Proceedings of the SELF-ACE 001 Conference Ergonomics for changing work AUTOMATISATION D UN SYSTÈME DE CONTRÔLE DE LA CIRCULATION FERROVIAIRE. QUELLES SONT LES CONSÉQUENCES POUR LE CONTRÔLEUR? RENÉ DUFRESNE ASP-Habillement, 9310, boul. Saint-Laurent, Bureau 1011, Montréal (Québec) HN 1N4 Résumé Cette communication présente une étude réalisée au sein d un processus de conception d un système de contrôle automatisé de la circulation ferroviaire. Elle expose les objectifs principaux du projet et discute des risques encourus par le type d automatisation envisagé. Ensuite, le rôle de l ergonome au sein du projet et la manière dont il a analysé l activité des contrôleurs de la circulation ferroviaire (CCF) sont expliquée. Finalement, les principales recommandations proposées à l entreprise sont présentées et les transformations probables du travail des CCF sont discutées à la lumière de l analyse effectuée. Il est notamment anticipé qu une situation de travail qui favorise l engagement global des CCF ainsi qu un meilleur support à leur coopération permettrait d atteindre les objectifs de sécurité et de productivité de l entreprise. Mots clés : contrôle de processus, automatisation, conception et constructivisme. RAIL TRAFFIC CONTROL SYSTEM AUTOMATION. WHICH EFFECTS ON RTC S ACTIVITY? Abstract This paper present a study which took part in a design process of an automated rail traffic control system. The principal goals of the project are exposed and the limits of classical system design approach are discussed. Then, the role of the ergonomist within this project is presented and the approach used to analysed the Rail Traffic Controllers (RTC) activity is explained. Finally, design recommendations are presented and the impact of those recommendations on RTC s activity are anticipated from the starting point of the analysis carried on. It is suggested that a future working situation that enhance RTC global involvement and support cooperation between them would contribute to reach the company s safety and productivity goals. Keywords : process control, automation, design and constructivism. 0
Proceedings of the SELF-ACE 001 Conference Ergonomics for changing work INTRODUCTION L étude dont il est question s inscrit dans le cadre d un projet de conception d un système de contrôle de la circulation ferroviaire (Dufresne, 001). L objectif principal du projet est d augmenter la productivité en améliorant la planification de la circulation sur l ensemble du réseau ferroviaire et de réduire les coûts d exploitation. La sécurité, quant à elle, ne fait l objet du projet de conception que dans la mesure où les dispositifs qui existent actuellement doivent être reproduits ou renforcés. Nous présentons d abord le projet de conception, puis nous précisons le rôle de l ergonome au sein du comité de projet. Ensuite, la manière dont l activité des contrôleurs de la circulation ferroviaire (CCF) a été analysée est discutée. Finalement, les recommandations pour la conception sont exposées et discuté de sorte à faire apparaître certaines transformations probables du travail des CCF. OBJECTIFS ET CONTEXTE DU PROJET DE CONCEPTION La planification de la circulation sur l ensemble du réseau ferroviaire se fait actuellement sur la base de données statistiques que l entreprise ne peut pas mettre à jour en temps réel. Les CCF sont informés de cette planification et sont contraints d y adhérer bien qu elle ne corresponde pas toujours à la réalité du chemin de fer qu il contrôle. Par conséquent, les CCF surmontent difficilement les contraintes à la planification de la circulation au-delà de leur poste de contrôle respectif qui, signalons-le, sont isolés les uns des autres. Cette volonté d optimiser la planification sur l ensemble du réseau ferroviaire se manifeste depuis quelques années chez plusieurs transporteurs nord-américains. Il en résulte une «course» aux solutions technologiques dont les coûts se chiffrent en dizaines de millions de dollars américains, une manne pour les ingénieurs chargés de concevoir l automatisation du contrôle de la circulation ferroviaire. Ces derniers ont du reste tendance à transformer les CCF en managers de situations exceptionnelles. Il s ensuit que les systèmes automatisés sont pensés de manière à les rendre autonomes sur l ensemble du territoire. La façon dont est envisagée la conception de ces systèmes laisse entrevoir les principes généraux du paradigme du contrôle, selon