Dissertations / Theses on the topic 'Aéronautique – Facteur humain'

La maintenabilité, entité du bureau d’études visant à concevoir la maintenance future d’un produit, s’intéresse de plus en plus à la discipline du facteur humain. Pour se faire, dans un contexte pluridisciplinaire très orienté ingénierie et conception, l’acteur-métier spécialisé en maintenance essaie de comprendre et d’anticiper l’activité future de l’opérateur de maintenance à travers ses propres connaissances. C’est dans ce contexte que se situe notre problématique « Comment mieux prendre en compte le facteur humain dans les phases de développement et de conception en maintenabilité, là où les acteurs-métiers ne sont ni formés, ni initiés au facteur humain, et en particulier à l’ergonomie» Nos travaux ont été conduits au sein d’un constructeur d’hélicoptère français. Quatre contributions majeures en ressortent: (1) étudier et comprendre comment le facteur humain est aujourd’hui intégré en maintenabilité aéronautique; (2) comprendre les limites et les avantages des outils de simulation (mannequin numérique, réalité virtuelle, maquette physique), à des fins d’analyses ergonomiques ; (3) développer une démarche favorisant l’intégration du facteur humain en maintenabilité par des non experts en ergonomie ; (4) valider la démarche au sein même du service maintenabilité. Ces contributions nous ont permis de répondre à notre problématique de recherche et ainsi de contribuer à l’amélioration de la prise en compte du facteur humain en maintenabilité aéronautique
Maintainability, the entity of the design office anticipates the future maintenance of a product, is interested more and more in Human Factors. To do this, in a multi-disciplinary context with a strong engineering and design focus, the maintenance stakeholders try to understand the future activity of the maintenance operators and anticipate the potential risk exposures only through their specific knowledge. Our research question was formulated in this context as "how to better integrate human factor in the development and design process of maintainability, where the stakeholders are neither trained nor familiarized with the human factor and ergonomics." Four significant axes of this study that was conducted in a French helicopter company are: (1) studying how human factor is already integrated into aviation maintainability; (2) understanding the limitations and strengths of simulation tools (digital human modeling, virtual reality, physical model) widely used for ergonomics purposes; (3) proposing an innovative approach (consists of a methodology and a tool) to improve the integration of human factors into maintainability by non-experts in ergonomics; (4) testing this approach to determine its effectiveness on the design process in the maintainability department. These axes allowed us to answer our research questions and thus contribute to the improvement of the human factor integration in maintainability

Au-delà de la question essentielle de la sécurité opérationnelle, les événements anormaux durant les phases d'approche et d'atterrissage comme les atterrissages durs, les touchés de queue et les sorties de piste affectent la fluidité du trafic aérien, les coûts d'exploitation des compagnies aériennes et la satisfaction des clients. Par une approche intégrant les techniques de guidage et les facteurs humains, l'enjeu de la thèse est de proposer un système d'assistance au pilotage visant à mieux anticiper une situation à risque ou en sortir lors de la phase finale de vol. Nous avons cherché à identifier les voies d'amélioration de la sécurité des opérations à travers une revue des systèmes existants, des entretiens avec les pilotes et l'étude des procédures standards et des événements anormaux. Cette phase d'exploration de la problématique de sécurité nous a poussé à approfondir la notion d'indicateur de l'activité de pilotage en développant une classification des indicateurs génériques. Soulignant l'aspect méthodologique de la synthèse, l'application des concepts génériques à des scénarios à risque a abouti à la conception et la simulation de huit indicateurs précurseurs de risque. Ensuite, nous avons défini une fonction d'assistance au pilotage cohérente avec le besoin de prévention des sorties de piste en nous appuyant sur deux précurseurs en particulier. Le premier, la Hauteur de Stabilisation en Energie doit assurer une détection anticipée des cas de stabilisation trop tardive du vol en approche. Le second, la Marge de Retard à l'Atterrissage, tient compte de l'ensemble des paramètres en approche et à l'arrondi et donne une mesure objective de la criticité de l'atterrissage. Par la suite, la thèse a permis d'établir les performances et la robustesse des algorithmes. Enfin, nous nous sommes attachés à poursuivre les travaux jusqu'à une phase d'expérimentations d'un prototype d'assistance au pilotage en privilégiant le concept de Marge de Retard à l'Atterrissage.

Les travaux presentes dans cette these s'inscrivent dans un contexte d'activite relevant a la fois du retour d'experience, de l'intelligence artificielle et de l'ergonomie psychologique cognitive. L'objectif de ces travaux est d'elaborer une methodologie pour ameliorer la securite des vols dans le domaine de l'aeronautique. Notre objectif est d'ameliorer la securite des vols en proposant une methodologie d'analyse systematique des vols centree facteur humain. Notre travail a permis de concevoir un modele conceptuel fondamental du comportement des pilotes d'avion : le modele ethos. Ce modele conceptuel est la base d'un outil d'analyse systematique des vols centree facteur humain. Cet outil se situe au cur d'un projet de retour d'experience. Ce projet se demarque de ces predecesseurs par le fait que l'experience recueillie est positive et non plus negative. En effet, ce projet trouve ses principes de base dans la description du cycle de retour d'experience naturel de l'homme qui est par definition positive. Nous avons developpe un outil de demonstration pour valider notre travail de recherche et experimenter les principes que nous proposons. Nous appliquons notre outil a des enregistrements de vol issus de simulations pilotees.

