Cognitive processing in highly unexpected flight situations : a model-based expertise-driven approach

Dans l’exercice de leur profession les pilotes doivent fréquemment faire face à des situations soudaines et inattendues, souvent potentiellement dangereuses. Ils sont formés pour les traiter efficacement mais cependant la brièveté du temps disponible avant que la situation ne dégénère, de l’ordre de quelques secondes, au plus la minute, fait que parfois la séquence cognitive perception-diagnostic-décision-action, peut être menée de façon incorrecte sous stress et aboutir à un incident grave ou même à un accident.A partir de l’analyse des comportements cognitifs élémentaires en situation critique dans cinq cas d’incidents et d’accidents, on arrive à déceler des dénominateurs communs aux réactions des pilotes, permettant l’explication des échecs constatés et l’établissement de recommandations. Le rôle primordial sous stress d’une fonction cognitive particulière associée à la mémoire à court terme est mis en lumière.Pour effectuer cette analyse il a été nécessaire de définir une modélisation dynamique du comportement cognitif des pilotes, où le facteur temps est explicité, permettant son étude dans des séquences très brèves de quelques secondes. Cette modélisation peut aussi s’appliquer à d’autres cas que ceux générant des accidents, par exemple à l’étude et à la définition des systèmes nécessitant une interface homme-système.La complexité et la particularité des actions opérationnelles dans des séquences très rapides où elles se combinent, a mené naturellement à effectuer les analyses en utilisant l’expertise de pilotes, suivant une méthode autorisant la validation des hypothèses retenues.During the exercise of their profession, frequently pilots have to face sudden, unexpected, and often potentially dangerous, situations. They are trained to deal with these effectively, but the very short length of time available before the situation degenerates – in the order of a few seconds, a minute at most – means that the cognitive sequence of perception-diagnosis-decision-action can sometimes be carried out incorrectly due to stress and lead to a serious incident or even to an accident.An analysis of basic cognitive behaviour patterns during a critical situation in five cases of incidents and accidents, reveals common denominators within pilots’ reactions which make it possible to explain the failures observed and establish recommendations. The crucial role under stress played by a specific cognitive function associated with short-term memory is highlighted. In order to carry out this analysis it was necessary to create a dynamic model of the cognitive behaviour of pilots, bringing out the time factor, so as to make it possible to study very short sequences of a few seconds. This model can also be applied to cases other than those generating accidents, for instance to the studying and defining of systems requiring human-machine interface.The complexity and specificity of operational actions when combined into very rapid sequences led naturally to carrying out analyses making use of pilots’ expertise, according to a method which enabled validation of the hypotheses employed