lesquels la sécurité et la productivité sont établies. Le premier objectif, dès la conception, est d énoncer des règles de conduite et de les mettre en application. Ainsi, la finalité du système est de guider l opérateur dans le suivi des procédures et d offrir un filet de sécurité afin d éviter les débordements. Cette pratique consiste ensuite à contrôler la mise en œuvre des règles par le retour d expérience, qui consiste à systématiser et à formaliser l exploitation de tous les incidents et accidents connus afin d en empêcher la reproduction. L objectif est d optimiser progressivement les logiques de sûreté en transformant ou en formulant de nouvelles règles. Selon Amalberti (1999, p. 67) cette façon d optimiser la sûreté risque d ouvrir sur un cul-de-sac, car «une des idées les plus tenaces consiste à considérer que le système est pensé, conçu et calculé pour être quasi totalement sûr, mais qu il n arrive jamais à cette performance du fait des défaillances qu il subit. L objectif affiché est donc de combattre et de supprimer systématiquement toutes les défaillances, humaines ou techniques, que l on a repérées dans le système». Tant et aussi longtemps que le système ne sera pas «ultrasûr», les gains de sécurité à réaliser resteront substantiels. Or, dès qu on tente d éliminer progressivement toutes interventions humaines, considérées comme la principale source de «faillibilité», on se retrouve face à un paradoxe, puisque ces efforts de conception centrés sur la technologie n offrent comme unique solution que l automatisation. Les systèmes automatisés, en apparence séduisants, 1
Proceedings of the SELF-ACE 001 Conference Ergonomics for changing work présentent «un écart avec l idéal qui a présidé à leur conception : ils imposent à l utilisateur de se débrouiller tout seul lorsque le système faillit» (Theureau et Jeffroy, 1994, p.13). L opérateur se voit attribuer un rôle d handicapé cognitif dans les situations usuelles au risque d en devenir un, effectivement, incapable de jouer le rôle de «super-expert» qui lui est dévolu dans les situations où le système faillit. Nous constatons donc une contradiction entre les objectifs poursuivis et les moyens mis en œuvre pour les réaliser. La solution d automatiser semble présenter des avantages théoriques, mais elle recèle plusieurs inconvénients bien identifiés parmi lesquels on peut citer (Salembier,1994) : la difficulté accrue à prendre des décisions, l accroissement du nombre de tâches de supervision, le risque de perte d expertise et l opacité dans certains cas de la démarche suivie par le système. Nous pouvons tirer comme constat qu en voulant trop rationaliser les systèmes afin d éliminer les erreurs humaines, nous nous apercevons qu ils engendrent leur propre insécurité, tant et si bien qu un pilotage raisonnable de l insécurité du système se révèle nécessaire afin de garantir sa sécurité maximale. RÔLE DE L ERGONOME Dans le cadre de ce projet, l ergonome (consultant/chercheur) est intervenu dès les premières phases du processus de conception pour chercher comment atteindre les objectifs de l entreprise sans encourir le risque lié au paradigme du contrôle. À cette fin, il a analysé l activité de travail des CCF afin de proposer des recommandations pour la conception et, simultanément, favoriser la participation des CCF au projet en conjuguant les résultats de la démarche analytique à celle participative. Dans le cadre de cette communication, nous nous limitons à présenter de façon générale comment l activité des CCF a été analysée. ANALYSE DE L ACTIVITÉ DU CCF Tout d abord, précisons que le problème (de la conception) auquel nous croyons judicieux d apporter des réponses nous a amené à définir notre objet de conception comme étant «une situation d aide aux individus et aux collectifs pour le contrôle de la circulation ferroviaire». Nous évoquons ainsi la nécessité de penser la conception de façon plus large que le seul objectif d automatisation du système. Signalons que cette ouverture du champ de la conception est limitée dans notre étude à la situation considérée du point de vue particulier du CCF à un poste isolé. Les aspects collectifs du travail, notamment ceux relatifs aux interactions entre les CCF, les contremaîtres qui entretiennent la voie et les équipes de train sont appréhendés seulement du point de vue du CCF. L idée fondamentale qui oriente comment l activité du CCF a été analysée affirme que les facultés cognitives