCF celui ci nous a indiqu que l on a ici un type de conduite que l on peut qualifier de conduite en douceur dans la mesure o le freinage lectrique est nettement moins brusque que le freinage pneumatique Ce type de conduite implique
318. semble des conducteurs lors de la phase de traction du sc nario 1 en fonction de la plage de consigne o 1ls se situent du temps de r actions associ cette plage et du nombre d actions r alis es pour atteindre la nouvelle consigne Tadc 0 09 009 plage 0 68 Treac 1 03 C Naction 9 82 C4 Concernant la validit du mod le nous nous appuyons sur l analyse de variance li la r gression multiple Tableau 7 qui met en vidence que le mod le labor explique 60 48 de la variabilit de Tade R2 60 48 Analyse de variance Origine __ somme des carr s carr moyen F p 17050 1 5683 37 49 48 p lt 0 001 R sidu 11141 0 97 114 856 28191 1 a Tableau 7 Analyse de variance concernant la validit du mod le li la variable Tadc pour l ensemble des conducteurs sc nario 1 phase de traction La Figure 64 ci dessous permet d appr cier graphiquement la validit du mod le par la visualisation du nuage de point donn en abscisse par la valeur de Tadc du mod le et en ordonn e par la valeur de Tadc mesur e lors du sc nario 1 La droite y x serait la droite obtenue dans le cas o le mod le construit permettrait de retrouver de mani re exacte l ensemble des points observ s 183 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 80 60 Tadc observ en secondes 20 Tadc pr dit en secondes Figure 64
319. sent e par des algorithmes des mod les th oriques qui reproduisent ou r sument le comportement du mod le de la r alit La simulation a alors pour r le de faciliter l utilisation de mod les de tous ordres en donnant les moyens l utilisateur de d couvrir des domaines hors de sa sp cialit On va observer le comportement d une reproduction artificielle du mod le et du ph nom ne que l on d sire tudier lorsque l on fait varier exp rimentalement les actions que l on peut exercer sur eux On en d duit alors ce qui se passerait dans la r alit sous l influence d actions analogues Il est clair que le meilleur simulateur est le syst me tudi lui m me n anmoins la simulation s impose dans de nombreux cas pour r duire les co ts d immobilisation d un syst me existant limiter les risques li s l exp rimentation arr t d urgence accident augmenter la fr quence des exp rimentations permettre l exp rimentation dans des conditions extr mes identifiables et reproductibles Pour MALINE 1994 deux d marches de simulation concourent la conception d un syst me de travail celle d velopp e par l ing nierie et celle avanc e par l ergonomie Ces deux d marches que l on peut trouver conjointes dans les tapes du processus de conception ont des similitudes m thodologiques ainsi que des compl mentarit s Figure 3 mais pr sentent galement de grandes diff ren
320. sentiellement des sc narios comme mod les partiels de l activit lors de l tape de d finition des pr concepts puisqu ce stade de l tude un grand nombre d l ments sont prendre en compte Par contre pour ne pas tomber dans le pi ge du d coupage du syst me tudi en sous syst me nous consid rons chaque fois la d finition du champ des activit s futures souhaitables dans nos recherches de pr concepts ce qui permet de garder une vision globale du syst me tudi Lors des exp rimentations nous utilisons galement les sc narios que nous mettons en sc ne pour illustrer le fonctionnement de chacun des pr concepts tudi s 89 D finition des pr concepts et simulation la mise en place d exp rimentations pour l valuation des Interfaces Homme Machine IHM Dans la d finition des interfaces il reste difficile d atteindre d embl e des sp cifications valides En effet la prise en compte des facteurs humains d terminant la qualit d une interface est encore trop peu formalis e pour s y cantonner Ainsi seules des exp rimentations avec les conducteurs peuvent permettre aux concepteurs de valider ou de remettre en cause les choix effectu s GARCIA 1991 C est ce qui nous am ne utiliser des outils tels que le prototypage rapide d interfaces afin d exp rimenter des situations sp cifiques avec les conducteurs Ainsi les ergonomes peuvent s appuyer sur les exp riment
321. sieurs auteurs montrent dans le cadre de la conduite automobile qu il peut exister des erreurs li es au placement relatif des p dales d acc l ration et de frein ROGERS et WIERWILLE 1988 que les temps de r action des conducteurs varient en fonction de l emplacement de la p dale de frein MORRISON et coll 1986 Il faut souligner que ces tudes se d roulent dans des contextes permettant de reproduire certaines conditions d exercice de l activit de conduite en pla ant les conducteurs dans des environnements proches de ceux rencontr s en conduite r elle A ce stade de l tude nous avons donc choisi de mettre en place la validation du concept global li la r gulation de la vitesse qui consiste faire travailler l op rateur dans une situation la plus r aliste possible GARCIA 1991 Nous allons donc dans le chapitre suivant d finir le cadre de nos valuations qui cette fois ci s effectueront sur un simulateur d tude et de conception 146 Mise en place des exp rimentations sur simulateur 147 Mise en place des exp rimentations sur simulateur 4 MISE EN PLACE DES EXPERIMENTATIONS SUR SIMULATEUR D ETUDE ET DE CONCEPTION 148 Mise en place des exp rimentations sur simulateur 149 Mise en place des exp rimentations sur simulateur Suite l tape de d finition des pr concepts de nombreuses questions restent pos es par le groupe projet concernant l utilisabilit du con
322. sion dans laquelle l essentiel des progr s scientifiques va se faire dans les prochaines ann es et qu il s agit aujourd hui d aborder leur conception en prenant en compte toute leur complexit Il s agit donc de mettre la disposition des groupes projet non pas de nouvelles m thodes de conception dont les apports restent limit s dans l tude des syst mes complexes mais plut t des moyens d action dans la conception des syst mes complexes Ainsi m caniciens informaticiens automaticiens et bien d autres encore appartenant des domaines sp cialis s doivent tendre leur champ de connaissances lors des projets de conception afin de ne pas tre confront s aux probl mes majeurs d coulant d une non prise en compte d un grand nombre d l ments en particulier des facteurs humains Prenons l exemple du TGV objet de notre tude Il est l exemple classique d un produit qui volue au rythme des innovations technologiques et dont le d veloppement a t assur par un groupe projet composante essentiellement technique Si le d fi technologique lanc par le constructeur a t relev puisqu aujourd hui on peut circuler 300 km h sur lignes voyageurs de nombreuses questions restent pos es concernant l adaptation des moyens de travail en cabine de conduite Les conducteurs confront s aux nouvelles technologies entre autres l apparition de l informatique au poste de conduite voient leur m ti
323. sitif final En fait les personnes qui ont travaill sur la maquette avaient d j l esprit un grand nombre de solutions techniques Les concepteurs ont ainsi pr f r les int grer d s pr sent sur la maquette du manipulateur afin de les tester et de gagner du temps sur les futurs d veloppements Il s est av r que l int gration de toutes ces recommandations ont quelque peu fig la maquette du manipulateur en ne nous donnant pas tous les degr s de libert n cessaires lors de la passation des tests Nous avons donc fait venir les concepteurs de Tarbes pour r aliser quelques am nagements de la maquette Il nous a ainsi t possible de modifier plusieurs l ments sur manipulateur et en particulier ceux touchant aux efforts de manipulation de la commandes et ceux li s la mise en place de l enveloppe de la poign e Nous avons ainsi pu commencer nos premi res exp rimentations sur la maquette 96 D finition des pr concepts et simulation 3 3 4 Mise en place des exp rimentations Deux types d exp rimentations ont t mis en place au niveau du manipulateur afin de pouvoir affiner les valeurs des efforts fournir pour actionner le manipulateur dans ses diff rentes positions afin d am liorer la prise en main de la commande en d finissant une enveloppe adapt e l activit men e A Banc d essai concernant les efforts de manipulation i Objectif D s la r ception de la maquette
