CONCLUSIONS ET APPORTS DE LA THÈSE

Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse concernent la conception et l’évaluation de systèmes de réalité augmentée (RA) pour le fantassin. Plus précisément, ces travaux abordent cette thématique sous l’angle de l’ergonomie et cherchent à dresser les problématiques spécifiques de ce type de système.

L’approche adoptée s’appuie sur l’élaboration d’un cadre d’analyse pour la RA, permettant de classer les différents types de système ainsi que les avantages et inconvénients intrinsèques à chaque catégorie selon différents critères.

La démarche décrite ici se traduit par l’application de ce framework lors des d’interaction reposant sur une variété importante de technologies différentes. Il peut être mis en œuvre de façon très diverse selon le contexte d’application. Le caractère polymorphe de la RA induit une difficulté à fournir une définition formelle et partagée de ce concept car il ne peut être réduit qu’à une simple technologie émergente.

Le chapitre 3 s’intéresse aux études ergonomiques publiées dans le domaine de la RA. Le premier constat est qu’il n’y a que très peu d’études centrées utilisateurs dans le domaine comparativement aux travaux techno-centrés. Cela s’explique en partie par le caractère novateur de ce concept et par la faible maturité technologique de certains de ses constituants. Cependant, le nombre d’études avec tests utilisateurs est en progression au cours de ces dernières années et notamment grâce aux avancées techniques récentes.

Le deuxième constat de ce chapitre est qu’il y a bien des problématiques ergonomiques spécifiques qui sont abordées lors de l’évaluation de tels systèmes.

Cette première partie met en évidence le besoin de clarifier la notion de réalité augmentée et de fournir un cadre d’analyse adapté permettant la prise en compte des spécificités de ce type d’interface homme-machine.

La deuxième partie de ce mémoire présente l’élaboration et l’application d’un cadre d’analyse contenant une définition, une taxonomie et une grille de critères d’évaluation adaptés aux systèmes de RA.

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Le chapitre 5 décrit les différents axes de la classification WOTSH&R (World, Object, Tag, Surround, Head, Environnement & Eléments virtuels, Restituteur) ainsi que la grille de critères appliquée à la comparaison théorique des différentes catégories de restituteurs de RA dans le cadre d’un premier projet industriel. Les premiers résultats indiquent que le framework est suffisamment sensible pour discriminer les différents types de systèmes de RA possibles et permet d’orienter les choix de conception initiaux sur la base des avantages et inconvénients identifiés. Cependant, ce chapitre montre aussi qu’il est nécessaire de pratiquer des études empiriques avec utilisateurs pour évaluer de façon optimale les systèmes de RA car les caractéristiques propres de chaque système peuvent influencer fortement l’expérience utilisateur.

Le chapitre 6 présente différentes études empiriques qui ont été effectuées dans le cadre d’un projet industriel. Le framework proposé ici a permis d’orienter les problématiques à évaluer durant ces différents travaux. Les résultats successifs de ces études alimentent en retour le framework en fournissant des retours d’expériences sur les avantages et inconvénients des catégories des systèmes étudiés. De plus, ces études ont permis d’identifier systèmes existants mais permet aussi d’identifier des catégories de systèmes potentiellement innovants. Ce chapitre décrit deux preuves de concept d’interface de RA qui ont été élaborées grâce à cette taxonomie.

La troisième et dernière partie de ce mémoire présente les travaux réalisés sur la problématique de la perception des distances en RA. Comme identifié lors des études exploratoires et de la revue bibliographique, il y a un problème récurrent de sous-estimation des distances en RA et RV. Ce phénomène ayant potentiellement des conséquences critiques dans notre domaine d’application, une partie importante des travaux de cette thèse a été dédiée à l’étude de cette problématique.

