La construction de l’objet de recherche en ergonomie
dans les projets de conception à long terme

Le cas du Centre d’Études de la Navigation Aérienne

Lydie Lasserre-Soria

Centre d'Etudes de la Navigation Aérienne, 7 avenue Edouard Belin, BP4005, 31055 Toulouse cedex, France
Actions Recherches Applications Midi pyrénées en Ingénierie des Interactions Hommes Systèmes, Université Paul Sabatier, 118 route de Narbonne 31062 Toulouse cedex, France

Sylvie Courteix-Kherouf

Centre d'Etudes de la Navigation Aérienne, 7 avenue Edouard Belin, BP4005, 31055 Toulouse cedex, France
Actions Recherches Applications Midi pyrénées en Ingénierie des Interactions Hommes Systèmes, Université Paul Sabatier, 118 route de Narbonne 31062 Toulouse cedex, France

Nicole Boudes

Centre d'Etudes de la Navigation Aérienne, 7 avenue Edouard Belin, BP4005, 31055 Toulouse cedex, France
Laboratoire Travail et Cognition UMR-CNRS 5551, Maison de la Recherche, Université Toulouse le Mirail, 5 allées A. Machado, 31058 Toulouse cedex, France

e-mail {courteix, lasserre, boudes}@cena.dgac.fr

Résumé

Cette communciation souligne notre préoccupation à décrire les spécificités de la construction de l'objet de recherche en ergonomie. La réflexion s'appuie sur la réalisation de travaux effectués dans le cadre de la conception de projets à long terme au sein du Centre d'Etudes de la Navigation Aérienne. En décrivant ces activités, nous illustrons l'importance de la prise en compte de la dynamique de conception sur la construction de l'objet de recherche. La conclusion tente d'élargir le débat en évoquant notamment certaines difficultés potentielles inhérentes à la démarche adoptée.

Introduction

Notre réflexion s'appuie sur un retour d'expérience au travers de la réalisation de travaux de recherche en ergonomie et en psychologie cognitive dans un centre d'études. Il s'agit également de tirer des enseignements sur l’expérience acquise par la pratique de l'ergonomie sur le site Toulousain du Centre d’Études de la Navigation Aérienne (CENA).

L’objectif de la communication est de mettre en évidence la spécificité de la construction de l’objet de recherche en ergonomie dans le contexte de projets de conception à long terme. La prise en compte notamment de ce que nous appelons la dynamique du projet nous conduit à décrire cette spécificité et envisager des évolutions pour l’intégrer plus explicitement dans notre démarche.

1.- Le contexte de la conception au CENA

Le CENA est un service de la Direction de la Navigation Aérienne (DNA). Il répond aux demandes du Service de Contrôle du Trafic Aérien (SCTA) chargé d’analyser les besoins futurs des contrôleurs aériens. Le CENA a donc pour rôle de réaliser des études et de proposer des concepts pour l’évolution des outils de contrôle. La réalisation des futurs outils est confiée au Service Technique de la Navigation Aérienne (STNA) avant d'être déployés dans les Centres en Route de la Navigation Aérienne (CRNA).

L’élaboration et l’évaluation des futurs outils pour le contrôle est une pratique particulière de conception sur le long terme. Le choix des concepts retenus par le SCTA s’établit dans le cadre d’une politique globale d’évolution du système du contrôle aérien. Cette politique inclut par exemple, des critères liés à l’harmonisation européenne des procédures de contrôle et de la réglementation de la navigation aérienne.

L’envergure d’une telle entreprise a pour conséquence une longue durée de vie des projets. La méthode adoptée par le CENA consiste à réaliser des évaluations de ses propositions au moyen d’expérimentations en environnement simulé. La démarche incrémentale mise en place est caractérisée par un cycle de vie des projets qui comprend plusieurs boucles d’évaluation, de façon à intégrer à chaque niveau les acquis des niveaux précédents.

