La simulation aide les conducteurs daltoniens à s'orienter sur la route 

Plus de 300 millions de personnes à travers le monde sont daltoniennes. Statistiquement, les hommes sont plus susceptibles d'être daltoniens (un homme sur douze est concerné, contre seulement une femme sur deux cents¹). Que ce soit pour lire les feux de circulation, identifier des produits ou assortir des vêtements, cette anomalie de la vision peut rendre difficiles les tâches quotidiennes les plus banales. Au volant, les conducteurs daltoniens peuvent compenser leur daltonisme en portant des lunettes ou des lentilles de contact spéciales, et aussi grâce à des applications pour smartphone conçues pour les aider.

Mais que se passe-t-il lorsque vous conduisez ? Aux États-Unis, les personnes atteintes de ce trouble sont autorisées à conduire à condition de réussir l'examen de conduite. Par ailleurs, ce trouble n'empêche pas la plupart des daltoniens de conduire. En revanche, lire un écran de navigation peut s'avérer être une tâche complexe lorsque vous ne parvenez pas à distinguer les couleurs de votre écran. C'est pourquoi les ingénieurs automobiles se sont tournés vers la simulation Ansys pour se mettre à la place d'une personne daltonienne et se servir de ces données pour mettre au point un affichage plus adapté aux conducteurs concernés.

 Avez-vous déjà imaginé ce que représente le fait d'être daltonien, ou ce qu'une personne daltonienne voit réellement ? Les personnes daltoniennes ne voient pas le monde en noir ou blanc, elles voient simplement les couleurs différemment. Cette différence de perception rend la distinction entre certaines couleurs plus difficile. Les personnes atteintes de daltonisme rouge-vert (la forme la plus courante) sont incapables de discerner ces deux couleurs. Le daltonisme bleu-jaune affecte quant à lui la capacité à distinguer le bleu et le vert, ou le jaune et le rouge. La monochromie, ou daltonisme complet, est très rare. Comme son nom l'indique, il s'agit d'une incapacité à voir les couleurs.

En règle générale, nos rétines contiennent trois types de cônes qui réagissent à la lumière à différentes longueurs d'onde pour nous aider à percevoir les couleurs : les cônes rouges, bleus et verts. La plupart d'entre nous naissent avec environ 6 millions de cônes², qui nous permettent de voir les couleurs de différentes teintes lorsque la lumière rebondit sur les objets de la vie quotidienne qui nous entourent. Si vous présentez un daltonisme rouge-vert ou bleu-jaune, c'est que votre rétine manque de cellules photoréceptrices spécifiques appelées cônes. Les personnes daltoniennes ont moins de cônes que la normale, ce qui explique pourquoi elles confondent les couleurs.

Miser sur l'inclusion des conducteurs daltoniens grâce à la simulation

Vous souvenez-vous la dernière fois que vous avez lu une carte routière ? La plupart d'entre nous comptent sur des applications mobiles telles que Waze ou sur des systèmes GPS disponibles sur les écrans d'infodivertissement de nos véhicules. Cependant, en fonction des couleurs utilisées, certains éléments sur les écrans GPS, tels que les indications d'itinéraire ou d'autres marqueurs, ne sont pas toujours visibles pour les personnes daltoniennes. Laurent Fournier, ingénieur principal en recherche et développement électronique chez Ansys, a développé une fonctionnalité pour le daltonisme dans le logiciel de systèmes optiques Ansys Speos afin d'aider les ingénieurs à mettre au point des conceptions optiques plus adaptées aux conducteurs atteints de daltonisme.

Concevoir un affichage embarqué est une question d'ergonomie. Un usage des couleurs adapté contribue à améliorer l'expérience de tous les conducteurs, qu'ils soient ou non atteints d'une déficience visuelle. Pour être efficace, la fonctionnalité de Speos devait être capable d'anticiper ce que les personnes daltoniennes voient en fonction de différents facteurs, tels que la luminosité de l'écran, la résolution, le contraste et l'intensité lumineuse dans des conditions d'éclairage ambiant. Des facteurs tous susceptibles d'avoir un impact sur la manière dont les couleurs sont perçues. 

L'équipe de Laurent Fournier a combiné le logiciel de modélisation des conceptions 3D assistées par ordinateur (CAD) Ansys SpaceClaim à la fonctionnalité du logiciel Speos pour procéder à la modélisation directe, puis a ajouté une couche optique supplémentaire appliquant les propriétés optiques, les capteurs et les sources lumineuses nécessaires pour simuler différents environnements. Le logiciel permet de simuler avec précision l'émission d'une source, la propagation de la lumière, l'interaction de la lumière avec les surfaces et la détection de la lumière grâce à la gestion spectrale. Le modèle d'œil humain de Speos transforme ensuite les informations de luminescence spectrale en informations visuelles perçues. Ce modèle, basé sur certains aspects physiologiques, aide les ingénieurs à comprendre comment les couleurs apparaissent à l'œil nu, tout en tenant compte de la réponse de l'œil au niveau de la lumière, aux couleurs, au contraste, ainsi qu'aux changements rapides de la luminosité environnante en fonction de la réponse de la rétine.