324. ssance de l ensemble du d roulement du probl me Ainsi l op rateur transform en superviseur s est trouv de plus en plus loign de son outil de travail qui devient de moins en moins maf trisable Un r el besoin est donc apparu quant la conception des interfaces Homme Machine NICOLET et coll 1989 Or les progr s restent essentiellement techniques en mati re de s curit AMALBERTI 1996 et sont effectu s dans l objectif 21 Probl matique de r duire la fr quence des pannes et d emp cher ainsi la survenue des erreurs humaines Ceci implique des automatismes de plus en plus pouss s et des d veloppements en terme d aide la conduite pour tenter de g rer la performance de l op rateur de d velopper le retour d exp rience l aide par exemple des bo tes noires et ainsi mieux estimer le risque de d faillance pour apporter les corrections n cessaires dans le futur Mais toutes ces techniques qui continuent d am liorer la productivit la performance et la s curit pour des probl mes simples restent totalement obsol tes en ce qui concerne les accidents graves notamment concernant les syst mes complexes Le mythe de la technique r solvant les probl mes de catastrophes semble s essouffler aux confins d un seuil de risque de x 10 accidents graves AMALBERTI 1996 En fait le concepteur dans son approche technocentr e cherche la fois
325. st utilis pour des diagnostics et essais des freins et par certains conducteurs comme l ment de contr le lors du freinage Le manom tre RE est indispensable pour effectuer le freinage pneumatique puisqu il fournit l indication de quantit de freinage Son utilisation reste ponctuelle Les amp rem tres Ils fournissent une indication sur l intensit consomm e par les blocs moteurs de la motrice Ils sont utilis s ponctuellement pour le diagnostic patinage enrayage et par certains conducteurs qui r gulent leur niveau de traction l aide de l amp rem tre Les voltm tres en ligne Ils fournissent comme indication la tension disponible la cat naire Ces informations sont indispensables pour d tecter les seuils de tension en continu afin de d tecter les anomalies la vitesse de variation et la quantit pr cise de tension permettant d adapter sa r gulation de vitesse La signalisation La signalisation vise assurer la s curit des trains en vitant que ceux ci puissent se rattraper ou circuler en sens inverse sur une m me voie pour viter les d raillements li s un exc s de vitesse pour prot ger la circulation dans les gares pour les franchissements de passages niveau pour la s curit lors de travaux sur la voie Toutes les lignes ne sont pas quip es de la m me mani re en terme de signalisation les lignes classiques limit es 160 km h sont quip es de signaux
326. stall On peut donc dire ici que l effet de cette variable de conception sur la performance de r gulation de la vitesse est n gligeable devant les effets des autres variables tudi es N anmoins les valuations subjectives ont clairement montr une pr f rence concernant l une des 2 configurations possibles Ces donn es subjectives et objectives nous ont ainsi permis d orienter le choix final concernant les efforts de manipulation install s sur la commande mais il faut souligner ici que le simple examen de la performance n aurait pas suffit ici d terminer la meilleure configuration Ainsi il est n cessaire que la simulation ne serve pas uniquement l valuation de la performance En effet comme le souligne BEGUIN et WEILL FASSINA 1997 si la simulation renvoie aux processus de travail ses caract ristiques et ses difficult s la connaissance des op rateurs permet d anticiper les orientations pertinentes pour la sp cification du syst me technique futur Le deuxi me point concernant nos r sultats porte sur la diff rence de comportement observ entre les phases de traction et de freinage En effet il appara t que pour la traction plusieurs strat gies sont adopt es par les conducteurs m me si les variations entre les sujets ne restent globalement qu indicatives Par contre lors des phases de freinage tout se passe comme si les conducteurs taient conditionn s utiliser le mode freinage de mani
327. stituent ainsi des graphes deux entr es fonctions remplir situations rencontr es Ainsi la d finition des fonctions pour un syst me est pr cis e et valid e en fonction de la mani re dont il va tre utilis dans la future situation de travail Les interfaces sont alors organis es pour aider l op rateur rep rer quelle situation particuli re il doit faire face afin d aller plus facilement au but vis MALINE 1994 propose d utiliser des outils de simulation communs aux domaines de l ing nierie et de l ergonomie C est cette d marche de simulation de l activit qui a retenu toute notre attention dans la mesure o nous avions r aliser une tape d valuation importante au niveau des dispositifs futurs et que cette d marche est d crite comme favorisant la conduite du projet tout au long de son d roulement 1 4 Simuler le travail une aide la conduite de projet MALINE 1994 L ouvrage de MALINE 1994 fait l hypoth se que simuler les conditions de r alisation de l activit des op rateurs futurs au cours de projets de conception de syst mes de travail est un moyen performant pour faire voluer les diff rences existantes entre les repr sentations des acteurs du projet pour faire ressortir les interrelations entre les divers aspects du projet et finalement pour obtenir une meilleure int gration de l ensemble 29 Probl matique En effet toute activit peut tre repr
328. sultation visuelle de l information et le temps mis pour r aliser l action Ce sont ces indicateurs valid s par le groupe projet qui vont permettre de caract riser l action engendr e par le d clenchement de l alarme Concernant le temps mis pour r aliser l action l analyse de variance d montre un effet cat gorie de l information fortement significatif p lt 0 001 qui diff rencie les cat gories 2 et 4 et un effet indicatif p lt 0 05 qui diff rencie les cat gories 3 et 4 Figure 77 Il n y a pas d effet conducteur NS 207 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Temps mis pour r aliser l action en secondes Indication Alerte Urgence Cat gorie de l information sonore Figure 77 Temps moyen mis pour r aliser l action attendue en fonction de la cat gorie d alarme consid r e pour l ensemble des conducteurs sc nario son Analyse de variance p lt 0 001 p lt 0 05 Concernant le temps mis pour consulter l information visuelle l analyse de variance d montre un effet cat gorie de l information indicatif p lt 0 05 qui diff rencie les cat gories 2 et 4 Figure 78 Il n y a pas d effet conducteur NS Temps mis pour consulter l information 4 visuelle en secondes Indication Alerte Urgence Cat gorie de l information sonore Figure 78 Temps moyen mis pour consulter l information visuelle en f
329. sur les strat gies visuelles en situation de conduite r elle car elles sont d terminantes pour comprendre l activit des conducteurs et d tecter les probl mes li s une mauvaise conception du syst me informationnel Dans le cadre de la conduite automobile NEBOIT 1974 souligne que le pr l vement de l information est un moment privil gi de l activit de conduite c est le point de d part d une d cision puisqu il permet une valuation des tats actuels du syst me c est le r sultat la traduction comportementale en terme de strat gie d exploration visuelle d une pr vision sur l tat futur du syst me Ainsi l analyse des processus d exploration visuelle peut permettre de d terminer les besoins informationnels du sujet ou de d tecter au travers de l analyse des directions de regard les strat gies employ es par les op rateurs NEBOIT 1974 a ainsi tudi la saisie d information dans le cadre de la conduite automobile SPERANDIO 1977 dans le contr le a rien et PAPIN 1979 cit par Sp randio 1977 ou ITOH et HAYASHI 1990 dans le cadre du pilotage a rien WIERWILLE et RAHIMI 1985 se sont eux attach s examiner la dur e de fixation du regard qui est un indicateur pr cieux li la charge attentionnelle en relation avec l activit visuelle examen qu il conviendrait d effectuer dans le cadre des futures valuations en conduite r elle Ces valuations pour
330. t dans le processus de conception de la cabine de conduite des TGV futurs L objectif de la d marche que nous mettons en oeuvre bas e sur la simulation de certaines conditions d exercice de l activit est donc de pouvoir mettre la disposition des concepteurs non pas de nouvelles m thodes de conception mais des moyens d action favorisant l innovation et la cr ativit par une meilleure prise en compte du facteur humain Le but ici est de pouvoir concevoir des produits de qualit adapt s au mode de fonctionnement des utilisateurs ces derniers devenant co concepteurs travers l analyse de leur activit actuelle et future Cette d marche se structure de la mani re suivante D s l tude de faisabilit le groupe projet doit acqu rir une bonne connaissance du m tier de conducteur TGV sur la base d une analyse fine de l activit de conduite men e sur des TGV existants et du recueil d un grand nombre de donn es pr cieuses relatives la conduite nombre de manipulations sur les commandes temps de manipulation strat gies de conduite SAGOT et coll 1994 Au cours des discussions avec les membres du groupe projet on rel ve un grand nombre d informations concernant les volutions futures du m tier de conducteur les attentes actuelles des conducteurs les dispositifs en cours de d veloppement Ainsi le groupe projet peut se construire progressivement une repr sentation commune du r le qu auront
