Die ergonomische Gestaltung eines Produktes wird genauso wie die ergonomische Arbeitsplatzgestaltung zunehmend durch virtuelle Werkzeuge unterstützt. In diesem Beitrag wird vorgestellt, inwieweit digitale Menschmodelle als Werkzeuge virtueller Ergonomie in den CAx-/PLM-Systemen und der Digitalen Fabrik funktionieren. Anhand einer Evaluierung dieser Systeme in der Praxis wird aufgezeigt, welche Methoden die digitalen Menschmodelle erfolgreich zur Verfügung stellen und in welchen Bereichen eine Weiterentwicklung nötig ist. Dabei soll die Frage beantwortet werden, ob die Werkzeuge einer virtuellen Ergonomie auch zukünftig Expertentools bleiben, oder ob sich die Systeme als ergonomische Standardwerkzeuge etablieren könnten.

Cette thèse traite de l'erreur en diagnostic dans une approche ergonomique. On a émis la double hypothèse que des opérateurs novices peuvent montrer des performances supérieures à celles d'opérateurs experts et que ce comportement n'est pas dépendant du domaine d'activité. On a testé cette hypothèse dans des taches de dépannage en électronique et en mécanique. Les résultats montrent que le diagnostic expert est une association automatisée entre des symptômes et un ensemble de pannes. Les experts testent les causes qui expliquent les symptômes le plus souvent. Les erreurs qu'ils commettent dépendent fortement de cette probabilité intuitive. La fréquence des pannes est discutée en termes de biais puisque des symptômes connus orientent la recherche de panne vers une cause qui n'est pas celle en cours. Les novices ne sont pas soumis a ce biais et montrent des performances plus élevées que les experts sur certaines opérations de diagnostic. Les mêmes données ont été obtenues en électronique et en mécanique. Les apports de l'ergonomie dans les situations de travail sont également mis en évidence à travers l'analyse de rapports d'accidents survenus dans l'industrie nucléaire et dans le transport aérien. Cette analyse met a jour le rôle du traitement des symptômes dans les situations dynamiques dégradées. L'accident se produit lorsque l'opérateur, par la non prise en compte d'indices situationnels, ne peut faire converger un pattern de symptômes vers une cause.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les déficients visuels rencontrent de nombreuses difficultés lors de leur navigation web avec un lecteur d’écran, d’autant plus que les interfaces web deviennent de plus enplus riches de par leurs interactions et leur densité et diversité informationnelles. Cette thèse confronte ainsi 2 approches de l’accessibilité : l’approche dite « exhaustive » quivise à assurer l’accessibilité normative - garantissant l’accès à l’information par l’application de normes - et l’approche dite « holistique » qui vise à assurer l’accessibiliténormative mais également l’accessibilité effective - garantissant l’utilisabilité de l’interface - par la prise en compte du contexte d’utilisation des utilisateurs.Les 2 premières études ont analysé l’activité des utilisateurs déficients visuels qui a donné lieu à un modèle de la navigation web de ces utilisateurs. Ce modèle permet deconcevoir une interface suivant l’approche holistique par la prise en compte de leurs besoins, notamment celui de filtrage des informations non pertinentes et redondantes. Lorsde 3 expérimentations, les déficients visuels ont été confrontés à l'approche exhaustive par la retranscription exhaustive des informations et à l'approche holistique par l’accèsdirect au contenu associé à l’action réalisée. Les résultats montrent le bénéfice substantiel apporté par la version holistique concernant l’allègement de la charge cognitive etl’utilisabilité de l’interface selon les 3 critères : efficacité, efficience et satisfaction. Ainsi, cette thèse fournit des arguments probants pour promouvoir l’approche holistique pourguider la conception d’interfaces et l’élaboration de solutions d’assistance pour cette population. / Visually impaired people face many difficulties when navigating on the web with a screen reader, especially as web interfaces become increasingly rich because of theirdynamic interactions and their informational density and diversity. This thesis compares two approaches to accessibility: the current approach called "exhaustive" which aims toensure normative accessibility - guaranteeing access to information through the application of standards - and the approach called "holistic" which aims to ensure bothnormative and effective accessibility - guaranteeing the usability of the interface - by taking into account the context of its use (difficulties, strategies, needs, etc.).The first 2 studies analysed the activity of visually impaired users resulted in a model of the web navigation of these users. This model allows for designing interfaces followingthe holistic approach by taking into account their needs, especially the filtering of irrelevant and redundant information. In 3 experiments, visually impaired users performedtasks in two versions of websites: a version based on the holistic approach that gives access directly to content associated with the user’s action and a version using theexhaustive approach that transcribes exhaustively all the information present on the screen. The results show substantial benefit provided by the holistic version as regards thecognitive load and the usability of the interface according to 3 criteria: effectiveness, efficiency and satisfaction. Thus, this thesis provides cogent arguments promoting theholistic approach in order to guide the design of interfaces and the development of assistance solutions for screen reader users.

