FCL040 - §3 - Diapo 1 - 05/10/01 © A.KAISER – UTILISATION PUBLIQUE INTERDITE SANS ACCORD DU CONCEPTEUR ATPL FCL040 Performance humaine et limitations Partie

FCL040 - §3 - Diapo 1 - 05/10/01© A.KAISER – UTILISATION PUBLIQUE INTERDITE SANS ACCORD DU CONCEPTEUR

ATPL FCL040Performance humaine et limitations

Partie 3 Partie 3

VISION, AUDITION, EQUILIBREVISION, AUDITION, EQUILIBRE


• Physiologie des organes sensoriels

• Equilibre et illusions sensorielles


Physiologie

• Le système visuel et ses limitations

• Le système auditif et ses limitations

• Autres organes sensitifs


Le système visuel

• L’œil est notre organe sensoriel le plus important

• L’œil est comme un appareil photo• Il a une enveloppe qui

tient un objectif• A la place du film, il y a

la rétine qui reçoit l’image


Coopération yeux cerveau

• Les yeux et le cerveau coopèrent étroitement pour produire la sensation visuelle• L’œil droit est relié

à l’hémisphère gauche et vice versa


Structure de l’œil

1. Cristallin2. Cornée3. Humeur aqueuse4. Centre de la

vision (fovea centralis)

5. Rétine6. Axe de la vision7. Point aveugle


Rétine

• La vision centrale est assurée par les cônes qui sont répartis au centre de la rétine, et permettent la perception des détails, des couleurs, des textures, et l'identification des objets. La vision centrale est diurne.

• La vision périphérique est assurée par les bâtonnets qui sont repartis sur les côtés de la rétine et permettent de percevoir les formes, les niveaux de gris, le mouvement et la détection des objets. La vision périphérique participe en totalité à la vision nocturne.


Limitations de la vision

• Acuité visuelle• Vision des contrastes• Vision des couleurs• Vision de nuit• Champs visuels• Accomodation


Acuité visuelle

• L’acuité visuelle est la représentation de l’aptitude du sujet à discerner de petits détails à une distance de référence.

• La vision peut être atteinte lors d’une hypoxie mais elle a d’autres limites.


La vision des contrastes

• Le contraste perçu entre un objet et le fond sur lequel il apparaît est lié à la différence de luminance entre l’objet et le fond• lien entre la perception du contraste et

l’acuité visuelle• la capacité à percevoir des petits détails sur

un fond blanc n’est pas une condition suffisante pour une bonne acuité visuelle


La vision des couleurs

• Les cônes voient les détails et les couleurs mais demandent un niveau de luminance ambiant important.

• Passé ce seuil tous les objets sont vus gris par les bâtonnets.

• Le rouge est une couleur privilégiée car elle est vue rouge ou n’est pas vue.


Les « champs » visuels

• En vision centrale, on peut lire les caractères alphanumériques. Au delà du cercle de vision centrale, dans l'aire de vision périphérique, on ne distingue que les objets en mouvement ou les signaux clignotants.


Vision de nuit

• L’absence de bâtonnets au centre de la rétine rend la « vision décalée » importante en vol de nuit• On voit mieux les détails en les regardant du « coin de l’œil »

• Les bâtonnets perdent leur sensibilité après une exposition courte à une source lumineuse, mais ils la regagnent assez rapidement après une courte période de repos

• Pour ménager la vision de nuit, de nombreuses théories ont été élaborées sur les éclairages des cockpits


Adaptation

• Les bâtonnets sont 5000 fois plus sensibles à la lumière que les cônes

• L’adaptation à la vision de nuit peut être altérée par:• La fatigue• Les rhumes• L’insuffisance de vitamine A• L’alcool• Les stimulants ou les médicaments• Le tabagisme


Défauts de l’œil

• Myopie• Hypermétropie• Presbytie• Fatigue visuelle


Focalisation

• Composants du système de « mise au point »

1. Cornée2. Iris3. Cristallin4. Humeur aqueuse


Lentille


Myopie

• L’image se forme avant la rétine

• Correction avec une lentille concave


Hypermétropie

• L’image se forme après la rétine

• Correction avec une lentille convexe


Fatigue visuelle

• En altitude, avec tous ses repères situés sur l’horizon, l'œil adoptera une position de repos. • La vision sera focalisée à environ 1

mètre. • Ce phénomène est appelé myopie

d'altitude. Il est bien sûr génératrice de fatigue visuelle.


Caractéristiques de la fatigue visuelle

• La fatigue visuelle peut se caractériser par • des maux de tête, • des douleurs à l'œil, • un larmoiement, • une gène liée à la lumière, un voile, une sensation de voir

double, ou une tâche noire. • Elle est souvent causée par un éblouissement, les

vibrations, le stress, une fixation prolongée du regard ou des variations fréquentes de l'accommodation.

• Des vols rapprochés ou de longue durée sont des facteurs aggravants cette fatigue.


Eclairages de cockpit

• En croisière l'éclairage du poste devrait être fort pour lutter contre l'hypovigilance. En approche il faut le baisser pour bénéficier de la meilleure vision nocturne possible.

