3.

Description des simulateurs d’entraînement

Pour que l’élève à l’entraînement sur un simulateur bénéficie réellement de l’enseignement, il est indispensable que le degré de réalisme de la simulation atteigne un haut niveau, sinon l’élève n’y « croit pas » et le transfert d’entraînement est nul, voire négatif. Il faut donc placer l’élève dans un environnement visuel, tactile et sonore aussi proche de la réalité que possible.

Le fonctionnement de l’appareil simulé est décrit par un modèle mathématique très précis. Ce modèle est traité en temps réel par le calculateur du simulateur, c’est-à-dire qu’un phénomène qui dure un temps t dans la réalité, doit durer le même temps t sur le simulateur. Le modèle est calculé plusieurs fois par seconde (jusqu’à 100 fois) afin de linéariser au mieux les intégrations numériques et de prendre en compte toutes les évolutions, même celles de très courte durée.

Les postes de travail comme les cabines d’avions, les pupitres de centrales nucléaires ou les salles des commandes des sous-marins sont fidèlement reproduits jusque dans leurs moindres détails. Les commandes et les instruments de contrôle réagissent très précisément comme ceux des organes simulés. Il n’est cependant pas possible de faire ressentir aux pilotes militaires, par exemple, l’effet des « facteurs de charge » élevés, dus aux évolutions en vol rapproché des avions. C’est une limitation des simulateurs de vol. Par contre, les sensations dues aux évolutions plus douces, comme celles des avions de ligne, sont très bien recréées par les dispositifs reproduisant les mouvements de la cabine.

1.

Le simulateur de vol industriel

Ce dispositif est constitué de six vérins hydrauliques sur lesquels est fixée la cabine et qui la font bouger en fonctions des ordres envoyés par le calculateur. Ces ordres ne cherchent pas à reproduire l’attitude du mobile simulé, mais à recréer les accélérations ressenties à bord. Ces accélérations sont dues aussi bien aux actions de l’équipage sur les commandes de vol qu’à la turbulence atmosphérique, aux vibrations des moteurs et à celles résultantes de l’action des freins, etc.

Le système de visualisation est constitué d’un générateur d’images de synthèse, qui est un calculateur spécialisé, très rapide. Il possède en mémoire une base de données (le paysage) et il calcule l’image qui serait vue par le pilote compte tenu de la position géographique du mobile, de son orientation, de son altitude, de l’heure, des conditions atmosphériques, etc. Ce calcul s’effectue plusieurs dizaines de fois par seconde (en général 60 fois). L’image produite par le calculateur doit être présentée selon un champ visuel conforme à celui existant dans la réalité. Dans un avion de ligne, par exemple, le champ visuel est limité par les fenêtres de la cabine de pilotage, soit environ 45°et 220° dans les directions respectivement verticales et horizontales. Les systèmes de visualisation simulée peuvent tout à fait couvrir ce champ visuel. De plus, les images sont projetées à travers un système optique qui les renvoie à l’infini pour que les yeux de l’observateur puissent s’accommoder à l’infini, comme dans la réalité.

Pour les avions militaires, comme les chasseurs, sur lesquels le champ visuel est quasi illimité, d’autres systèmes visuels sont utilisés.

Les bruits sont, eux aussi, synthétisés et des enceintes acoustiques sont placées aux endroits adéquats autour de la cabine pour être perçus là où ils le seraient en réalité.

Ce n’est qu’au prix de tous ces perfectionnements que le seuil de crédibilité, qui rend l’entraînement sur simulateur efficace, peut être atteint.

2.

Le simulateur de vol ludique

Les jeux vidéo, vendus sous le titre de simulateurs de vol et utilisés sur les micro-ordinateurs, ne peuvent évidemment pas prétendre aux mêmes fonctions. Ils proposent des expériences moins réalistes, mais plus distrayantes : ils sont utilisés à des fins ludiques. Ces simulateurs de vol constituent néanmoins une bonne approche de l’enseignement de la navigation et de la lecture des instruments.