Étude et définition d'une approche outillée de modélisation des situations de crise et des situations à risques dédiées à une exécution en environnement immersifs

Study and definition of a tool-based approach for modelling crisis and risk situations dedicated to execution in an immersive environments.

• Auteur / Autrice : Alexis Evain
• Direction : Frédérick Bénaben, David Panzoli
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie Industriel
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2021
• Etablissement(s) : Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CGI - Centre de Génie Industriel

Mots clés

Mots clés libres

Gestion de crise

Réalité Virtuelle

Ingénierie Dirigée par les Modèles

Interlligence Artificielle

Entrainement

Gestion des risques

Crisis Management

Virtual Reality

Model-Driven Enginering

Artificial Intelligence

Training

Risk Management

Résumé

Le projet doctoral concerne l'étude et la définition d'une approche innovante de modélisation de situations de crises ou de situations à risques dans un contexte immersif. L'objectif est donc de définir formellement le paradigme et les concepts associés à la définition d'une situation de crise ou d'une situation à risques afin de pouvoir instancier de telles situations et en gérer le cycle de vie. La thèse reposera donc sur trois pilier sources de contributions : (i) la modélisation formelle et abstraite d'une situation de crise ou d'une situation à risques (compatible avec un panel de situations de crises et de situation à risques le plus large possible), (ii) l'étude de la dynamique comportemental de telles situations afin d'en piloter l'évolution, et (iii) l'implémentation d'un environnement expérimental en réalité virtuelle, permettant à l'utilisateur de définir et piloter ces situations. Pour ce qui concerne le premier pilier, l'ambition sera d'étudier les concepts, les variables et les invariants relatifs à une situation de crise et à une situation à risques pour définir le cadre de modélisation permettant de définir de telles situations. Cette partie des travaux devra non seulement s'appuyer sur des travaux en cours et récent du Centre Génie Industriel de IMT Mines Albi mais également sur l'état de l'art en général dans ce domaine. Pour ce qui concerne le deuxième pilier, l'objectif sera d'étudier la modélisation de l'évolution des situations de crise ou à risques, des effets cascades et des conséquences des actions préventives ou curatives pour pouvoir intégrer gestion dynamique du modèle de situation de crise ou à risques. Ces travaux devront également être étayés par la littérature scientifique à ce propos. Enfin, le troisième pilier se focalisera sur le développement et l'implémentation d'un environnement de réalité virtuelle permettant d'expérimenter la modélisation et la gestion d'une situation de crise ou à risques selon les préceptes et composants définis au travers des deux piliers précédents. L'expérience utilisateur est une dimension incontournable de ces travaux et devra être illustrée au travers d'un prototype significatif. Cette thèse relève pleinement de l'interdisciplinarité et se trouve donc à l'intersection de plusieurs domaines scientifiques : la gestion de crise, la gestion des risques, l'ingénierie dirigée par les modèles, l'ingénierie système, l'ergonomie et le développement logiciel (et en particulier en réalité virtuelle et réalité augmentée).

The doctoral project concerns the study and definition of an innovative approach to modeling crisis or risk situations in an immersive context. The objective is therefore to formally define the paradigm and concepts associated with the definition of a crisis or risk situation in order to be able to instantiate such situations and manage their life cycle. The thesis will therefore be based on three pillars that are sources of contributions: (i) the formal and abstract modelling of a crisis or risk situation (compatible with the widest possible range of crisis and risk situations), (ii) the study of the behavioral dynamics of such situations in order to manage their evolution, and (iii) the implementation of an experimental environment in virtual reality, allowing the user to define and pilot these situations. As far as the first pillar is concerned, the ambition will be to study the concepts, variables and invariants relating to a crisis situation and a risk situation in order to define the modeling framework allowing to define such situations. This part of the work will not only be based on current and recent works of the Centre Génie Industriel of IMT Mines Albi but also on the state of the art in general in this field. Concerning the second pillar, the objective will be to study the modeling of the evolution of crisis or risk situations, the cascade effects and the consequences of preventive or curative actions in order to be able to integrate dynamic management of the crisis or risk situation models. This work will also have to be supported by the scientific literature on this subject. Finally, the third pillar will focus on the development and implementation of a virtual reality environment to experiment the modeling and management of a crisis or risk situation according to the precepts and components defined through the two previous pillars. The user experience is an essential dimension of this work and will have to be illustrated through a significant prototype. This thesis is fully interdisciplinary and stands therefore at the cross-roads of several scientific fields: crisis management, risk management, model-driven engineering, systems engineering, ergonomics and software development (especially in virtual reality and augmented reality).