Contribution of biologically realistic virtual human simulation to study the feasability of assembly tasks and maintenance of a complex industrial installation

Le domaine de la réalité virtuelle offre de formidables opportunités tout le long de la conception d’assemblage complexe. L’un des avantages est la possibilité de mettre en situation écologique des utilisateurs dès les premières étapes de conception. Ceci est d’autant plus important dans la conception d’installation industrielle complexe. Il est possible de valider rapidement des tâches d’accessibilité, d’assemblage, de maintenance, voire de démantèlement. L’obtention de la validité écologique des études réalisées en environnement virtuel demande cependant que les interfaces homme-machine soient capables de transmettre des informations réalistes. À l’heure actuelle, les systèmes virtuels ne sont pas capables de fournir une interaction haptique complète, notamment les contacts/collisions entre l’utilisateur et les objets virtuels de l’environnement ne résultent pas en un retour haptique. Ceci peut devenir la cause de comportement inapproprié par rapport à la réalité. L’objectif de cette thèse est de proposer un moyen de renforcer la compréhension spatiale en environnement virtuel. Plus particulièrement, nous souhaitons substituer les informations kinesthésiques par des informations tactiles pour augmenter la conscience spatiale et la cohérence visuo-proprioceptive. Nous avons développé une plateforme vibrotactile capable de fournir des informations spatiales sur l’environnement. Nous avons également commencé à interroger le rôle de la représentation du corps en environnement virtuel. Plusieurs études expérimentales ont été réalisées de manière à valider les développements que nous avons mis en avant.The virtual reality field offers astounding opportunities throughout the design of complex assembly. One of the advantages is the possibility of immerse users in an ecological situation in the early stages of design. It’s even more important during the design of complex industrial plant. It allows to validate accessibility, assembly, maintenance or even dismantling tasks. The ecological validity of the studies carried out in a virtual environment, requires the human-machine interfaces capable of transmitting and rendering realistic information. At present, virtual systems are not capable of providing a complete haptic interaction, in particular contact/collision between the user and virtual objects in the environment do not result in haptic feedback. This can become the cause of inappropriate behavior compared to reality. The aim of this thesis is to propose a way to reinforce spatial awareness in virtual environment. More specifically, we wish to substitute kinesthetic information with tactile information to increase spatial awareness and visuo-proprioceptive consistency. We developed a vibrotactile platform capable of providing spatial information on the environment. We also studied the role of the representation of the body in a virtual environment. Several experimental studies have been carried out in order to validate the developments we proposed