331. t es lors de l utilisation des nouveaux dispositifs nous avons donc proc d ici plusieurs relev s lors du d roulement du sc nario de conduite libre le type le nombre et le d roulement chronologique des actions les taux de vitesse demand s et r alis s les taux d efforts en traction et freinage r alis s les param tres de vitesse impos e Concernant le parcours Nice Paris nous avons retrac pour les trois conducteurs la courbe de vitesse r elle enregistr e sur ATESS et la courbe de vitesse de consigne issue des sch mas de ligne SNCF Figure 80 Courbes de vitesse du conducteur NP3 Premi re 1 2 h du trajet r el Nice Paris 140 T 120 100 Vitesse en km h 60 40 20 0 5 10 15 20 25 30 35 Distance en km Figure 80 Courbes de vitesse r elle et de vitesse but instantan e Trajet r el Nice Paris conducteur NP3 On peut d ors et d j remarquer sur la Figure 80 que lors de la situation de conduite r elle le conducteur vient fr quemment tangenter la courbe de vitesse de consigne rep res 1 2 6 220 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse 8 et ceci essentiellement dans les phases de mont e en vitesse Par contre et cela est essentiellement li au profil de la ligne il ne cherche pas forc ment venir exactement tangenter la courbe de vitesse de consigne lorsqu il doit maintenir sa vitesse
332. t l intervalle de temps entre les diff rentes apparitions Le conducteur doit alors indiquer verbalement s il a per u l ic ne Ce dispositif a pour objectif de mesurer la capacit attentionnelle restante afin d valuer si la surveillance de trois crans en conduisant ne surcharge pas de fa on trop importante le canal visuel du conducteur d j sollicit par la surveillance de la voie Pour recr er l exigence attentionnelle et visuelle qui sera pr sente dans la future cabine des TGV nous avons galement install sur le troisi me cran une t che de d tection d ic nes accompagn e d indications panne sol panne engin de mani re remplacer la t che de d tection des pannes qui sera install e sur ce troisi me cran Chaque conducteur doit restituer verbalement la fin de la passation des sc narios les items qu il a m moris s Le sc nario cibles dure environ 30 mn Cette exp rimentation a t construite en s inspirant de protocoles d j existants concernant l attention partag e lors de l coute de messages auditifs CAMUS 1996 et concernant les performances de d tection visuelle des informations d alerte dans des v hicules automobiles LABIALE 1991 Les avis des conducteurs sur les interfaces sont recueillis la fin de l exercice pour mettre en vidence les diff rentes difficult s li es la pr sentation de l information qui n ont pu tre montr es en statique C Les rel
333. t il permet d obtenir des graphiques sur 95 Le projet TGV NG la distribution des dur es de chaque cat gorie de variables sous forme d histogrammes la r partition des effectifs et des dur es totales des variables sous forme de camemberts On a ainsi pu effectuer des comparaisons de situations pendant la p riode d observation d crire l activit visuelle mais aussi en trouver l explication en la mettant en relation avec le contenu et le contexte du travail Les verbalisations obtenues partir de films avaient pour principal objectif d analyser les modes de traitements mis en oeuvre par les conducteurs de TGV Les conducteurs impliqu s dans l tude commentaient ainsi en laboratoire les films r alis s lors des voyages en cabine Les verbalisations taient libres ou d finies sur des zones particuli res densit de signalisation forte activit Les ergonomes cognitivistes du groupe projet ont galement fait verbaliser les conducteurs sur la base d un film o conduisait un autre conducteur et sur une voie qu ils ne connaissaient pas Ceci a permis de mettre en vidence les diff rences relatives entre les strat gies de conduite des m caniciens ou les probl mes soulev s par le manque d exp rience d un conducteur sur une ligne Une premi re mod lisation de la connaissance des conducteurs et de l activit de conduite a pu ainsi tre constitu e Les verbalisations par questionnaires
334. t montr toute l importance de la r gulation de la vitesse et plus particuli rement des dispositifs qui permettent de la r aliser BOLLON et coll 1992 L analyse t che activit a donc permis de mettre en vidence les caract ristiques de l activit de conduite actuelle et nous avons pu obtenir la mesure de certains carts entre le travail prescrit la t che et le travail r el l activit Ceci a amen le groupe projet lister l ensemble des besoins li la conduite actuelle Le recoupement des diff rentes m thodes utilis es a permis non seulement d obtenir un maximum d informations concernant les besoins li s la conduite TGV mais galement de hi rarchiser l ensemble des probl mes et informations manquantes sur le poste de conduite actuel Sans les diff rents points de vue exprim s au cours de cette analyse de nombreuses informations auraient t manquantes et un certain nombre de dysfonctionnements n auraient pas t mis en vidence et pris en compte dans le cadre de la reconception du poste futur Soulignons galement que le m tier de conducteur doit tre consid r dans sa globalit et non seulement lors de l ex cution des trajets DE LA CRUZ et ROCHE 1990 Les conducteurs les roulants sont amen s endosser de fortes responsabilit s seuls aux commandes d une machine qui volue fr quemment en fonction des avanc es technologiques Cette solitude est galement pr sente
335. t outils communs aux domaines de l ing nierie et des facteurs humains afin de mieux int grer les diff rents points de vue des acteurs du projet et parmi ces outils nous avons retenu la d marche de simulation de l activit 15 Probl matique telle qu elle a t d finie par MALINE 1994 En effet simuler les conditions de r alisation de l activit pour rapprocher les diff rentes repr sentations existantes parmi les acteurs d une conduite de projet est une raison g n rale qui justifie la mise en place d une telle d marche Beaucoup plus qu une simple d marche de simulation de l activit elle devient une d marche de conception qui devient indispensable quand la complexit de la situation envisag e fait que les m thodes habituelles de conception ne permettent pas d en donner une image r aliste 1 1 Apports et limites des m thodes de conception de produits 1 1 1 Rep res concernant la conception de produits Si les objectifs de la conception de produits sont de satisfaire les besoins nouveaux prouv s par un individu ou un groupe d individus la r ponse ces attentes d utilisateurs se fait travers un produit c est dire en accord avec BOCQUET 1996 une pi ce un syst me physique un mat riel existant un processus industriel ou administratif un service Une des premi res tapes de la conception de produit consiste donc analyser les besoins des utilisateurs structurer c
336. taient l int r t de donner au conducteur une r f rence spatiale concernant le niveau d efforts de traction freinage demand n ont pu tre retenues En effet l analyse de l activit a montr que les conducteurs souhaitent pouvoir r gler leur vitesse au km h pr s Les tudes li es l encombrement des diverses solutions ont alors montr que les principes de solution retenus induisaient des courses trop importantes de la commande d coulant du degr de pr cision souhait par les conducteurs au niveau des r glages des efforts de traction freinage Une contrainte suppl mentaire est galement apparue dans la mesure o la mise en place du manipulateur sur le pupitre ne pouvait en aucun cas engendrer d ouverture dans le pupitre par crainte d ventuels obturations et coincements de la commande Ainsi en accord avec les conclusions de l analyse de l activit de conduite actuelle et les aspects techniques le groupe projet a tabli un compromis un manipulateur de traction fremage de type impulsionnel Ce type de manipulateur a pour principal int r t d avoir un faible encombrement et une grande pr cision en respectant les contraintes techniques li es la s curit formul es par GEC ALSHOM Les pr concepts doivent donc permettre de r gler l intensit des efforts de traction et de freinage du T G V en fonction de la dur e des appuis impulsionnels effectu s par le conducteur sur la commande Une interfa