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de la simulation par mannequins numériques de l'homme (en anglais Digital Human models ou DHM) en vue d'applications ergonomiques. Plus précisément, il s'intéresse à la modélisation du système musculosquelettique et des efforts musculaires développés au cours du mouvement.Dans un première partie est présenté le développement numérique de modèles musculosquelettiques du membre inférieur et supérieur sous l'environnement Matlab. Ces modèles ont été évalués par examen des bras de levier musculaires pour la géométrie, et par comparaison avec des mesures expérimentales de couples articulaires maximaux (FMV) pour les efforts prédits.Dans une seconde partie, le modèle musculosquelettique du membre inférieur a été utilisé pour évaluer le rôle des muscles bi-articulaires au cours de la marche. Pour cela deux méthodes de calcul des efforts musculaires ont été utilisées, permettant de mettre en évidence les particularités fonctionnelles de ces muscles. Les résultats indiquent notamment que la prise en compte des muscles bi-articulaires est nécessaire à une estimation correcte des efforts musculaires et des efforts de contact articulaires, potentielles sources d'inconfort.Puis ont été étudiés les capacités d'effort maximale en flexion-extension isométrique du coude. L'expérimentation a été effectuée au sein de l'INRETS de Bron et comprenait 9 sujets volontaires masculins. Cette étude a permis d'évaluer le modèle numérique développé en termes de prédiction de capacités d'effort, ainsi que d'ouvrir la voie à des méthodes de scaling permettant d'ajuster un modèle musculosquelettique au sujet étudié.

It is proposed to investigate the cognitive processes involved in assembly/disassembly tasks, and then to apply the findings to the design of 3D virtual environments (VEs). Virtual Environments are interactive systems that enable one or more users to interact with the simulation of objects and scenes usually in three dimensions, in a realistic fashion, by means of a set of computational techniques covering one or more sensory modalities (vision, touch, haptic, hearing, etc.). Often described as the ultimate direct manipulation interface, this technology seeks to make the interface eventually 'disappear' in order to provide users with a 'natural' mode of interaction. Virtual reality (VR) is the experience of being within a VE. One objective of the VR technology is indeed to exploit natural human behaviour without requiring any learning from their users [Fuchs2003], [Bowman2005]. Moreover, VEs are a stimulating field of research because they involve perceptually and cognitively novel situations [Burkhardt2003]. VEs also offer a large potential of innovative solutions to existing application problems. Among others, assembly tasks are a major focus for VEs [Boud2000], [Brooks1999], [Lok2003‐a], [Lok2003‐b], due to their numerous potential applications, such as assembly/disassembly of objects, scientific research (e.g., molecular docking [Ferey2009] etc.). The common feature in VEs is the use of representations and devices to support the users in handling and arranging several distinct elements in a three dimensional (3D) space under specific constraints. Most of the current devices and interaction techniques have focused on providing users with high‐fidelity sensory stimulations, rather than targeting real‐life or task‐centred functions associated with the corresponding interfaces. While many contributions have been made to the field of VR, there are only few empirical data that have been published. We believe that it is very unlikely that more adapted VEs and assistance to users' task - in the specific context of assembly tasks - will follow either just by chance [Brooks1999], by making repeated trials, by tuning what we already have at hand, or by more realistic sensory renderings, without any reference to the 'specific properties of the tasks' including its cognitive dimension. Consequently, a clear picture of the cognitive processes and constraints in real tasks involving spatial manipulation should lead to a significant enhancement of the users' interactions with VEs. This enhancement can be made by creating better or new guidance mechanisms (e.g., video feedback, object collision detection, or avoidance mechanisms) adapted to the users' goals and strategies. This project thus involves work both from the cognitive side and its implications on 3D interactions in industrial VEs. The objective of this doctoral work is to contribute to a better understanding of human factors (HF) - including performance and cognitive processes - related to assisting spatial 3D manipulation and problem‐solving in assembly/disassembly tasks in VEs. For that purpose, we compared performance and strategies of subjects while they solve a simplified spatial task requiring them to assemble pieces to form a specified shape in various conditions of interfacing actions in real and virtual environments. The assembly task chosen was neither very easy such as put peg‐in‐a‐hole type task, as in [Zhang2005], [Pettinaro1999], or [Unger2001], nor highly complex and specific, such as performing open heart or liver surgery [Torkington2001] (one whose results could be applied only to that specific kind of task). The chosen task was semi‐complex, in which the users were required to construct a 3D cube using seven rectangular blocks of different sizes and shapes. The methodology used had two tiers: real and virtual. For the chosen assembly task, a study was first conducted in real settings, which was to provide inspiration, input, and insight for the main experiment to follow. The main experiment that followed was similar in design, but the difference was that it was conducted in virtual settings. The experiment in virtual settings was conducted in three modalities - the classical keyboard‐mouse, the gestural modality, and the vocal modality.