sont indistinctement liées à l histoire de l ensemble des expériences que l on a vécues. Dans la foulée de Varela (1989), nous supposons que la cognition peut être étudiée comme étant l action créatrice qui fait émerger le monde avec la seule condition d être opérationnelle. Cette conception repose sur le paradigme constructiviste de «l énaction» proposé par Varela (ibid.) et elle utilise des concepts particuliers issus du cadre théorique et méthodologique du cours d action (Theureau, 199 ; Theureau & Jeffroy, 1994). L analyse vise à produire une description rigoureuse et admissible de la manifestation et de la construction de l interaction entre le CCF et son environnement. Cette description repose sur une théorie constructiviste de la signification issue des travaux de Charles Sanders Peirce (1839-1914). Il s agit d une sémiotique dynamique qui inclut le contexte et la dynamique des situations dans l interprétation de l acteur. Le faisceau d'hypothèses sous-
Proceedings of the SELF-ACE 001 Conference Ergonomics for changing work jacent à ce cadre d analyse permet de caractériser la cognition comme étant incorporée, située dynamiquement et cultivée. Des données comportementales (actions et communications) ont été recueillies sur le terrain ainsi que des données de verbalisation en situation d autoconfrontation. L analyse effectuée sur ces données porte essentiellement sur l anticipation du CCF, les savoirs qu il met en œuvre, ce qu il sélectionne dans son environnement pour confirmer ou infirmer ses attentes et poser des actions sur le système (y compris des communications, des interprétations, des focalisations et des émotions). Ainsi, la notion de signification pour l action est centrale dans l analyse. Elle est appréhendée par l articulation d une analyse locale et d une analyse globale du cours d action. L analyse locale sert à comprendre comment les différentes unités significatives du cours d action se construisent progressivement et l analyse globale, elle, permet d étudier l organisation dynamique de ces mêmes unités au fil du temps. Ces deux types d analyses permettent de faire apparaître comment les préoccupations, les attentes et les savoirs mobilisés par le CCF se déterminent en relation avec ce qui lui fait signe dans la situation. PRINCIPALES RECOMMANDATIONS ET TRANSFORMATIONS PROBABLES DU TRAVAIL DES CCF Des repères pour la conception d une situation d aide au contrôle de la circulation ferroviaire sont identifiés tout au long des analyses. Ils sont ensuite repris afin de répondre aux objectifs spécifiques du projet de conception en termes de productivité et de sécurité du système ferroviaire. Deux principes sont mis de l avant pour formuler les recommandations : l un consiste à aider l opérateur à suivre les règles et à surmonter les contraintes de la compréhension des situations ; l autre vise à mettre en place un filet de protection technique contre les débordements. L étude débouche sur un système de recommandations qui vise, entre autres, à aider le CCF à comprendre les situations, à chercher les informations, à se rappeler les événements et à coopérer. Ce système de recommandations vise à préserver et à encourager l engagement global du CCF dans la situation de travail. Nous présentons et discutons, ici, seulement de quelques-unes des recommandations proposées à l entreprise. Tout d abord, nous recommandons d automatiser le système de manière à ce qu il contribue à la situation d aide au pilotage de la circulation ferroviaire. Le problème de l aide aux CCF peut se résoudre en mettant à leur disposition un champ d actions possibles à l intérieur duquel ils pourraient contrôler la circulation ferroviaire. Ce champ serait déterminé par une planification plus large et hiérarchique et pouvant être rectifiée en fonction des événements imprévus et des actions des CCF. Le champ d actions possibles vise à préciser la latitude décisionnelle dont disposent les CCF sans compromettre pour autant la planification régionale. Toutefois, le CCF pourrait décider, pour une raison ou pour une autre, de ne pas respecter le champ d actions possibles qui lui est proposé. Dans ces conditions, le système devrait alors informer le CCF des conséquences futures probables de ses actions sur la route en aval du train, sur d autres trains en circulation ou sur des travaux d entretien de la voie en cours ou futurs. Nous recommandons aussi de laisser le libre choix aux CCF d aligner les signaux de circulation soit manuellement, soit automatiquement par «autorouting». Précisons que la fonction «auto-routing» existe depuis plusieurs années sur la plupart des systèmes de contrôle et qu elle est utilisée judicieusement par les CCF. Pour étendre la situation d aide au-delà de la seule conception du système automatisé, nous recommandons de supporter la coopération entre les CCF. Ceci constituerait un complément utile au «champ d actions possibles» afin d améliorer la planification de la circulation 3