337. teur d environnement virtuel du fait de la taille des structures tudi es La simulation de l activit constitue un r el moyen d action dans la conception si elle est int gr e tout au long du processus de conception de syst mes complexes o intervient l homme Elle constitue une v ritable aide dans la conduite du projet et favorise pleinement la d marche participative des groupes de projet ainsi que l innovation 262 Conclusion 263 Bibliographie 9 BIBLIOGRAPHIE 264 Bibliographie 265 Bibliographie ABED M 1990 Contribution la mod lisation de la t che par des outils de sp cification exploitant les mouvements oculaires Application la conception et l valuation des interfaces homme machine Th se de doctorat universit de Valenciennes 1991 ALEXIS J 1990 Pratique industrielle de la m thode Taguchi Les plans d exp rience 170p ALIOTTI P 1993 Pour l aide la conception des syst mes d armes les besoins et les outils n cessaires en simulation Dans Science et d fense 93 Nouvelles avanc es scientifiques et techniques Simulation simulateurs Minist re de la D fense aux ditions DUNOD 219 229 AMALBERTI R 1996 La conduite de syst mes risque PUF collection le travail humain 239p AMALBERTI R 1997 L ergonomie facteur de s curit et d innovation REE N 2 F vrier 1997 69 75 ANTIN J F LAURETTA D J WOLF L D 1991 The i
338. tiens avec les conducteurs ainsi que l ensemble des informations concernant les alarmes ont fait ressortir quatre cat gories principales d informations sonores les cat gories Indications Consigne Alerte et Urgence 1 Indication Les informations sonores li es des indications panne sol panne engin et appel d attention radio 2 Consigne Les informations sonores li es aux changements de consignes de conduite bip de r p tition des signaux ou RSO effacement du b en phase de conduite normale autorisation de d part en gare 3 Alerte Les informations sonores li es au non respect d une consigne alerte vitesse son vacma alarme voyageur en phase de conduite normale 4 Urgence Les informations sonores indiquant un danger ou un accident alerte radio alarme voyageur et faux d part en phase de conduite risque c est dire en gare 205 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Afin de pouvoir v rifier la coh rence de l activit r alis e lors du d clenchement des alarmes nous relevons pour chaque cat gorie le temps mis pour effectuer l action induite par l alarme sonore et le temps mis soit pour consulter la zone d information li e l alarme soit pour contr ler l action engendr e 5 3 3 R sultats li s aux interfaces sonores A Choix des modes de pr sentation et des sons Le Tableau 11 regroupe les principes de solutions convenant le m
339. tion des fonctions utilis es pour la r gulation de la vitesse Nous avons pu v rifier en premier lieu que les conducteurs ont r ussi effectuer leur parcours sur simulateur en respectant les consignes de vitesse et qu ils ont effectu les arr ts en gare l heure indiqu e par la fiche train Nous avons ensuite cherch identifier la mani re dont ils proc dent lors du d roulement du parcours r el Figure 80 et lors du parcours de conduite simul Figure 81 qui pr sentent des caract ristiques similaires concernant les arr ts en gare A titre de comparaison la Figure 82 ci dessous permet de visualiser la r partition du nombre de fois o les conducteurs ont utilis le freinage lectrique pneumatique ou la 222 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse traction sur la dur e des parcours examin s en situations r elle et simul e c est dire avec l ancien et le nouveau manipulateur R partition des mode traction freinage utilis s en conduite r elle et simul e 507 E Sc nario de conduite libre Parcours r el Nice Paris R partition en des modes traction freinage mode traction mode mode freinage freinage lectrique pneumatique mode utilis Figure 82 R partition du nombre de fois o les conducteurs ont utilis le freinage lectrique pneumatique ou la traction pour les 11 conducteurs lors du sc n
340. tion mise en place a permis d tablir une r elle confiance entre les diff rents acteurs du projet Des r unions de synth se d une p riodicit de 15 jours permettaient de valider en final l ensemble des d cisions prises par les sous groupes de travail pour assurer la coh rence du projet Il faut souligner que m me si la d marche de conception avec les utilisateurs est co teuse en temps celle ci augmente consid rablement les chances de r ussite du projet Ainsi les conducteurs participent non seulement la conception des futurs outils de travail mais galement la mise en place de nouvelles m thodes de travail Ici ce n est plus l utilisateur qui en final devra s adapter l outil de travail propos mais c est l outil qui d s les premi res phases de conception est d fini de mani re tre adapt celui qui en aura la conduite la mise en place de sc narios Les sc narios permettent la d finition d objectifs partir de la repr sentation que chacun se fait du champ des activit s futures souhaitables La simulation qui constitue la mise en sc ne des sc narios va permettre la d finition de besoins en exploitant les connaissances des utilisateurs MALINE 1994 Afin de justement pouvoir se fixer un certain nombre d objectifs en fonction de chaque dispositif nous avons ici construit et utilis des sc narios pour nous guider lors de la d finition des pr concepts Nous utilisons es
341. tion technique performante il reste de nombreux efforts faire pour r pondre aux besoins des utilisateurs Ce probl me d adaptation du produit l homme devient d autant plus crucial qu il va mettre en jeu des vies humaines c est le cas du TGV notre environnement c est le cas du nucl aire voire notre plan te probl mes li s l utilisation de l ozone Durant les 30 40 derni res ann es les r volutions technologiques dans la conception ont fait voluer les t ches des op rateurs En effet comme le souligne REASON 1993 les syst mes sont de plus en plus automatis s loignant l op rateur des processus qu il est cens contr ler de plus en plus complexes et dangereux l informatique permettant d accro tre leur taille et leur complexit et leur performance mieux prot g s des d faillances mais ces syst mes de s curit combin s avec l erreur humaine peuvent engendrer de graves accidents comme le montrent encore malheureusement les exemples de la catastrophe de Tchernobyl et de la navette Challenger devenus opaques dans le sens o le syst me devient m connu de l op rateur et peut entra ner l incompr hension par cet op rateur de ce qu il va faire De plus le syst me automatique de d fense peut cacher des pannes successives cr ant une illusion tr s pr judiciable l op rateur qui ne pourrait plus reprendre la situation en main n ayant pas la connai
342. tions Lors de ces deux valuations nous avons cherch comparer les strat gies de conduite identifi es des strat gies de conduite actuelles Dans la mesure o nous n avons pas pu installer les dispositifs actuels sur le simulateur nous avons fait r f rence des situations de conduite r elles afin de les comparer nos situations simul es Nous avions d j disposition les r sultats des tudes pr liminaires concernant 12 parcours en TGV que nous avons compl t par ceux obtenus sur le parcours Nice Paris En effet ce parcours fait l objet d une tude concernant la fatigue des conducteurs de train SAGOT et coll 1997 dont les d pouillements sont d j largement avanc s De plus lors de ces parcours les relev s sont beaucoup plus complets que ceux r alis s dans notre tude dans la mesure o nous avons disposition les donn es issues de la bo te noire du train ATESS qui n taient pas accessibles lors de nos pr c dents parcours Cette bo te noire qui est rendue aujourd hui exploitable par les moyens informatiques mis en place bord des trains nous a permis de relever l ensemble des indications li es la vitesse en fonction de la distance parcourue sur le parcours r el ainsi qu un certain nombre d actions effectu es et ceci pour 3 conducteurs diff rents conducteurs NP1 NP2 et NP3 Malheureusement cette portion de ligne n a pu tre reproduite sur le simulateur dans la
343. tions secondaires impliquer d actions suppl mentaires freinage inverseur sens de marche Une seule action sera n cessaire pour passer La s paration des commandes de freinage lectrique d un mode un autre et devra tre perceptible de et pneumatique peut tre remise en cause mani re sensitive crans but es Le manipulateur ne permet pas de satisfaire tous les Les efforts mis en jeu lors des manipulations besoins des m caniciens devront tre adapt s Le manipulateur permet de conduire indiff remment Le principe de freinage lectropneumatique de la main droite ou de la main gauche actuel impulsion devra tre conserv Manip Retour d information indicateur de r ussite de Devra tre affich sur le dispositif d aide la t ti 0 l objectif mise 0 du manipulateur conduite raction Extinction d s que l on quitte la position O Affichage fixe Utilis e pour les manoeuvres en d p t t che annexe Placer cette commande hors de la zone du Le r glement pr voit une limitation de vitesse en manipulateur de traction freinage et l isoler de marche arri re qui n est pas g r e ici tout autre dispositif Inverseur automatiquement Mise en oeuvre de la commande uniquement du sens lanet Contr le et r duction automatique de la vitesse de marche Traction r gul e par le manipulateur de traction freinage Doit int grer un dispositif automatique interdisant la marche arri re rampes s il indique marche
