Méthodologie de manipulation de l'immersion en environnement virtuel et ses effets sur des indicateurs de ressources attentionnelles

Cette thèse étudie les méthodologies de mesure du concept de sentiment de présence en environnement virtuel. Elle vise à approfondir les connaissances liées à l’évaluation de ce concept. Le concept de sentiment de présence peut être défini comme le réalisme perçu d’une expérience faisant l’objet de la médiation d’éléments externes à l’individu. Ce concept est majoritairement évalué à l’aide de questionnaires subjectifs puisqu’ils sont faciles à appliquer et à interpréter. Cependant, cette méthode de mesure a fait l’objet de plusieurs critiques liées à sa diagnosticité, à sa sensibilité et même à sa validité comme mesure du concept de présence. Depuis plusieurs années, les chercheurs témoignent de la nécessité de trouver une alternative objective aux questionnaires pour mesurer le sentiment de présence en environnement virtuel. Toutefois, la tâche est ardue puisque le concept de sentiment de présence est un quale, c’est-àdire une expérience subjective. Le défi consiste donc à trouver une méthodologie permettant d’exprimer objectivement ce concept subjectif. Le concept de sentiment de présence est caractérisé par deux facteurs : la cohérence et l’immersion. La cohérence désigne la capacité d’un environnement virtuel à agir comme l’utilisateur.rice s’y attend. L’immersion désigne l’étendue et la précision des modalités sensorielles simulées dans l’environnement virtuel. L’immersion présente un intérêt particulier dans le cadre de cette recherche, car elle constitue une dimension objective du concept de sentiment de présence. Généralement, une variation de l’immersion a pour effet de faire varier le sentiment de présence ressentie. Ainsi, en faisant varier ce facteur, il est possible de réaliser une manipulation objective de la présence. Toutefois, on ne sait pas dans quelle gamme de valeur il est préférable de faire varier l’immersion. Théoriquement, l’immersion est maximale si chaque qualité sensorielle simulée peut être reproduite à son seuil perceptuel, c’est-à-dire le plus petit stimulus qu’un organe puisse sentir. On ne sait toutefois pas à quel point il est possible de diminuer la qualité de l’immersion sans affecter le sentiment de présence. Ainsi, on cherche à connaître le seuil fonctionnel des différentes qualités sensorielles. En d’autres mots, on cherche à savoir à quel point il est possible de dégrader l’immersion sans qu’un.e utilisateur.rice d’un environnement virtuel ne puisse le percevoir. Ainsi, la première étape de cette thèse fut de réaliser un test psychophysique afin d’évaluer le seuil fonctionnel de trois qualités visuelles : la sensibilité au contraste, la taille du champ de vision et l’acuité visuelle. Pour ce faire, 30 participant.e.s ont exécuté un test de sélection de cibles dans un environnement virtuel immersif alors que l’une des trois qualités visuelle se dégradait. Les participant.e.s ont rapporté le moment auquel ils étaient en mesure de percevoir une différence dans l’environnement virtuel. Cette évaluation a permis d’estimer les seuils fonctionnels des trois qualités visuelles étudiées. Des seuils au-dessus desquels un.e utilisateur.rice peut effectuer une tâche en environnement virtuel sans être affecté par la dégradation de ses qualités visuelles. Ensuite, en nous basant sur ces seuils fonctionnels, nous avons évalué l’effet d’une dégradation de l’immersion sur des indicateurs de ressources attentionnelles : la charge cognitive, mesurée par un questionnaire subjectif et des indicateurs psychophysiologiques, et la conscience de la situation mesurée par la méthode SAGAT. Bien que la documentation scientifique ait déjà montré une relation entre ces indicateurs et le sentiment de présence, la nature de la relation entre ces indicateurs et les facteurs du sentiment de présence demeure inconnue. Ainsi, en effectuant cette manipulation, cette thèse visait à préciser la relation existant entre des indicateurs de ressources attentionnelles, la cohérence et l’immersion. Soixante participant.e.s ont réalisé une tâche de conduite automobile dans un environnement virtuel immersif. Lors de celle-ci, ils furent soumis à trois des sept manipulations de conditions visuelles potentielles. Les sept conditions visuelles correspondaient à une condition sans dégradation, trois conditions où l’une des trois qualités visuelles ciblées par cette thèse était fixée au niveau du seuil fonctionnel et trois conditions où elles étaient fixées sous le seuil fonctionnel. Nos résultats ont montré que la charge cognitive et la conscience de la situation étaient uniquement affectées par l’immersion lorsque les conditions visuelles changeaient les circonstances dans lesquelles se déroulait l’expérience virtuelle. Ainsi, nous avons conclu que ces indicateurs de ressources attentionnelles devraient plutôt être utilisés comme mesure de la cohérence d’un environnement virtuel. Cette conclusion a mis en évidence l’impact direct de l’immersion sur la cohérence d’un environnement virtuel. En somme, dans cette thèse, nous suggérons que la mesure objective du sentiment de présence doit se faire en évaluant l’immersion et la cohérence. Pour mesurer l’immersion, il est nécessaire d’identifier les modalités sensorielles simulées et la précision à laquelle elles le sont. La mesure de la cohérence n’est pas aussi bien définie. Néanmoins, pour ce faire, nos résultats montrent qu’il est pertinent de mesurer les ressources attentionnelles des utilisateur.rice.s d’un environnement virtuel grâce à des concepts pouvant être mesurés objectivement comme la charge cognitive et la conscience de la situation. Cette thèse a permis de faire avancer les connaissances en 1) définissant une méthode objective et non arbitraire de manipulation du sentiment de présence et en 2) proposant d’évaluer des indicateurs de ressources attentionnelles comme mesures prometteuses pour évaluer objectivement le concept de sentiment de présence.