• De nuit, on rappelle que la vision nocturne est altérée par hypoxie dès 5000 ft.


Eblouissement

• L'œil peut s'adapter aux changements des intensités lumineuses en changeant le diamètre de la pupille. Ceci peut changer l'intensité de la lumière arrivant sur la rétine d'un facteur de:• 2:1


L’oreille

• L’oreille est le siège de l’audition• tympan

• Elle est aussi le siège de l’équilibre• oreille interne


Son

• C’est une vibration, une variation très rapide de la pression atmosphérique

• La pression acoustique est fonction de l’amplitude de l’oscillation et s’appelle intensité sonore• Elle se mesure en décibels (dB)

• Leur échelle est indépendante de la fréquence

• Le volume sonore est subjectif et exprimé selon l’échelle phonique


Echelle phonique0 phon Seuil auditif

10 phon Bruissement silencieux des feuilles dans le vent

20 phon Murmure

30 phon Bruit faible de la rue

40 phon Conversation normale

50 phon Musique normale sortant d’un haut parleur

60 phon Musique forte sortant d’un haut parleur

70 phon Fort bruit de la rue

80 phon Très fort bruit de la rue, hurlement

90 phon Klaxon

100 phon Moteur de mobilette trafiqué

110 phon Bruit d’usine très fort

120 phon Sifflement pneumatique à 1 mètre

130 phon Seuil de la douleur (sirène de DCA à 20m)


Structure de l’oreille

1. Oreille externe et conduit auditif (jaune)

2. Tympan (vert)3. Oreille moyenne (bleu) et

trompe d’Eustache (bleu foncé)

4. Oreille interne (blanc), cochlée et organes de l’équilibre


L’oreille moyenne : siège de l’audition

1. Tympan (noir)2. Marteau (rose)3. Enclume (bleu)4. Etrier (vert)5. Fenêtre ovale

(jaune)


L’audition

• L'acuité auditive décroît avec l'âge en intensité et en fréquence.• L'oreille perçoit

normalement les sons de 16 à 20000 Hz.


Fatigue auditive

• L'exposition à une intensité sonore élevée (>85 dB) provoque une fatigue auditive avec un temps de récupération qui peut être supérieur de 3 à 4 fois au temps d'audition.


Presbyacousie (NIHL)

• C’est la détérioration progressive de l’audition• L’audition baisse

• Après 500 à 1000h sur avion à hélices sans protection

• Après 2000 à 3000h, les symptômes sont découverts chez la plupart des pilotes

• Après 4000h, la courbe de l’audition est altérée autour des 4000Hz


Surdité

• Les oreilles peuvent exiger de plusieurs heures à plusieurs jours pour une pleine récupération de la fatigue auditive.

• Dans quelques cas graves, les dommages sont permanents (conductive deafness : surdité de conduit).


Autres organes sensoriels

• Récepteurs kinesthésiques• La peau • La sensation musculaire


La peau et le poids

• Une force est le produit d’une masse et d’une accélération:• P = m.g

• Notre sens du toucher sert de source d’information en vol:• Sensation des pressions sur le corps• Orientation des forces par tension dans

la peau


Sensation musculaire

• Combinaison de:• Tensions dans la peau• Forces à l’intérieur des muscles et tendons• Retour des articulations reliées à ces muscles et tendons

• Nous pouvons ressentir des forces par la réaction des muscles à l’intérieur de notre corps et l’information envoyée au cerveau• C’est l’activité psychomotrice


Accélérations et illusions

• Accélérations• Effets des

accélérations

• Équilibre• Illusions

• Danger des illusions


Circonstances d’apparition

• Démarrage• Décollage• Mise en pallier• Virage• Turbulence• Affichage de la puissance• Sortie des volets• Sortie du train• Atterrissage (dur…)• Freinage


Effets des accélérations

• Les accélérations verticales ont des effets cardiovasculaires

• Elles peuvent créer des illusions sensorielles

• Les accélérations longitudinales peuvent aussi créer des illusions sensorielles


L’équilibre

• Pour s'orienter dans l'espace, le cerveau utilise:• des informations fournies par

l'œil, • l'oreille interne,• des récepteurs situés près

des articulations.

• Si l'une de ces informations est erronée, il y a désorientation spatiale.


Oreille interne

1. Parties expansées

2. Canaux semi circulaires (accélérations en virage)

3. Utricule (accélération horizontales)

4. Saccule (accélérations verticales)

5. Cochlée (pas de détection des accélérations


Détection des accélérations linéaires

• Utricule:• Les statolithes sont

horizontaux• Détection des accélérations

longitudinales

• Saccule:• Les statolithes sont verticaux• Détection des variations de la

pesanteur


Détection des accélérations angulaires

• Canaux semi circulaires:• Les petits cheveux détecteur

bougent en suivant le fluide emprisonné dans ces canaux

• Si l’accélération est constante, le fluide revient au repos et la détection s’arrête


Illusions sensorielles

• Le cerveau humain n'est véritablement sensible qu'aux changements de stimulation se produisant dans son environnement.

