Doctorant – Systèmes Humain-Machine H/F [23]

Nous sommes un acteur majeur de la recherche et de l’innovation technologique ferroviaire, au cœur des défis sociétaux et environnementaux.

Nos talents répondent aux enjeux de la compétitivité et de rayonnement en France et à l’international.

Nous sommes l’Institut de Recherche Technologique de la filière ferroviaire française, créateur de synergies entre les mondes académique et industriel.

Nous sommes Railenium !

 

Qui sommes-nous ?

Basé dans les Hauts-de-France et en Région Parisienne, soutenu par l’Etat et la filière ferroviaire, RAILENIUM est adossé à un réseau d’excellence de partenaires industriels et académiques.

Nos talents travaillent ensemble à inventer et concevoir un transport plus sûr, plus performant et plus durable : le système ferroviaire de demain.

Grâce à l’expertise de nos équipes, notre Institut de Recherche Technologique affirme son positionnement dans 7 domaines de compétences :

• Modélisation et Simulation
• BIM/RTM
• Intelligence Artificielle
• Méthodes Formelles et Sureté de Fonctionnement
• Énergie
• Facteurs Organisationnels et Humains (FOH)
• Management de projets

 

Pourquoi nous rejoindre ?

Aux côtés d’une équipe dynamique et motivée, votre quotidien vous offre un environnement de travail multi-partenarial agréable et performant où chacun peut se sentir libre de s’épanouir à travers de nombreux projets innovants.

Nous recherchons des personnalités en quête de sens, voulant donner du poids au collectif dans un climat de travail stimulant.

En ce sens, notre structure dispose d’un processus d’intégration complet vous permettant d’appréhender sereinement votre poste, des moments de convivialité pour mettre à l’honneur ses collaborateurs.

Vous rejoignez une structure avec de belles perspectives d’évolution vers une expertise, du management, de l’encadrement. Nous permettons à nos collaborateurs d’apprendre en continu, notre objectif est la montée en compétence constante.

RAILENIUM s’attache à la qualité de vie au travail de ses collaborateurs et celle-ci fait partie intégrante de la politique RH menée dans l’entreprise.

Nous vous proposons une mutuelle avantageuse, une participation aux frais de transport et un système de RTT.

 

Description du poste

Contexte

Dans le cadre du développement de ses activités, notre Institut de Recherche Technologique propose un poste de Doctorant en systèmes Humain-Machine H/F

Le transport ferroviaire est le type de transports publics de passagers le moins carboné. Il a donc toute sa place dans le futur des transports afin de réduire l’empreinte carbone de nos sociétés. Les lignes de dessertes fines du territoire [1] sont aujourd’hui de moins en moins exploitées, pour des questions notamment d’inadéquation matérielle et de fréquentation de ces lignes. SNCF, afin de redynamiser ces lignes et de permettre un transport économiquement viable, a lancé 3 projets de train léger : le Train Léger innovant (TLi), le train « très léger » (Draisy) et le train « très très léger » (Flexy) [2]. Ces projets visent, parmi d’autres objectifs, la spécification et le développement de prototype de nouveaux matériels roulants qui se veulent plus légers que les matériels roulants actuels. Cela vise à mieux adapter la taille de ces matériels à la demande passagers, en les allégeant, ce qui permet de réduire les coûts d’exploitation.

Le projet souhaite intégrer des technologies récentes dans la poursuite des efforts engagés par la SNCF autour notamment de l’autonomie.

Vous serez intégré au pôle de compétences Facteurs Organisationnels et Humains de l’IRT Railenium qui regroupe des ergonomes, des psychologues, des spécialistes de la coopération Humain-machine, des développeurs avec qui vous serez amené à échanger/collaborer. Vous serez également en relation étroite avec le laboratoire LAMIH UMR CNRS 8201 qui sera le laboratoire de rattachement et de direction de la thèse. Vous trouverez également dans ce laboratoire les compétences en ergonomie et coopération Humain-machine.

La thèse s’inscrit dans un axe de recherche de l’IRT Railenium autour de la télé conduite, initié dans le projet TC-Rail et du transfert d’autorité entre un train autonome et la télé conduite dont la recherche a débuté dans le cadre de la thèse au sein du projet Train Autonome Service-voyageurs.

Elle s’inscrit donc dans cette dynamique avec la poursuite des travaux engagés en proposant une nouvelle philosophie d’intégration de l’activité de télé conduite dans le cadre de l’activité de supervision des trains autonomes.

Missions

Objectif de la thèse :

La thèse, intitulée « Superviser et télé conduire des trains d’autonomie variable : contrôle partagé de la situation et de la conduite », proposée se positionne dans le projet du plus « lourd » des trains légers, TLi [3]. Ce train léger proposera une cabine centrale, digitalisée qui est à concevoir. Il est également à l’étude l’autonomisation de ces trains. En effet, étant données les fortes avancées technologiques dans le domaine ferroviaire, il serait aujourd’hui possible d’envisager le déploiement de trains autonomes. Ainsi, des systèmes embarqués assurent le contrôle du train pour des situations de conduite préalablement identifiées. Cependant, un environnement de conduite ouvert est susceptible d’être perturbé par des événements inattendus tels que la détection d’obstacle sur la voie. De même, les systèmes embarqués peuvent être dans l’incapacité de continuer à contrôler le train à la suite d’une défaillance sur l’un de ses sous-systèmes (e.g. capteurs). Aujourd’hui l’humain reste donc l’élément indispensable capable de gérer ces perturbations et défaillances et de répondre aux objectifs de sécurité, de performance et de service de la SNCF.

