LE STEERING WHEEL REVERSAL RATE COMME MESURE DE LA CHARGE MENTALE

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Expériences réalisées antérieurement

Plusieurs expériences ont été menées afin d’étudier l’estimation de la distance intervéhiculaire en condition de brouillard. Certaines de ces expériences ont été menées en salle de brouillard (Cavallo, Colomb, & Doré, 2000, 2001). Il s’agit d’une salle dans laquelle du brouillard artificiel est injecté de façon à obtenir la densité de brouillard voulue. Les dimensions réduites de cette salle impliquent l’utilisation d’un brouillard très dense (DVM comprise entre 5 et 10 m), ainsi que des conditions statiques d’observation, i.e. avec l’observateur immobile et le véhicule cible à l’arrêt. Les participants devaient estimer en mètres la distance qui les séparaient du véhicule placé devant eux, et vu de l’arrière. Les résultats montrent que les participants surestiment les distances de 60% en condition de brouillard nocturne et de 25% en condition de brouillard diurne lorsque la silhouette du véhicule n’est pas visible. En condition de jour et pour la distance la plus courte (5 m) il a également été possible de réaliser des essais lorsque la silhouette du véhicule était visible. L’absence de surestimation pour cette condition serait due selon les auteurs, à une perception directe de la taille angulaire du véhicule donnant un accès direct à l’information de taille familière. Il semblerait également que la visibilité d’un tronçon de chaussée devant le véhicule de l’observateur donne accès aux gradients de texture et permette ainsi de réduire la surestimation (Cavallo, Caro, Doré, Colomb, & Dumont, 2007). La surestimation avec un tronçon de chaussée visible ne serait que de 11% en condition de nuit avec un brouillard très dense (DVM > 12 m).
Une expérience réalisée sur simulateur (Cavallo, Dumont, & Gallée, 2002) avec la même méthode que les expériences réalisées en salle de brouillard (Cavallo et al., 2000, 2001) a permis de retrouver en condition de jour la surestimation des distances lorsque seuls les feux du véhicule cible sont visibles, et l’absence de surestimation lorsque sa silhouette et la chaussée le sont également. Cette reproduction des résultats qui avaient été obtenus en salle de brouillard a permis de valider le brouillard simulé en condition diurne. Ce brouillard simule l’atténuation des contrastes en fonction de la distance et a été amélioré de façon à reproduire les halos apparaissant autour des feux. La surestimation est néanmoins plus importante sur simulateur qu’en salle de brouillard. Deux autres expériences (Cavallo, Doré, & Colomb, 1999) n’avaient pas montré d’effet de la condition de visibilité lorsque la silhouette du véhicule et la chaussée étaient visibles. Celles-ci avaient été réalisées avec des brouillards de faible ou moyenne densité (DVM comprise entre 50 et 100 m) et avec les feux de brouillards éteints.
Par ailleurs, une autre expérience réalisée avec un environnement simulé a également montré l’influence du brouillard sur l’estimation de l’interdistance (Buchner et al., 2006). Les résultats montrent que l’interdistance estimée est d’autant plus grande que le brouillard est dense, mais uniquement pour les deux plus courtes interdistances testées, i.e. 40 et 50 m. D’après les auteurs, la silhouette du véhicule était visible pour l’interdistance de 40 m. Au contraire, aucune influence de la densité du brouillard sur les estimations n’est apparue pour la plus grande interdistance qui était de 60 m. Nous reviendrons plus loin sur cette absence d’effet.
Il semblerait selon les expériences exposées ci-dessus qu’une surestimation des distances apparaisse en condition de brouillard très dense lorsque ni la silhouette du véhicule cible ni la chaussée ne sont visibles. Bien que l’influence de la silhouette et de la chaussée n’aient pas été étudiées séparément sur simulateur, il semblerait que ces résultats soient reproductibles avec un brouillard simulé en condition diurne. Buchner et al. (2006) ont néanmoins montré un effet de la densité du brouillard lorsque la silhouette était visible. On peut penser que la visibilité de la silhouette a diminué à mesure que le brouillard était plus dense (mais nous ne savons pas dans quelle mesure), ce qui expliquerait les estimations plus grandes. Contrairement à cet ensemble de résultats, une autre expérience (Beaudoin, 2002) montre une sous-estimation des interdistances en condition de brouillard, en particulier lorsque la silhouette du véhicule cible n’est pas visible.

Différences méthodologiques des expériences aux résultats contradictoires

L’expérience de Beaudoin (2002), et l’expérience de Cavallo et al. (2002) qui avait permis de valider le brouillard simulé en condition de jour, ont toutes les deux été réalisées sur simulateur de conduite. Ces deux expériences présentent néanmoins un certain nombre de différences méthodologiques (Tableau 1, page 45).

