Tracker le mouvement oculaire pour améliorer le contrôle aérien

Deux équipes de chercheurs toulousaines (Isae et Enac) ont développé une application temps réel des mouvements oculaires à destination des contrôleurs aériens. L’objectif du projet « Tunnel » : améliorer la perception d’alarmes dans le cas d’une « tunnélisation » attentionnelle avérée. 

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Tracker le mouvement oculaire pour améliorer le contrôle aérien
Jean-Paul Imbert, ingénieur de recherche IHM (interaction homme-machine), en charge du projet Tunnel à l'Enac.

L'équipe « Facteurs Humains et Neuroergonomie » de l'Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace (Isae) intègre depuis plusieurs années l'oculométrie dans ses travaux sur la compréhension des mécanismes neuronaux de l'erreur humaine en aéronautique. Pouvoir analyser en temps réel les mouvements oculaires des pilotes et les temps de fixation oculaire grâce à des capteurs (eye-trackers) de plus en plus fiables, contribue à évaluer la qualité des alertes embarquées dans le cockpit et à en améliorer le design.

Pour le projet Tunnel, l'équipe de l'Isae s'est associée à une équipe de recherche de l'Enac, dans le cadre d'une collaboration accrue entre les deux écoles, pour transférer cette expertise dans le contrôle aérien. L'idée est d'évaluer la qualité de systèmes d'alerte visuelle déjà existants et de designer un nouveau mode d'alerte visuelle dans le cadre avéré d'une « tunnélisation » attentionnelle, pour alerter le contrôleur sans le détourner de la tâche sur laquelle il entend rester concentré.

Développer et évaluer de nouveaux modes d'alerte visuelle

« Détourner l'attention d'un contrôleur, on sait déjà le faire, c'est assez simple, notamment à partir d'animations spécifiques sur l'écran de contrôle, mais l'idée de notre projet de recherche est de designer un nouveau mode d'alerte visuelle capable de notifier une information sans détourner le contrôleur de son activité en cours », explique Jean-Paul Imbert, ingénieur de recherche IHM (interaction homme-machine), en charge du projet à l'Enac. L'utilisation d'un eye-tracker permet ainsi aux chercheurs de constater l'effet de « tunnélisation » qui se produit lorsque que le contrôleur a le regard fixé sur une zone particulière de l'écran de contrôle où est concentrée une forte charge de travail.

L'eye-tracker va également permettre d'évaluer la qualité des alertes visuelles et leur capacité, ou non, à être perçues sans détourner l'attention du contrôleur. Quand le contrôleur a le regard fixé (effet tunnel) sur une zone particulière de l'écran de contrôle, certaines alarmes visuelles émises sur l'écran hors de cette zone dite de tunnélisation attentionnelle, risquent de passer inaperçues ou, au contraire, de perturber son attention. Le contrôleur est amené à détourner (même sur une très courte durée) son attention de la zone prioritaire.

En analysant ces mécanismes, les équipes de recherche ont développé un nouveau signal à partir d'un flash rouge, de très faible intensité, extrêmement court (de l'ordre de 100 millisecondes) et transparent. « C'est suffisant pour être perçu par le cerveau et cela n'occulte pas les informations en cours », précise Jean-Paul Imbert. « Le contrôleur garde ainsi la maîtrise de son travail, c'est toujours à lui qu'il revient de hiérarchiser ses priorités ».

Des tests sur un serious game avant de passer sur le simulateur de recherche

Dans un premier temps, un eye-tracker a été intégré sur un serious game qui recrée l'environnement d'une plateforme aéroportuaire. Il a été co-développé par la DSNA-DTI (Direction de la Technique et de l'Innovation de la Direction des Services de la Navigation Aérienne) et l'Enac à des fins pédagogiques Des tests ont été conduits sur un groupe de contrôleurs expérimentés sur des phases d'approches de cet aéroport virtuel pour reproduire des conditions où s'effectuent habituellement des effets « tunnel », avec une charge de travail importante concentrée sur une zone de l'écran.

Prochaine étape prévue dès 2018 : des essais sur le simulateur de recherche de l'Enac. D'ores et déjà, les travaux préliminaires de ce projet intéressent fortement la DSNA et son partenaire industriel Thales dans le cadre du programme de développement d'un système ATC (Air Traffic Control) de nouvelle génération.

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