Représentation partagée et travail collaboratif en contexte C2 : monitoring d'opérateurs en situation simulée de command and control.

Shared situation awareness and collaboration in C2 : operators monitoring in command and control simulated situation.

• Auteur / Autrice : Baptiste Prebot
• Direction : Bernard Claverie, Jean-Marc Salotti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Productique, Signal et Image, Ingénierie cognitique
• Date : Soutenance le 04/12/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Véronique Deschodt-Arsac
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Claverie, Jean-Marc Salotti, Véronique Deschodt-Arsac, Vincent Ferrari, Mickaël Causse, Laurent Chaudron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Ferrari, Mickaël Causse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Processus biotechnologiques -- Surveillance

Sciences cognitives

Travail collaboratif

Commandement et conduite des opérations, Systèmes de

Défense -- Facteur humain

Mots clés libres

Facteurs Humains

C2

Monitoring

Travail collaboratif

Command and Control

Cognition Collective

Team Cognition

C2

Human factors

Command and Control

Monitoring

Shared Situation Awareness

Résumé

L’évolution des technologies de l’information et de la communication (TIC) a permis le développement du travail collaboratif dans quasiment tous les secteurs de l’activité humaine. Pour assurer la performance du collectif et minimiser le risque d’erreurs, il est crucial que les individus qui collaborent partagent une même représentation de la situation dans laquelle ils sont engagés. Ceci est d’autant plus vrai en situation de crise militaire, comme il en existe au sein des structures de commandement et contrôle d’opérations (C2).Dans un environnement marqué par la complexité grandissante des conflits, l’enjeu est aujourd’hui à la fois scientifique et hautement applicatif. L’avancée de l’étude de la cognition collective, cœur du travail collaboratif, est porteuse d’un potentiel certain qui doit se traduire par des applications concrètes au service de l’optimisation de la gestion et de la réalisation des tâches collectives. L’évaluation en temps réel de la cognition des individus et des équipes permet d’envisager des outils et des systèmes adaptatifs pour gagner en efficacité, en performance et en agilité. Face à ces enjeux, notre objectif, sur commande de la DGA, est de trouver des mesures appropriées qui permettraient une évaluation de la dynamique du partage des consciences de situation, dans le contexte très contraignant des salles de commandement et de contrôle, qui nécessite la plus faible instrumentation possible des opérateurs.Notre contribution au domaine est double. D’une part nous proposons le concept de synchronie des consciences de situation, pour soutenir le développement théorique de l’étude de la dynamique de partage de conscience de situation. D’autre part nous mettons en évidence l’importance d’adopter une méthodologie d’ingénierie cognitique, dans une perspective de transposition des connaissances de laboratoire à une situation d’application complexe, s’apparentant autant que possible à l’environnement réel de prise de décision en C2.Notre travail a alors consisté à explorer des mesures quantitatives du partage de conscience de situation, adaptées à l’exploitation automatisée et en temps réel par un système de diagnostic de la cognition collective. Nous avons mis en pratique l’utilisation du monitoring psychophysiologique et comportemental d’opérateurs engagés dans une tache (individuelle, puis collective) de C2, pour évaluer leur partage de conscience de situation, par l’utilisation de la pupillométrie par oculomètre (eye tracker).Ces études, nous ont amenés à mesurer la sensibilité du monitoring à la dynamique des consciences de situation des opérateurs et à leur partage en environnement écologique.Ce travail de doctorat se présente comme une mise en avant de l’intérêt et de l’applicabilité de systèmes d’évaluation du partage de cognition en environnement de travail collaboratif réaliste, et s’accompagne de propositions concernant le futur de la recherche sur le C2.

Advances in information and communication technologies has enabled the development of collaborative work in almost all sectors of human activity. To ensure the performance of the group and minimize the risk of errors, it is crucial that the team members share a common understanding of the situation in which they are involved. This is particularly true in military crisis situations, such as those that exist within command and control (C2) structures.Within an environment characterized by the growing complexity of conflicts, the challenge today is both scientific and highly applicative. Progress in the study of collective cognition, the heart of collaborative work, has a clear potential that must be translated into tangible applications to optimize the management and execution of collective tasks. Real-time evaluation of the cognition of individuals and teams allows to envisage adaptive tools and systems to improve efficiency, performance and agility.In light of these challenges, our objective, commissioned by the DGA, is to find appropriate measures that would enable an assessment of the dynamics of the sharing of situational awareness, in the very constraining context of command and control room operations, which require the lowest possible level of instrumentation of operators.Our contribution to the field has been dual. We have proposed the concept of situation awareness synchrony to support the theoretical development of the study of the dynamics of situation awareness sharing. In addition, we have highlighted the importance of adopting a cognitive engineering methodology, in the perspective of transposing laboratory knowledge to a more complex application environments.Thus, our work consisted in exploring quantitative measures of shared situational awareness, suitable for automated and real-time exploitation by a collective cognition diagnostic system. We applied psychophysiological and behavioural monitoring of operators engaged in a C2 task (individual, then collective), to evaluate their shared situation awareness, using eye tracker pupillometry.These studies have led us to analyze the sensitivity of this monitoring to the dynamics of the operators' situational awareness and its sharing in an ecological environment.This doctoral work is presented as a demonstration of the interest and applicability of shared cognition evaluation systems in realistic collaborative work environments, and is supported by proposals concerning the future of research on C2.