Proceedings of the SELF-ACE 001 Conference Ergonomics for changing work ferroviaire sur l ensemble du réseau. Nous recommandons de réunir dans un même lieu les postes de contrôle dont les territoires sont adjacents, constitués de voies multiples et où il y a une forte circulation ferroviaire. Ce lieu commun devrait être équipé d un synoptique dont les dimensions et la présentation des informations permettraient aux CCF de visualiser conjointement l ensemble des territoires qui y sont contrôlés. Nous pensons que cette transformation de l aménagement des postes de contrôle favoriserait la compréhension mutuelle des situations ferroviaires par les CCF, la cohérence des prises de décision sur les différents territoires, l échange de savoir-faire entre les CCF et la formation sur le tas des nouveaux CCF. Cependant, ce réaménagement devrait être fait avec prudence. Depuis de nombreuses années, les CCF ont l habitude d être seuls à leur poste de contrôle ; aussi disposent-ils d une plus grande liberté quant à leur manière de contrôler la circulation ferroviaire et d effectuer d autres activités, parfois personnelles, parallèlement à leur tâche. De plus, ce réaménagement devrait considérer la fréquence des communications radiotéléphoniques dans le poste de contrôle. Le système radiotéléphonique actuel est muni de haut-parleurs diffusant bruyamment les communications dans le poste de contrôle. Il faudrait munir le système de casques d écoute avec ajustement manuel des hautes et des basses fréquences. Aussi, nous recommandons que des variables contextuelles soient prises en compte pour concevoir l implantation future d un système de télécommunication («datalink»). L un des objectifs du «datalink» consiste à permettre au contremaître d interagir directement avec le système de contrôle automatisé afin de demander son permis d occupation de la voie (POV), ce dernier pourrait ainsi vérifier lui-même l état de la situation ferroviaire et demander directement à l automate son POV. Avant que l automate n émette le POV, le CCF n aurait qu à l accepter ou à le refuser. Nous craignons que cette conception n altère ou n élimine la coopération entre les CCF et les contremaîtres. Nous recommandons que le contremaître communique oralement avec le CCF et qu il lui transmette aussi par télécommunication, les limites de son POV. Le CCF resterait ainsi engagé dans l évaluation de la demande et serait capable de décider s il peut ou non autoriser le contremaître à occuper le voie. Le CCF conserverait ainsi la possibilité d être informé en détail des intentions du contremaître et des conditions réelles de la voie. La transmission du POV serait faite directement par télécommunication, si bien que les erreurs de transmission seraient évitées et la coopération entre les CCF et les contremaîtres renforcée. RÉFÉRENCES Amalberti, R. (1999) Les effets pervers de l ultrasécurité, La recherche, n 319, pp. 66-70. Jeffroy, F. (1993) Les recommandations en ergonomie du logiciel, Génie Logiciel & Systèmes Experts, n 9, pp. 40-46. Dufresne, R. (001) Le contrôle des environnements dynamiques. Étude ergonomique dans une perspective d automatisation d un système de contrôle de la circulation ferroviaire. Thèse de Doctorat, École Pratique des Hautes Études, France, 376 pages. Salembier, P. (1994) Assistance coopérative aux activités complexes : l exemple de la régulation du trafic aérien, in : B. Pavard (Éds.), Systèmes coopératifs : de la modélisation à la conception. Éditions Octares, 413 pages. Theureau, J. & Jeffroy, F. (1994) Ergonomie des situations informatisées. La conception centrée sur le cours d action des utilisateurs. Éditions Octares, 335 pages. Theureau, J. (199) Le cours d action : analyse sémio-logique. Essai d une anthropologie cognitive située. Éditions Peter Lang, Neuchâtel, 339 pages. Varela, J.F. (1989) Autonomie et connaissance. Essai sur le vivant. Éditions du Seuil, Paris, 48 pages. 4