La recherche en neuroergonomie et facteurs humains récompensée à l’international

Le 14 mars dernier, à Washington D.C. (USA), Frédéric Dehais responsable de l’équipe de recherche neuroergonomie et Facteurs Humains a reçu le trophée de la sécurité aérienne commerciale 2019 de la revue aéronautique Aviation Week.

La communauté aéronautique internationale reconnait la qualité, l’originalité et la pluridisciplinarité des travaux de recherche du Département Conception et Conduite des Véhicules Aéronautique et Spatiaux (DCAS) de l’ISAE.

Ce prix remis au National building Museum par la prestigieuse revue aéronautique centenaire a mis l’accent sur le rôle clé qu’a joué ce laboratoire de l’ISAE-SUPAERO dans l’accélération des progrès dans la connaissance des forces et des faiblesses du cerveau d’un pilote pour l’amélioration de la sécurité aérienne.

« Les neurosciences peuvent nous aider à mieux comprendre les performances des pilotes et à trouver de nouvelles solutions pour optimiser la sécurité aérienne » affirme Frédéric Dehais à son retour des Etats-Unis.

Lancés en 2004, ces travaux originaux sur le cerveau ont suscité quelques interrogations. Aviation Week est un des premiers média à s’être intéressé à l’avancée des études et des expériences développées par le laboratoire français.

Les expérimentations en neuroergonomie et facteurs humains regroupent des travaux sur l’analyse temps réel de signaux neurophysiologiques pour identifier les états cognitifs limites des équipages/opérateurs, la tunnélisation attentionnelle, la persévération, la fatigue. Cette recherche développe des méthodes de monitoring équipage temps réel et des systèmes innovants pour la conception de cockpits adaptatifs.

L’Intelligence artificielle au service de la sécurité aérienne

Le Docteur Frédéric Dehais, est titulaire, depuis 2015 de la chaire AXA « Neuroergonomie pour la sécurité des vols ». Cette chaire lui a permis d’obtenir des financements pour acquérir des équipements et de recruter des doctorants et des post-doctorants.

En 2019, l’objectif de l’équipe est de continuer à développer les recherches sur le lien entre les neurosciences, les relations homme-machine et l’intelligence artificielle.

« Nous travaillons également sur un Plan d’Études Amont Man-Machine Timing (PEA MMT) avec Thalès et Dassault. Ils veulent travailler avec nous parce que l’on peut réaliser des expérimentations en vol et parce qu’on a la force d’avoir une équipe pluridisciplinaire au sein du DCAS. Elle regroupe des spécialistes en mécanique du vol, en neuroscience, en facteurs humains, en intelligence artificielle. Nous avons des simulateurs, et la plate-forme de Lasbordes avec des avions et des pilotes compétents, » complète le professeur en neurosciences.

Expérience en simulateur de vol

L’équipe facteurs humains (FH) utilise le machine learning et développe des algorithmes qui reconnaissent le stress et la fatigue, et en prédisent les effets. Les chercheurs travaillent sur des systèmes décisionnels, des co-pilotes électroniques virtuels, qui détectent les divers états du pilote et adaptent le cockpit et ses interfaces en fonction.

Le neuro feedback est aussi une piste de recherche. Il consiste à afficher sur le cockpit l’état de stress et d’engagement du pilote pour qu’il puisse mieux se réguler.

Du labo à l’expérimentation en vol

Les expériences en neurosciences commencent par des manipulations fondamentales en Imagerie par Résonnance Magnétique fonctionnelle (IRMf). Puis les expérimentateurs les réalisent en simulateur de vol, avant de les installer à bord de la nouvelle plate-forme de vol de l’Institut, le bimoteur Vulcanair P68. Grâce à cet avion, les résultats sont vérifiés en condition réelle d’utilisation.

 L’avion a été acquis avec une contribution significative du don de promotion S82 et équipé de moyens de liaison bord-sol performants grâce à la convention de don en nature de ZODIAC DATA SYSTEMS avec la Fondation ISAE-SUPAERO.*

Grace à ces équipements et à la présence de compétences polyvalentes, les enseignants-chercheurs de l’équipe, Raphaëlle Roy, Mickaël Causse (D 201 I), Sébastien Scanella, Vsevolod Peysakhovich, travaillent sur la neurostimulation, la réalité virtuelle, la réalité augmentée, la flexibilité mentale, le neuro feedback, la formation des pilotes, les effets du vieillissement du cerveau.

A noter que Mickaël CAUSSE a été le premier lauréat d’un prix de thèse de la Fondation ISAE-SUPAERO en 2010. *

Les collaborations avec Caroline Chanel (D 2013 I) du DCAS permettent d’intégrer l’intelligence artificielle et de développer des cockpits adaptatifs. Caroline a reçu un prix de thèse de la Fondation ISAE-SUPAERO en 2013.*

Le P68 fait partie de la plateforme d’expérimentation Achille commune avec l’École Nationale d’Aviation Civile (ENAC) qui permet d’interconnecter tous les simulateurs en simultané.

« Nous pourrions équiper les contrôleurs aériens de l’ENAC et toute la chaine aéronautique de capteurs intelligents. Nous aurions des algorithmes intelligents prenant l’état de tout le système aérien, l’avion, les pilotes, les contrôleurs aériens et voir comment l’on peut reconfigurer tout cela, faire du partage d’autorité, pour que tout le monde travaille ensemble » se projette à court terme Frédéric Dehais.

Dans quelques mois, le département disposera d’un nouveau bâtiment adapté à ses recherches. Il répondra aux dernières réglementations et aux normes de la recherche biomédicales.
Des membres de l’équipe souhaiteraient travailler sur le spatial et installer des salles de confinement, et rassembler ici des simulateurs qui existent en plusieurs endroits.

Remise du prix - Washington D.C., 14 mars 2019 : photo

Extraits de l’article posté sur le site ISAE-SUPAERO du 8 avril 2019

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