Études des facteurs cognitifs liés aux outils numériques pour les phases amont de la conception

par Charles Mille

Projet de thèse en Informatique-traitement du signal

Sous la direction de Simon Richir, Olivier Christmann et de Sylvain Fleury.

Thèses en préparation à Paris, HESAM , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec LAMPA - Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion (laboratoire) depuis le 20-11-2017 .


  • Résumé

    Cette thèse s'inscrit dans une chaire de recherche centrée sur l'utilisation des technologies émergentes pour assistée l'innovation. Afin de bien cerner tous les changements induits par l'insertion des nouvelles technologies dans les activités de l'innovation, les travaux de la chaire ont été divisés en trois thématiques : humaine, organisationnelle et technologique. Les travaux débutés dans cette thèse sont basés sur la thématique technologique. Ils visent à étudier les chaînes numériques mises en place dans les activités de la créativité et de l'innovation et de s'intéresser aux différents facteurs humains et cognitifs afin de proposer un modèle répondant aux différentes exigences de la créativité et de l'innovation. Les travaux entrepris vont s'intéresser aux marqueurs d'expérience utilisateurs favorisant la créativité. Plusieurs travaux ont démontré que la réalité virtuelle permettait de stimuler la créativité des participants sans s'intéresser à l'expérience utilisateur. Il nous semble judicieux d'investiguer ces marqueurs au travers d'une série d'études. Les travaux de Lecossiers et al. ont démontré qu'en entreprise, une bonne expérience utilisateur favorise l'innovation. Dans l'objectif de proposer une chaîne numérique s'accordant avec l'innovation, nous avons aussi étudié plusieurs modèles. La représentation Fuzzy Front End de l'innovation nous semble adéquate pour construire une chaîne. Elle offre une représentation temporelle des activités qui nous semble pertinente pour proposer de nouveaux outils. Le modèle C-K, de Lemasson, Weil et Hatchuel apporte lecture différente de l'innovation. Il nous permet de modéliser l'apport de connaissances nécessaires au développement des concepts de l'innovation. Une première expérience a été réalisée sur la l'influence de la charge cognitive perçue sur la créativité [5]. Ces travaux sont une première brique permettant d'initier nos travaux sur des recommandations pour le développement des environnements virtuels. Dans cette expérience deux tâches de créativité étaient demandées. Chacune pouvait être couplée avec un stimulus qui est jugé comme non pertinent. Une tâche était de créativité dite audioverbale avec une émission de radio comme stimulus. La deuxième tâche de créativité visuospatiale avec comme stimulus un élément lumineux tournant autour du participant. Cette première expérience nous a permis de constater que des éléments simples présents dans l'environnement ont une influence sur la créativité. Cette influence n'est pas en lien avec la charge cognitive perçue. Ces résultats nous indiquent qu'il faut porter notre attention sur la conception de l'environnement virtuel pour qu'il soit inspirant et non distrayant. Ces travaux nous ont permis d'initier une première réflexion sur les critères d'expérience utilisateur ayant un impact sur la créativité. Une deuxième expérience est en cours de réalisation, reprenant les expériences de Yang et al. et de Feeman et al. Au travers de cette expérience, nous souhaitons étudier d'un point de vue macroscopique la chaîne numérique des phases amont de la conception. Ces travaux ont pour but de surveiller l'expérience utilisateur évoquée au travers des différents outils. Nous souhaitons aussi mesurer la communicabilité offerte par différents outils pouvant être présents dans la chaîne numérique. Ces mesures apporteront un regard plus précis sur les mécanismes cognitifs mis en place lors de l'utilisation de certaines applications et serviront à alimenter notre modèle de recommandations pour le développement d'outil numérique et la constitution d'une chaîne numérique. Enfin, afin de compléter ces travaux sur la créativité, nous pensons étudier l'influence de l'environnement sur la créativité et sur les connaissances pouvant être restituées par l'utilisateur. Cette dernière expérience conclura notre étude globale sur les environnements immersifs pouvant être appliqués à l'innovation A partir des outils existants et des besoins de conception, des développements d'outils seront réalisées et testées pour déterminer les critères d'utilisation et qualifier les évolutions de performance sur la tâche (niveau local) et sur le processus d'innovation dans l'entreprise (niveau global). Un des objectifs du projet est d'établir un socle méthodologique, identifier les incohérences des chaines numériques et les (re)structurer de façon pertinente.

  • Titre traduit

    Studies of cognitives factors binded to digitals tools for the upstreams phases of the conception.


  • Résumé

    This thesis is part of a research chair focusing on the use of emerging technologies to support innovation. In order to clearly identify all the changes brought about by the integration of new technologies into innovation activities, the Chair's work has been divided into three themes: human, organizational and technological. The work started in this thesis is based on the technological theme. They aim to study the digital chains set up in creativity and innovation activities and to focus on the different human and cognitive factors in order to propose a model that meets the different requirements of creativity and innovation. The work undertaken will focus on user experience markers that promote creativity. Several studies have shown that virtual reality can stimulate the creativity of participants without focusing on the user experience. We believe it is appropriate to investigate these markers through a series of studies. The work of Lecossiers et al. has shown that in companies, a good user experience encourages innovation. In order to propose a digital channel that is in line with innovation, we also studied several models. The Fuzzy Front End representation of innovation seems to us to be adequate to build a chain. It provides a temporal representation of activities that we believe is relevant for proposing new tools. The C-K model, by Lemasson, Weil and Hatchuel, provides a different interpretation of innovation. It allows us to model the contribution of knowledge necessary for the development of innovation concepts. A first experiment was carried out on the influence of perceived cognitive load on creativity[5]. This work is a first step in initiating our work on recommendations for the development of virtual environments. In this experiment two creative tasks were required. Each could be coupled with a stimulus that is considered irrelevant. One task was of so-called audioverbal creativity with a radio show as a stimulus. The second task of visual-spatial creativity with a light element rotating around the participant as a stimulus. This first experience has shown us that simple elements in the environment have an influence on creativity. This influence is not related to perceived cognitive load. These results tell us that we need to focus on the design of the virtual environment so that it is inspiring and not distracting. This work allowed us to initiate a first reflection on the user experience criteria that have an impact on creativity. A second experiment is being carried out, based on the experiments of Yang et al. and Feeman et al. Through this experiment, we wish to study from a macroscopic point of view the numerical chain of the phases upstream of the design. The purpose of this work is to monitor the user experience evoked through the various tools. We also want to measure the communicability offered by different tools that may be present in the digital chain. These measures will provide a more precise look at the cognitive mechanisms put in place when using certain applications and will serve to feed our model of recommendations for the development of digital tools and the creation of a digital chain. Finally, in order to complete this work on creativity, we plan to study the influence of the environment on creativity and on the knowledge that can be returned by the user. This last experiment will conclude our global study on immersive environments that can be applied to innovation Based on existing tools and design needs, tool developments will be carried out and tested to determine the criteria for use and qualify performance changes on the task (local level) and on the innovation process in the company (global level). One of the objectives of the project is to establish a methodological foundation, identify the inconsistencies of digital channels and (re)structure them in a relevant way.