Dans ce cadre, parmi les cas d’usage retenus dans la tâche télé conduite du projet se trouve la reprise de contrôle d’un train léger innovant autonome à distance.

L’objectif de recherche est donc de proposer un nouveau type de poste à l’humain. Le poste doit à la fois permettre de conduire à distance un train et de superviser des trains disposant de niveaux d’autonomie variables. Le poste de supervision et de conduite doit être défini et développé d’un point de vue technique, mais en intégrant le point de vue des facteurs humains. Ce nouveau poste sera évalué avec des conducteurs professionnels sur simulateur en exploitant des méthodes expérimentales issues des sciences humaines [4], [5].

Ces approches ont été initiées dans le cadre de plusieurs projets menés par la SNCF, Railenium et leurs partenaires. Les travaux réalisés dans le projet TC-Rail ont permis de mettre en évidence les besoins des télé conducteurs, les difficultés liées à une activité à distance (pertes sensorielles, sensation de présence…) et un premier poste de télé conduite a été proposé et testé en réel et sur simulateur [6], [7]. En parallèle, des travaux ont été menés sur l’autonomie des trains [8] et de premières études ont été menées dans le cadre de reprise en télé conduite [9]. Le transfert d’autorité d’un système autonome vers une reprise à distance engendre de fortes problématiques de conscience de la situation (état de la situation, niveau d’autorité alloué). Jusqu’à présent, l’hypothèse de travail se centrait autour du pôle dédié à la télé conduite sans lien direct avec les activités de supervision. Ce type d’hybridation devrait permettre de restreindre les problématiques de conscience de la situation. D’autres pays étudient également de nouvelles façons de gérer la conduite ferroviaire, dont l’Allemagne qui, avec la DLR, ambitionne déjà de mixer la supervision de trafic avec la télé conduite [10], [11]. Néanmoins, d’autres risques apparaissent tels que les problématiques de ruptures de séquences, le risque de confusion entre les trains, de dégradation de la conscience de la situation… Il est donc nécessaire de se questionner sur les systèmes embarqués permettant de mettre en place une coopération Humain-machine efficace ainsi que sur la nécessité d’inclure des systèmes d’aide afin de supporter la prise d’informations, d’analyse, de prise de décision des futurs agents humains dans cette activité hybride de supervision/télé conduite.

Le projet de thèse porte donc sur plusieurs objectifs techniques et scientifiques afin de lever les verrous :

• Imaginer et définir la future activité du télé conducteur/superviseur sur la base de l’état de l’art et de la connaissance des activités actuelles de conduite et de supervision ferroviaire présentes au sein de l’institut,
• Imaginer et définir la future organisation du centre de supervision et de télé conduite en tenant compte des orientations choisies par le projet dans le cadre des activités en lien avec l’organisation du travail couplé aux conclusions,
• Imaginer et concevoir la coopération Humain-machine au travers la définition des interactions Humain-machine ainsi que des systèmes d’aide à la télé conduite permettant de supporter cette coopération et ainsi réaliser un transfert d’autorité du système autonome vers le télé conducteur-superviseur puis la télé conduite jusqu’à la fin de mission en intégrant les contraintes de la future activité TLi,
• Créer des maquettes permettant de réaliser une pré-validation des concepts imaginés,
• Définir un protocole ou des protocoles expérimentaux permettant de valider les concepts développés. Cela nécessitera également de déterminer un cahier de charges des besoins en lien avec la future campagne permettant aux personnes en charge du ou des simulateurs de réaliser tout ou partie des développements requis en fonction de la vision du futur doctorant,
• La thèse vise à poursuivre les travaux engagés par l’institut autour de la téléconduite et du transfert d’autorité. Cela permettra d’identifier des moyens d’interaction Humain-machine dans le cadre d’un transfert d’autorité vers la conduite avec pour optique le futur déploiement de train léger innovant autonome.

Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet « Train Léger innovant » (TLi) de la SNCF, dans une tâche pilotée par l’IRT Railenium et donne suite aux projets précédemment cités. Elle vise à proposer des briques technologiques, liées principalement aux interactions Humain-machine, afin d’orienter les futurs développements autour de la téléconduite permettant la reprise d’un train autonome. La thèse se déroulera dans les locaux de Railenium sur le technopôle Transalley à proximité de l’Université Polytechnique des Hauts-de-France, à Valenciennes. La direction et l’encadrement sont assurés par Marie-Pierre Pacaux-Lemoine (Ingénieur de recherche HDR, LAMIH, UPHF), Philippe Richard (Ingénieur de recherche, Railenium), Eugénie Avril (Enseignant-Chercheur, LAMIH, UPHF) et Christopher Paglia (Ergonome Européen, Railenium).