Environnement

Une première différence est l’environnement virtuel utilisé, qui pour l’expérience de Cavallo et al. (2002) comportait une chaussée texturée ainsi que des bâtiments et des arbres constituant un environnement structuré et fermé puisqu’il empêchait l’observateur de voir l’horizon. Au contraire, l’environnement utilisé par Beaudoin (2002) ne comportait qu’une chaussée texturée et des arbres sur le bas-côté lui donnant un caractère plus ouvert. Teghtsoonian et Teghtsoonian (1969, 1970) ont montré que les distances estimées ne sont pas les mêmes dans un environnement intérieur et dans un environnement extérieur, qui diffèrent par leur degré d’ouverture. En effet, lorsque les distances estimées sont ajustées à une loi de Stevens (R=k.Sn), l’exposant n est plus petit pour l’environnement extérieur que pour l’environnement intérieur. La valeur de cet exposant affecte en particulier les grandes distances ; et un exposant petit signifie (pour ces grandes distances) que la distance perçue est petite par rapport à la distance réelle. Les interdistances estimées pourraient donc êtres plus courtes (pour les grandes interdistances) dans l’environnement utilisé par Beaudoin (2002), au moins en condition de visibilité normale. On peut au contraire s’attendre à ce que l’environnement n’ait pas d’influence en condition de visibilité réduite puisqu’il est masqué par le brouillard. Cette hypothèse va cependant dans le sens inverse des résultats que l’on cherche à expliquer. Par ailleurs, l’une des expériences réalisées par Cavallo et al. (1999) utilisait trois environnements de complexités différentes, et n’avait pas fait apparaître d’influence de l’environnement. On peut donc supposer que le caractère ouvert ou fermé de l’environnement n’explique par les résultats contradictoires de Cavallo et al. (2002) et Beaudoin (2002).

Véhicule cible

Par ailleurs, les véhicules cibles utilisés n’étaient pas les mêmes pour les deux expériences. Pour l’expérience de Cavallo et al. (2002) il s’agissait d’un véhicule léger avec un seul ou deux feux de brouillard, alors que pour l’expérience de Beaudoin (2002), le véhicule comportait toujours deux feux. Le deuxième feu donne accès à l’information de taille familière lorsque la silhouette du véhicule n’est pas visible, ce qui permet de percevoir plus précisément l’interdistance. Une surestimation moins importante avait effectivement été observée en salle de brouillard pour le véhicule ayant deux feux que pour celui n’en ayant qu’un (Cavallo et al., 2000, 2001). Cette seconde différence pourrait uniquement conduire à une surestimation plus faible pour l’expérience de Beaudoin (2002). Les deux véhicules utilisés différaient également par leur couleur. Celui utilisé par Cavallo et al. était de couleur blanche alors que celui utilisé par Beaudoin était plus sombre. Cette différence de couleur n’a pas d’influence notable sur la valeur absolue du contraste mais une éventuelle influence du signe du contraste ne peut pas être exclue.

Couleur du brouillard

Une troisième différence est la couleur du brouillard simulé, qui était plus sombre pour l’expérience de Beaudoin (2002) que pour celle de Cavallo et al. (2002). Avec un brouillard plus sombre, le contraste entre les feux et le fond est plus important. En partant du principe que les estimations sont plus petites lorsque le contraste est plus fort, cette différence devrait conduire à des distances estimées plus courtes pour l’expérience de Beaudoin (2002) lorsque les estimations sont basées sur les feux, i.e. lorsque la silhouette est masquée. Cette hypothèse peut être appuyée par les résultats de Cavallo et al. (2002) qui montrent une surestimation des interdistances lorsque la silhouette est masquée en condition de jour, pour laquelle le brouillard est clair, et ne montrent pas d’effet du brouillard en condition de nuit où le brouillard est très sombre. En revanche lorsque la silhouette du véhicule est visible, la couleur du brouillard n’influence le contraste que lorsque la silhouette du véhicule est plus claire que le brouillard. Lorsque c’est le cas, le contraste est plus fort pour le brouillard sombre, ce qui devrait conduire à des estimations plus courtes de l’interdistance. Cette troisième différence méthodologique pourrait donc conduire à une surestimation plus faible pour l’expérience de Beaudoin (2002).

Densité du brouillard

D’autre part, le brouillard était moins dense pour l’expérience de Beaudoin (2002) que pour celle de Cavallo et al. (2002) puisque sa densité était calculée en fonction de l’interdistance dans le but de garder un contraste constant entre le véhicule cible et le fond. Il en résulte une meilleure visibilité de l’environnement pour l’expérience de Beaudoin (2002) que pour celle de Cavallo et al. (2002). Ainsi, la chaussée donnant accès aux gradients de textures, était visible en même temps que la silhouette pour l’expérience de Cavallo et al. (2002) alors qu’elle était visible pour toutes les conditions pour celle de Beaudoin (2002). Les arbres bordant la route qui donnent accès à l’information de taille relative étaient également visibles pour les plus grandes interdistances dans l’expérience de Beaudoin (2002). Les informations de distance fournies par l’environnement pourraient donc expliquer l’absence de surestimation pour l’expérience de Beaudoin (2002), mais ne peuvent pas expliquer la sous-estimation observée.

