Ecole Doctorale

Sciences du Mouvement Humain

Spécialité

Sciences du Mouvement Humain - MRS

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Mesures comportementales,Comparaison réel/virtuel,Mesures déclaratives,Validité centrée sur l’humain,Mesures psychophysiologiques,Simulation de conduite

Keywords

Real vs. virtual driving,Declarative measures,Driving simulation,Human-centered validity,Behavioral measures,Psychophysiological measures

Titre de thèse

Validité Centrée sur l’Humain en Simulation de Conduite : Comparaison de mesures déclaratives, comportementales et physiologiques entre conduite sur piste en véhicule réel et conduite en simulateur dynamique
Human Centered Validity in Driving Simulation: Comparison of declarative, behavioral and physiological measures between real vehicle driving on track and dynamic simulator driving

Date

Mercredi 30 Juin 2021

Adresse

Faculté des Sciences du Sport 163 avenue de Luminy 13009 Marseille Amphithéâtre Jacques Paillard

Jury

Directeur de these M. Daniel MESTRE Aix-Marseille Unversité
Examinateur M. Clément BOUGARD Stellantis
Examinateur M. Stéphane MASFRAND Stellantis
Rapporteur M. Stéphane ESPIÉ Université Gustave Eiffel
Rapporteur Mme Indira THOUVENIN Université de Technologie de Compiègne
Examinateur M. Frédéric MERIENNE Arts et Métiers

Résumé de la thèse

En simulation de conduite, la validité des données récoltées est un pilier indispensable de la recherche et développement. En effet, son absence, ou son caractère partiel, engendre des observations difficilement exploitables par les concepteurs automobiles. Pourtant, la validité centrée sur l’humain, qui s’intéresse au conducteur dans le cadre de son expérience de conduite est, aujourd’hui encore, un concept disparate. Nos travaux proposent ici une vision la plus englobante et clarifiée possible de la validité adressée à la simulation de conduite. Pour étayer ce sujet, nous avons construit et mené deux études observant la validité centrée sur l’humain dans le simulateur dynamique Sherpa2 au sein du groupe Stellantis. Dans les deux cas, nous comparons la conduite en véhicule réel sur piste et la conduite en simulateur. Dans la première étude, l’accent est mis sur l’évolution de données comportementales et déclaratives au cours de 40 minutes de conduite sur deux types de segments de route, à savoir une ligne droite et un virage. Dans la seconde étude, nous attirons l’attention sur les réactions comportementales, psychophysiologiques et déclaratives des conducteurs face à un danger imprévu. Les résultats indiquent une validité relative ou absolue en faveur du simulateur Sherpa2 pour la plupart des données. Nous émettons une réserve relativement à la validité de certaines mesures psychophysiologiques. En effet, un stress induit par un évènement potentiellement dangereux sur la route a entrainé une augmentation significative des rythmes cardiaque et respiratoire des conducteurs en véhicule réel sur circuit. Cependant, ces indicateurs n’ont pas varié significativement en simulateur, à la différence des réactions comportementales, qui étaient similaires en conditions réelles et simulées. Ces résultats confirment l’intérêt de l’étude plurifactorielle de la validité centrée sur l’humain pour l’amélioration de l’exploitation des simulateurs de conduite, et suggèrent des pistes de recherche pour les études à venir en simulation de conduite.

Thesis resume

In driving simulation, the validity of the data collected, with reference to real driving, is an essential requirement for research and development. In fact, its absence, or its partial aspects, leads to results that are barely usable by car manufacturers. However, human-centered validity, which focuses on the driver's driving experience, is still a patchy concept and its definition varies from one research to another. Our work proposes a vision as encompassing and clarified as possible of the validity of driving simulation behavior. Two studies on the subject were conducted, observing the human-centered validity of drivers in the Sherpa2 dynamic simulator within the Stellantis group. In both cases, the comparison was made between real vehicle driving on a track and simulator driving. In the first study, we focused on the evolution of behavioral and declarative data during 40 minutes of driving on two types of road segments, namely a straight line and a curve. In the second study, we focused on the behavioral, psychophysiological and declarative reactions of drivers to an unexpected hazard. The results indicate relative or absolute validity for most of the data in favor of the Sherpa2 simulator. A reserve persists for the validity of some psychophysiological measures. For instance, stress induced by a potentially hazardous event on the road led to a significant increase in the heart and breathing rates of the drivers in real vehicles on the track. However, those indicators did not vary in the simulator, as if the drivers had remained emotionally unaffected, while behavioral indicators lead to comparable results. These results confirm the interest of a multi-factorial study on human-centered validity for the improvement of the use of driving simulators.