La qualité ergonomique d'un site web représente un important facteur de succès de celui-ci auprès des utilisateurs. L'évaluation de la qualité ergonomique constitue un processus à part entière, pouvant intervenir à plusieurs étapes du cycle de vie des sites web. Cependant, il est préférable d'intégrer au plus tôt l'évaluation dans le cycle de développement, afin de centrer la conception du site sur l'utilisateur, de réduire les coûts d'analyse, de conception et de développement. Bien qu'il existe beaucoup de méthodes et d'outils d'évaluation de l'utilisabilité, spécifiques ou non aux sites web, leur pratique n'est pas répandue chez les concepteurs. La méconnaissance des méthodes et outils d'évaluation, et plus particulièrement leur apport au cours du développement de l'interface, fondent la problématique de cette recherche doctorale. Celle-ci propose un logiciel d'aide à l'évaluation de la qualité ergonomique de sites web, par l'organisation et la diffusion de connaissances utiles à l'évaluateur. Une première étape de validation externe du logiciel a été menée, auprès de concepteurs de sites web, novices et expérimentés.

La qualité ergonomique d'un site web représente un important facteur de succès de celui-ci auprès des utilisateurs. L'évaluation de la qualité ergonomique constitue un processus à part entière, pouvant intervenir à plusieurs étapes du cycle de vie des sites web. Cependant, il est préférable d'intégrer au plus tôt l'évaluation dans le cycle de développement, afin de centrer la conception du site sur l'utilisateur, de réduire les coûts d'analyse, de conception et de développement. Bien qu'il existe beaucoup de méthodes et d'outils d'évaluation de l'utilisabilité, spécifiques ou non aux sites web, leur pratique n'est pas répandue chez les concepteurs. La méconnaissance des méthodes et outils d'évaluation, et plus particulièrement leur apport au cours du développement de l'interface, fondent la problématique de cette recherche doctorale. Celle-ci propose un logiciel d'aide à l'évaluation de la qualité ergonomique de sites web, par l'organisation et la diffusion de connaissances utiles à l'évaluateur. Une première étape de validation externe du logiciel a été menée, auprès de concepteurs de sites web, novices et expérimentés.