Gamme d’interdistances

Parmi les différences énoncées ci-dessus, trois sont susceptibles d’expliquer une surestimation faible ou absente pour l’expérience de Beaudoin (2002) : le nombre de feux de brouillard, la couleur du brouillard, et la densité du brouillard. Ces différences ne peuvent cependant pas expliquer la sous-estimation des interdistances en condition de brouillard. Deux autres différences sont au contraire susceptibles d’expliquer cette sous-estimation. La première est la gamme des interdistances étudiées. Elle était comprise entre 5 et 13 m pour l’expérience de Cavallo et al. (2002) et entre 12 et 61 m pour l’expérience de Beaudoin (2002). Les travaux de Da Silva (1985) et de Teghtsoonian et Teghtsoonian (1970) montrent que la gamme des distances étudiées peut avoir a une influence sur la distance perçue. Lorsque la distance perçue est ajustée à une loi de Stevens (cf. supra), l’exposant n est plus petit lorsque la gamme des distances étudiées est étendue. Da Silva (1985) fait par ailleurs le lien entre ce résultat et le fait que les principales informations de distance soient moins disponibles pour les plus grandes distances. On peut donc supposer que ce phénomène est plus prononcé en condition de brouillard où peu d’informations de distance sont disponibles. Cette hypothèse pourrait donc expliquer la sous-estimation des interdistances en condition de brouillard observée par Beaudoin (2002). Même s’ils ne vont pas dans le sens d’une sous-estimation, les résultats de Buchner et al. (2006) soutiennent cette hypothèse. Ils avaient en effet montré des estimations de l’interdistance d’autant plus grandes que le brouillard était dense pour des interdistances de 40 et 50 m, mais n’avaient en revanche pas montré d’effet pour la plus grande interdistance qui était de 60 m.

Simulation statique vs. dynamique

La seconde différence méthodologique susceptible d’expliquer la sous-estimation des interdistances observée par Beaudoin (2002) est le caractère statique ou dynamique de la simulation. Pour l’expérience de Cavallo et al. (2002) réalisée en condition statique, l’observateur et le véhicule cible étaient immobiles. Au contraire, pour l’expérience de Beaudoin (2002) réalisée en condition dynamique, le véhicule cible roulait à vitesse constante et était suivi par le véhicule de l’observateur avec une interdistance constante. On notera que les deux expériences de Cavallo et al. (1999) avaient été réalisées en condition statique pour l’une et en condition dynamique pour l’autre, et aucune des deux expériences n’avait montré d’influence du brouillard sur l’estimation des distances. Le caractère statique ou dynamique de la simulation pourrait donc ne pas influencer l’estimation des interdistances. Pourtant, Pretto, Vidal, et Chatziastros (2008) montrent que la vitesse propre perçue est plus grande en présence de brouillard, et plusieurs travaux montrent que les distances et interdistances estimées sont d’autant plus courtes que la vitesse propre (réelle) est élevée (Harte, 1975 ; Ohta, 1996). En supposant que la vitesse perçue puisse également avoir une influence sur l’estimation des interdistances, le brouillard interagirait avec la vitesse propre. Cette interaction conduirait à des estimations de l’interdistance plus courtes en condition de brouillard qu’en condition de visibilité normale lorsque le véhicule est en mouvement. Ce phénomène pourrait donc expliquer la sous-estimation observée par Beaudoin (2002).

Analyse portant sur les essais réalisés en condition de brouillard

La première analyse porte sur l’ensemble des essais réalisés en condition de brouillard, la condition de visibilité normale étant exclue. Il s’agit d’une analyse de variance à mesures répétées 2 x 5 x 2 x 3 (Condition de visibilité x Interdistance x Configuration des feux de brouillard x Association environnement-couleur_brouillard).

Effets principaux

Cette analyse met en évidence un effet principal de la condition de visibilité (F(1,15)=6.08 ; p<.05 ; η2=.288) montrant que les estimations sont plus importantes pour la condition brouillard feux (m=5.52 ; σ=4.07) que pour la condition brouillard silhouette (m=4.78 ; σ=3.41) (Figure 6-haut). Il y a également un effet de l’interdistance (F(4,60)=127.5 ; p<.0001 ; η2=.895) dans le sens d’estimations plus grandes pour les grandes interdistances (Figure 6-bas-gauche). Les tests post-hoc montrent que toutes les conditions diffèrent significativement (p<.05). Les estimations sont respectivement de 2.34, 3.60, 5.08, 6.89, et 7.84 m avec des écarts type de respectivement 1.20, 1.81, 2.87, 4.14, et 4.52 pour les interdistances de 5, 7, 9, 11, et 13 m. L’analyse met également en évidence un effet du nombre de feux de brouillard (F(1,15)=7.32 ; p<.025 ; η2=.328) dans le sens d’estimations plus importantes lorsque le véhicule n’a qu’un feu de brouillard (m=5.24 ; σ=3.77) que lorsqu’il en a deux (m=5.07 ; σ=3.77) (Figure 6-bas-droite).
Figure 6 : Haut : Distance estimée en fonction de la condition de visibilité. Bas-gauche : Distance estimée en fonction de l’interdistance. Bas-droite : Distance estimée en fonction du nombre de feux de brouillard. Les barres d’erreur représentent l’erreur standard. Les étoiles correspondent aux différences significatives (p<.05) avec le test de Newman-Keuls.