2.- Construction de l'objet de recherche en ergonomie

Dans ce contexte de conception, les modèles théoriques sur la cognition dans le travail guident le développement aux différentes étapes d'un projet, depuis la définition amont des besoins, jusqu'aux phases de validation de l'outil. Cependant, leur pertinence tout comme celle des questions de recherche posées, est fortement liée à leur capacité à s'adapter à la complexité de l’environnement dans lequel ils sont manipulés.

Classiquement, en psychologie du travail, la construction d’un objet de recherche s’élabore dans un mécanisme de va et vient entre la problématique théorique, les méthodes employées et les caractéristiques des situations de travail. Les exigences de construction de l'objet de recherche ont été illustrées par Curie et Cellier (1987) à l’aide de la métaphore de la pyramide (figure 1).

Figure 1.- La pyramide triangulaire de construction de l’objet.

Selon cette métaphore, chacun des trois angles de la base (problématique, méthode, situation) permet de construire les trois faces en s’étayant de manière réciproque, pour produire l'objet de recherche qui figure au sommet de la pyramide. En ce qui nous concerne, la situation se rapporte aux terrains sur lesquels s'exercent les activités étudiées : contrôle du trafic aérien et maintenance technique des systèmes de contrôle dans les CRNA.

De notre point de vue, les travaux de recherche en ergonomie réalisés au sein d'un centre d'études tel que le CENA, ont pour spécificité d’intégrer un quatrième pôle qui est celui de la dynamique du projet de conception. La prise en compte de cette dynamique s'impose de par l'intégration effective et sur le long terme, de chercheurs en ergonomie dans des équipes de conception pluridisciplinaires.

La dynamique de conception présente plusieurs dimensions qui ne sont pas toutes équivalentes du point de vue de l'enrichissement qu'elles apportent à l'objet de recherche. Nous identifions au moins 3 dimensions :

• La dimension politique d’un projet au sein du CENA, de la DNA et du système ATC global : elle exerce certaines contraintes stratégiques, économiques et budgétaires dont le poids oriente les thématiques de recherche.
• Les stades d’évolution du projet (définition du concept, maquettage, interfaces, expérimentation) : ils traduisent la “maturité” du processus de conception et ont un impact sur le choix des questions théoriques à traiter.
• L’implémentation des résultats d’études applicatives : elle peut modifier l’orientation d’un projet et influer sur l’évolution d’un objet de recherche.

La pyramide de construction de l'objet de recherche devient alors une pyramide quadrangulaire (figure 2).

Figure 2.- La pyramide quadrangulaire de construction de l’objet.

L'expérience montre que la dynamique du projet de conception est génératrice d'idées et de réflexions tant du point de vue du positionnement théorique de la question étudiée que des méthodes utilisables pour la traiter. C'est ainsi qu'elle influence de manière non négligeable la construction de l'objet de recherche, lui conférant toute sa cohérence et sa pertinence par rapport aux problèmes soulevés par la conception (flèche A). Inversement, la dynamique de conception bénéficie des évolutions de l’objet de recherche (flèche B).

A travers les dimensions identifiées, la dynamique du projet conditionne d’une part l’étape dans laquelle les travaux de recherche s’insèrent dans le cycle de vie d'un projet et d’autre part, elle influence l’orientation de la recherche et bénéficie de ses résultats. Dans le paragraphe suivant, nous illustrons ce propos en présentant des études menées dans le cadre des activités du CENA.

3.- L'intégration de la dynamique du projet

Nous présentons 3 études qui se sont déroulées dans les projets suivants :

• le projet Data Link : support technique de communication entre contrôleurs et pilotes,
• le projet ERATO : aide à la décision pour les contrôleurs du trafic aérien,
• le projet POMO : aide à l’activité de supervision technique centralisée.

Dans ces projets, l’ergonomie a été intégrée à différentes phases. Nous utilisons le projet Data Link pour illustrer l’action de la flèche B. Les recherches menées dans le cadre des deux autres projets ont différemment bénéficié de l’impact de la dynamique de conception (flèche A). L’exemple d’ERATO illustre l’impact de la dimension d’évolution du projet, l’exemple de POMO illustre l’impact de l’implémentation des résultats d’études applicatives.

