Les expérimentations ont impliqué jusqu’à 23 sujets. Trois d’entre eux ont constitué le groupe des bêta-testeurs. Suivant le QCM, de 14 à 17 candidats ont été retenus pour l’analyse des résultats. En effet, pour certains candidats les conditions expérimentales n’ont pas été strictement identiques (diffusion en monoscopie au lieu de stéréoscopie, daltonisme d’un des candidats, erreurs dans les modes de visualisation des données, surcharge cognitive…) et leur performance a dû être partiellement écartée. Les résultats ne prennent finalement en
considération que la prestation de 15 candidats. Ceux-ci sont majoritairement étudiants (niveaux licence et master 1) : Ils représentent plus de 68% de la population testée. Les autres volontaires ont été des personnels de l’école à hauteur de 32%. Les volontaires ont été majoritairement de genre masculin. Concernant la distribution des âges, 58% des candidats est âgé entre 19 et 21 ans. 32% ont un âge compris entre 24 et 29 ans. Les autres ont 34, 37 et 44 ans. Leur profil s’inscrit clairement dans une thématique ingénierie et ils sont tous soit par leur âge soit par leur orientation professionnelle, à l’aise avec l’outil informatique. Il y a 35% de gauchers et 65% de droitiers.
2.5 Protocole expérimental – Déroulement d’une séance
L’expérimentation fut menée dans l’objectif de caractériser l’impact de modes de représentation de la données simulée. Les candidats ont expérimenté dans la salle d’immersion virtuelle. L’aspect immersif de l’étude y a été davantage mis en valeur : Les sujets ont porté au cours de l’expérience des lunettes à stéréoscopie active permettant une vision en relief de leur environnement virtuel. La navigation dans l’environnement 3D et dans les menus a été rendue possible grâce à une manette de Xbox. L’affichage panoramique des données issues de mesure par caméra thermique n’a pas été utilisé lors de cette expérience. Le paradigme de représentation n’étant pas le même (placage 2D de texture) que pour la visualisation des données simulées et les travaux n’étant pas suffisamment aboutis (uniquement deux mois traités sur l’ensemble de l’année, le focus a porté strictement sur les données simulées et sur la simplicité de lecture des températures pour chacune des quatre méthodes de visualisation, tout en garantissant un sentiment d’immersion au sein des données du projet.
Le protocole de l’expérimentation fut prévu comme suit : On a demandé à un minimum de douze volontaires de répondre à quatre questionnaires à choix multiples. Chacun de ces tests était en lien avec un mode de représentation des données de simulation : par des cubes coloré semi-transparents, par des systèmes de particules colorées, par tranches de cubes semi-transparents ou par tranche de systèmes de particules. Les données mises en jeu concernaient, comme dit précédemment, des simulations calculées pour les configurations avant et après travaux, pour chaque mois de l’année. Lors de l’expérimentation les sujets ont disposé de l’accès à la maquette et à ses données associées en environnement immersif. L’interface utilisateur basée sur des menus interactifs leur ont permis de paramétrer la visualisation en fonction des consignes. Le déroulement de la plupart des expériences a été filmé dans leur intégralité.
Chaque sujet a réalisé l’expérience individuellement. Il lui fut laissé la liberté de rester debout ou de s’assoir à un bureau. Les 4 QCM ont été soumis l’un à la suite de l’autre, dans un ordre aléatoire (se référer au tableau en annexe 17 pour information). Chaque candidat fut accueilli dans la salle d’immersion virtuelle par un descriptif du contexte du projet ; Le démonstrateur ainsi que ses fonctionnalités lui ont été détaillées et illustrées. Un temps libre lui a été donné de sorte à ce qu’il se familiarise avec l’outil. Dès qu’il se sentait prêt, il lui était distribué le premier QCM et le chronomètre démarrait dès lors qu’il en prenait connaissance. Les tâches demandées étaient basées sur la détection et la lecture de températures dans certaines zones de la pièce et inversement sur la localisation de zones dans lesquelles régnait une température donnée. Elles étaient structurées de manière similaire dans chacun des QCM de sorte que la pertinence avérée de chaque mode de visualisation était soulignée : Les valeurs de températures demandées étaient différentes, de même que les zones à identifier ainsi que la période de l’année. Ainsi, on s’affranchissait du risque de mémorisation de valeurs numériques. Lorsqu’un QCM était terminé, le chronomètre était arrêté. Le cas échéant, le QCM suivant était distribué et le chronométrage redémarrait. A la fin de l’expérimentation, on proposait au candidat de compléter un formulaire électronique rassemblant ses impressions globales sur le déroulement de l’expérience. Cette phase n’est pas chronométrée.
Les équipements et données mises à disposition sont:
-une salle d’immersion virtuelle instrumentée (projecteur, PC) avec diffusion stéréoscopique sur l’écran inférieur (voir Fig5.9).
-une paire de lunettes stéréoscopique. -une manette de console Xbox.
-un bureau, une chaise.
-un stylo permettant de répondre aux QCM distribués sous format papier
QCM Métaphore concernée
Description Durée
théorique QCM 1 cubes Le volume de la pièce est rempli de cubes colorés semi-
transparents. La couleur dépend de la température dans la zone concernée de la pièce. L’opacité des cubes peut être modifiée par l’utilisateur en cours d’expérimentation
10 Minutes
QCM 2 particules Le volume de la pièce est rempli de systèmes de particules colorées (les cubes sont cachés temporairement). La couleur dépend de la température dans la zone concernée de la pièce. Chaque particule a une durée de vie de 3 secondes: dans chaque zone, la particule apparait aléatoirement, vit et disparait tandis qu’une autre apparait ailleurs dans la zone. L’utilisateur peut contrôler le taux de naissance, et par là même le nombre de particule existant simultanément dans la zone.
10 Minutes
QCM 3 Couches de cubes (c-cubes)
La visualisation n’est plus volumique mais en tranche: Une tranche horizontale et une verticale. L’utilisateur dispose de contrôles pour déplacer ces couches dans l’ensemble de la pièce. Celles-ci contiennent soit des cubes colorés semi- transparents soit des systèmes de particules. Par ailleurs chaque couche peut être affichée ou cachée.
10 Minutes QCM 4 Couches de particules (c- particules) 10 Minutes
Questionnaire subjectif On demande à chaque candidat de répondre à un formulaire électronique. Celui-ci a pour vocation de rassembler leur ressenti suite à l’expérimentation. C’est notamment le lieu d’expressions d’opinions, suggestions, commentaires en conclusion du déroulement des tests. Chaque contribution est compilée sur la plateforme Google Doc.
Non
chronométrée
Tableau 5.23 : Description des étapes de l’expérimentation (comme énoncé plus haut, l’ordre varie)
Figure 5.10 : Illustration du remplissage du volume de la pièce par des cubes semi transparents. La couleur du
cube dépend de la valeur numérique de la température calculée dans cette zone de la pièce.
2.6 Rappel des hypothèses de travail
Concernant cette expérimentation les hypothèses de travail furent les suivantes :
(i) Hypothèse 1: “La visualisation en tranche permet d’être plus précis dans la localisation de zones où règne une température donnée, à l’inverse de la visualisation en cubes“
(ii) Hypothèse 2: “La visualisation en tranche permet d’être plus rapide dans la lecture d’une température régnant dans une zone donnée, à l’inverse de la visualisation en cubes “
(iii) Hypothèse 3 : “ L’immersion virtuelle est bénéfique dans la réalisation de tâches d’ordre thermique “