Interactions

L’analyse portant sur les essais en condition de brouillard montre une interaction entre le nombre de feux de brouillard et l’association environnement-couleur_brouillard (F(2,30)=5.85 ; p<.01 ; η2=.281) (Figure 7-haut). Les tests post-hoc indiquent (p<.0025) que pour l’association complexe-clair, les distances estimées sont plus importantes avec un seul feu de brouillard (m=5.44 ; σ=4.29) qu’avec deux (m=4.88 ; σ=3.76), alors que ce n’est pas le cas pour les deux autres associations d’environnement et de couleur de brouillard. Par ailleurs, les distances estimées sont plus courtes pour l’association simple-clair (m=4.73 ; σ=2.75) que pour les deux autres associations (m=5.44 ; σ=4.29 pour complexe-clair ; et m=5.54 ; σ=4.04 pour simple-sombre) lorsqu’il n’y a qu’un feu de brouillard (p<.025), et elles sont plus longues pour l’association simple-sombre (m=5.37 ; σ=3.97) que pour les deux autres (m=4.88 ; σ=3.76 pour complexe-clair ; et m=4.95 ; σ=3.58 pour simple-clair) lorsqu’il y a deux feux de brouillard (p<.01).
Figure 7 : Haut gauche et droite : Distance estimée en fonction du nombre de feux de brouillard et de l’association environnement-couleur_brouillard. Bas-gauche : Distance estimée en fonction de la condition de visibilité et du nombre de feux de brouillard. Bas-droite : Distance estimée en fonction de l’interdistance et de l’association environnement-couleur_brouillard. Les barres d’erreur représentent l’erreur standard. Les étoiles correspondent aux différences significatives (p<.05) avec le test de Newman-Keuls.
L’analyse montre également une interaction entre la condition de visibilité et le nombre de feux (F(1,15)=6.02 ; p<.05 ; η2=.286) dans le sens d’une augmentation de la distance estimée lorsque le véhicule n’a qu’un feu en condition brouillard feux (Figure 7-bas-gauche). Les tests post-hoc montrent (p<.001) que pour la condition brouillard feux les distances estimées sont plus importantes avec un seul feu de brouillard (m=5.7 ; σ=4.04) qu’avec deux feux (m=5.35 ; σ=4.09). De plus, les distances estimées sont plus grandes pour la condition brouillard feux que pour la condition brouillard silhouette pour les deux configurations de feux (p<.005).
Il y a d’autre part une interaction entre l’association environnement-couleur_brouillard et la distance (F(8,120)=4.55 ; p<.0001 ; η2=.233) (Figure 7-bas-droite). Les tests post-hoc montrent que les distances estimées pour l’association simple-sombre sont plus grandes que celles de l’association complexe-clair de 5 à 9 m (p<.01) et plus grandes que celles de l’association simple-clair à 5 et 9 m (p<.05). De plus, les distances estimées pour l’association complexe-clair sont plus grandes que celles de l’association simple-clair à 13 m (p<.025).
Figure 8 : Distance estimée en fonction de l’interdistance et de la condition de visibilité. Les barres d’erreur représentent l’erreur standard.
Il n’y a pas d’interaction entre la condition de visibilité et l’interdistance (Figure 8). Il apparaît en revanche une interaction triple entre la condition de visibilité, l’interdistance, et l’association environnement-couleur_brouillard (F(8,120)=4.47 ; p<.001 ; η2=.23) (Figure 9). Les tests post-hoc indiquent que la différence entre brouillard silhouette et brouillard feux est significative de 11 à 13 m pour l’association complexe-clair (p<.005), de 7 à 9 m pour l’association simple-sombre (p<.05) et de 5 à 11 m pour l’association simple-clair (p<.01). Ces différences vont dans le sens d’estimations plus grandes pour brouillard feux que pour brouillard silhouette. Les tests post-hoc révèlent également que pour la condition brouillard silhouette, les distances estimées pour l’association simple-sombre sont plus importantes que celles estimées pour simple-clair à 5, 7, et 11 m (p<.05), et qu’elles sont également plus importantes que celles estimées pour complexe-clair à 5 m (p<.0025). Toujours pour la condition brouillard silhouette, les distances estimées pour complexe-clair sont plus importantes que celles estimées pour simple-clair à 11 m (p<.05). Pour la condition brouillard feux il n’apparaît pas de différences entre les associations simple-sombre et simple-clair, mais les distances estimées pour complexe-clair sont inférieures à celles estimées pour simple-clair à 5 et 7 m (p<.001) et à celles estimées pour simple-sombre à 5, 7 et 9 m (p<.025). En revanche elles sont supérieures à 13 m (p<.005).

Influence du brouillard sur les distances estimées

Effet de la condition de visibilité

Les analyses montrent un effet de la condition de visibilité dans le sens où les estimations de l’interdistance sont plus grandes en condition de visibilité réduite qu’en condition de visibilité normale (Figure 6-haut et Figure 11-gauche). Cette surestimation va dans le sens des résultats obtenus en salle de brouillard (Cavallo et al., 2001) et des résultats obtenus sur simulateur de conduite par Cavallo et al. (2002). L’amplitude de la surestimation diffère néanmoins de celle observée par ces études. Nous observons une surestimation de seulement 49.1% en condition brouillard feux alors qu’elle était plus importante pour Cavallo et al. (2002). Au contraire, nous observons une surestimation de 24% en condition brouillard silhouette alors que Cavallo et al. (2002) n’observaient pas de surestimation pour cette condition. L’explication de cette différence de résultats réside probablement dans l’effet d’ordre que nous avons observé.