344. tismes moteurs en sous syst mes jusqu l obtention d un probl me simple Or lorsque le produit est complexe il existe des limites sa d composition en sous syst mes Il faut en effet l examiner partir de m thodes issues de disciplines diff rentes puisqu il n cessite pour tre appr hend d tre trait dans sa globalit au travers d un faisceau d approches A nsi la mise en place de diff rentes m thodes qui apparaissent encore comme de simples moyens de formaliser les tapes des projets dans l objectif d aboutir au respect des co ts de la qualit et des d lais ne permet que difficilement aux concepteurs d appr hender la conception des syst mes complexes Ces concepteurs sont alors naturellement conduits ramener le probl me la conception technique du produit qui est alors soigneusement d coup suivant les syst mes techniques qui le composent Mais l examen du syst me complexe d coup en fonction des syst mes techniques qui le composent limine la prise en compte d un grand nombre de facteurs lors du processus de conception On va par exemple limiter l tude des interactions 19 Probl matique homme produit dans la mesure o le produit est d compos suivant une multitude d l ments dont on ne conna t pas les interactions avant les phases de validation Or nous pensons en accord avec MOREAU 1994 que la ma trise des syst mes complexes est la nouvelle dimen
345. tivit sur la base de la mise en place de sc narios reproduisant des situations d actions caract ristiques ou des situations sp cifiques pour tester des cas d utilisation en situation d grad e Suite une pr exp rimentation sur le simulateur qui sert de phase de familiarisation aux les utilisateurs et qui permet d effectuer les ajustements de l outil de simulation deux types d valuations doivent tre effectu es il faut v rifier l ad quation t che moyens de r alisation de la t che en demandant aux utilisateurs de r aliser des sc narios impos s au cours desquels ils respectent des consignes permettant d valuer des cas limites d utilisation fr quence d actions lev es surcharge d informations incidents Cette phase d valuation intrins que du concept global permet d optimiser chaque dispositif en fonction des dysfonctionnements observ s limites techniques m moire Cette tape d valuation peut permettre de rassurer l ensemble des acteurs du groupe projet dans la mesure o elle donne certaines indications sur les situations d utilisation dites critiques on va ensuite chercher identifier les strat gies mises en oeuvre par les utilisateurs pour effectuer l valuation globale du concept retenu en contexte de conduite simul e Ici les utilisateurs m nent leur activit l aide des nouveaux dispositifs lors d un sc nario dit de con
346. traintes on voit ainsi les concepteurs admettre progressivement la r elle n cessit de la collaboration entre ing nieurs et ergonomes Il s agit aujourd hui de continuer promouvoir une ergonomie de conception globale pluridisciplinaire et participative DE KEYSER et VAN DAELE 1988 de mani re la rendre effective au d but de chaque projet de conception int grant l homme Elle peut en effet par la prise en compte des facteurs humains permettre de rendre coh rents des domaines souvent pr sent s comme antinomiques et aboutir ce que DE TERSSAC et DUBOIS 1992 appellent une nouvelle forme de rationalisation Mais il faut souligner que comme pour la conception de produits il n existe pas une m thode d approche ergonomique qui soit universellement admise et standardis e SAGOT 1996 m me si il existe des tapes cl s respecter pour le bon d roulement de l intervention ergonomique et pour son int gration au sein des projets de conception Ainsi m me si l int gration de l ergonomie dans les projets de conception semble tre une chose admise par la plupart des concepteurs elle reste difficile rendre effective Ceci peut alors se traduire par une mauvaise int gration des recommandations ergonomiques dans les phases de conception 1 2 2 Limites li es l int gration des recommandations ergonomiques dans la conception de produits JOURDAN et BELLIES 1996 rendant compte d une interventio
347. ts l organisation des prises d informations visuelles chez les conducteurs Figure 90 Av Bv et Cv indice v comme vision Groupe Av Les conducteurs se servent 56 des s quences indiff remment des deux crans concernent VO Viet TR conducteurs 3 10 2 et 11 Ecran Ecran vitesse traction 34 des G rou pe Bv s quences s effectuent x entre TR et VO Les conducteurs contr lent fr quemment leurs actions gr ce 42 des l cran Traction Freinage sans contr le s quences concernent VO Vlet TR Ecran Ecran vitesse traction simultan de la vitesse conducteurs 8 4 12 et 9 ra ae Ecran E n Proton i roupe Cv enire Vi et VO voie p Les conducteurs contr lent fr quemment 50 des s quences l cran Vitesse sans contr le simultan concernent VO VI et TR des efforts de traction freinage Ecran Ecran vitesse traction sujets 5 6 et 7 Figure 90 S quences des regards identifi es chez trois groupes de conducteurs lors de la passation du sc nario de conduite libre 233 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse Afin de v rifier si les r partitions des regards sont significativement diff rentes entre les diff rents groupes nous avons effectu une analyse de variance entre les r partitions moyennes des regards relatives chacun des groupes Il appara t que les groupes Av Bv et Cv ne sont pas significativement diff rents NS ce q
348. tuations normales de conduite Nous avons donc pu mettre en vidence des performances tout fait acceptables concernant l utilisation du manipulateur en terme de respect des vitesses de consigne et ceci pour des sc narios pr sentant un niveau de difficult importante du fait des nombreux changements de vitesse Le nombre des actions effectuer sur le manipulateur m me si il reste lev ne semble pas g ner les conducteurs qui appr cient la nouvelle mani re de s lectionner les modes de traction et de freinage propos s ainsi que la r gulation fine par impulsions sur le manipulateur La mise en quation de Tadc ainsi que la mise en vidence de l influence de la plage sur le temps de r action et sur le nombre d actions nous a permis de montrer que l effet plage 195 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse influence fortement l utilisation du manipulateur On constate en effet une diff rence tr s nette entre les phases de d marrage plage de vitesse allant de O 30 ou de O 60 et les autres plages Au cours de la phase d tude du comportement de conduite des m caniciens BOLLON et coll 1992 le groupe projet avait d j pu valider que cette phase de d marrage est sp cifique dans la mesure o elle s effectue en plusieurs tapes au moins 2 afin de pr server le mat riel et de ne pas provoquer un d marrage trop brusque On peut donc galement supposer ici que les
349. ture fabrication et son utilisation tre solide et r sistant environ 50 daN usinable agr able au toucher 100 D finition des pr concepts et simulation i M thodes Sur la base des sc narios pr c demment d finis nous avons pu identifier les fonctionnalit s les plus fr quemment utilis es sur le manipulateur ainsi que le mode de passages d une position une autre Nous avons alors cherch identifier avec les conducteurs la mani re avec laquelle ils seront amen s prendre la commande en main lors de ces diff rents cas d utilisation D s lors nous avons mis en place des formes de manipulateur permettant de favoriser les diff rents cas d utilisation de cette commande manipulation du bout des doigts arr t d urgence fonction repose main empreinte de la main prise en main rapide Les r flexions men es avec les conducteurs concernant les diff rents cas de prise en main possibles nous ont amen es r aliser cinq mod les d enveloppes exemple Figure 26 dans un mat riau type clay et ou en polystyr ne Lors des r alisations nous nous sommes appuy s sur les connaissances actuelles concernant l anthropom trie de la main DECOSTER 1982 ainsi que sur le savoir actuel dans le domaine des commandes d aviation d engins de chantiers WOODSON et CONOVER 1978 Nous avons galement pris en compte les crit res relatifs la future implantation de la commande sur le pupitre dans la