« Dans l'habitacle d'un véhicule, les couleurs et la lumière ont un impact sur toutes les facettes de l'expérience », précise Laurent Fournier. « Grâce à la fonctionnalité de Speos, nous pouvons non seulement prédire ce que les personnes daltoniennes verront sur l'écran, mais aussi ce qu'elles verront sur l'écran dans différents environnements. De plus, si nous simulons l'affichage d'une scène 3D, nous sommes également en mesure, grâce à la prédiction, de voir l'impact des facteurs environnementaux dans cette scène, qu'il s'agisse de l'utilisation des couleurs sur l'écran, du tableau de bord et plus encore. »

Prédire la perception des couleurs grâce à Ansys Speos 

Il existe des logiciels gratuits capables de prédire la manière dont les couleurs seront perçues par un utilisateur daltonien dans le contexte d'une image spécifique. Cependant, aucun ne peut prédire l'impact de l'environnement de l'habitacle sur les interactions entre le conducteur et l'interface de l'écran. Or, ces prédictions ont un impact positif sur les choix de conception, tels que les couleurs de l'écran, les matériaux du tableau de bord, etc.

« Lorsque vous prenez une simple image, il existe de nombreux logiciels gratuits sur des sites web qui permettent de contrôler la perception de base de manière efficace », explique Fabien Bastide, responsable de la conception d'application chez Ansys. « Toutefois, avec la simulation, nous pouvons faire des prédictions pendant la validation en utilisant un scénario spécifique qui n'existe pas encore dans le monde réel que nous simulons. Grâce à ce type d'essais, permis par la fonctionnalité de Speos, nous pouvons ainsi prédire le comportement de la lumière dans un habitacle à l'aide d'un modèle que nous avons déjà simulé. »

Speos dispose d'un vérificateur de couleurs qui aide les ingénieurs à sélectionner une palette adaptée qui tient compte de toutes les déficiences visuelles liées au daltonisme. Dans le cadre d'un modèle 3D, l'utilisateur peut ainsi appliquer des propriétés optiques et environnementales spécifiques pour voir ce que l'œil normal voit, ainsi que ce que l'œil daltonien voit. La combinaison des données optiques, spectrales et environnementales fournit une perspective complète de la perception des couleurs. En tant qu'outil de post-traitement, Speos peut ensuite utiliser ces trois valeurs et les recombiner efficacement en fonctionnalités spécifiques basées sur un modèle généré par ordinateur de l'affichage intérieur, et ainsi permettre aux ingénieurs de passer d'une palette à l'autre pour répondre aux déficiences liées aux couleurs.

Lorsqu'ils conduisent, les conducteurs reçoivent des alertes et des informations importantes sur les conditions de circulation, que ce soit au niveau de l'affichage head-up (HUD) ou des voyants d'avertissement du tableau de bord du véhicule. Au-delà de l'écran d'infodivertissement, l'outil Speos permet de changer les couleurs des prototypes virtuels, prenant en charge les fonctions autonomes, ainsi que d'autres alertes visuelles apparaissant sur le tableau de bord du véhicule. Enfin, le logiciel vous permet également de simuler les effets visuels de l'éblouissement et du contraste sur le conducteur : un problème de perception lié à l'âge qui interfère de plus en plus avec la conduite à mesure que nous vieillissons.

Voler les yeux fermés avec Ansys Speos

Dans l'armée, la perception des couleurs fait l'objet d'un test et figure parmi les conditions préalables au recrutement pour de nombreuses spécialisations. C'est notamment le cas pour les pilotes de l'armée de l'air, qui utilisent de nombreuses commandes de signaux de couleur et volent de nuit pour piloter en toute sécurité certains des avions les plus rapides au monde, comme le Lockheed Martin F-22 Raptor, un avion pouvant atteindre une vitesse maximale de Mach 2,25 (2 683 km/h)³. L'obtention d'un certificat médical en cas de daltonisme est soumise à la réussite d'un test visuel des planches pseudo-isochromatique⁴, l'un des deux tests exigés par l'armée pour évaluer la perception des couleurs rouge-vert. Cette exigence constitue un obstacle de plus à franchir pour les pilotes en herbe daltoniens qui souhaitent poursuire une carrière dans l'armée Grâce à Speos, les concepteurs pourront repenser les cockpits de demain pour les vols militaires et commerciaux et ainsi aider les pilotes daltoniens à prendre leur envol.

Qu'il s'agisse d'environnements automobiles ou aéronautiques ou de simples reconceptions d'emballages, Ansys Speos peut vous aider à réinventer vos produits, afin de faciliter la vie pour les consommateurs daltoniens et ainsi rendre vos produits plus inclusifs. Commencez avec un essai gratuit dès aujourd'hui. 

1. « About Colour Blindness », Colour Blind Awareness, 6 mai 2022.
2. « What are Eye Cones? Nerve Cells in the Eye that Produce Color Vision », VeryWellHealth.com, 20 décembre 2020.
3. « 15 of the Fastest Fighter Jets in the World Ever Built », Hangar.Flights, 16 avril 2022.
4. « Color-discrimination threshold determination using pseudoisochromatic test plates », Frontiersin.org, 6 mai 2022.