Effet d’ordre

L’effet de l’ordre brouillard silhouette / brouillard feux implique par son caractère séquentiel une notion de mémoire (Figure 10-gauche et Figure 14). Il s’agirait d’un phénomène de contamination. L’explication que nous proposons porte sur une stratégie séquentielle interne aux blocs qui pourrait être adoptée par les participants. Le questionnaire post-expérimental révèle que les participants ont cherché à maintenir une cohérence sur l’ensemble de leurs réponses. Cette recherche de cohérence implique une comparaison directe ou indirecte entre l’essai courant et les essais antérieurs. Certains participants le révèlent effectivement. En condition brouillard feux, les participants ne peuvent utiliser que la taille des halos, la hauteur et éventuellement l’écartement des feux pour déterminer la distance du véhicule cible, et doivent donc adopter une stratégie basée uniquement sur ces quelques informations. Il est alors possible que même si la séquence se poursuit par des images contenant de nouvelles informations (condition brouillard silhouette), les participants aient tendance à maintenir la stratégie adoptée par souci de comparaison et de cohérence avec les essais qui précédent. De même en condition brouillard silhouette un certain nombre d’informations sont disponibles. On peut notamment citer l’information de taille familière fournie directement par la silhouette du véhicule cible. Les participants ont alors la possibilité de mémoriser la position des feux par rapport à la silhouette du véhicule, ce qui peut leur permettre en condition brouillard feux d’utiliser les informations de taille familière et de hauteur dans le champ visuel de façon plus précise. L’utilisation de ces informations pourrait alors suffire à exclure l’information de perspective aérienne qui est erronée et à rétablir des estimations correctes de l’interdistance.
Il faut noter que cette hypothèse ne peut être valide que si en dehors de tout phénomène séquentiel il n’y a que peu ou pas de surestimation des distances pour la condition brouillard silhouette. En effet, aucune différence n’est apparue entre la condition de visibilité normale et la condition brouillard silhouette lorsque celle-ci était placée en début de bloc. Dans ce cas, la différence apparaissant entre ces deux conditions lorsque les blocs commencent par la condition brouillard feux serait attribuable au phénomène séquentiel décrit ci-dessus, et non à un phénomène perceptif proprement dit. D’après cette interprétation, il n’y aurait pas de surestimation de l’interdistance en condition brouillard silhouette, et la surestimation serait de 88.2% pour la condition brouillard feux (correspondant au taux de surestimation pour les participants ayant eu l’ordre brouillard feux puis brouillard silhouette). Ces valeurs sont plus cohérentes avec celles observées par Cavallo et al. (2002), ce qui soutient notre interprétation concernant l’effet d’ordre. Nous venons de voir que la distance estimée pour un essai donné est influencée par les essais antérieurs. Il est donc envisageable que la présence d’interdistances plus longues en condition de visibilité normale qu’en condition de visibilité réduite amène les participants à surestimer les interdistances en condition de visibilité réduite. Une telle influence de la condition de visibilité normale sur les conditions de visibilité réduite serait due à des processus cognitifs plutôt que perceptifs. De plus, elle se traduirait par un effet de l’ordre visibilité normale / visibilité réduite et/ou par une interaction entre l’ordre et la condition de visibilité. Puisque aucun effet de l’ordre visibilité normale / visibilité réduite n’est apparu, on peut considérer que la surestimation observée en condition de visibilité réduite n’est pas due à une influence mutuelle entre la condition de visibilité normale et les conditions de visibilité réduite. Par ailleurs, la présence d’une pause entre les blocs successifs serait suffisante pour éviter l’effet de contamination qui a été observé de façon interne aux blocs. Les participants devraient donc reconstruire une stratégie et de nouvelles correspondances entre les images et les distances au début de chaque bloc.

Nombre de feux de brouillard

Concernant le nombre de feux de brouillard, nous observons un effet allant dans le sens de distances estimées plus grandes lorsqu’il n’y a qu’un feu de brouillard que lorsqu’il y en a deux (Figure 19-bas-droite), mais uniquement pour l’association complexe-clair (Figure 20-haut-gauche). Ce résultat est conforme aux résultats de Cavallo et al. (2002) qui utilisaient également l’association complexe-clair. Comme nous le verrons plus loin, la position des feux de brouillard à l’arrière du véhicule est susceptible d’expliquer l’absence d’effet pour les associations simple-sombre et simple-clair. On constate également que le nombre de feux de brouillard a une influence pour la condition brouillard feux mais n’en a pas pour la condition brouillard silhouette (Figure 20-bas-gauche). La présence d’un second feu donne accès à l’information de taille familière, ce qui rend l’estimation plus précise pour la condition brouillard feux. En revanche, la silhouette du véhicule fournit déjà une telle information en condition brouillard silhouette. Le second feu de brouillard n’apporte donc aucune information supplémentaire pour cette condition.

Explication des résultats contradictoires ?