350. u champ des activit s futures souhaitables 71 2 4 2 Le cahier des charges fonctionnel des dispositifs 79 2 5 Bilan de la phase d tude de faisabilit 82 3 LA DEMARCHE DE SIMULATION DE L ACTIVIT EN PHASE DE D FINITION ET D VALUATION DES PR CONCEPTS mmmmmmmmmmmmmmmmns 83 3 1 Objectifs 85 3 2 M thode g n rale concernant la d marche de simulation en phase de d finition des PT CONCEPIS 86 3 3 Le manipulateur de conduite 91 3 3 1 Hi rarchisation des besoins et d finition d un principe de solution 91 3 3 2 Les sc narios 92 3 3 3 R alisation de la maquette 95 3 3 4 Mise en place des exp rimentations 97 3 4Le dispositif de vitesse but e
351. u il exerce d tection interpr tation diagnostic anticipation surveillance d pannage D Place future de l homme dans la boucle de r gulation Sur la base des diff rents constats effectu s ci dessus le groupe projet a pu d finir un compromis concernant la d finition du champ des activit s futures souhaitables des 77 Le projet TGV NG conducteurs Celle ci a t construite et valid e par l ensemble du groupe projet au cours de plusieurs s ances de travail dans la mesure o elle constitue un l ment essentiel avant le passage l tape proprement dite de conception La Figure 18 ci dessous repr sente la conduite future telle qu elle a pu tre envisag e par le groupe projet Conducteur R gulation de la vitesse Rem morisation aux connaissances de ligne Gestion de l horaire Identification des informations Gestion des Acquittement dysfonctionnements VACMA Respect des proc dures Intensit Vitesse traction freinage r elle Proc dures Interface GDI Interface vitesse Pannes restrictions CAB KVB LZB proc dures Effort traction freinage Interface CdL EUNE LITE LE horaires signalisation traction freinage detourmnernente Boitier VI VACMA Vitesse P D fauts gt r elle Intensit traction freinage Machine Contr le de la VACMA R partiteur Environnement Signalisation ext rieure Fonction traction freinage
352. u produit final ont t d ores et d j mis en place dans plusieurs domaines En effet LEPLAT 1985 montre l approche mise en place par l ergonomie et la psychologie cognitive pour traiter de la fiabilit humaine Il dresse un bilan des m thodes telles que les arbres de d faillance qui permettent d extraire l information utile de l erreur ou de l accident qui peut en r sulter Des applications de ces m thodes s effectuent 28 Probl matique parall lement aux tudes de fiabilit des dispositifs FADIER 1990 FADIER et coll 1991 pour donner lieu des m thodologies communes entre fiabilistes et ergonomes qui trouvent de r els int r ts cette mise en commun NEBOIT et coll 1990 MILLOT 1988 s int resse la supervision des proc d s automatis s et l ergonomie en pr sentant les diff rents types de coop ration homme calculateur dans des t ches forte composante d cisionnelle gestion des alarmes dysfonctionnements diagnostics Les diff rents principes sont valu s la fois suivant les crit res techniques li s la performance du syst me et selon des crit res ergonomiques concernant en particulier l valuation de la charge de travail de l op rateur MAZEAU et CHRISTOL 1995 mettent en relation les r sultats de l analyse fonctionnelle de l ing nierie et ceux de l analyse du travail effectu e par l ergonome appel e aussi analyse op rationnelle Ils con
353. ue alarme tout en se r f rant aux crit res de d tection de compr hension et d utilit auparavant d finis 139 D finition des pr concepts et simulation C Les r sultats Comme nous l avons indiqu ci dessus nous avons t amen s r aliser pour chaque information sonore une proposition de pr concepts sous forme de son ou de message vocal Tableau 3 Pour les propositions sonores nous avons indiqu les fr quences des sons qui interviennent dans l alarme ainsi que la cadence du son Exemple l alerte radio 1 est une alerte compos e de la succession de 2 sons un son de 554 Hz jou pendant 0 1s puis un son de 440 Hz jou 0 4s Pour chaque proposition sonore nous avons fait figurer le rang moyen et son cart type attribu dans le cas ou plus de 3 propositions taient faites et une pour les propositions retenues majoritairement par les conducteurs dans les autres cas Enfin nous avons fait ressortir en caract res gras le pr concept retenu pour chacune des cat gories puis nous avons fait figurer le classement final en liminant les solutions d finitivement rejet es Alarmes Proposition sonore Note Proposition vocale classement concern es obtenue global Alerte radio 554 Hz 440 Hz 0 1 0 4 1 8 1 1 Urgence 3250 Hz 2500 Hz 0 1 0 4 2 5 21 1 Arr t d urgence 1800 Hz 1400 Hz 0 1 0 5 3 3 20 6 Alerte radio 3000 H7 500 Hz 0 1 0 1 2 4 21 2 2500 Hz 0 15 ON 0
354. ue mettent en oeuvre les op rateurs dans leur activit afin d identifier les nouvelles fonctionnalit s attribu es l outil correspondant un usage particulier GALINIER 1996 Au cours des r unions du groupe projet on a ainsi cherch identifier la dimension invariante des activit s les sch mes d utilisation des op rateurs sur lesquels il est possible de concevoir autrement En effet concevoir autour des sch mes revient consid rer la dimension volutive des futurs dispositifs au travers de celle des utilisateurs Les sch mes ont pu inspirer aux concepteurs des modes op ratoires pour des dispositifs tr s diff rents de ceux avec lesquels l op rateur agit actuellement RABARDEL 1995 C est ce qui a pu tre mis en vidence lors de la construction des sc narios d utilisation concernant le manipulateur de traction freinage On a ainsi cherch d crire les t ches selon les objectifs des op rateurs SEBILLOTTE 1991 et non selon les objectifs des concepteurs C est donc partir des repr sentations que 143 D finition des pr concepts et simulation poss dent les op rateurs que l on a pu analyser et d crire leur travail en vue de d finir les pr concepts li s la r gulation de la vitesse des TGV futurs Sur la base de cette d finition des pr concepts le groupe projet a construit des maquettes de dispositifs qui int grent les aspects techniques et fonctionnels des futurs produits I
355. ui indique que globalement les strat gies visuelles sont les m mes et que seuls quelques conducteurs consultent plus fr quemment un cran qu un autre Ces r sultats nous indiquent qu en fonction des strat gies de conduite de chaque conducteur ceux ci contr lent leurs actions essentiellement par des prises d informations cons cutives entre la voie l cran vitesse et l cran traction freinage De la m me mani re et titre indicatif nous avons examin la prise d informations visuelles de 3 conducteurs NP1 NP2 et NP3 sur la premi re demi heure des parcours Nice Paris Les directions de regard ont t regroup es de la mani re suivante VO voie et ext rieur MA Manom tres et Amp rem tres VI Tachym tre On obtient la r partition des s quences suivantes Tableau 14 Conducteur RE NOR TR MA 1 182 1 185 Re Te RC a Tableau 14 R partition des s quences de regards types en pour les trois conducteurs lors de la premi re demi heure du trajet r el Nice Paris 234 Evaluation globale du concept li la r gulation de la vitesse L analyse de variance effectu e entre les diff rentes distributions a mis en vidence qu il n y a pas de diff rence significative entre ces 3 sujets NS Nous avons donc consid r que les 3 conducteurs appartiennent un m me groupe et que leur prise d informations visuelles s organise suivant les s quences illustr es Figure 91
356. ui le composent La difficult des sc narios impos s a permis de tester chacun des dispositifs dans des situations extr mes d utilisation ce qui a permis de valider l ad quation entre la t che future r aliser et les outils mis la disposition des conducteurs pour r aliser cette t che La participation des conducteurs a permis de recueillir des donn es sur la conduite d experts et d avoir l avis des conducteurs sur les nouveaux dispositifs Cette phase a en particulier 212 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse permis de retenir un jeu d efforts sur le manipulateur et d examiner son utilisation Concernant les crans on a commenc valider le principe de conduite avec trois crans en terme de d tection de l information En effet la capacit attentionnelle des conducteurs ne semble pas satur e la vue des r sultats des tests de d tection de cibles et de m morisation de diff rents items qui montrent des bonnes performances pour l ensemble des conducteurs Concernant les sons on a pu v rifier l ad quation des sons retenus avec les activit s qui en d coulent Ici nous avons essentiellement utilis la simulation en centrant nos valuations sur l efficience et la performance du syst me conducteur concept li la r gulation de la vitesse Nous avons recr des situations de conduite tr s exigeantes en termes de t ches effectuer afin de voir si les co
