Les simulateurs
Définition :
Un simulateur est un dispositif physique et/ou informatique dont la fonction est de reproduire le plus fidèlement possible le comportement entrée-sortie d'un système de référence (réel).
Au volant de son véhicule, le conducteur analyse en permanence des informations extraites de
son environnement de conduite : scène visuelle, trajectoire, bruits, position du corps, etc. Chaque
information est d'abord vécue comme une stimulation sensorielle au travers des organes perceptifs
(yeux, oreilles, oreille interne, etc.). Ces organes transmettent ensuite ces stimulations au cerveau qui
décide des actions sur les pédales et le volant.
Le système de référence associe ainsi aux actions du conducteur sur les pédales
et le volant (entrées), la perception psychologique des changements de l'environnement de conduite
(sorties).
Le simulateur de conduite est essentiellement une architecture matérielle, tandis que la simulation dans son ensemble
rend compte également des phénomènes sensoriels.
Utilisation des simulateurs
Par rapport à la conduite sur route, les simulateurs de conduite offrent trois avantages majeurs :
ils présentent un environnement sans danger pour le conducteur (ex. accidents virtuels)
une même expérience peut être répétée aussi souvent que nécessaire dans des conditions identiques
ils permettent une économie considérable.
L'étude et l'amélioration de la sûreté
Différents thèmes sont abordés :
Éviter les collisions et les crashs et développer des systèmes d'alerte face à un danger potentiel (ex. l'Adaptive Cruise Control (ACC) qui permet de garder une distance de sécurité entre les voitures)
Étudier les effets sur la performance de conduite (cette performance est mesurée par des indicateurs de la recherche visuelle, de la capacité de discrimination, de la prise de décision, de la vitesse de réaction, etc.) :
de la charge mentale (mental workload). Un phénomène caractéristique de la charge mentale est le phénomène de “période réfractaire psychologique” qui indique la difficulté de traiter simultanément deux tâches mentalement exigeantes. Typiquement il s'agit de faire des tests d'utilisation de gadgets électroniques pendant la conduite : systèmes embarqués, téléphones portables, systèmes d'alerte anticollision, etc. Des études mettent en évidence, par exemple, les effets de la charge mentale sur la taille des pupilles, le niveau de concentration visuelle, la fréquence d'inspection du rétroviseur...
des conditions naturelles : la nuit, le brouillard, le climat,...
des paramètres humains : l'âge, le sexe, les handicaps, la fatigue, la somnolence, l'alcool...
Déterminer l'impact de la conception de la route sur le conducteur
Étudier la réhabilitation à la conduite des personnes victimes, entre autres, de traumatisme crânien, de blessures à la colonne vertébrale, de maladies des coronaires, ...

La recherche
La possibilité de reproduire identiquement les tests de conduite a permis l'élaboration de modèles cognitifs de l'homme. Les travaux de Reymond sur un simulateur de conduite ont permis de construire un modèle de fusion multisensorielle (stimuli visuels, vestibulaires et proprioceptifs).
D'autres sujets de recherche traitent de l'étude de la dynamique du véhicule, l'interface homme machine, les véhicules intelligents (autoroutes automatiques),...
Par rapport à des expériences réelles, la simulation présente l'avantage d'un coût réduit pour la mise en œuvre et la collecte des données.
L'aide à la conception
Les approches d'aide à la conception peuvent être séparées en deux familles.
Dans la première, il s'agit de concevoir le véhicule (système d'éclairage, le tableau de bord, etc.).
Dans la seconde, on traite de la conception des routes (position des signalisations, type d'éclairage dans les tunnels, esthétique, paysage). Par exemple, le choix des délimiteurs lumineux dans un tunnel au Japon, a été fait suite à une étude statistique réalisée sur un simulateur
L'apprentissage
Pour des raisons économiques, l'apprentissage sur un simulateur de conduite est essentiellement réservé à la conduite d'engins militaires et à la conduite des grands camions. Néanmoins, des simulateurs rudimentaires sont utilisés pour la conduite des véhicules classiques. Dans ce cas, l'objectif est plus une familiarisation avec l'environnement de conduite qu'un apprentissage à proprement parler.
Dans l'avenir, les problèmes de congestion des routes et le changement des standards de sécurité vont prendre une place plus importante. L'apprentissage de la conduite sur simulateur pourrait aussi acquérir plus de notoriété.
Divertissement
De nombreux simulateurs sont présents dans l'industrie du jeu vidéo et sont constitués principalement de simulateur avec écran fixe et de 0 à 1 degré de liberté. L'amélioration des ordinateurs et des contrôleurs a permis depuis quelques années de rendre accessible des simulateurs plus réalistes.





