Nous allons dresser un bilan du travail effectué et ouvrir de nouvelles voies de recherche en guise de perspectives.
Bilan
Nous avons abordé le problème de la modélisation d’un environnement électromagné-tique en réalité virtuelle par une approche énactive.
La méthode énactive constitue une approche atypique pour la modélisation dyna-mique d’un environnement naturel et sa simulation en un système de réalité virtuelle.
Elle propose une méthode spécifique pour la modélisation de systèmes complexes où de nombreux phénomènes interagissent de nombreuses façons, à des échelles de temps et d’espace pouvant être très différentes.
L’énaction caractérise le fait que le monde résulte d’un couplage entre des entités auto-nomes, qui le structurent et le façonnent de par leurs propres activités et savoir-faire :le phénomène cognitif est indissociable de l’environnement dans lequel il se produit.
Nous avons formalisé un modèle énactif d’un environnement électromagnétique où les phénomènes sont modélisés en tant qu’entités autonomes en interaction. Cet environne-ment est constitué principaleenvironne-ment d’ondes et de milieux électromagnétiques en interac-tion ; chaque entité participe par ses interacinterac-tions à la construcinterac-tion du milieu électroma-gnétique nécessaire à la reconstitution de phénomènes réels au sein d’un environnement virtuel.
Nous avons décrit de manière phénoménologique nos entités et les phénomènes élec-tromagnétiques associés.
Les entités ondes électromagnétiques sont modélisées en tant que paquet d’onde(s). Plus exactement, si l’environnement est constitué de milieux sans pertes resp. avec pertes, on utilisera le modèle du paquet d’onde resp. du paquet d’ondes.
Les milieux électromagnétiques sont les supports de la propagation des ondes. Ils sont constitués de matériaux diélectriques ou conducteurs, avec ou sans pertes.
Aussi, nous avons des instruments de mesure pour quantifier et cartographier le champ électromagnétique en un point ou une région de l’espace.
Nous avons ensuite défini les interactions ondes/milieux permettant de reconstituer un environnement électromagnétique cohérent, ainsi que les interactions ondes/instruments pour lire le champ électromagnétique.
Enfin, nous avons instrumenté notre modèle énactif électromagnétique en proposant l’expérimentation du modèle par la simulationin virtuo d’un ensemble de scénarios.
L’implémentation du modèle est basée sur le moteur de simulation d’entités autonomes et de rendu 3D, ARéVi, développé au CERV.
Pour cela, nous avons développé deux modèles de propagation, l’un unidimensionnel (1D) et l’autre bidimensionnel (2D). Le premier modèle, 1D, est basé sur la notion et le concept de l’onde plane tandis que le second modèle, 2D, est basé sur la propagation d’un front d’onde cylindrique.
Le modèle 1D a permis de vérifier et valider les capacités de notre approche vis à vis de résultats connus. Nous avons pu mettre en évidence la pertinence de notre modèle d’entité onde électromagnétique en tant que paquet d’onde(s) ainsi que la méthode de décomposition spectrale d’un paquet d’onde en paquet d’ondes pour tenir compte de milieux à pertes.
Le modèle 2D, issu de la généralisation du modèle 1D, a permis quant à lui de valider la modélisation d’environnements « réels » du type milieu urbain. Ce modèle a aussi offert la possibilité de modéliser des cavités bien qu’il n’ait pas été développé en ce sens.
Aussi, ceci nous a permis de caractériser notre méthode. C’est une méthode temporelle ultra large bande, qui présente l’énorme avantage de ne pas avoir de dispersion numérique et ne nécessite pas d’échantillonner l’espace d’analyse ; et pour laquelle nous n’avons pas observé d’instabilité.
En somme, notre pari de modéliser des environnements électromagnétiques par la méthode énactive et sa simulation en un système de réalité virtuelle est réussi.
Perspectives
Loin d’être terminé, le travail effectué peut être poursuivi selon de multiples voies de recherche.
La première idée qui nous vient à l’esprit est bien sûr le développement d’un modèle tridimensionnel ; celui-ci n’étant autre que la généralisation du modèle bidimensionnel.
Ce modèle serait basé sur la propagation d’un front d’onde sphérique ou d’une portion de sphère, cf. Section 6.2.6. De plus, cela nécessiterait de tenir compte de la diffraction par les arêtes en plus de celle sur les coins des objets.
Aussi, de nombreuses perspectives sont envisagées quant au développement d’entités plus ou moins exotiques pour simplifier certaines interactions et enrichir les modèles.
Nous avons vu par exemple qu’il nous était possible de modéliser des cavités bidimension-nelles bien que notre modèle ne soit pas très bien adapté à ce type de structure fermée.
Cependant, des solutions sont envisagées. Ce problème devrait pouvoir être en partie résolu en utilisant différents types d’entités électromagnétiques basées notamment sur le modèle d’un front d’onde plan 2D, cf. Section 6.2.5, transformation d’un front d’onde cylindrique dont :
• l’angle d’ouverture du front d’onde cylindrique doit être suffisamment petit.
• le rayon de courbure du front d’onde cylindrique doit être suffisamment grand.
Conclusion Générale On pourrait également imaginer des entités à front d’onde parabolique pour tenir compte de l’ajout de nouveaux phénomènes tels que des interactions avec des objets paraboliques (antennes) voire d’autres types d’objets courbes. Il n’y a pas de limitation à notre imagination.
Aussi, notre modèle est basé sur des milieux (objets) immobiles ; ceci dit, ce n’est pas une hypothèse limitante. Nous partons simplement de l’hypothèse que le déplacement relatif d’un objet « physiques », c’est-à-dire matériel, par rapport à une onde électro-magnétique est relativement faible (mais pas forcément négligeable). Il serait tout à fait envisageable de doter ces entités de capacités plus développées telles que pouvoir se dé-placer. On pense notamment à vouloir modéliser l’effet Doppler par exemple.
De plus, cette méthode a l’avantage de pouvoir simuler différents modèles de propa-gation voire différents type d’entités physiques. Ainsi, nous devrions pouvoir modéliser des problèmes multi-échelles et multi-physiques en ajoutant aux phénomènes électro-magnétiques déjà modélisés, celui de la diffusion dans les milieux ainsi que des aspects thermiques suite aux échanges d’énergie ondes-matière.
Les milieux étant supposés LHI, les entités sont transparentes les unes aux autres et on peut appliquer le principe de superposition. Dans le cas de milieux non-linéaires, ceci ne serait plus le cas et on devrait observer des échanges d’énergie entre les entités. Ceci a déjà été effectué pour d’autres modèles énactifs et notamment pour la modélisation de la mer virtuelle [Par04], la mer étant un milieu fortement non-linéaire ou bien dans le modèle de thermodynamique moléculaire, les chocs entre molécules s’effectuant avec des échanges d’énergie [CBP+10], cf.Section 5.2.
Nous envisageons également la possibilité de modéliser des milieux dispersifs tels que les guides d’ondes.
Nous avons vu que la principale limitation (pour le moment) du modèle bidimension-nel, pour des environnements de type urbain, est la cartographie du champ électromagné-tique. De nouveaux modèles de carte de champ pourraient être développés pour pallier ce défaut.
Bref, ce ne sont pas les idées qui manquent et il faudra de nombreuses personnes pour mener à bien tous ces projets.
En espérant que ce mémoire vous a apporté de nouvelles idées et perspectives de re-cherche.