357. ulant sur lignes grande vitesse les conducteurs verront fort probablement leur marge de manoeuvre se r tr cir concernant l adaptation de leur vitesse Ainsi nous avons demand aux conducteurs lors de la passation des sc narios 1 et 2 d atteindre les diff rentes plages de vitesse le plus rapidement possible Nous avons retenu comme crit re de performance sp cifique ces exercices le temps mis par les Agents De Conduite ADC pour se placer dans les conditions de r alisation de la consigne Tadc c est dire le temps mis par les conducteurs pour ajuster leur demande d effort de traction ou de freinage chaque changement de consigne Nous avons cherch caract riser Tadc en fonction de diff rents crit res li s aux caract ristiques du sc nario et en fonction de l essai r alis c est dire en fonction du jeu d effort install sur le manipulateur Nous cherchons alors dans quelle mesure les diff rentes variables influencent le crit re de performance Tadc Nous avons donc relev pour chaque conducteur lors des 2 essais le temps mis par le conducteur pour se placer dans les conditions de r alisation de la nouvelle consigne de vitesse Tadc Tadc Tc Tm avec Figure 61 Tce le temps mis par le conducteur pour passer d une plage de vitesse une autre Tm en traction c est le temps minimum r alisable pour passer d une plage de vitesse une autre compte tenu des caract ristiques de la mach
358. umain En effet il va pouvoir d finir quelles sont les exigences physiques et cognitives les limites et ressources th oriques des op rateurs lorsqu ils r alisent une t che donn e dans un environnement donn L ergonome contribue ainsi fortement la mod lisation du syst me homme machine L analyse de l activit L activit appara t comme une r ponse de l op rateur l ensemble des conditions de travail C est ce que le sujet met en oeuvre pour ex cuter la t che qui lui est prescrite LEPLAT 1985 L activit peut s appliquer sur des sujets mat riels sur les composantes physiques et dans ce cas son analyse sera descriptive Elle peut galement porter sur des repr sentations mentales sur des m canismes mentaux qui permettent de diriger les m canismes comportementaux Mais ceux ci tant inobservables l activit pourra uniquement tre inf r e partir de traces observables ou de manifestations Il s agit donc de d gager des m thodes d analyse concernant la mise en vidence de la prise d informations et des connaissances n cessaires la r alisation de la t che 2 3 2 Outils et m thodes utilis s lors de l analyse du travail des conducteurs de train Les objectifs de cette phase taient donc de amp lister les facteurs d terminants de l activit de conduite actuelle types de lignes TGV lister les fonctions n cessaires du syst me de traction freinage sur la base
359. un compromis satisfaisant l ensemble des acteurs du projet en ce qui concerne le concept li la r gulation de la vitesse des TGV futurs Apr s avoir bri vement d crit l tude pr liminaire telle qu elle a pu tre men e par le groupe projet en amont des phases de conception nous montrerons comment la d marche de simulation de l activit a t utilis e tout au long du projet et a pu constituer une v ritable aide la conduite du projet de conception des dispositifs li s la r gulation de la vitesse des TGV futurs 40 Le projet TGV NG 2 LE PROJET DE CONCEPTION DE LA CABINE DE CONDUITE DES TGV FUTURS 41 Le projet TGV NG 42 Le projet TGV NG 2 1 Historique du projet de conception de la cabine de conduite des TGV futurs La r alisation du TGV restera sans doute une tape importante dans l histoire des transports fran ais et dans celle du chemin de fer mondial C est la fin des ann es 60 qu est apparue la n cessit de construire une nouvelle liaison ferroviaire Paris Lyon qui a servi au lancement du TGV Paris Sud Est PSE Celle ci est partie des constats suivants d veloppement rapide de la concurrence a rienne et routi re saturation tant en trafic voyageurs que de marchandises des lignes classiques faisabilit technique d un train grande vitesse pouvant circuler 250 voire 300 km h Le projet TGV a donc t pr sent aux pouvoirs publics en 1969 et la d cis
360. une d marche de simulation de l activit et des moyens d actions dans la conception communs aux diff rents acteurs d un projet de conception En effet il s agit aujourd hui de favoriser d int grer et de valider les recommandations de chacun des acteurs d un groupe projet lors de la conception d un syst me complexe innovant Les m thodes de conception la technique et l int gration de l ergonomie dans le processus de conception permettent ce jour de ne r aliser que partiellement ces objectifs Dans le deuxi me chapitre nous avons pr sent notre application le poste de conduite du TGV La d marche de simulation de l activit reposant en particulier sur une bonne connaissance du m tier des conducteurs de TGV nous avons dress le bilan de l existant C est sur la base de ce bilan de l existant que le groupe projet a pu d finir le champ des activit s futures souha tables des conducteurs qui constitue la premi re repr sentation commune au groupe projet des probl mes existants et des solutions envisageables En prenant en compte cette d finition du champ des activit s futures souhaitables nous avons au cours du troisi me chapitre d velopp les pr concepts des dispositifs en cabine li s la r gulation de la vitesse Ici la simulation partielle de l activit rendue possible par l utilisation de bancs d essai a favoris la conception en proposant des valuations fonctionnelles et op
361. ur d passer ce paradoxe PINSKY et THEUREAU 1987 ont d velopp la notion d exp rimentation ergonomique tr s efficace lorsque l on dispose d un prototype futur Ici donc en plus de l accompagnement du projet d velopp par DANIELLOU l ergonome va cr er des situations de travail et pratiquer des valuations ergonomiques au travers d exp rimentations DANIELLOU 1992 souligne que cette phase d exp rimentation est rendue possible par la caract ristique des projets mis en oeuvre les d veloppements informatiques Cet auteur qui effectue sa recherche dans des ateliers de production a d substituer cette phase d exp rimentation un processus d interactions entre concepteurs op rateurs et ergonomes visant obtenir une description de 26 Probl matique l espace des formes possibles de l activit future et un pronostic concernant les op rateurs et la production Pour que son action soit effective au sein d un projet de conception l ergonome ne doit donc pas se contenter de la simple mise en vidence des limites li es aux op rateurs humains Il doit tre l pour que le groupe projet puisse avoir une repr sentation juste de l activit future probable des op rateurs et contribuer aux recommandations concernant les t ches futures RAMACIOTTTI 1995 constate en effet que de plus en plus souvent l ergonome se trouve la fois dans le r le du chercheur qui observe d crit et mod lise u
362. ur la base de sc narios li s l utilisation du produit qui peuvent int grer l ensemble des param tres relatifs au syst me tudi Ainsi le groupe projet va aboutir la d finition de pr concepts qu il s agit d valuer selon l ensemble des aspects li s aux produits futurs pour aboutir au choix d un concept Mais l valuation de l utilisabilit des pr concepts sur la base de l unique examen des solutions propos es peut difficilement tre effectu e par l ergonome En effet l valuation de l utilisabilit n cessite la mise en place d exp rimentations au cours desquelles les utilisateurs potentiels vont tre amen s utiliser les maquettes des futurs produits Nous avons donc mis en place des exp rimentations sur maquettes pour r aliser des simulations partielles de certaines conditions d exercice de l activit afin de permettre aux ergonomes de v rifier un certain nombre d hypoth ses formul es par le groupe projet concernant le champ des activit s futures souhaitables Les analyses des ergonomes qui portent sur les observations effectu es lors des simulations vont donc permettre d enrichir les connaissances du groupe projet concernant le champ des activit s futures souhaitables mais galement concernant les recommandations ergonomiques En effet les recommandations g n rales ergonomiques relatives au produit sont bas es en particulier sur des normes et des standards ergonomi
363. urs de dysfonctionnement I lui faut prendre en compte l homme tout autant que la technique pour r soudre les probl mes de fiabilit des syst mes homme machine Ainsi l homme ne doit plus tre consid r comme un facteur 22 Probl matique limitant au niveau de la conception mais comme un facteur dont la prise en compte va favoriser l innovation GUIDAT 1997 Afin de r pondre le mieux possible l ensemble des besoins les groupes de conception doivent s agrandir en associant techniciens ing nieurs personnes du marketing ergonomes On abordera ainsi le probl me d un point de vue plus global et non sous un seul de ses aspects Nous pourrons ainsi parler d une conception syst mique de produits au cours de laquelle les acteurs du groupe projet doivent intervenir de mani re moins ponctuelle sur les produits et ceci d s le d but du processus de conception La fiabilit reposera ainsi moins sur le calcul des risques que sur la r elle int gration de l homme dans la boucle de r gulation Nous allons donc voir comment cette int gration peut tre r alis e en utilisant l ergonomie dans le processus de conception 1 2 Apports et limites de l ergonomie en conception de produits 1 2 1 Rep res concernant l ergonomie L ergonomie constitue un champ de recherches pluridisciplinaires et emprunte des connaissances plusieurs disciplines comme la physiologie la psychologie en particulier la psyc
