Normer pour mieux varier ? La différenciation comportementale par les normes, et son application au trafic dans les simulateurs de conduite

Driving simulators are used by car manufacturers to develop driver aid systems, and to carry out experiments on ergonomics, design, or drivers' behavior : the objective is to improve the vehicles safety, and to reduce delays and development costs. In simulators, the driver is immersed in a simulated traffic, which realism is crucial for the validity of the results : the more realistic the environment is perceived, the more significant the drivers' reactions are. In individual-centered approaches, like traffic simulation in our case, the agents' behavioral variety is an important realism criteria. The behaviors also have to be consistent : if aberrant situations appear, the simulation realism is strongly impacted. In this work, we adressed the issue of the simultaneous influence of these two elements. Furthermore, this work was led in an industrial context : it took place at Renault, in collaboration with the Computer Science Laboratory of Lille. This involved taking into account specific needs : the designed tools had to allow experts specifying various and consistent behaviors, and final users easily using them. In this work, we propose a behavioral differentiation model, which provides the basis for a generic and non-intrusive tool allowing an out-of-the-agent design. The model involves three dimensions. First, it describes the agents' behaviors using norms. They provide a behavioral pattern during conception, and a compliance reference during execution. Then, the generation process of the behaviors allows the creation of deviant or violating agents, by influencing the determinism of the mechanism. Finally, the norms can be inferred from previous simulations records or real data, providing an analysis tool of the results and allowing automating the model configuration. We applied the model to the traffic simulation in scaner, the driving simulation software developed and used at the Technical Center for Simulation of Renault. The developments carried out during the thesis introduced driving styles in the traffic (e.g. cautious or aggressive drivers) specified using norms. The use of norms allows populating the environment easily and in an automated way. These developments are already included in the commercial version of the software. The behavioral realism of the traffic was improved, and the experimentations show how the model contributes to the variety and the representativeness of the produced behaviors.Les simulateurs de conduite sont utilisées par l'industrie automobile pour le développement de systèmes d'aide à la conduite, des études d'ergonomie, de design, ou encore du comportement des conducteurs. L'objectif est d'améliorer la sécurité des véhicules, et de réduire coûts et délais des projets. Dans les simulateurs, le conducteur évolue dans un trafic simulé dont le réalisme est crucial pour la validité des résultats : les réactions d'un conducteur sont d'autant plus correctes qu'il perçoit l'environnement comme réel. Dans les approches centrées individu, comme ici le trafic, un des critères important pour le réalisme est la variété comportementale des agents. De plus, les comportements doivent également être cohérents : l'apparition de situations aberrantes est très pénalisante pour l'immersion. Cependant, ces deux aspects ne sont généralement pas pris en compte simultanément. Dans ce travail, nous nous sommes donc intéressés à la question suivante : dans les approches centrées individus, augmenter la variété des comportements des agents tout en préservant leur cohérence améliore-t-il le réalisme ? Par ailleurs, le contexte industriel des travaux, effectués en convention Cifre chez Renault, impliquait des besoins spécifiques : il fallait concevoir un outil qui permette à la fois aux experts de spécifier des comportements variés et cohérents, et aux utilisateurs finaux de les exploiter facilement. Nous proposons dans ce travail un modèle de différenciation comportementale, qui se décline en un outil dont les principaux apports sont d'être générique, non-intrusif, et de permettre une conception en dehors de l'agent. Le modèle s'articule selon trois axes. Tout d'abord, il décrit les comportements des agents par des normes. Celles-ci fournissent un profil comportemental à la conception, et un contrôle de la conformitéà l'exécution. Ensuite, le processus de génération des comportements permet d'autoriser la création d'agents déviants ou en violation. Il influe pour cela sur le déterminisme du mécanisme. Enfin, les normes peuvent être inférées à partir de simulations enregistrées ou de situations réelles, afin d'analyser les résultats des expérimentations et d'automatiser la configuration du modèle. Nous avons appliqué cet outil à la simulation de trafic dans scaner, l'application développée et utilisée par le Centre Technique de Simulation de Renault pour ses simulateurs de conduite. Les modules logiciels développés au cours de la thèse introduisent dans le trafic des styles de conduite spécifiés sous forme de normes, par exemple des conducteurs prudents ou agressifs. Ils permettent ensuite de peupler l'environnement de manière automatisée, et de faire évoluer facilement les scénarios existants. Ces développements sont d'ores et déjà intégrés dans la version commerciale de l'application. Au delà de l'amélioration subjective du réalisme, les expérimentations réalisées démontrent les apports de l'outil sur la variété et la représentativité des comportements obtenus