L’objectif principal de cette expérience est de savoir si les paramètres manipulés (complexité de l’environnement, couleur du brouillard, couleur du véhicule cible, nombre de feux de brouillard) peuvent expliquer les résultats contradictoires de Cavallo et al. (2002) et de Beaudoin (2002). Pour répondre à cette question, nous pouvons comparer les estimations d’interdistance faites pour les trois associations environnement-couleur_brouillard. Comme nous l’avons vu, l’association complexe-clair correspond à l’expérience de Cavallo et al. (2002) et l’association simple-sombre correspond à l’expérience de Beaudoin (2002).
La complexité de l’environnement a été manipulée entre les associations complexe-clair et simple-clair. Si la complexité de l’environnement a une influence sur les estimations de l’interdistance, ce devrait être en particulier pour la condition de visibilité normale. L’analyse portant uniquement sur la condition de visibilité normale fait effectivement apparaître une interaction entre l’environnement et l’interdistance (Figure 15). On constate cependant que cette interaction va dans le sens opposé à ce qui aurait pu expliquer les résultats contradictoires de Cavallo et al. (2002) et Beaudoin (2002). Comme le laissaient penser les travaux de Teghtsoonian et Teghtsoonian (1969, 1970), après ajustement des données à une loi de Stevens, l’exposant est plus grand pour l’environnement complexe que pour l’environnement simple. Les fonctions ajustées sont : d 0.36 D1.12 pour l’environnement complexe, et d 0.59 D0.94 pour l’environnement simple, où d et D représentent respectivement la distance estimée et la distance simulée.
Pour la condition brouillard silhouette, il apparaît des estimations plus grandes pour l’association complexe-clair que pour simple-clair, mais uniquement à 11 m. La couleur du véhicule cible n’a donc pas d’influence notable sur les estimations. Des différences apparaissent également pour la condition brouillard feux, mais nous verrons qu’elles sont probablement liées au positionnement des feux de brouillard à l’arrière des véhicules plutôt qu’à la complexité de l’environnement qui n’est pas visible pour cette condition. Quelle que soit la cause des différences observées entre les associations complexe-clair et simple-clair, une surestimation des interdistances en condition de visibilité réduite apparaît pour les deux associations.
La couleur du brouillard est le seul facteur manipulé entre les associations simple-sombre et simple-clair. Pour la condition brouillard silhouette, les estimations sont généralement plus courtes pour la condition simple-clair que pour la condition simple-sombre. Le véhicule cible étant plus sombre que le brouillard, son contraste par rapport au fond est le même pour les deux couleurs de brouillard. On suppose que cet argument tient également pour le véhicule associé à l’environnement complexe puisqu’il comporte de larges zones de couleur sombre. Les estimations différentes ne peuvent donc pas êtres expliquées par une différence de contraste. On suppose par ailleurs que cette différence ne peut pas être due aux feux de brouillard puisqu’elle n’apparaît pas pour la condition brouillard feux. L’explication la plus plausible repose alors sur la luminance moyenne qui est plus élevée dans le cas du brouillard clair. Cette interprétation est cohérente avec les travaux de Cavallo et al. (2000) qui observent une surestimation bien plus importante en condition nocturne qu’en condition diurne. Il est donc possible que l’influence de la luminance du brouillard sur l’estimation de l’interdistance se retrouve en situation réelle. On constate par ailleurs que les différences observées vont dans le sens opposé à ce qui aurait pu expliquer les résultats contradictoires de Cavallo et al. (2002) et Beaudoin (2002). La couleur du brouillard ne remet donc pas en cause la surestimation des interdistances en condition de visibilité réduite observée par Cavallo et al. (2002).
Nous souhaitions enfin savoir si le nombre de feux de brouillard était en cause. Les résultats montrent que les distances sont surestimées en condition de brouillard, même lorsque le véhicule cible possède deux feux de brouillard (Figure 11-gauche). De plus, nous avons vu que le nombre de feux de brouillard n’influence pas systématiquement les estimations de l’interdistance (Figure 7-haut-gauche). Le nombre de feux de brouillard ne serait donc pas en cause dans les résultats contradictoires de Cavallo et al. (2002) et Beaudoin (2002).
Les résultats contradictoires obtenus par Cavallo et al. (2002) et Beaudoin (2002) ne sont expliqués par aucun des trois facteurs dont l’influence a été discutée ci-dessus. Dans la mesure où les résultats de cette expérience montrent une surestimation des interdistances indépendamment de ces facteurs, ils renforcent le caractère reproductible des résultats précédemment obtenus en salle de brouillard (Cavallo et al., 2001) et sur simulateur (Cavallo et al., 2002). Les résultats de cette expérience confirment en effet que l’interdistance est surestimée en condition de visibilité réduite, mais pas lorsque la silhouette du véhicule cible et la chaussée sont visibles.