364. ut et la vitesse but instantan e qu il s agit de respecter en relation avec la distance but une Zone li e la connaissance de ligne et l affichage de d fauts droite qui donne un rep re spatial de sa position au conducteur 117 D finition des pr concepts et simulation Les premi res confrontations des conducteurs avec cette interface ont fait ressortir que la pr sence de 2 afficheurs num riques distance but et vitesse pouvait pr ter confusion et que la zone de connaissance de ligne est trop charg e voire difficile lire dans le cas ou un grand nombre d informations sont pr sentes Figure 35 Pr concept d interface avec distance but figurative Le deuxi me pr concept Figure 36 a t typiquement inspir par la d finition de la r partition des zones informationnelles pr c demment effectu e Figure 32 Les quatre zones identifi es contiennent pour la zone de gestion des vitesse limites et des vitesses buts au centre un tachym tre classique avec un bandeau circulaire indiquant la vitesse but et la vitesse instantan e respecter pour atteindre la vitesse but au but annonc gare passage niveau pour la zone de gestion des distances et des informations ponctuelles gauche un barregraphe indiquant la distance but en lien avec l indication des informations de connaissance de ligne pour la zone d affichage de l effort de traction freina
365. v rifier que les conducteurs peuvent atteindre des vitesses de mani re pr cise avec le manipulateur impulsionnel que ce soit en phase d acc l ration ou de d c l ration Fe freinage lectrique 250 T 200 Paliers de 450 vitesse en km h 100 50 7 0 200 400 600 800 1000 Temps en secondes Figure 56 Polygone des vitesses de consigne et mode de freinage appropri d finissant le sc nario 1 Sc nario 2 Il est demand aux ADC dans le cadre de cet exercice d atteindre une vitesse lev e 300 km h dans un temps court puis d effectuer diverses phases de freinage Il leur est donc demand de respecter des paliers de vitesse selon le polygone de vitesse Figure 57 Ce sc nario permet de v rifier que les conducteurs peuvent atteindre de mani re pr cise des consignes de vitesse pr sentant de fortes amplitudes en utilisant diff rents modes de freinage Fp freinage pneumatique Fe freinage lectrique URG freinage d urgence 172 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Dans le cadre de ce sc nario les consignes li es aux phases de mont e et de descente en vitesse se rapprochent de consignes r alistes de conduite dans la mesure o les s quences ont t inspir es de situations r elles Par contre les p riodes durant lesquelles le conducteur doit maintenir sa vitesse de mani re prolong e ont t raccourcies
366. vitesse Sur le poste de conduite pr sent Figure 15 nous avons indiqu les emplacements des principaux dispositifs li s la t che de r gulation de la vitesse 62 Le projet TGV NG Manom tres Zone d informations Amp rem tres li es la vitesse Voltm tres VI Ecran clavier du syst me d aide la conduite BP urgence Manipulateur de Manipulateur frein pneumatique traction freinage Figure 15 Sch mas du poste de conduite et des diff rents l ments qui le composent A Le manipulateur de traction freinage lectrique et les commandes de freinage lectropneumatique Le manipulateur de traction freinage lectrique 63 Le projet TGV NG La Figure 16 ci dessous repr sente le manipulateur de traction freinage lectrique actuel qui regroupe les diff rentes fonctionnalit s li es la traction et au freinage lectrique ainsi que le dispositif de r glage de la vitesse impos e MP J Monelte de commande d inverseur 5 4 R MP CO P Monipulateur de commonde pout mantenrees TIRER Re de limitation de Puissance 20 99 Puistonce MP VI Monipulateur de commonde MP COII Mencpulateur de commande traction freinage YI CD Levier de verrouilloge VI Molette de reglage Fin Fee Figure 16 Descriptif des l ments du manipulateur de traction freinage lectrique On comprend bien ici toute la complexit de cette commande qui regroupe des fonction
367. voiture PACHIAUDI et coll 1996 Nos exp rimentations portant sur les dispositifs futurs li s la r gulation de la vitesse des TGV seront d taill es dans le chapitre intitul Deuxi me s rie exp rimentale valuation globale du concept li la r gulation de la vitesse en situation de conduite simul e 165 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 5 PREMIERE SERIE EXPERIMENTALE EVALUATION INTRINSEQUE DU CONCEPT LIE A LA REGULATION DE LA VITESSE EN SITUATION DE CONDUITE SIMULEE 166 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse 167 Evaluation intrins que du concept li la r gulation de la vitesse Lors de cette premi re s rie exp rimentale nous nous sommes essentiellement attach s r pondre aux questions sp cifiques qui restent pos es par les membres du groupe projet concernant l utilisation du nouveau concept li la r gulation de la vitesse qui int gre des interfaces physiques visuelles et sonores Ces diff rentes questions qui restent pos es concernent essentiellement l valuation de la performance du syst me conducteur concept li la r gulation de la vitesse mis en place Mais caract riser la performance d un tel syst me reste une tape d licate En effet la difficult r side ici dans le choix des facteurs de performance qui peuvent varier en fonction des diff rents acteurs du groupe projet Certai
368. vont nous permettre d illustrer plusieurs techniques qui permettent de prendre en compte certaines caract ristiques de l activit future des conducteurs en phase de d finition et d valuation des pr concepts 3 2 M thode g n rale concernant la d marche de simulation en phase de d finition des pr concepts Il s agit donc ici de concevoir des pr concepts de dispositifs en ad quation avec les recommandations fonctionnelles ergonomiques et techniques formul es par le groupe projet mais galement en ad quation avec le champ des activit s futures souhaitables d fini en phase d tudes pr liminaires En effet suite l tape d analyses pr liminaires le groupe projet dispose d un grand nombre de donn es concernant le futur syst me Ce sont ces donn es que nous avons illustr es Figure 20 sous la forme d une bo te noire dans laquelle nous avons galement fait figurer les connaissances li es au champ des activit s futures souhaitables Habituellement les concepteurs cherchent ce niveau de l tude organiser et hi rarchiser ces diff rentes donn es dans l objectif d apporter des r ponses relatives au respect des recommandations jug es les plus pertinentes Cela se traduit par le respect d un grand nombre de normes et de recommandations lors de la d finition des pr concepts qui m me si il est n cessaire n est pas suffisant pour garantir la mise en place de produits fiables
369. xp rimentations afin de pouvoir valuer les informations sonores futures au fur et mesure de leur conception En effet lors de la conception d une information sonore il faut pouvoir cibler les diff rentes variables relatives aux sons en relation avec l activit qui sera men e et donc en prenant en compte les connaissances actuelles des conducteurs Il s agissait donc de r aliser un banc d essais qui permet de pr senter les diff rents pr concepts de sons aux conducteurs au fur et mesure de leur d finition Ce banc d essais permet de valider ou non l ad quation du niveau sonore des signaux avec le bruit environnant ANTIN et coll 1991 ou de valider de mani re plus g n rale la d tectabilit des signaux FIDELL 1978 B M thodes Afin d valuer les alarmes dans un contexte proche de la r alit nous avons en premier lieu recr une ambiance sonore proche de celle d une cabine de conduite TGV actuelle Nous avons ainsi t amen s d velopper un banc d essai pour les sons en cabine de conduite TGV i Le banc d essais Nous avons reproduit le bruit de fond d une cabine de conduite de TGV sur lequel il nous est possible de jouer plusieurs jeux d alarmes ou de messages vocaux en vue de leur validation Prise en compte de l ambiance sonore en cabine TGV Le rapport final d tude de Juillet 1993 concernant le projet conception ergonomique du poste de conduite du TGV nouvel

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