Dans le domaine de l'aéronautique en particulier dans la neuro-ergonomie, l'évaluation de la charge cognitive chez le pilote est primordiale afin de diminuer les risques en vols et d'améliorer la concevoir/compréhension des éléments du cockpit (commandes de vols, des assistances au pilotage). La complexité de la tâche de pilotage (aspects sensorimoteurs et cognitifs) détermine la charge de travail associée aux différentes situations de vol par le biais des qualités de vol. Ces dernières peuvent être définit comme la facilité avec laquelle un avion peut être contrôlé par le pilote. Cette notion de facilité est évaluée par la charge de cognitive du pilote lorsqu'il contrôle le mouvement de l'avion. Il existe différents types de mesures de cette charge cognitive tel que des mesures subjectives, physiologiques ou de performances, mais majoritairement ceux sont les mesures subjectives qui sont utilisées. L'ensemble de ces mesures de la charge cognitive présentent des avantages et des limites dans l'application aéronautique ou l'environnement est très exigeant et contraignant. Ainsi, une approche par le contrôle de l'action du pilote pourrait être complémentaire à ces mesures plus particulièrement subjectives de la charge de travail.Pour établir une mesure dépendante de l'activité humaine, il est nécessaire d'avoir une compréhension détaillée et à plusieurs niveaux des mécanismes de contrôle de l'action associé à la variation de la charge cognitive. Cette approche pourrait améliorer la limitation de certaines mesures existantes. Dans ce cadre, la loi de Fitts représente un outil intéressant pour étudier le comportement moteur lors de l'exécution d'un mouvement dans des conditions avec des environnements standardisés comportant des variations de charge cognitive. Il est possible avec cette méthode de caractériser la relation entre certains mécanismes du contrôle moteur la mesure de la charge cognitive associée à la tâche.Cette thèse vise à fournir des métriques d'évaluation de la charge cognitive à partir de la modélisation, de la caractérisation des mécanismes de contrôle moteur observés à partir de l'activité au manche. Cette étude est menée en étudiant la relation entre les aspects du contrôle moteur (cinématique, électromyographique) et de la mesure de la charge cognitive (questionnaire NASA-TLX) au travers des différents niveaux de contraintes de l'environnement.Pour établir cette approche, nous avions les objectifs suivants : (1) caractériser la relation entre la difficulté de la tâche, le contrôle moteur et l'optimalité du mouvement (cinématique, EMG), (2) caractériser la relation entre les différents niveaux d'analyses du mouvement et des mesures de la charge de travail plus classiquement utilisées dans le domaine de l'ergonomie (NASA-TLX), puis de décrire leur sensibilité à la difficulté de la tâche, (3) évaluer nos métriques dans le cadre d'une situation écologique de vol d'hélicoptère. Pour répondre aux deux premiers objectifs de thèse, nous avons fait une première expérience en laboratoire. Cette expérience était une tâche classique de Fitts de pointage réciproque. Pour répondre au dernier objectif, nous avons fait des essais en vol qui visait à faire une manœuvre de l'ADS33 similaire à une tâche de Fitts sur terrain
In the field of aeronautics, and particularly in neuro-ergonomics, assessment of the cognitive load on pilots is essential to reduce flight risks and improve the design/understanding of cockpit elements (flight controls, pilot aids). The complexity of the piloting task (sensorimotor and cognitive aspects) determines the workload associated with different flight situations, through flight qualities. The latter can be defined as the ease with which an aircraft can be controlled by the pilot. This notion of ease is assessed by the pilot's cognitive workload when controlling the aircraft's movement. There are various types of measures of this cognitive load, such as subjective, physiological or performance measures, but it is mainly subjective measures that are used. All these measures of cognitive load have their advantages and limitations in aeronautical applications, where the environment is highly demanding and constraining. Thus, a pilot action control approach could be complementary to these more particularly subjective measures of workload.To establish an activity-dependent measure, it is necessary to have a detailed, multi-level understanding of the action control mechanisms associated with variation in cognitive load. This approach could improve the limitations of some existing measures. In this context, Fitts' law represents an interesting tool for studying motor behavior during movement execution in conditions with standardized environments involving variations in cognitive load. With this method, it is possible to characterize the relationship between certain motor control mechanisms and the measure of cognitive load associated with the task.The aim of this thesis is to provide metrics for assessing cognitive load, based on the modeling and characterization of motor control mechanisms observed in stick activity. This study is conducted by investigating the relationship between aspects of motor control (kinematics, electromyography) and the measurement of cognitive load (NASA-TLX questionnaire) across different levels of environmental constraints.To establish this approach, we had the following objectives: (1) to characterize the relationship between task difficulty, motor control and movement optimality (kinematics, EMG), (2) to characterize the relationship between the different levels of movement analysis and measures of workload more classically used in the field of ergonomics (NASA-TLX), then to describe their sensitivity to task difficulty, (3) to evaluate our metrics in the context of an ecological helicopter flight situation. To address the first two thesis objectives, we carried out an initial laboratory experiment. This experiment was a classic Fitts reciprocal pointing task. To meet the last objective, we carried out flight tests involving an ADS33 maneuver similar to a Fitts task in the field

L’adaptation à l’imprévu est devenue un enjeu majeur de sécurité pour les systèmes complexes. La littérature reconnaît le rôle de l’improvisation dans cette forme d’adaptation. La thèse essaie de clarifier la nature de l’improvisation au niveau individuel. L’objectif appliqué est d’améliorer la prise de décision des experts en situation imprévue. La thèse montre les limites du statut accordé en psychologie cognitive à la représentation de la situation comme outil central de l’adaptation. En situation imprévue, une représentation pertinente est difficile à atteindre car le système cognitif ne peut pas s’orienter sur la base de schémas connus et ces ressources sont trop limitées pour traiter toute l’information. Le contrôle cognitif ne peut pas garantir à coup sûr cette pertinence car il se base lui aussi sur une représentation. Pour sortir de cette impasse, une extension du modèle cognitif de l’adaptation est proposée. Enracinée dans l’expérience sensible, l’intuition est une pensée en-deçà de la représentation, qui conserve la totalité et saisit les particularités des situations vécues. L’ancrage du système cognitif dans l’expérience sensible pourrait alors aider celui-ci à sélectionner les informations pertinentes en situation imprévue. Une étude sur simulateur dans le domaine de l’aviation de combat est présentée. Les variations dans la qualité des improvisations réalisées par des pilotes experts sont observées et mises en relation avec le niveau de disponibilité à l’expérience sensible de ceux-ci. D’autres facteurs plus classiques sont également analysés. Les résultats vont dans le sens d’un modèle de l’improvisation combinant représentation et expérience sensible
Dealing with the unexpected is now a major concern in complex systems. The role of improvisation in this form of adaptation is recognized in the literature. This thesis tries to clarify the nature of improvisation at the individual level. The applied goal is to improve expert decision making in unforeseen situations. The thesis points a limit of the cognitive approach of adaptation. In this view, a relevant representation of the situation at stake is a prerequisite to adaptive decision making. But such appropriate representations are difficult to build in unforeseen situations because structuring schemas are lacking and attentional resources are too limited to process all the available information. Moreover, the cognitive control function cannot entirely solve the relevance problem because it is based on representations as well. To go out of this deadlock, it is proposed to extend the cognitive model of adaptation. Rooted in sensitive experience, intuition is situated below the level of representation. It can catch both the global and unique nature of experienced situations. Consequently, anchoring the cognitive system in sensitive experience could help this one to select relevant information in unforeseen situations. A study on simulator in the field of combat aviation is presented. Differences in the quality of expert pilots’ improvisations are observed and related to differences in their level of receptivity to sensitive experience. Classic factors, such as expertise level, are also analysed. Results confirm a model of improvisation that combines representation and sensitive experience