Depuis 2002, le travail policier a connu de grands changements et le véhicule est désormais le principal lieu de travail des patrouilleurs. Le travail nécessite l'utilisation d'un nombre grandissant d'équipements techniques dans des véhicules de plus en plus petits, ce qui se répercute sur le confort et la santé des patrouilleurs. L'Organisation répertorie des problèmes de lombalgies (18 % des accidents de l'Organisation), ainsi que des inconforts au bas du dos chez 37% des patrouilleurs. Les guides d'aménagement d'autos-patrouille existants offrent des pistes méthodologiques sur l'approche à adopter, mais n'offrent pas d'informations précises sur l'impact des choix de conception. Cette étude vise à i) analyser le travail des patrouilleurs à bord des véhicules pour montrer l'impact des aménagements sur les postures de travail, le confort et l'efficacité des patrouilleurs, ii) documenter les avantages et limites de différents aménagements de véhicules et iii) identifier des pistes permettant d'améliorer la conception des véhicules. La méthodologie a consisté à faire i) une analyse ergonomique du travail des patrouilleurs en milieu municipal et autoroutier avec les trois modèles de véhicule (n = 9), ii) une analyse comparative de l'aménagement des véhicules de quatre corps policiers municipaux, iii) un questionnaire sur l'appréciation du confort des véhicules de patrouille (n = 943) et iv) une analyse du cône de visibilité et des zones d'atteinte selon la position du patrouilleur dans l'habitacle. Les résultats montrent que le travail des patrouilleurs alterne entre des activités variables (conduite de véhicule, travail de bureau et prise d'informations) et sollicitantes cognitivement et physiquement, et que le véhicule exacerbe ces contraintes. La standardisation des aménagements et le positionnement des équipements favorisent les contraintes posturales, car leur design engendre de la variabilité d'un modèle de véhicule à l'autre. Les caractéristiques des véhicules, comme la hauteur du tableau de bord et la forme des fenêtres, i) modulent la position du conducteur et les zones d'atteinte, ii) occasionnent de l'obstruction visuelle et iii) engendrent des postures contraignantes pour le dos. Plusieurs contraintes liées aux équipements sont observées: i) obstruction visuelle causée par l'ajout du cinémomètre sur le tableau de bord, ii) clavier d'urgence sans repères tactiles iii) rangements difficiles d'accès, iv) éclairage inadapté au travail de bureau, v) sièges inadaptés au travail de bureau et au port du ceinturon et du gilet pare-balles et vi) cloison qui engendre de l'obstruction visuelle et empêche les grands de se positionner convenablement dans l'habitacle. Les recommandations visent l'amélioration des guides d'aménagement, un choix d'équipements en meilleure adéquation avec le travail des patrouilleurs et la mise en place d'une démarche de conception centrée sur l'activité des patrouilleurs qui regrouperait plusieurs services de police. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagement, Auto-patrouille, Véhicule, Ergonomie, Patrouille policière, Poste travail mobile, Véhicule.

This paper aims at giving answers to the question of how and why mobile device usage patterns differ in China, Germany and the United States of America. Triangulation was chosen as the appropriate research method: qualitative date from focus groups is complemented with quantitative date from an online questionnaire. Firstly, a short overview over past research results on psychological differences between people from different cultures is given. Then, qualitative data gathered in focus groups is presented. Quantitative data on mobile device usage patterns from an online questionnaire in the three countries is presented. About 300 questionnaires were completed and evaluated. Many statistically significant effects from the quasi-variable culture could be found. For example, although almost all participants from all three cultures use mobile devices for communication purposes, the usage frequencies of other functions differ strongly. Cultures differ also in the acceptance of autonomous interventions by a technical system. Probable explanations for these differences and their consequences on HMI design are discussed. / Diese Veröffentlichung soll die Frage beantworten, wie und warum sich die Nutzungsmuster von mobilen Endgeräten in China, Deutschland und den USA unterscheiden. Als angemessene Untersuchungsmethode wurde die Triangulation ausgewählt: Qualitative Daten aus Fokusgruppen werden ergänzt durch quantitative Daten aus einem Online-Fragebogen. Zuerst wird ein kurzer Überblick über bestehende Forschungsergebnisse über psychologische Unterschiede zwischen Menschen aus verschiedenen Kulturen gegeben. Anschließend werden qualitative Daten aus Fokusgruppen und quantitative Daten aus einem Online-Fragebogen über Nutzungsmuster von mobilen Endgeräten präsentiert. Mehr als 300 Fragebögen wurden ausgefüllt und ausgewertet. Viele statistisch signifikante Auswirkungen der Quasi-Variable Kultur konnten gefunden werden. Während beispielsweise fast alle Teilnehmer aus allen drei Kulturen mobile Endgeräte für Kommunikationszwecke nutzen, unterscheiden sich die Nutzungshäufigkeiten anderer Funktionen stark. Die Kulturen unterscheiden sich auch in der Akzeptanz von autonomen Eingriffen durch ein technisches System. Mögliche Erklärungen für diese Unterschiede und deren Folgen für die Gestaltung von Mensch-Maschine-Schnittstellen werden diskutiert.