3.1.- Le projet DATA LINK

L’utilisation potentielle des liaisons de données comme moyen de communication entre pilotes et contrôleurs a émergé non pas parce qu’un second moyen de dialogue a été identifié comme besoin par les opérateurs concernés mais parce qu’il s’agit d’introduire une nouveauté technologique.

La première étape du projet de conception a consisté en la mise en place de normalisations internationales par des experts sol et bord. Ce n’est qu’après cette étape que l’ergonomie a été intégrée dans le projet. La première phase de collaboration entre ergonomes et ingénieurs a permis le développement d’une IHM supportant la communication via le Data Link (Courteix, 1995). Dès ce niveau, l’utilisation de modèles théoriques sur la régulation collective et la construction de connaissances mutuelles ont induit des choix de conception. L’apport de la recherche à la conception est identifié. L’enrichissement de ces modèles théoriques est en cours d’élaboration.

La seconde étape dans la conception a consisté en la mise en place d’une première série d’expérimentations dans le but d’analyser l’activité de contrôleurs en simulation avec les deux moyens de dialogue que sont la radio et les laisons de données. Les résultats de l’étude (Courteix, 1997) viennent modifier certains choix de normalisations internationales qu’il s’agit de “renvoyer” aux groupes internationaux. La dimension politique est ici identifiable.

3.2.- Le projet ERATO

Le projet ERATO pour l'aide à la décision dans le contrôle du trafic aérien est développé au sein d'une équipe pluridisciplinaire dotée de compétences expertes dans le domaine. L'un de ses objectifs étant d'assister le contrôleur dans son activité de gestion du temps, ce projet a justifié l'élaboration d'une problématique sur l'anticipation dans le contrôle des environnements dynamiques (Boudes, 1997).

Du fait des contraintes temporelles différentes entre les activités de développement et de recherche, celles-ci se sont déroulées en synergie, bien que parfois en mode parallèle. En effet, des questions posées à certains stades de conception peuvent se heurter à l’insuffisance des connaissances théoriques sur le fonctionnement humain disponibles à ce moment là. Face à ces questions, le point de vue d'un expert du domaine s'avère fondamental pour assurer la continuité du projet. Ainsi, la mise en place des hypothèses théoriques de la recherche a pu tirer partie, à certains moments, d'avancées "empiriques" en matière de conception de l'outil. Par exemple, la présentation des informations sur l'une des maquettes d'aide à la planification, dans l'une de ses versions, est venue conforter certaines hypothèses préalables sur le rôle des caractéristiques des avions dans l'anticipation. Ce rôle a par la suite été validé par une étude systématique de protocoles verbaux recueillis à cet effet (Boudes, Cellier, 1998). Sans toutefois s'incrire dans un processus de validation, l'étude a néanmoins permis de proposer un cadre théorique cohérent susceptible d'expliquer des différences de traitement décrites à un moment donné par un expert.

3.3.- Le projet POMO

Le projet POMO est issu d’une démarche de conception basée sur l’intégration de résultats de recherches et d’interventions dans le domaine de la maintenance des équipements techniques des centres de contrôle. Le constat d’une convergence des résultats a été clairement identifié (Lasserre, Hermann, 1997). Ce constat offre d’une part une garantie de validité du projet et permet d’autre part de délimiter le champ de validation écologique des connaissances acquises.

La convergence de ces deux types de résultats a mis en évidence la fonction de surveillance centralisée. Dans un premier temps, les résultats de la recherche ont conduit à proposer la maquette d’un écran partagé entre la maintenance et l’exploitation (Lasserre, Chatty, 1996). Les résultats d’interventions ont ensuite permis d’intégrer cet écran dans le poste de supervision POMO.

Pour illustrer le propos de la communication, nous voudrions souligner l’influence des interactions entre recherches et interventions sur la construction de notre objet de recherche. La problématisation de la situation de communication verbale à distance entre la maintenance et l’exploitation doit aujourd’hui prendre en compte les résultats des expérimentations du nouveau poste opérateur. Il s’agit en l’occurrence, de considérer l’impact d’un média de communication supplémentaire dans l’étude des mécanismes interactionnels verbaux de construction d’un référentiel commun.

