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Apprendre à piloter un jet est extrêmement exigeant. Cela requiert non seulement une grande maîtrise des compétences, mais aussi le traitement d'une quantité considérable d'informations provenant du tableau de bord, le tout dans des conditions de stress physique intense. Devenir pilote de jet nécessite des centaines d'heures de formation pour atteindre un niveau de compétence élevé. Cette formation représente un investissement important, et le rythme d'apprentissage des pilotes est très variable. Depuis des années, le secteur aéronautique est confronté à la question de l'évaluation de l'efficacité de la formation.
Une étude novatrice a permis de mettre au point une nouvelle méthode pour comprendre ce qui se passe dans l'esprit des pilotes lorsqu'ils prennent les commandes. Dans le cadre d'un projet de recherche collaboratif, le laboratoire Faubert, le laboratoire de performance des opérateurs, l' Université de Montréalet Collins Aerospace (entreprise spécialisée en avionique et en simulation de vol) ont uni leurs expertises pour développer une méthode innovante d'évaluation de la charge mentale liée au vol.
Dans le cadre d'une combinaison expérimentale de technologies homme-machine, un avion à réaction Aero Vodochody L-29 était équipé d'un NeuroTracker intégré au tableau de bord et les pilotes étaient connectés à de suivi oculaire et d'ECG .
Ce dispositif a également été reproduit dans un simulateur de vol. L'objectif était de mesurer objectivement les charges cognitives et physiologiques pour trois niveaux de manœuvres de vol, d'évaluer leurs effets sur les performances et de les comparer en vol réel et simulé.
Les pilotes participant à l'étude ont d'abord suivi un programme NeuroTracker de 15 séances afin d'établir un niveau cognitif de base élevé. Ils ont ensuite effectué une première série de vols d'essai réels et simulés comprenant des manœuvres de vol de difficulté faible, moyenne et élevée, telles que des montées abruptes avec tonneaux dans un temps imparti.
Le suivi oculaire et l'activité cérébrale ont été mesurés, ainsi qu'une analyse des performances techniques. Lors d'une seconde série de tests, la même procédure a été répétée, avec une nouveauté : les pilotes devaient également utiliser NeuroTracker pendant leurs manœuvres. L'hypothèse des chercheurs était que NeuroTracker permettrait de mesurer les capacités cognitives de réserve du pilote. Ceci révélerait la charge mentale liée à chaque tâche, une approche inédite.
Les exigences imposées au cerveau se sont révélées étonnamment importantes pour tous les tests. La capacité des pilotes à réaliser NeuroTracker était considérablement réduite, mobilisant la quasi-totalité de leurs ressources cognitives disponibles. Cet effet s'accentuait avec la difficulté croissante de la manœuvre de vol. Le simulateur avait un impact moindre sur la charge mentale et physiologique que le vol réel, une observation particulièrement intéressante pour identifier les limites de la formation virtuelle.
En mesurant la charge de travail du pilote dans différents scénarios et en parallèle avec des indicateurs de performance, cette approche pourrait être utilisée pour évaluer la capacité d'entraînement d'un pilote et pour personnaliser les charges d'entraînement en fonction de ses besoins spécifiques.
Les avantages seraient une réduction des taux d'échec à la formation et une accélération de l'apprentissage grâce à des programmes de formation optimisés. De plus, l'évaluation des capacités cognitives de réserve pourrait également fournir une mesure de l'aptitude à la performance.
Les résultats de cette recherche ont été récemment présentés à I/ITSEC (Interservice/Industry Training, Simulation and Education Conference), le plus grand rassemblement mondial de professionnels des secteurs de la simulation et de la formation. Face à un réel besoin de solutions permettant d'améliorer le rapport coût-efficacité de la formation du personnel, elle a reçu le prix du « Meilleur article » dans la catégorie formation et a été qualifiée par les responsables militaires de « première mesure objective de l'état de préparation opérationnelle ». Cette étude constitue la phase initiale d'un projet de recherche pluriannuel, dont la phase suivante est actuellement testée sur des prototypes d'experts.
Référence d'étude
Évaluation perceptivo-cognitive et physiologique de l'efficacité de la formation
Conférence interservices/industrielle sur la formation, la simulation et l'éducation (I/ITSEC) 2017
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