• L'absence de stimuli ou un stimulus constant de faible intensité peuvent abuser les sens, ce qui peut conduire le pilote à amener l'avion dans des attitudes dangereuses en quelques secondes.


Les illusions sensorielles en vol

• Il peut y avoir plusieurs type d'illusions:• celles liées à la perception du mouvement (manœuvre d'évitement

inutiles suite à de mauvaises perceptions)• celles liées au contraste d'éclairage car on établit un rapport entre la

luminosité et la distance.• celles d'origine vestibulaire (somato) qui sont responsables d'une

mauvaise représentation de l'orientation de l'avion dans l'espace. Elles surviennent pour des accélération faibles.

• celles qui surviennent au cours de la sortie de virage prolongé à taux constant.


Effet Coriolis

• le mouvement de la tête en virage peut provoquer une sensation erronée de rotation ou une nausée

• ne jamais tourner la tête en virage.


Inclinaison

• une inclinaison non souhaitée suivie d'une correction à l'opposé de celle ci crée une sensation de virage en sens inverse

• apparaît en pilotage manuel quand l'attention est fixée ailleurs (lecture de carte)

• croire les indications des instruments et piloter à l'horizon artificiel surtout si les sensations persistent pour y remédier.


Mise en virage engagé

• L’illusion d’inclinaison peut vous amener en virage engagé:


Illusion oculo-visuelle (somatogravique)

• Illusion de cabré• Solution:

• Suivre l’horizon artificiel

• Rare dans l’aviation civile


Illusions d’optique


Lumières dans la nuit

• Des lumières au sol peuvent être interprétées comme étant l’horizon

• Solution:• Croire ses

instruments


Axes horizontal et vertical

• En vol au-dessus d’une couche de nuages inclinés, on a l’impression d’être incliné de l’autre côté


Illusion auto cinétique

• après décollage sensation de se retrouver face à des lumières au sol ce qui risque de provoquer une manœuvre inappropriée (cabré excessif)• causée par l’accélération

linéaire• apparaît en virage après

décollage en conditions brumeuses, au dessus de la mer ou en terrain montagneux quand on ne peut avoir de repère au sol

• piloter à l'horizon artificiel pour y remédier.


Taille constante

• Piste plus grande ou plus petite que d’habitude

• Contrôler son plan est primordial


Illusions liées à la piste

• Pente montante vers la piste ou piste montante:• Sensation de hauteur trop élevée donc approche trop basse

• Piste trop large• Sensation d’approche basse : passage au dessus du plan• Poser long car trop de vitesse

• Trop forte luminosité• Sous estimation de la hauteur et de la distance, passage au

dessus du plan en courte finale car l’évaluation de la perspective est fonction de la luminosité, on se croit trop près et on refuse le sol

• Poser long car trop de vitesse


Fluctuation de la luminosité

• Une augmentation de l’intensité des éclairages nous fait croire que nous approchons des lumières

• Une diminution de l’intensité des éclairages nous fait croire que nous éloignons des lumières

• La variation de luminosité pourrait faire croire qu’un objet s’éloigne alors qu’il se rapproche


Trajectoire de collision

• Si un avion présente un relèvement constant: il se rapproche

• Sa taille reste petite jusqu’à 1 seconde de l’impact


Illusion en approche de nuit

• Approche dans le trou noir• trajectoire adoptée

située sur un arc de cercle au lieu d’un plan• Située sous le plan• Risque de poser

court• Risque de heurter

des obstacles avant la piste


Trou noir

Approche trou noir = DANGER

Utiliser l’ILS, le PAPI

Ne pas faire d’approche à vue, risque de CFIT


Jour blanc

• Si une lumière réfléchie se trouve au-dessus de la piste, l’horizon ne peut plus être évalué


• Étude de cas :• American Airlines 383

• Collision avec le sol en approche de nuit• Cincinnati, Ohio, USA• Boeing 727-100• 8 septembre 1965


Les autres illusions liées au système visuel

• Illusion stroboscopique• les strobes lights allumées dans la couche peuvent créer vertiges voire

de l’épilepsie• Les couper dans les nuages.

• Illusion occulo-gyrale• la nuit, fixant une source lumineuse isolée en sortie de virage, on a

l'impression que celle ci tourne en sens inverse du virage• illusion persistante

• fixer son regard sur les instruments pour stabiliser celui ci pour y remédier.

• Illusion visuelle• au dessus d'un banc de nuages incliné on a une impression

d'inclinaison• piloter à l'horizon artificiel pour y remédier.


Mal des transports

• Le mal des transports peut être une cause d’incapacité

• Il est la conséquence d’un conflit inter sensoriel

• Il peut avoir aussi pour origine des vibrations entrant en résonance avec certains de nos organes


Conduite à tenir face au mal des transports

• Annuler toutes les informations de verticale :• administration de médicaments antihistaminiques• position allongée• limitation des mouvements de la tête• fermeture des yeux

• Limiter l’effet des vibrations• ambiance calme

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