L’état attentionnel de l’opérateur est un des précurseurs de l’erreur humaine dans les systèmes complexes. Cela est particulièrement vrai en aéronautique, où la sécurité dépend en premier lieu de la capacité à réagir rapidement et correctement. Les niveaux de complexité associés à la gestion de tels systèmes aboutissent à des niveaux de charge mentale et d’engagement de l’opérateur en constante variation, qui peuvent être prédicteurs de sa performance. Ce projet de recherche adopte une démarche de Neuroergonomie, et vise à estimer l’état attentionnel en conditions écologiques par l’utilisation de mesures cérébrales. Nous avons tout d’abord étudié le comportement de l’opérateur soumis à des niveaux de demande extrêmes à l’aide de mesures cérébrales et psycho-physiologiques. Les résultats de ces études nous ont conduits au développement d’un nouveau cadre théorique centré sur l’engagement de l’opérateur pour estimer son état attentionnel. De plus, nous avons étudié différentes techniques de traitement du signal de manière à rendre possible l’utilisation des mesures cérébrales en temps réel en situation écologique, en vue du développement d’interfaces cerveau-machine pour assister l’opérateur
The attentional state of operators is one of the main reasons for errors during human control of complex systems, and controlling these errors is critical especially in aeronautics, where errors are directly linked to safety and lives might be at stake. In particular, excessively high or low task demands encountered during the operation of such systems result in varying levels of mental workload and engagement which are linked with the operator performance. This research project adopts a Neuroergonomics approach and investigates the use of brain measurement techniques to monitor the attentional state of the operator under ecological conditions. We studied the behavior of the operator under both excessively low and high task demands with the use of multiple physiological and neurophysiological measurement techniques. Our results show that it is possible to use such techniques to characterize the attentional state. We then analyze the potential of real time application for such techniques. We investigated signal processing and analysis tools to improve the real-time usability of brain signals in ecological conditions, and proposed solutions towards the development of brain computer interfaces for assisting the human operator

L'agrégation d'activités pour l'identification de catégories de comportements est un enjeu majeur de tous les systèmes socio-techniques complexes actuels. La question clé consiste à réaliser une synthèse de façons de faire (ou praxies) intégrant la variabilité des opérateurs humains impliqués. Dans un cadre aéronautique, l'agrégation d'activités de pilotage vise à accélérer la détermination de procédures améliorant la sécurité des vols et l'efficacité des missions ; elle repose sur les données objectives des paramètres enregistrés des phases de vol significatives et se structure grâce à une interprétation experte. Un modèle d’Agrégation Supervisée : - décomposition, - maïeutique, - reconstruction, est ainsi établi dans cette thèse. Le cœur en est la 2e étape qui généralise et enrichit le concept de « moyenne » classique des approches probabilistes : une base d'apprentissage, constituée d'activités déterminées et caractérisées par l'interprétation experte, est utilisée pour identifier les motifs significatifs de paramètres enregistrés, c'est à dire les praxies qui agrègent donc les éléments essentiels des activités. Ceux-ci sont choisis au sein d'un ensemble de motifs paramétrables génériques, dont les divers seuils sont ajustés de manière incrémentale. Les motifs sont alors évalués selon les deux critères intrinsèques de cohérence et de pertinence de leurs seuils, ainsi que le critère extrinsèque de la conformité des résultats obtenus par leur utilisation aux vols de la base d'apprentissage. Peuvent à ce niveau se faire jour des groupements parmi les éléments de la base d'apprentissage, selon les motifs rendant compte des activités particulières. L'expertise doit également être généralisable pour permettre l'étude de plusieurs points-clé dans cette étape maïeutique.Ce modèle générique définit une activité comme une structure formelle de praxies, et ouvre la voie à un enrichissement de la 3e étape intégrant la multiplicité des rôles des opérateurs
Aggregating activities in order to identify categories of behaviour is a major topic of actual complex socio-technical systems. The key issue lies in incorporating the variability of implied human operators in the synthesis of ways of doing (or praxis). Aggregation of piloting activities is directed to allow a faster and more secure determination of procedures enhancing flight security and mission efficiency; it is based on the objective data of flight parameters recorded during significant flight phases, and is carried under thorough expert interpretation.A Supervised Aggregation model, consisting in the 3 steps of 1) decomposition, 2) maieutics, and 3) reconstruction, is thus devised in the present PhD. At the heart of this aggregation process, the 2nd maieutic step generalizes and enriches the usual concept of ''mean'', deeply related to probabilistic approaches: a set of activities analyzed and characterized by the expert, the learning basis, is related to significant patterns in the lot of recorded flight parameter values, in other words the praxis resulting of the aggregation of the activities. The patterns are selected from a collection of customizable generic patterns, whose thresholds are incrementally adjusted using the learning basis. The obtained patterns are then assessed according to the three criteria of 1) coherence and 2) likelihood of the thresholds, as well as the 3) conformity of these patterns used on the learning basis. At this stage, groups among the studied behaviours might emerge, gathering those for which an activity would be depicted by similar patterns. Expert-knowledge must be generalized in order to perform the joint analysis of several key points in this maieutic step.This generic model defines an activity as a formal structure of praxis, paving the way towards the further developments of the process, through the enrichment of the 3rd step, incorporating the multiplicity of operating roles

L'analyse des accidents aériens fait ressortir ces dernières années le rôle crucial desopérateurs humains, et leurs erreurs qui peuvent avoir des conséquences dramatiques. Uncas particulier d’erreur humaine reste cependant peu abordé : la surdité inattentionnelle,c’est-à-dire l’incapacité temporaire à entendre, à prendre conscience d’une informationauditive. Dans le domaine de l’aéronautique, cette défaillance cognitive est évidementcritique, car elle signifie l’omission d’alarmes auditives. Le premier enjeu de ce projet derecherche est de définir des métriques comportementales et physiologiquescaractéristiques de la surdité inattentionnelle. Pour cela, nous nous sommes intéressés enparticulier à deux postes de travail fondamentaux de la sécurité aérienne et soumis à desalarmes auditives : le pilotage et le contrôle aérien. Nous avons cherché à mettre enévidence les conditions contextuelles favorisant l’apparition de la surdité inattentionnelle,notamment la charge de travail des opérateurs. Un second enjeu était d’identifier despistes d’adaptation des interfaces avec les pilotes et les contrôleurs aériens, permettant deprévenir ou limiter la surdité inattentionnelle à ces postes spécifiques. Pour répondre àcette problématique, 3 expériences ont été menées. La première a étudié l’impact de lacharge de travail sur le traitement des alarmes auditives lors d’une tâche d’atterrissage.Elle a permis de déterminer que la P300 était un indicateur de la surdité. La secondeexpérimentation a porté sur l’impact du design des alarmes visuelles sur les capacités detraitement cognitif des alarmes auditives, dans le cadre du contrôle aérien. Les résultatsnous ont montré une restauration de la P3b auditive avec le design visuel amélioré. Enfinla dernière expérience a testé la pertinence de mesures oculaires pour détecter lescontextes favorisant la surdité inattentionnelle. Ces résultats ouvrent des pistesprometteuses de prévention et de détection de la surdité inattentionnelle aux postescritiques de la sécurité aérienne
The analysis of airplane accidents has recently highlighted the crucial role of humanoperators, their mistakes having potential dramatic consequences. A specific type ofhuman error remains little discussed: inattentional deafness, which is defined as thetemporary inability to hear or to become aware of auditory information. In aeronautics,this cognitive failure is obviously critical because it can lead to the omission of auditoryalarms. The first challenge of this research project is to define behavioral and physiologicalcharacteristics of inattentional deafness. For this purpose, we focused on the twofundamental jobs in aviation safety and subjected to auditory alarms: piloting and airtraffic control. We planned to highlight the contextual conditions favoring the appearanceof inattentional deafness, in particular the operators' workload. A second challenge was toidentify potential adaptation in the interfaces with pilots and air traffic controllers toprevent or limit the apparition inattentional deafness. To address these issues, threeexperiments were conducted. The first experiment studied the impact of workload on thetreatment of auditory alarms during a landing task. It was determined that P3b was anindicator of deafness. The second experiment focused on the impact of design visualalarms on cognitive processing abilities auditory alarms, as part of air traffic control. Theresults showed a restoration of auditory P300 with the enhanced visual design us. Finally,the last experiment tested the relevance of eye measurements to detect contexts favoringinattentional deafness. These results open promising possibilities for prevention anddetection of inattentional deafness in critical positions of aviation safety

