Simulateurs de conduite et adéquation architecture / modèles : impact sur le « mal du simulateur »

Driving simulators and architecture / models adequacy : impact on “simulator sickness”

• Auteur / Autrice : Pauline Michel
• Direction : Stéphane Espié, Samir Bouaziz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique
• Date : Soutenance le 19/12/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Systèmes et applications des technologies de l'information et de l'énergie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2002-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Blazevic
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Rémy Chardonnet, Kurosh Madani, Abderrahmane Kheddar, Laure Leroy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Rémy Chardonnet, Kurosh Madani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes homme-machine

Électronique -- Instruments

Conduite automobile -- Simulateurs

Mots clés libres

Simulateur de conduite

Mal du simulateur

Humain-dans-la-boucle

Instrumentation

Contrôlabilité

Driving simulator

Simulator sickness

Human-In-the-loop

Instrumentation

Controllability

Résumé

E « mal du simulateur », qui s’apparente jusqu’à un certain point au mal des transports, est particulièrement problématique. La compréhension des causes du mal du simulateur et l'identification de procédés pour réduire l’occurrence de ce dernier sont des enjeux importants dans la mesure où elle introduit un biais double dans les résultats acquis : la population étudiée est filtrée « à la porte » et où le conducteur qui souffre de mal du simulateur risque d’avoir des comportements de conduite altérés.L'hypothèse que nous défendons dans le cadre de cette thèse concerne la relation entre « contrôlabilité » du système (le simulateur) et mal du simulateur. En simulation de conduite, le conducteur fait partie intégrante de la boucle : il initie les mouvements et reçoit les réponses du système. Notre hypothèse est que, dans ce cadre, un mauvais contrôle du déplacement du véhicule simulé induit des déplacements erratiques, perçus par le conducteur comme ne correspondant pas à ses attentes (du fait de son expérience de conduite antérieure) et donc non-acceptables.Pour tester cette hypothèse, nous avons repensé les modalités d’interfaçage conducteur/simulateur d’un simulateur de conduite moto préexistant : architecture matérielle et logicielle, structure capteurs/actionneurs de la colonne de direction, modèle de véhicule implémenté. Le simulateur, dans sa version actuelle, permet un meilleur degré de contrôlabilité par le conducteur pour des vitesses de déplacement moyennes à hautes.

“Simulator sickness,” which is to some extent similar to motion sickness, is particularly problematic. Understanding the causes of simulator sickness and identifying ways to reduce its occurrence are important issues insofar as, on the one hand, the “at the door” filtering of the population studied on the simulator (people who are not susceptible) introduces bias in the results acquired and, on the other hand, a driver who suffers from simulator sickness is likely to behave differently in terms of their driving, which also introduces bias.The hypothesis we defend in this thesis concerns the relationship between the "controllability" of the system (the simulator) and simulator sickness.In driving simulation, the driver is an integral part of the loop: they initiate the movements and receive the system responses. Our hypothesis is that, in this context, a poor control of the simulated vehicle movement induces erratic movements, perceived by the driver as not corresponding to their expectations (because of their previous driving experience) and therefore unacceptable.To evaluate this hypothesis, we have redesigned the rider/simulator interfacing modalities of a pre- existing motorcycle simulator: hardware and software architecture, sensor/actuator structure of the steering column, and implemented vehicle model. In its current version, the simulator allows a higher degree of controllability by the driver for medium to high speeds.