Table des matières

PROBLEMATIQUE GENERALE
CHAPITRE 1 : INTRODUCTION
1 ACCIDENTOLOGIE ET BROUILLARD
2 COMPORTEMENT OBSERVE PAR TEMPS DE BROUILLARD
2.1 VITESSES
2.2 INTERVALLES
3 LIEN ENTRE INTERVALLES COURTS ET COLLISIONS ARRIERE ?
4 LE SUIVI DE VEHICULE
5 LES EFFETS VISUELS DU BROUILLARD
5.1 LES CAUSES DU BROUILLARD ET SES EFFETS VISUELS
5.2 CONTRASTE ET DISTANCE DE VISIBILITE DES OBJETS
5.2.1 Loi de Koschmieder
5.2.2 Loi d’Allard
6 PLAN DE LECTURE
CHAPITRE 2 : ESTIMATION DE LA DISTANCE INTERVEHICULAIRE
7 INTRODUCTION
7.1 ROLE DE L’INTERDISTANCE PERÇUE EN SITUATION DE SUIVI DE VEHICULE
7.2 PERCEPTION DE LA DISTANCE EGOCENTREE
7.2.1 Informations de distance
7.2.2 Fusion des informations de distance
7.2.3 Autres théories concernant la perception des distances
7.3 PERCEPTION DE L’INTERDISTANCE ET BROUILLARD
7.3.1 Influence du brouillard sur les informations de distance
7.3.2 Expériences réalisées antérieurement
7.3.3 Différences méthodologiques des expériences aux résultats contradictoires
7.4 HYPOTHESES
8 EXPERIENCE 1
8.1 METHODE
8.1.1 Participants
8.1.2 Matériel
8.1.3 Conditions expérimentales
8.1.4 Tâche
8.1.5 Procédure
8.2 RESULTATS DE L’EXPERIENCE 1
8.2.1 Analyse portant sur les essais réalisés en condition de brouillard
8.2.2 Analyse incluant les trois conditions de visibilité
8.2.3 Analyse portant sur les essais en condition de visibilité normale
8.2.4 Ampleur de la surestimation
8.3 DISCUSSION CONCERNANT L’EXPERIENCE 1
8.3.1 Influence du brouillard sur les distances estimées
8.3.2 Explication des résultats contradictoires ?
8.3.3 Position des feux de brouillard
9 EXPERIENCE 2
9.1 METHODE
9.1.1 Conditions expérimentales
9.1.2 Procédure
9.2 RESULTATS DE L’EXPERIENCE 2
9.3 DISCUSSION CONCERNANT L’EXPERIENCE 2
9.3.1 Effets observés
9.3.2 Différences méthodologiques avec les expériences antérieures
10 DISCUSSION CONCERNANT L’ESTIMATION DE LA DISTANCE INTERVEHICULAIRE
10.1 ESTIMATION DES DISTANCES
10.2 ESTIMATION DE L’INTERDISTANCE EN CONDITION DE BROUILLARD
10.3 AUTRES INTERPRETATIONS
10.4 CONSEQUENCES EN TERMES DE SECURITE ROUTIERE
CHAPITRE 3 : SEUIL DE PERCEPTION DU MOUVEMENT RELATIF
1 INTRODUCTION
1.1 MECANISMES DE PERCEPTION DU MOUVEMENT
1.1.1 Trois niveaux de perception
1.1.2 Mécanismes de perception du mouvement
1.1.3 Travaux antérieurs
1.1.4 Mécanismes cognitifs
1.2 INFLUENCE DU BROUILLARD ?
1.3 HYPOTHESES
2 EXPERIMENTATION 1
2.1 METHODE
2.1.1 Participants
2.1.2 Matériel
2.1.3 Conditions expérimentales
2.1.4 Tâche
2.1.5 Procédure
2.2 RESULTATS
2.2.1 Effets principaux
2.2.2 Interactions
2.2.3 Interactions triples
2.2.4 Recherche d’un invariant
2.2.5 Calcul de la variation du contraste
2.3 DISCUSSION CONCERNANT LES RESULTATS DE L’EXPERIMENTATION 1
2.3.1 Interprétation des résultats en termes perceptifs
2.3.2 Implications sur la régulation de l’intervalle
3 EXPERIMENTATION 2
3.1 METHODE
3.2 RESULTATS
3.3 DISCUSSION CONCERNANT LES RESULTATS DE L’EXPERIMENTATION 2
3.3.1 Interprétation des résultats
3.3.2 Calcul du gain de temps de réponse associé à une réduction de l’intervalle
4 DISCUSSION CONCERNANT LE SEUIL DE PERCEPTION DU MOUVEMENT RELATIF
CHAPITRE 4 : LE CONTROLE DE L’INTERVALLE
1 INTRODUCTION
1.1 MODELES DE SUIVI DE VEHICULES
1.2 MODELES BASES SUR DES SEUILS PERCEPTIFS
1.3 MODELES BASES SUR LES ECARTS PAR RAPPORT A UNE SITUATION DE REFERENCE
1.4 PHENOMENES NON PRIS EN COMPTE PAR LES MODELES
1.5 CONTRAINTES ET STRATEGIES LIEES AU BROUILLARD
1.6 LE SEUIL DE PERCEPTION DU MOUVEMENT RELATIF