L’intensification du trafic et la diversification du niveau d’autonomie des aéronefs dans le secteur aéronautique amplifient sa complexité. Le développement de systèmes de haute technologie vise alors à permettre aux opérateurs de définir de manière efficace, efficiente et satisfaisante une solution aux problèmes que la complexité du réel pose sur leur performance et leur sécurité. Il s’agit des propriétés d’un système que l’on nomme ici, simplexe. Cependant, les méthodes actuelles disponibles en ergonomie pour évaluer les Interactions Homme Système Simplexe sont limitées dans leur approche de la complexité orientée sur l’homme. Dans cette perspective, nous nous sommes penchés sur le développement de critères ergonomiques en support à la tâche de diagnostic des spécialistes facteurs humains. La définition des critères a suivi un processus de conception centrée utilisateur impliquant 4 spécialistes facteurs humains du secteur industriel et universitaire sur l’ensemble du cycle. Une première version a été élaborée en suivant la méthodologie de la théorie ancrée, puis les critères ont été successivement mis à jour après trois évaluations. 2 études portaient sur le niveau d’utilisabilité des critères lors d’une tâche de catégorisation de problèmes issus du domaine aéronautique. 1 étude concernait le niveau de fiabilité et de validité des critères à partir d’une tâche d’inspection de deux systèmes issus, pour l’un, du secteur aéronautique et, pour le second, du grand public. L’ensemble de ces études ont été réalisées auprès de 39 spécialistes facteurs humains et 22 ingénieurs impliqués dans les interactions homme système complexe. Ce travail a abouti au développement de 26 critères élémentaires considérant les propriétés d’adaptabilité du système. Les résultats montrent que les critères sont fiables, valides et utilisables en tant que méthode soutenant le diagnostic des spécialistes facteurs humains, mais que leur niveau d'utilisabilité demande à être optimisé
The aeronautical field is clearly a complex system; a complexity that should be extended in the coming years with the increased traffic and the autonomy diversification of the aircraft. The complexity is embedded in the technological systems design in order to enable the operators to define in an effective, efficient and satisfactory way a solution facing challenges posed by the complexity of the reality on their performance and safety. These properties are those of a system that we name here simplex. Nevertheless, the current available methods in ergonomics to assess Human-Simplex System Interactions (HSSI) are limited face the Human Oriented Approach of Complexity. In this regard, we focused on the development of ergonomic criteria in support of the human factors specialists’ diagnosis task. The criteria definition followed a user-centred design process by involving 4 Human Factors specialists from the industrial and university sector throughout the whole design and assessment process. A primary version has been built by following the Grounded Theory methodology. Then, the criteria have been successively updated after 3 assessments. Two studies focused on the usability level of the criteria. They were based on an assignment task of aeronautical problems to the elementary criteria proposed. A study focused on the reliability and valid level of the criteria to identify problems. It was based on an inspection task carried out with an aeronautical concept and a system from the general public. The set of these studies has been performed with 39 Human Factors specialists and 22 engineers involved in Human Complex System Interactions This work led to the development of 26 elementary criteria dealing with the adaptability properties of the system (i.e., adapted and adaptive). The results highlight that the criteria are reliable, valid and usable as a method assisting the human factors specialist diagnosis, but their usability level still requires to be improved

La stratégie d'exploration spatiale de l'agence exige une approche efficace et abordable concernant l’opération et le contrôle des systèmes spatiaux. Dans le programme d'exploration une approche optimale, intégrant à la foi acteurs humains en orbite et au sol, doit être trouvée. Dans l'activité proposée nous passons à l’étape suivante: une analyse systématique des données expérimentales existantes et l'exécution de nouvelles expériences pour déterminer l'approche la plus efficace et abordable de technologies et opérations homme-robot intégrés. Dans un premier temps, des données expérimentales existantes de METERON (ESA), mais aussi de grandes bases de données issues d'autres opérations non spatiales, seront analysées et fourniront une métrique claire de la performance des opérations par rapport aux paramètres quantitatifs des propriétés de lien de communication, les capacités des actifs robotiques, le niveau d'automatisation et l'environnement de l'opérateur. La deuxième phase de l'étude définira et mettra en œuvre des expériences basées au sol abordable avec des actifs robotiques déployés dans des environnements analogues et des opérateurs placés dans des environnements de simulation. La troisième et dernière phase de l'activité se terminera par la rédaction de trois documents, en plus de la thèse de doctorat: 1) Manuel de formation d’équipages pour l’opération des technologies homme-robot dans le cadre des missions d’exploration de l'ESA 2) Recommandations pour l'évaluation des performances humaine pour les opérations homme-robots dans le cadre de la sélection des astronautes 3) Un document d’évaluation de la technologie de coopération homme-robot
The Space Exploration Strategy of the Agency requires an affordable and efficient approach to operating and controlling space systems. In the exploration programme an optimum approach to integrate human decision makers in orbit and on the ground must be found. In the proposed activity the next logical step is taken: a systematic analysis of existing experimental data and execution of new experiments to find the most efficient and affordable approach to human-robotic integrated technology and operations. In a first phase, existing experimental data from METERON, but also large datasets from non- space operations will be processed to provide a clear metric of operations performance with respect to quantitative parameters of communication link properties, robotic asset capabilities, level of automation, and operator environment. The second phase of the study will define and implement affordable ground-based experiments with robotic assets deployed in analogue environments and operators hosted in a simulation environment. The third and final phase of the activity will culminate in the drafting of three documents in addition to the PhD thesis: 1) Crew-training manual for operating human-robotic technology on ESA exploration missions 2) Guideline for assessing human performance for human-robotic operations in the frame of astronaut selection 3) Human-robotic technology assessment document

