Thèse Victor ROMERO

Un environnement virtuel immersif et interactif pour les revues de conception basées sur les modèles

Résumé

[Contexte] La conception de systèmes de plus en plus complexes implique la fabrication de plus en plus de données, qu’il est alors difficile d’utiliser (comprendre et analyser pour la prise de décision), notamment lorsqu’elles sont stockées sous la forme de documents. Des solutions se mettent en place pour pallier ces difficultés, telles que l’introduction d’une conception centrée sur des modèles, qui sont des objets plus facile à maintenir, échanger ou réutiliser que des documents.

[Problématique] Cependant, la prolifération de ces modèles, leur langage spécifique, et les particularités des logiciels métier utilisés rendent leur partage difficile lors de revues de conception impliquant les acteurs d’un projet. En pratiques, ces modèles sont d’ailleurs délaissés, au profits de captures d’écran, et de communication orale pour que les informations pertinentes soient transmises. Cette thèse cherche à évaluer, dans ce contexte, la pertinence de l’utilisation d’environnements de visualisation immersive et interactive. Deux types de revues de conception sont identifiées, pour lesquels des solutions différentes doivent être apportées.

[Revues MBSE] Un premier environnement cherche ainsi à faciliter la compréhension de la définition d’un système en cours de conception, et le maintien de la cohérence entre les modèles. L’objectif est alors de réaliser des revues de conception basées sur des modèles, ou « Model-Based System Engineering » (MBSE). Pour cela, l’environnement virtuel propose à l’utilisateur de visualiser des informations pertinentes extraites des différents modèles, ainsi que les liens entre ces informations, via la métaphore d’un graphe. Les informations sont représentées par des nœuds, lesquels, par leurs formes et couleurs, encode le type de données. Les liens entre ces informations sont représentés par des arêtes également visibles dans la scène. Les utilisateurs peuvent alors explorer le graphe en découvrant les liens entre deux données. Pour valider l’efficacité de cet environnement dans un contexte de revue de conception, une expérimentation est conduite sur une trentaine de sujets. Son objectif est de comparer la qualité de la compréhension d’un utilisateur, évaluée par une série de questions sur un cas d’étude, lorsque celui-ci utilise l’environnement ou lorsqu’il utilise des diapositives de type PowerPoint. Elle démontre alors que si l’environnement virtuel ne permet pas d’améliorer significativement la qualité de la compréhension, elle ne la dégrade pas, alors même que les utilisateurs trouvent la tâche moins lourde. Ce résultat motive donc de futures recherches, notamment pour trouver et tester de nouvelles métaphores, que ce soit pour la visualisation ou pour les interactions.

[Vérification assistée par ordinateur] Le deuxième objectif de revue de conception identifié dans cette thèse est la vérification de système. Cette activité consiste à s’assurer qu’un système respecte les exigences qui lui sont spécifiées. Pour cela, plusieurs méthodes existent, notamment l’analyse, qui consiste à démontrer par des calculs ou simulation qu’un système respecte les exigences spécifiées. Cette thèse propose alors de suivre un processus de vérification par analyse, grâce à la co-simulation d’un modèle de solution et d’un modèle de spécification. Le premier simule le comportement d’un système en fonctionnement, et le second regroupe les exigences du système, et supervise ainsi le modèle de solution pour s’assurer du respect des exigences. Pour améliorer progressivement le réalisme de la vérification, le processus présenté ici propose 1) de visualiser le résultat de la simulation dans un environnement virtuel immersif, 2) d’interagir avec le système, en le stimulant via l’environnement, provoquant ainsi des stimulation aléatoires, 3) de remplacer des blocs de simulation par des composants réels instrumentés, pour s’assurer que ceux-ci respectent les exigences, comme prévu par la simulation.