1.7 HYPOTHESES
2 METHODE
2.1 MATERIEL EXPERIMENTAL
2.2 COMPORTEMENT DU VEHICULE LIEVRE
2.3 VISIBILITE DES FEUX DE BROUILLARD DU VEHICULE LIEVRE
2.4 PARTICIPANTS
2.5 TACHE
2.6 VARIABLES
2.7 PROCEDURE
3 RESULTATS
3.1 PRECISION DU CONTROLE DE L’INTERVALLE
3.1.1 Ecart type de l’interdistance
3.1.2 Discussion concernant la précision du contrôle de l’intervalle
3.2 CHARGE MENTALE ALLOUEE AU CONTROLE DE L’INTERVALLE
3.2.1 Mise au point du Pedal Reversal Rate
3.2.2 Résultats concernant le Pedal Reversal Rate
3.2.3 Amplitude maximale des mouvements de pédales
3.2.4 Discussion concernant la charge mentale allouée au contrôle de l’intervalle
3.3 INTERVALLE DE SUIVI
3.3.1 Fonction de distribution de probabilité
3.3.2 Intervalles pratiqués de façon individuelle
3.3.3 Test d’une hypothèse spécifique
3.3.4 Discussion concernant les intervalles de suivi
4 DISCUSSION CONCERNANT LE CONTROLE DE L’INTERVALLE
4.1 COMPARAISON DE NOS RESULTATS AVEC CEUX DE LA LITTERATURE
4.2 PRINCIPAUX RESULTATS
CHAPITRE 5 : LE CONTROLE DE TRAJECTOIRE
1 INTRODUCTION
1.1 MODELES DE CONTROLE DE TRAJECTOIRE
1.2 APPROCHE ECOLOGIQUE
1.3 CHARGE MENTALE POUR LE CONTROLE DE TRAJECTOIRE
1.4 RELATION ENTRE CHARGE MENTALE ET PERFORMANCE
1.5 INFLUENCE DU BROUILLARD SUR LES MECANISMES DU CONTROLE DE TRAJECTOIRE
1.6 CONTROLE DE TRAJECTOIRE, BROUILLARD, ET SUIVI DE VEHICULE
1.7 AU-DELA DES MODELES, LES ASPECTS PRATIQUES
1.8 HYPOTHESES
2 METHODE
2.1 GRANDES LIGNES DE LA METHODE
2.2 ROUTE SINUEUSE
2.3 VISIBILITE DU POINT TANGENT
2.4 ACCELERATION LATERALE
3 RESULTATS
3.1 LE VEHICULE LIEVRE SERT-T-IL DE GUIDE ?
3.1.1 Méthode de calcul
3.1.2 Résultats concernant le décalage latéral en cours de virage
3.1.3 Discussion concernant le décalage latéral en cours de virage
3.2 LE STEERING WHEEL REVERSAL RATE COMME MESURE DE LA CHARGE MENTALE
3.2.1 Comparaison des deux méthodes
3.2.2 Choix d’un seuil
3.3 RESULTATS CONCERNANT LA CHARGE MENTALE POUR LE CONTROLE DE TRAJECTOIR
3.3.1 Influence du brouillard
3.3.2 Influence de l’intervalle ?
3.3.3 Discussion concernant la charge mentale
3.4 MISE AU POINT DE MESURES DE LA PRECISION DU CONTROLE DE TRAJECTOIRE
3.4.1 Le Time to Line Crossing
3.4.2 Variabilité de la position latérale et du cap
3.4.3 Variabilité inter-virages
3.4.4 Variabilité de la position latérale en cours de virage
3.5 RESULTATS CONCERNANT LA PRECISION DU CONTROLE DE TRAJECTOIRE
3.5.1 Influence du brouillard
3.5.2 Influence de l’intervalle ?
3.5.3 Discussion concernant la précision du contrôle de trajectoire
3.6 INTERVALLE DE SUIVI : COMPARAISON BROUILLARD/TEMPS CLAIR
3.6.1 Discussion concernant l’intervalle de suivi
4 DISCUSSION CONCERNANT LE CONTROLE DE LA TRAJECTOIRE
4.1 PRINCIPAUX RESULTATS CONCERNANT LE CONTROLE DE LA TRAJECTOIRE
4.2 CONSEQUENCES SUR L’INTERVALLE ADOPTE
CHAPITRE 6 : DISCUSSION GENERALE ET CONCLUSIONS
5 POURQUOI DES INTERVALLES REDUITS EN TEMPS DE BROUILLARD ?
5.1 HYPOTHESE D’UNE SURESTIMATION DES INTERDISTANCES
5.2 HYPOTHESE D’UNE REDUCTION DE LA SENSIBILITE AU MOUVEMENT RELATIF
5.3 HYPOTHESE D’UNE COMPENSATION DE LA SENSIBILITE REDUITE AU MOUVEMENT RELATIF
5.4 EFFET DU CONTROLE DE LA TRAJECTOIRE SUR LE CHOIX DE L’INTERVALLE
5.5 EN RESUME
6 LIMITES
6.1 LES SITUATIONS EXPERIMENTALES ETUDIEES
6.2 SIMULATEUR DE CONDUITE
7 PERSPECTIVES
7.1 PROLONGEMENT DES PRESENTS TRAVAUX
7.2 ETUDE D’AUTRES VARIABLES PERCEPTIVES
7.3 DES INVESTIGATIONS ELARGIES A D’AUTRES APPROCHES
7.4 APPLICATIONS
BIBLIOGRAPHIE

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