L'objet de cette thèse est d'étudier la manière dont les pilotes de ligne se sont appropriés les avions à cockpit de verre (glass-cockpit) dans les premieres annees qui ont suivi leur mise en service au sein des grandes compagnies aeriennes francaises. Son propos theorique est de comprendre, a l'aide du concept d'appropriation, comment les hommes, mis dans une situation nouvelle pour eux, reconstruisent une representation de l'objet technique, de leur travail et d'eux-memes dans un contexte où l'automatisation se fait de plus en plus présente et où la sécurité constitue un impératif. À côté de l'apprentissage, de l'adaptation ou de la formation, l'appropriation est un processus indéterminé, dont la réussite n'est jamais donnée d'avance. De ce processus, surgit une forme d'efficacité collective des hommes au travail, souvent peu visible, mais dont nous faisons l'hypothèse qu'elle est déterminante de la performance et de la sécurité des grands systèmes techniques. Réfléchir sur le processus d'appropriation nécessite de porter une attention particulière à la manière dont la relation entre les hommes et les machines se construit au jour le jour, se transforme aussi. Comment peu à peu un environnement inconnu devient familier et sur quoi repose cette familiarité, quelles sont les étapes significatives de ce processus et quels en sont les préalables ? Parmi les résultats de cette recherche, il est un constat qui peut paraitre paradoxal ou du moins inattendu : cette intensification des automatismes dans les glass-cockpits rend la présence des hommes encore plus nécessaire. De plus, les automatismes rendent cette présence exigeante et pourtant, a bien des egards, ils ne la facilitent pas. Cette thèse s'appuie sur les résultats d'un travail de terrain combinant les méthodes de l'anthropologie (observations in situ dans les cockpits d'avions et entretiens) et celle de la sociologie (enquête par questionnaire à laquelle 800 pilotes ont répondu)
The object of this thesis is to study the way in which airline-pilots have appropriated glasscockpit aircrafts during the first year following their coming into service in the big french air companies. Its theoretical purpose is, with the help of the concept of appropriation, to understand how men, faced with a situation new to them, build a new representation of the technical object, of their work and of themselves, in a context in which automation is more present everyday and in which security is a necessity. Beside apprenticeship, adaptation or training, appropriation is a process which is not determined beforehand, and the success of which can never be told in advance. From this process springs a form of collective efficiency of men at work ; it is often little visible but our hypothesis is that it affects the performance and the safety of the large technical systems. Thinking over the appropriation process means that one has to pay particular attention to the way in which the relation between men and machines is built up day after day and also the way this relation alters. How can an unknown environment become familiar little by little and upon what is this familiarity built, which are the significant stages of this process and how does it start? Among the results of this research-work we found out (which might seems paradoxal or at least unexpected) that this intensification of automatic devices in the glass-cockpit aircrafts makes the presence of men even more necessary. Furthermore, because of the automatic devices, this presence of men is even more demanding, though on many ways these automatic devices dont make this presence easy. This thesis is based on the results of a field work combining the methods of anthropology (in situ observations in aircraft-cockpits as well as interviews) and those of sociology (survey by means of a questionnaire to which 800 pilots answered)

La revue d’incidents aéronautiques a montré que l’apparition de conflits dans la gestion du vol est un précurseur remarquable d’accidents. Ces conflits peuvent se produire entre les différents agents du système aérien (équipage, contrôle aérien, interface de pilotage). Nos premiers travaux ont consisté à proposer un modèle générique pour détecter les conflits entre agents. Ce modèle a ensuite été implémenté et testé dans des expérimentations avec des pilotes en simulateur de vol. Ces expériences ont permis de valider nos idées sur le conflit mais ont montré que les pilotes, lorsqu’ils sont confrontés à un conflit, ont tendance à perséverer et à s’enfermer dans la résolution du problème au détriment de la surveillance des paramètres vitaux. Pour étudier ce comportement, nous avons développé GHOST, environnement expérimental constitué d’un simulateur de vol connecté à une interface qui permet à un magicien d’Oz de créer des situations conflictuelles mais surtout d’envoyer des contre-mesures pour sortir le pilote de sa persévération. Ces contre-mesures reposent sur le principe d’un retrait ciblé de l’information : le cadran sur lequel se focalise le pilote disparaît puis est remplacé momentanément par un message pertinent en termes de sécurité. L’environnement GHOST a été testé avec 22 pilotes et les résultats semblent prouver l’efficacité de cette approche.

Nous nous sommes intéressées dans cette thèse au processus de compréhension qui se situe en amont de la prise de décision d'action lors d'une tâche de pilotage d'avion hautement automatisé. Une première étude a eu pour objectif d'étudier les comportements d'équipages face à des dysfonctionnements d'automatismes ne comportant pas de procédure précise mais relevant d'une consigne générique d'action : le retour en manuel. Cette étude est menée en simulateur pleine échelle avec des professionnels confirmés, sous une forme quasi expérimentale. Il est constaté contre toute attente que les équipages choisissent de s'engager dans un processus de résolution de problème : ils préfèrent rechercher leur propre solution que d'appliquer la solution prescrite. Une analyse détaillée de l'activité des équipages a permis d'étudier le processus de compréhension des pilotes, pour en connaître la structuration, l'évolution au cours du vol et la profondeur comme fonction d'une variable réglante : la complexité cognitive. . .

Dans les secteurs d’activité où la sécurité est la priorité - de l’industrie nucléaire à la chirurgie en passant par l’aviation commerciale - des individus sont confrontés à des décisions critiques au sein d’environnements à la fois complexes, changeants et dynamiques. Pour faire face à ces situations et standardiser les pratiques, leurs activités reposent sur l’application de procédures (ensemble de règles), associées à un haut niveau d’entrainement. Le sujet de ce doctorat porte sur l’impact de facteurs psychologiques, tels que la personnalité, les habitudes, la hiérarchie et le rôle sur le processus de décision de ces individus en conditions réelles. L’étude est appliquée à l’aviation commerciale, et plus spécifiquement aux phases d’approche et d’atterrissage qui sont les plus critiques pour les équipages. La première étude, sous forme d’un questionnaire, montre que l’impulsivité – plus que les habitudes ou la hiérarchie – peut prédire l’adhésion d’un pilote de ligne aux procédures, et en particulier sa décision dans ces phases de vol. La seconde étude a recours au simulateur de vol pour observer le processus de décision au travers de deux scénarii réalistes et en situation dynamique. Sous forte pression temporelle, la hiérarchie et les habitudes, et non l’impulsivité, jouent un rôle clé et peuvent prédire la capacité des pilotes à changer de plan d’action. En revanche, en l’absence de pression temporelle, l’impulsivité redevient le facteur prépondérant. La dernière étude introduit la technologie « eye-tracking » et montre que le rôle – aspect lié au partage des tâches au sein de l’équipage (en plus de la hiérarchie) – interagit avec la hiérarchie pour influer sur la capacité d’acquisition des informations nécessaires à la prise de décision. On observe également que le niveau d’attention porté aux informations clés peut prédire la décision du pilote. L’ensemble de ces résultats illustre l’importance des facteurs psychologiques et leur influence sur la prise de décision dans un environnement de travail hautement normé. L’impulsivité demeure un trait de personnalité profond dont l’influence persiste même chez des opérateurs très entraînés. Néanmoins la hiérarchie et des habitudes peuvent modérer cet effet. Nous discuterons les implications futures de ces résultats, en particulier pour l’aviation commerciale
From nuclear power to medical surgery and commercial aviation, where safety is the priority, individuals have to make critical decisions in dynamic, uncertain and technical environments. In order to cope with complexity and unify behaviour, individuals have procedures (operating rules) while being highly trained. The research conducted during this PhD was aimed at investigating the influence of psychological factors such as personality, habits, hierarchy, and role on the decision-making of highly trained individuals in highly procedural real-life environments – illustrated via commercial aviation. The first questionnaire study showed that impulsivity – rather than habits and hierarchy – predicted airline pilots’ landing decisions and reported procedure compliance in real airline operations. The second study contrasted two low interdependence decision scenarios in a full-flight simulator. Hierarchy and habits – rather than impulsivity – predicted decisions to switch away from the default option under high time pressure. Under low time pressure, however, impulsivity – rather than hierarchy and habits – impacted default choices. Finally, a third study with eye-tracking showed that team role assignment – a particular aspect in flight crews in addition to formal hierarchy – interacted with hierarchy and was important for information acquisition during decision-making. Fixations on decision-relevant information predicted decision-making. Altogether, these findings shed light on the influential power of psychological factors on decision-making in highly procedural work environments. The results show that impulsivity is a profound personality trait that persists even in highly trained professionals within highly procedural environments. Yet, hierarchy and habits impact and alleviate the influence of impulsivity on decision-making between options with distinct temporal consequences. We discuss future implications of these results for highly trained individuals in highly procedural environments, in particular for commercial aviation