4.- Conclusion

En conclusion, nous faisons le constat que la pratique de la recherche en ergonomie au sein d'un centre d'études, induit la prise en compte de certaines caractéristiques de l'environnement de conception. Ce constat nous permet de préciser l'une des spécificités de la construction de l’objet de recherche, tout en participant à un processus de formalisation de la stratégie de la recherche en ergonomie. Cependant, cette tentative peut également être vue par certains non comme un préalable, mais plutôt comme une résultante de la définition de la recherche en ergonomie. Cette question peut faire l’objet d’un débat au sein de la communauté.

La prise en compte de la dynamique de conception dans la construction de l'objet de recherche tend à augmenter la validité écologique de la recherche, c'est-à-dire sa pertinence réelle au regard des problèmes de conception. Cette démarche fait cependant apparaître un certain nombre de limites qu'il convient de dépasser. Parmi elles, il faut noter le risque d'éloignement de l'ergonome par rapport à la situation de travail des opérateurs. Ce risque est lié d’une part à son implication quotidienne dans le processus de conception et d’autre part au fait que les études s’effectuent souvent en situations simulées.

Notons à ce propos que les réflexions sur les pratiques de la recherche en ergonomie dans les différentes phases des processus de conception au sein du CENA sont à l’état d’ébauche aujourd’hui et mériteraient un travail de définition.

Enfin, il existe une difficulté à maintenir compatibles les phases d’avancement des projets et celles des problématiques de recherche. L’avancement d'un projet ne peut pas toujours intégrer les avancées théoriques qui sont soumises à des exigences temporelles différentes. Face à cette difficulté, nous soulignons l'importance du processus de validation des outils, celui-ci nécessitant encore des réflexions et des recherches sur les objectifs poursuivis et les méthodes à employer (Amaldi & Boudes, 1998).

Remerciements

Nous remercions Marie Christine Bressolle pour sa collaboration à la mise en place de cette réflexion.

Bibliographie

Amaldi, P. & Boudes, N. (1998) La validation ergonomique des systèmes complexes. Communication affichée 
aux 2èmes journées recherche & Ergonomie, Université Toulouse le Mirail, Toulouse, 1998.
 
Boudes, N. (1997) L’anticipation dans le contrôle des environnements dynamiques. Le cas du Contrôle du Trafic 
Aérien. Thèse de Doctorat Nouveau Régime en Ergonomie. Université Toulouse le Mirail. Toulouse, juin 
1997.
 
Boudes, N. & Cellier J.M. (1998) Étude du champ d'anticipation dans le contrôle du trafic aérien. Le Travail 
Humain, 61, 29-50.
 
Courteix, S. (1995) Expérimentations druides V1. Spécifications IHM contrôleur. Note Technique CENA NT 
95790. Toulouse, 1995.
 
Courteix, S. (1997) Analyse des échanges entre pilotes et contrôleurs dans les expérimentations DRUIDES. 
Rapport CENA R97026.
 
Curie, J. & Cellier, J.M. (1987) Stratégie de la recherche en psychologie du travail. Eds. Levy-Leboyer, 
Spérandio, Traité de psychologie du travail., T.1, Paris, P.U.F., 1987. pp. 114-171.
 
Lasserre, L. & Chatty, S. (1996) Une expérience de support informatique à la communication entre populations 
hétérogènes. Communication au Vème colloque ERGOnomie et Informatique Avancée. Biarritz, octobre 
1996. 
 
Hermann, E. & Lasserre, L. (1997) Quelle coopération entre ergonomes chercheur et intervenant? Cas de la 
supervision des moyens techniques du contrôle aérien. Communication au XXXIIème congrès de la Société 
d’Ergonomie de Langue Française. Lyon, septembre 1997.
 

http://www.ergonomie-self.org