La section 3.4 de la revue bibliographique présente une synthèse des études réalisées dans la littérature. Il s’avère que cette problématique est bien connue de la communauté scientifique et qu’elle apparaît de façon récurrente dans de nombreuses études. Même si les causes précises de ce phénomène ne sont pas encore clairement identifiées, plusieurs pistes pour réduire cet effet ont été identifiées. Les solutions applicables dans notre contexte ont été sélectionnées et évaluées au travers d’études expérimentales présentées dans le chapitre 8.

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La première étude s’intéresse à la prise en compte des indices de profondeur lors de la conception des IHM de RA pour évaluer si la représentation graphique des éléments virtuels peut influencer la précision d’estimation de leurs distances. Ces travaux ont été réalisés sur le système SCIV afin de fournir des solutions à court terme. Cinq modes de représentation des entités tactiques ont été comparés dans cette expérimentation afin d’identifier celle fournissant les meilleures performances. Les résultats indiquent que les indices de profondeur intégrés lors de la conception graphique facilitent l’estimation des distances et permettent de réduire de façon importante les erreurs constatées dans l’étude exploratoire.

La deuxième étude s’intéresse à l’effet de la dominance oculaire et à l’effet de l’apprentissage via la présentation d’un feedback sur l’estimation des distances.

La première problématique n’ayant jamais été traitée dans la littérature, cette étude constitue un apport original. Les résultats obtenus n’indiquent pas d’effet significatif de la dominance oculaire ni du feedback sur les performances des sujets. Cela s’explique notamment par l’efficacité des indices de profondeur utilisés dans ce protocole qui ont limité le phénomène de sous-estimation constaté précédemment.

9.2 SYNTHESE DES CONTRIBUTIONS INDUSTRIELLES

Les travaux de cette thèse ayant été effectués essentiellement en milieu industriel, ils ont notamment permis d’apporter quatre contributions principales à l’entreprise.

Tout d’abord, les travaux de recherche menés durant ces années de thèse et notamment les revues bibliographiques ont permis d’effectuer de la veille technologique et concurrentielle sur le domaine de la réalité augmentée, d’un point de vue technique mais aussi ergonomique. La capitalisation et la mise à jour de ces connaissances permet à l’entreprise de connaître l’état de l’art de ce domaine prometteur.

Le deuxième apport concerne les études exploratoires menées dans le cadre du projet Sagem-DGA. Même si les contraintes industrielles et techniques n’ont permis d’appliquer toutes les recommandations ergonomiques produites, ces travaux ont permis d’assurer un accompagnement ergonomique tout au long du processus de conception du système et jusqu’aux réunions avec le client étatique.

Le troisième apport concerne directement le framework élaboré durant ces travaux de thèse. Il fournit à l’entreprise un outil d’aide à la conception et à l’évaluation ergonomique de systèmes de RA dont une première application en milieu industriel a été effectuée. Que se soit dans l’étude RA du projet Sagem-DGA ou durant les expérimentations effectuées sur le SCIV, cette méthodologie a contribuée directement aux projets de l’entreprise. Et comme tout outil, son efficacité pourra être améliorée au cours du temps.

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Enfin, dernier apport industriel, ces travaux de thèse ont inspiré la conception de nouveaux systèmes de RA. Cela a débouché sur le développement de plusieurs concepts d’interface pour le fantassin dont les deux démonstrateurs présentés dans le Chapitre 7. Ces derniers s’inscrivent parfaitement dans la démarche d’innovation de Sagem et ont d’ailleurs été présentés à de nombreuses reprises lors de présentations R&D internes. Ces prototypes n’ont qu’une faible maturité technologique et sont encore loin d’être des produits commercialisables, mais ils permettent d’illustrer les applications potentielles de la RA que l’entreprise pourrait industrialiser dans le futur.

En résumé, les travaux de cette thèse ont pu fournir des apports à courts et moyens termes à l’entreprise et explorer des axes de recherches scientifiques dont certains encore ouverts, sont précisés dans la section suivante.

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