Face à une évolution technologique croissante centrée sur la conception et l’automatisation pour plus de performance, étudier les effets de la charge mentale de travail sur l’efficience et l’adaptabilité humaine présente un réel intérêt.L’objectif de ce manuscrit est d’évaluer la charge mentale de travail et de mettre en évidence ses effets sur l’efficience, se traduisant par une adaptabilité comportementale et physiologique de l’opérateur. Plus précisément, il s’agit de faire varier les exigences de la tâche (par exemple, la difficulté, la pression temporelle, la complexité) pour évaluer et identifier les effets engendrés sur l’adaptabilité de l’opérateur. L’adaptabilité comportementale était indexée à la performance avec la mise en place de stratégie et l’adaptabilité physiologique à la mobilisation de l’effort mental avec le score de réactivité de la période de pré-éjection. Le premier chapitre démontre un effet curvilinéaire de la charge mentale de travail sur l’adaptabilité comportementale et physiologique, comme postulé par Hancock et Szalma (2006). Le second chapitre met en évidence que la pression temporelle pouvait dans une certaine mesure favoriser l’adaptabilité comportementale, notamment la mise en place de stratégie. Le troisième chapitre montre que les tâches complexes de contrôle du trafic aérien permettent l’activation du compromis performance-effort se traduisant par une adaptabilité comportementale et physiologique de l’opérateur. Ce manuscrit met en lumière l’importance des facteurs humains dans la boucle de conception des environnements de travail, afin de les repenser et/ou de faire intervenir des outils d’aide si nécessaire, au moment le plus opportun et sous sa forme la plus probante, afin de favoriser une charge mentale optimale
Faced with a growing technological evolution-oriented design and automation, studying the effects of mental workload on human efficiency and adaptability arouses genuine interest. The objective of this manuscript is to evaluate the mental workload and to highlight its effects on efficiency, resulting in a behavioral and physiological adaptability of the operator. More precisely, it is a matter of varying the task demand (for example, the difficulty, the temporal pressure, the complexity) to evaluate and identify the effects on the behavioral and physiological adaptability of operator. Behavioral and physiological adaptability was indexed by performance and pre-ejection period reactivity related to effort mobilization. The first article allowed us to highlight a curvilinear effect of mental workload on behavioral and physiological adaptability, as postulated by Hancock and Szalma (2006). The second article has showed that the temporal pressure could to a certain extent promote behavioral adaptability, especially the implementation of strategy. The third article has demonstrated that the air traffic control complex tasks are likely to activate a performance-effort trade-off resulting both behavioral and physiological adaptability of the operator.The applicative purpose of this thesis is to highlight the importance of human factors in the environments design loop, in order to rethink them and/or to bring in tools of help if necessary, at the most opportune moment and in its form the most convincing, in order to promote an optimal mental workload

Cette thèse s’intéresse à la manière d’optimiser l’apprentissage du pilotage par l’amélioration de l’éducation du comportement oculaire. Dans divers domaines (e.g., médical, aéronautique), différentes méthodes d’éducation du comportement oculaire ont démontré leur efficacité quant à leur capacité à optimiser le temps d’apprentissage d’une tâche. Toutefois, dans le domaine du pilotage, cela n’a reçu que très peu de validation empirique (Ziv, 2016) notamment à cause de difficultés de mise en œuvre technique et méthodologique inhérentes à la nature dynamique et complexe de l’activité de pilotage (Eyrolle et al., 1996). Dans le but d’éduquer le comportement oculaire des élèves-pilotes, nous avons tout d’abord modélisé les caractéristiques du comportement oculaire à adopter. Puis nous avons conçu, développé et validé expérimentalement un outil spécifique, le PilotGazeTrainer, permettant de mettre en œuvre une nouvelle méthode originale d’éducation du comportement oculaire basée sur deux principes essentiels : l’analyse permanente du regard du participant, et l’affichage en temps-réel de feedbacks visuels ou sonores. Afin d’évaluer cette nouvelle méthode, nous avons réalisé plusieurs expérimentations sur un simulateur de vol et sur un micromonde développé pour l’occasion (l’AbstractFlyingTask). Les premiers résultats montrent que notre méthode permet, en très peu de temps, une modification durable du comportement oculaire bénéfique pour les personnes concernées. Ces résultats comportementaux ont également révélé le potentiel des outils développés – le micromonde AbstractFlyingTask et le PilotGazeTrainer – pour éduquer le comportement oculaire
This thesis focuses on how to optimize the learning of piloting by improving the ocular behavior educationIn several fields (e.g., medical, aeronautics), various methods of ocular behavior educating have demonstrated their effectiveness in their ability to optimize the learning of a task. However, the education of ocular behavior has received few empirical validations in the field of piloting training (Ziv, 2016) especially because of difficulties in the technical and methodological implementation (e.g., real-time analysis of the gaze location) inherent in the dynamic and complex nature of the piloting situation (Eyrolle, Mariné & Mailles, 1996). In order to educate the ocular behavior of the pilot students, we first modeled the characteristics of the ocular behavior to be adopted. Then we designed, developed and validated experimentally a first specific tool, the PilotGazeTrainer (a software), which allows the implementation of a new and original method of ocular behavior education based on two essential principles: the permanent analysis of the participant's ocular behavior, and the production in real-time of visual or sound feedbacks. In order to evaluate this new method, we conducted several experiments on a flight simulator and on a microworld developed for the purposes of this evaluation (the AbstractFlyingTask). The first results show that our method allows a lasting modification of the ocular behavior in a very short intervention time. These behavioral results also revealed the potential of the developed tools - the AbstractFlyingTask microworld and the PilotGazeTrainer - to educate ocular behavior

