Une chaire bilatérale entre ISAE – SupAéro (Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace) et Dassault Aviation, centrée sur la relation entre les systèmes et l’homme et nommée CASAC, a été renouvelée pour 3 ans. Cette chaire « conception et architecture de systèmes aériens cognitifs », démarrée en 2016, aide l’avionneur à concevoir des systèmes civils ou militaires facilitant le pilotage et la gestion de la mission, dans un contexte réglementaire complexe et évolutif.

Selon Bruno Stoufflet, directeur de l’innovation de Dassault Aviation, « Le principal sujet pour cette chaire est la prise en compte de l’évolution de la certification qui demande de mieux caractériser et justifier les concepts organisant la relation entre l’humain et les système. Ceci afin d’y apporter une réponse optimisée. Il faut pouvoir s’assurer que le pilote est en mesure d’utiliser pleinement les nouveaux systèmes, à l’aide d’une information claire, simplement et rapidement interprétable par lui, afin d’obtenir des opérations aériennes civiles et militaires toujours plus sûres et plus efficaces ».

Par quels moyens ? Il y en a plusieurs :

La neuro-ergonomie vise à garantir une efficience plus grande du couple opérateur/système en mobilisant des connaissances sur les neurosciences, qui concernent l’étude des processus cognitifs et neuronaux, ainsi que sur les facteurs humains qui permettent l’adaptation des technologies aux capacités et limitations humaines. 

L’automatisation de certaines fonctions est aussi une façon de contribuer à des opérations homme / machine plus sûres, à condition que l’homme reste toujours le décideur final.

L’ingénierie système vise à intégrer au mieux les moyens précédents pour prendre en compte les différents aspects de la collaboration entre l’homme et la machine.

Avec l’Intelligence Artificielle (IA), on dispose d’un outil qui permet d’acquérir de la donnée réelle sur les interactions homme / machine existantes, de l’analyser et de concevoir des systèmes plus sûrs d’aide à la décision ou de prise de décision.

Les résultats sont concluants :

En 3 ans, l’un des sujets qui a bien avancé est relatif à l’occulométrie (« eye tracking ») qui regroupe un ensemble de techniques permettant d’enregistrer les mouvements oculaires

Bruno Stoufflet affirme qu’ « Il a ainsi pu être montré que cette technique avait les précisions suffisantes pour être utilisée comme moyen d’interaction pilote/système, que ce soit au niveau de la conception du cockpit ou au niveau de la formation et de la certification ou encore au niveau des opérations. Des résultats prometteurs et des progrès ont été obtenus, avec un travail sur les métriques qui permettent de caractériser l’homme et le système au niveau comportemental par exemple. Ainsi, on peut mettre en rapport les mouvements des yeux et le nombre d’appuis sur un bouton ou écran que le pilote doit effectuer pour consulter une page, activer une fonction…. Par l’analyse fine du comportement pilote, on va obtenir l’adéquation du concept de cockpit et de sa mise en œuvre à l’utilisateur ».

L’occulométrie a aussi la capacité de « monitorer » le pilote, de détecter, entre autres,  que son comportement est en train de se dégrader (fatigue, fascination, absence de perception, etc.), de surveiller sa maitrise par rapport à la mission qui lui est confiée, de l’alerter et de l’aider à prendre des décisions.

Toutes ces avancées technologiques sont règlementées par l’agence de sécurité aérienne européenne, l’EASA, qui s’assure de la sécurité et de la fiabilité des méthodes qu’elle accepte en certification.

Bruno Stoufflet explique que « pour les applications militaires, on recherche avec la neuro-ergonomie à améliorer les aides au pilotage qui permettraient de piloter dans les meilleures conditions face à de multiples situations : contextes de combats collaboratifs, de charges de travail élevées, de répartition des tâches, etc. On pourrait ainsi concevoir tout un volet d’assistance virtuelle, avec automatisation de certains systèmes, la recherche de bons modes d’alarmes compris par le pilote, parfois victime aujourd’hui de l’« effet tunnel » et qui du fait d’une intense concentration n’entend pas certains signaux. On peut aussi envisager d’apporter de l’aide dans la compréhension d’une situation tactique face à une multitude de menaces simultanées, grâce au traitement de priorités que peuvent apporter des algorithmes s’appuyant sur de l’IA. Il faut alors donner au pilote des informations interprétées, clarifiées au maximum et totalement débarrassées de toute ambiguïté au moment des phases critiques ».

Les sciences cognitives, l’intelligence artificielle, le big data, la neuro-ergonomie, les techniques d’interactions homme-machine sont des disciplines clés pour comprendre l’humain et faciliter sa relation avec les systèmes.

Pour Dassault Aviation, l’humain est irremplaçable pour certaines décisions tactiques et interviendra toujours en dernier recours. Pour illustrer cela, l’exemple est donné d’un avion de combat sans pilote. Il peut accomplir des missions très préparées avec des cibles au sol identifiées à l’avance, ou analyser des données fixes ; mais on envisage plus difficilement de faire du combat coopératif autonome en environnement multi-acteurs complexe.

Avec la neuro-ergonomie et les nouvelles techniques d’interaction humain / machine, on imagine pouvoir proposer des fonctions intéressantes dans les activités militaires pour affiner la compréhension de situations, que l’on pourrait avoir sur les Rafales dans 4 à 5 ans.

Sur le plan éthique, dès qu’on est dans un contexte de récupération des données liées à une personne, se pose la question de l’acceptation par celle-ci de livrer des informations personnelles. L’anonymisation de ces données est une des réponses. Il faut cependant noter que la tendance actuelle est d’accepter de plus en plus de fournir ces éléments quand on démontre qu’ils peuvent bénéficier à l’utilisateur final qui les a générés.

La Chaire ISAE / Dassault Aviation CASAC informe régulièrement sur l’avancement de ses recherches dans des articles de revues scientifiques écrits par les chercheurs, et Dassault Aviation contribue à leur communication.

Dans sa relation bilatérale avec Dassault Aviation, la Chaire organise un colloque international annuel, ICCAS (International Conference on Cognitive Aircraft Systems), dont l’édition 2022 se tiendra du 1^er au 2 juin prochain. Ce colloque permet à de grosses pointures internationales de participer.

Pour conclure, la constante chez Dassault Aviation est que l’homme doit rester dans la boucle, et on préfère parler d’assistance, avec un système qui permet de synthétiser tout en garantissant une maîtrise complète aux équipages, car c’est l’humain qui prend la décision.

Jean-Louis Gueneau, coordinateur des aspects scientifiques de la Chaire chez Dassault Aviation, a ainsi déclaré : « L’aviation militaire est très exigeante en raison de la diversité et de l’imprévisibilité des missions, qui induisent une gestion tactique complexe. L’enjeu est de fournir à l’humain tous les services lui permettant d’assurer la responsabilité de cette gestion. C’est pour cela que nous collaborons avec l’ISAE-SUPAERO afin d’identifier les phénomènes qui vont jouer sur la performance de la collaboration entre les équipages et leurs machines ». Nadia Didelot pour AeroMorning