Descriptions des tâches :

• Réaliser un état de l’art exhaustif de la littérature autour des thématiques couvertes par la thèse, à savoir, la coopération Humain-machine, les mécanismes cognitifs entrant dans la conduite et la supervision ferroviaire principalement mais également des autres domaines, les problématiques de passages d’une activité à une autre ainsi que le transfert d’autorité.
• Identifier les moyens de réaliser cette double activité (organisation des tâches, allocations des tâches, systèmes techniques requis)
• Définir et soumettre un ou des protocoles expérimentaux afin de valider les concepts
• Contribuer par les travaux à la mise en place de la double activité télé conduite/supervision de trains autonomes
• Participer à la production scientifique notamment par la publication dans des revues et conférences scientifiques des domaines couverts par la thèse

Activités complémentaires :

Cette thèse s’inscrit dans un projet collaboratif. Les résultats des travaux de thèse seront amenés à être intégrés dans des documents ou livrables du projet. Il sera également nécessaire de spécifier les besoins en termes de simulation afin de réaliser la ou les campagnes expérimentales requises pour la validation des résultats. Des développements informatiques peuvent être à prévoir même si une équipe dédiée est présente.

Ces activités complémentaires ne doivent pas représenter plus de 10% du temps de travail.

Références :

[1] Pierre-Henri Émangard. La carte… du classement des lignes en catégories UIC. In Transports Urbain N°108 2005/2, pp 16-17. Groupement pour l’étude des transports urbains modernes.

[2] https://www.sncf.com/fr/innovation-developpement/innovation-recherche/mobilite-pour-tous-dans-les-territoires. Consulté le 24 avril 2023/

[3] https://www.sncf.com/fr/innovation-developpement/innovation-recherche/train-leger-innovant. Consulté le 24 avril 2023.

[4] Sockeel, P., & Anceaux, F. (2014). La démarche expérimentale en psychologie. In Press Editions.

[5] Navarro, J., Heuveline, L., Avril, E., & Cegarra, J. (2018). Influence of human-machine interactions and task demand on automation selection and use. Ergonomics, 61(12), 1601-1612.

[6] Christopher Paglia, Françoise Anceaux, Mathieu Mouchel, Philippe Richard (2021). Téléconduire un train de marchandise : prise en compte des impacts de l’éloignement train / pupitre sur la future activité pour la conception du système. EPIQUE 2021 – 11ème Colloque de Psychologie Ergonomique et Ergonomie. At Lille, France (2021)

[7] Q. Gadmer, M.-P. Pacaux-Lemoine, and P. Richard, “Human-automation – railway remote control: how to define shared information and functions?” in 16th IFAC Symposium on Control in Transportation Systems, 2020.

[8] A new step forward for the autonomous train in France. Alstom, Bosch, Spirops, Thales, Railenium and SNCF. Communiqué de presse. 20 mai 2021.

[9] Quentin Gadmer, Philippe Richard, Jean-Christophe Popieul, Chouki Sentouh, Railway Automation: A framework for authority transfers in a remote environment, IFAC-PapersOnLine, Volume 55, Issue 29, 2022, Pages 85-90, ISSN 2405-8963. ttps://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.10.236

[10] N. Brandenburger and A. Naumann, “Towards remote supervision and recovery of automated railway systems: The staff’s changing contribution to system resilience,” 2018 Int. Conf. Intell. Rail Transp. ICIRT 2018, 2019.

[11] N. Brandenburger and A. F. Europea, The Changing Role of Staff in Automated Railway Operation and why Human Cognition is Here to Stay: Automation Myth: Automation Technology Can Operate Mainline Railways Without Human Involvement. European Union Agency for Railways, 2022.

Type de contrat : CDD 36 mois

Statut du poste : Cadre

Temps de travail : Complet

Date de prise de poste envisagée : Dès que possible

Localisation : Valenciennes

Rémunération : 25 079 annuel brut

 

Qui êtes-vous ?

RAILENIUM s’attache à penser que la diversité fait la force, en ce sens, nous recherchons des profils divers, venant de tous secteurs, rejoignez-nous en tant que Doctorant – Systèmes Humain-machine H/F

De formation BAC+5, vous souhaitez poursuivre dans le cadre d’une thèse.

Vous disposez de bonnes compétences en expression orale et écrite, aussi bien en français, qu’en anglais.

Vous êtes à l’aise dans la réalisation d’une revue de la littérature.

Vous disposez de connaissances sur la coopération et les interactions Humain-machine et du domaine ferroviaire.

Vous disposez d’un bon esprit d’équipe, d’une certaine autonomie.

Vous êtes assidu et avez un bon sens de l’initiative.

Expérience dans le poste : Junior

 

Modalités de recrutement

Personne en charge du recrutement : Guillemette DUJARDIN – Chargée de développement RH

Les candidatures sont à transmettre à l’adresse suivante : guillemette.dujardin@railenium.eu

Référence de l’offre : VN2023-23

Tenté par le challenge ? Soyez notre talent de demain !