Des niveaux d'automatisation élevés sont intégrés dans les environnements critiques pour satisfaire la demande croissante de systèmes plus sûrs. Cette philosophie déplace les opérateurs vers un rôle de supervision et crée de nouveaux problèmes appelés problèmes de performance liés à la sortie de boucle (SDB). L'émergence de pensées sans lien avec ici et maintenant, ou divagation attentionnelle (DA), pourrait affecter les opérateurs dans des situations de SDB par le biais du découplage perceptuel induit. Cette thèse a étudié la dynamique de la DA dans les situations de SDB et son influence sur les opérateurs. Nous avons en premier lieu examiné les preuves dans la littérature pointant vers un lien entre le problème de performance lié à la SDB et la DA. Nous avons complété cette analyse théorique en rapportant la tendance des pilotes (collectée avec un questionnaire) à rencontrer plus de problèmes avec leur pilote automatique pour ceux ayant une plus grande propension au MW non lié à la tâche. Nous avons ensuite mené trois expériences dans des conditions de SDB. Nous avons observé une augmentation significative des épisodes de DA dans les situations de SDB quelle que soit la fiabilité du système, par rapport aux conditions manuelles. Les épisodes de DA étaient également accompagnés d'un découplage perceptuel vis-à-vis de la tâche créé par la DA non lié à la tâche. Ce découplage était visible sur des rapports de demande mentale ainsi que les signaux oculométriques et encéphalographiques. Dans l'ensemble, nos résultats démontrent la possibilité d'utiliser des marqueurs physiologiques de la DA dans des environnements de SDB complexes. Nous discutons de nouvelles perspectives d'utilisation des marqueurs de la DA pour caractériser les problèmes de performance liés à la SDB. Sans vouloir arrêter aveuglément l'émergence de la DA, qui pourrait être bénéfique pour les opérateurs, les recherches futures devraient se concentrer sur la conception de systèmes capables de gérer la DA et d'identifier les informations nécessaires pour faciliter la rentrée de l'opérateur dans la boucle de contrôle
Higher levels of automation are progressively integrated in critical environments to satisfy the increasing demand for safer systems. Such philosophy moves operators to a supervisory role, also called out-of-the-loop (OOTL) situations. Unfortunately, OOTL situations also create a new kind of human-machine interaction issues, called OOTL performance problem. The dramatic consequences of OOTL performance problem stress the need to identify which mechanisms could influence their appearance. The emergence of thoughts unrelated to the here and now, labeled mind wandering (MW), could affect operators in OOTL situations through the perceptual decoupling induced. This thesis investigates MW dynamic in OOTL situations and its influence on operators. We firstly reviewed the evidences in the literature underlining a link between OOTL performance problem and MW. We completed theoretical insights by reporting pilots' tendency (collected with a questionnaire) to encounter more problems with autopilots when experiencing more task-unrelated MW. Then, we conducted three experiments in OOTL conditions using an obstacle avoidance task. With non-expert population and sessions longer than 45 minutes, we observed a significant increase of MW in OOTL situations compared to manual conditions, independently of system reliability. MW episodes were also accompanied by a perceptual decoupling from the task induced by task-unrelated MW. This decoupling was visible on reports of mental demand as well as oculometric (pupil size, blinks) and encephalographic (N1 component, alpha activity) signals. Overall, our results demonstrate the possibility to use physiological markers of MW in complex OOTL environments. We discuss new perspectives towards the use of MW markers to characterize the OOTL performance problem. Instead of blindly stopping MW episodes, which could have benefits for operators, future research should focus on designing systems able to cope with MW and identify information needed to facilitate the reentry in the control loop when needed

L’évaluation des performances des procédures de Contrôle Non Destructifs (CND) en aéronautique est une étape clé dans l’établissement du dossier de certification de l’avion. Une telle démonstration de performances est faite à travers l’établissement de probabilités de détection (Probability Of Detection – POD), qui intègrent l’ensemble des facteurs influents et sources d’incertitudes inhérents à la mise en œuvre de la procédure. Ces études, basées sur des estimations statistiques faites sur un ensemble représentatif d’échantillons, reposent sur la réalisation d’un grand nombre d’essais expérimentaux (un minimum de 60 échantillons contenant des défauts de différentes tailles, qui doivent être inspectés par au moins 3 opérateurs [1]), afin de recueillir un échantillon suffisant pour une estimation statistique pertinente. Le coût financier associé est élevé, parfois prohibitif, et correspond majoritairement à la mise en œuvre des maquettes servant aux essais. Des travaux récents [2-5] ont fait émerger une approche de détermination de courbes POD utilisant la simulation des CND, notamment avec le logiciel CIVA. L’approche, dite de propagation d’incertitudes, consiste à : - Définir une configuration nominale d’inspection, - Identifier l’ensemble des paramètres influents susceptibles de varier dans l’application de la procédure, - Caractériser les incertitudes liées à ces paramètres par des lois de probabilités, - Réaliser un grand nombre de simulations par tirage aléatoire des valeurs prises par les paramètres variables selon les lois de probabilités définies. Le résultat de cet ensemble de simulations constitue enfin la base de données utilisée pour l’estimation des POD. Cette approche réduit de façon très importante les coûts d’obtention des POD mais est encore aujourd’hui sujette à discussions sur sa robustesse vis-à-vis des données d’entrée (les lois de probabilité des paramètres incertains) et sur la prise en compte des facteurs humains. L’objectif de cette thèse est de valider cette approche sur des cas d’application AIRBUS et d’en améliorer la robustesse afin de la rendre couramment utilisable au niveau industriel, notamment en la faisant accepter par les autorités de vol (FAA et EASA). Pour ce faire le thésard devra mener des campagnes de validations des codes de simulation des CND, mettre en œuvre la méthodologie décrite plus haut sur les cas d’application AIRBUS, puis proposer et mettre en œuvre des stratégies d’amélioration de la robustesse de la méthode vis-à-vis des données d’entrée et des facteurs liés à l’humain
The performance assessment of non-destructive testing (NDT) procedures in aeronautics is a key step in the preparation of the aircraft's certification document. Such a demonstration of performance is done through the establishment of Probability of Detection (POD) laws integrating all sources of uncertainty inherent in the implementation of the procedure. These uncertainties are due to human and environmental factors in In-Service maintenance tasks. To establish experimentally these POD curves, it is necessary to have data from a wide range of operator skills, defect types and locations, material types, test protocols, etc. Obtaining these data evidences high costs and significant delays for the aircraft manufacturer. The scope of this thesis is to define a robust methodology of building POD from numerical modeling. The POD robustness is ensured by the integration of the uncertainties through statistical distributions issued from experimental data or engineering judgments. Applications are provided on titanium beta using high frequency eddy currents NDT technique. First, an experimental database will be created from three environments: laboratory, A321 aircraft and A400M aicraft. A representative sample of operators, with different certification levels in NDT technique, will be employed. Multiple inspection scenarios will be carried out to analyze these human and environmental factors. In addition, this study will take into account the impact of using different equipments in the HFEC test. This database is used, subsequently, to build statistical distributions. These distributions are the input data of the simulation models of the inspection. These simulations are implemented with the CIVA software. A POD module, based on the Monte Carlo method, is integrated into this software. This module will be applied to address human and ergonomic influences on POD. Additionally this module will help us to understand in a better way the equipment impact in POD curves. Finally, the POD model will be compared and validated with the experimental results developed

Le principe du “Voir et Eviter” est un principe essentiel pour la sécurité de l'espace aérienet nécessaire pour l'insertion des drones dans la Circulation Aérienne Générale (CAG). Lessolutions actuelles ne permettent pas toujours d'appliquer le principe du "Voir et Eviter" etn'assurent pas, par leurs actions d'évitements, une cohabitation sans risques des drones et desavions pilotés dans la CAG. Ces mêmes solutions ne permettent pas, avec un seul capteurpassif, la détermination, à tout moment, du temps restant avant collision. Ce temps estessentiel pour qualifier la dangerosité de la situation de collision et adapter, en conséquencede cette dangerosité, le comportement d'évitement. Aussi, pouvoir faire appliquer à unemachine le principe du "Voir et Eviter" tout en permettant une cohabitation sans risquesimplique un paradigme de conception basé sur la modélisation de l'être humain expert del'espace aérien, le pilote. Un tel paradigme s'applique d'ailleurs à toute problématiquenécessitant une cohabitation homme machine sans risque.Aussi, l'objectif de cette thèse est la modélisation des comportements d'un pilote expert ensituation de collision en vol. Cette modélisation permet de poser les premières basestechnologiques pour l'élaboration d'un nouveau système “Voir et Eviter” répondant auproblème d'intégration des machines dans la CAG.La modélisation proposée, résultat d'une démarche intégrative, s'appuie sur unedescription des processus cognitifs et des processus de traitement de l'information ainsi quesur l'organisation des unités ou systèmes qui encapsulent ces traitements. L'ensemble des cessystèmes et processus permet la résolution de problèmes et amène au comportementobservable qui est la solution du ou des problèmes posés par ou au travers de l'environnement.Cela a permis, notamment, la construction d'un modèle générique du processus cognitif etsensoriel d'identification par catégorisation et/ou classification d'objets. Cette modélisations'appuie mathématiquement sur les théories de régression non linéaire et sur l'utilisation desméthodes numériques pour la résolution de problèmes d'optimisation.Le nouveau système "Voir et Eviter" issu de cette modélisation, construit à partir d'unsimple capteur optique passif, émule, par des algorithmes simples, les processus de détection,de reconnaissance et de sélection d'une action amenant au comportement d'évitement dans unesituation de collision face à face avec un mobile protagoniste. Grâce au modèle générique decatégorisation et/ou de classification, le principal résultat technologique de cette thèse, qui estaussi la principale qualité de ce nouveau système "Voir et Eviter" proposé, est sa capacité àdéterminer, à tout moment, le temps restant avant la collision, avec un seul capteur passif. Deplus, par sa conception (bio et psycho mimétique), ce nouveau système pourrait bien poser lespremières bases d'une démarche de certification type Equivalent Level Of Safety (ELOS).Celle-ci permettrait alors une validation sécuritaire d'un système "Voir et Eviter" parcomparaison avec les pilotes de la CAG qui sont, par ailleurs, les véritables éléments desécurité de dernier recours de l'espace aérien actuel
The aim of this doctoral thesis is the modeling of expert pilot behaviors in flight collisions. This modeling gives the first echnologic steps to elaborate a new "sense and avoid" system allowing the future integration of Unmanned Air Vehicles in eneral air traffic. The proposed modeling is the result of global and holistic way and describes the cognitive process and he architecture of systems allowing the expression of these cognitive processes. This model allows solving the collision problem thanks to an observable and adapted piloted behavior. Besides a generic modeling of cognitive process of ategorization has been built and based on non linear regression theory and numeric methods for the resolution of ptimization problems.hanks to this global modeling, this new "sense and avoid" system is made of a simple passive optic sensor and it emulates he detection process, the recognition process and the and the actions selection process allowing the resolution of collision problem by a adapted piloted behavior. Thanks to the generic categorization modeling, the main technologic result is to be ble to determinate the Time To Collision (ITC) with a passive sensor. The determination of the TTC is essential for the 'sense and avoid" systems to get the level safety certification required to integrate drones in general air traffic

Cette recherche se déroule auprès des personnels au sol et de leur encadrant dans une compagnie aérienne. Elle vise à rendre compte, dans une approche ergonomique, des processus de fragilisation ou de construction des parcours de travail de ces salariés dans un contexte de transformations multiples et continues (digitalisation de la relation de service des agents de service au client, flexibilités interne et externe des équipes de bagagistes, vieillissement démographique d’ensemble, etc.). Cette thèse poursuit l’hypothèse que le travail des régulateurs (encadrant de premier niveau en charge de l’affectation des tâches sur les plannings des personnels au sol) est médiateur dans la construction des relations santé/travail des personnels au sol en étant vecteur de parcours-usure ou de parcours-construction. Elle mobilise des outils méthodologiques propres à la démographie du travail et à l’ergonomie de l’activité, en combinant des approches diachronique (mise au jour de temporalités multiples ayant des dimensions individuelle, collective et gestionnaire) et synchronique (articulation ou tension entre ces temporalités dans l’activité). Les résultats révèlent la multiplicité des indicateurs de santé et leurs temporalités que mobilisent les régulateurs pour organiser le travail, les stratégies de prévention individuelles et collectives élaborées au fil de leur expérience et le rôle des contraintes temporelles dans les possibilités de les mettre en œuvre
This research is carried out with ground staff and their supervisors in an airline company. It aims to report, from an ergonomic approach, on weakening or construction’s processes of these employees’ work paths in a context of multiple and continuous transformations (digitalization of the service relationship of customer service agents, internal and external flexibility of baggage handler teams, overall demographic ageing, etc.). This thesis pursues the hypothesis that the work of regulators (firstlevel managers in charge of assigning tasks to ground staff schedules) mediates the construction of health/work relations between ground staff by being a vector of the path wear and tear or path construction. It mobilizes methodological tools specific to the demography of work and the ergonomics of the activity, by combining diachronic (revealing multiple temporalities with individual, collective and managerial dimensions) and synchronic (articulation or tension between these temporalities in the activity) approaches. The results reveal the multiplicity of health indicators and their temporalities mobilized by regulators to organize work, the individual and collective prevention strategies developed in the course of their experience and the role of temporal constraints in the possibilities of implementing them