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Most of us do not know how a visually impaired person perceives and acts within the environment in everyday life. In this context, an experimental study was conducted using a virtual reality simulation in which sighted people were immersed in low vision situations: blurred vision, tunnel vision, and central scotoma. After a brief familiarization procedure with a virtual reality tool called “SENSIVISE”, which includes a virtual apartment, 24 adults had to explore two rooms through low vision simulation or full vision (as a control group) to identify their location, and then were instructed to find particular targets. Perception and actions performances were measured in terms of time needed to answer questions related to visual perception, and distances between the participants’ body and the screen. The results show that low vision simulation impairs perception among sighted people. It was expressed by a statistically significant effect of lower times needed to execute tasks compared to the control condition. Consequently, the sighted individuals realized how it is difficult to perceive and move when vision is limited. Laval Agglomération et Conseil Général de la Mayenne This work was carried out with the financial support of Laval authorities (Laval Agglomération and Conseil Général de la Mayenne). Authors would also like to thank Dassault Systèmes for financial support (Passion for Innovation Programme), ENOZONE and EMISSIVE for development support, and all volunteers who gave their consent to carry out the experiments presented in this study.

International audience; Most of us do not know how a visually impaired person perceives andacts within the environment in everyday life. In this context, anexperimental study was conducted using a virtual reality simulation inwhich sighted people were immersed in low vision situations: blurredvision, tunnel vision, and central scotoma. After a brief familiarizationprocedure with a virtual reality tool called “SENSIVISE”, which includesa virtual apartment, 24 adults had to explore two rooms through lowvision simulation or full vision (as a control group) to identify theirlocation, and then were instructed to find particular targets. Perceptionand actions performances were measured in terms of time needed toanswer questions related to visual perception, and distances between theparticipants’ body and the screen. The results show that low visionsimulation impairs perception among sighted people. It was expressed bya statistically significant effect of lower times needed to execute taskscompared to the control condition. Consequently, the sighted individualsrealized how it is difficult to perceive and move when vision is limited.

Previous studies investigating how humans build reliable spatial knowledge representations allowing them to find their way from one point to another in complex environments have been focused on comparing the relative importance of the two-dimensional visual geometry of routes and intersections, multi-dimensional data from direct exposure with the real world, or verbal symbols and/or instructions. This thesis sheds further light on the multi-dimensional and multi-sensorial aspects by investigating how the cognitive processing of spatial information derived from different sources of sensory and higher order input influences the performance of human observers who have to find their way from memory through complex and non-familiar real-world environments. Three experiments in large-scale urban environments of the real world, and in computer generated representations of these latter (Google Street View), were run to investigate the influence of prior exposure to 2D visual or tactile maps of an itinerary, compared with a single direct experience or verbal instructions, on navigation performances in sighted and/or visually deficient individuals, and in individuals temporarily deprived of vision. Performances were analyzed in terms of time from departure to destination, number of stops, number of wrong turns, and success rates. Potential strategies employed by individuals during navigation and mental mapping abilities were screened on the basis of questionnaires and drawing tests. Subjective levels of psychological stress (experiment 2) were measured to bring to the fore possible differences between men and women in this respect. The results of these experiments show that 2D visual maps, briefly explored prior to navigation, generate better navigation performances compared with poorly scaled virtual representations of a complex real-world environment (experiment 1), the best performances being produced by a single prior exposure to the real-world itinerary. However, brief familiarization with a reliably scaled virtual representation of a non-familiar real-world environment (Google Street View) not only generates optimal navigation in computer generated testing (virtual reality), but also produces better navigation performances when tested in the real-world environment and compared with prior exposure to 2D visual maps (experiment 2). Congenitally blind observers (experiment 3) who have to find their way from memory through a complex non-familiar urban environment perform swiftly and with considerable accuracy after exposure to a 2D tactile map of their itinerary. They are also able to draw a visual image of their itinerary on the basis of the 2D tactile map exposure. Other visually deficient or sighted but blindfolded individuals seem to have greater difficulty in finding their way again than congenitally blind people, regardless of the type of prior exposure to their test itinerary. The findings of this work here are discussed in the light of current hypotheses regarding the presumed intrinsic nature of human spatial representations, replaced herein within a context of working memory models. It is suggested that multi-dimensional temporary storage systems, capable of processing a multitude of sensory input in parallel and with a much larger general capacity than previously considered in terms of working memory limits, need to be taken into account for future research.; Dans le cadre de cette thèse, nous avons mené trois études sur le terrain et/ou en laboratoire pour comparer l‟importance relative de la géométrie des routes, représentée visuellement ou tactilement en deux dimensions, des informations multidimensionnelles extraites sur la base d‟une visite directe du monde réel, et des informations symboliques indirectes sur les lieux par le biais d‟ instructions verbales, dans la construction de représentations spatiales chez l‟homme, lui permettant de naviguer de mémoire dans des environnements complexes et non-familiers. Ces expériences ont permis de mettre en lumière certains aspects multidimensionnels et multi-sensoriels dans le traitement cognitif des informations spatiales et l‟influence de celui-ci sur les performances d‟hommes et de femmes, qui avaient pour tâche de retrouver de mémoire un itinéraire donné dans un milieu urbain non familier. Les résultats montrent clairement que des informations relatives aux repères visuels, transmises au moyen de séquences d‟images panoramiques des itinéraires étudiés, sont inutilisables par un navigateur s‟il ne dispose pas d‟informations valides sur les distances relatives entre ces repères dans le monde réel (expérience 1). L‟influence d‟une exposition au préalable à un plan 2D visuel ou tactile des itinéraires a été comparé avec celle d‟une expérience directe au moyen d‟une visite guidée, ou indirecte au moyen d‟indications verbales, sur les performances de navigation de personnes voyantes (expérience 1 et 2), déficientes visuelles (expérience 3), ou voyantes mais privées temporairement de leur vision (expérience 3) dans des environnements urbains à grande échelle. Les tests ont été réalisés en milieu réel (expériences 1 et 3) et virtuel (expérience 2) généré par ordinateur (Google Street View). Les performances ont été analysées en termes de temps du point de départ au point d‟arrivée, nombre d‟arrêts, nombre d‟erreurs et taux de succès. Les stratégies potentiellement employées durant la navigation sont mis en avant sur la base des réponses des sujets à un questionnaire standardisé ; leurs capacités individuelles de se représenter l‟environnement exploré sous forme d‟images mentales a été évaluée sur la base de dessins. Les niveaux subjectifs de stress psychologique ont été mesurés pour mettre en évidences des différences possibles entre l‟homme et la femme à cet égard. Les données ici montrent, d‟une part, qu‟une exploration rapide de représentations virtuelles correctement mises à l‟échelle d‟un environnement complexe permet aux sujets de retrouver cet itinéraire sans problème dans le milieu réel (expérience 2). Les personnes aveugles de naissance compensent l‟absence de repères visuels dans la navigation efficacement par la mémorisation d‟informations géométriques sur la base d‟une brève exploration d‟un plan tactile des itinéraires étudiés ici. Les sujets voyants privés de repères visuels, par contre, ne sont pas instantanément capables d‟une telle compensation (expérience 3). Les résultats de ce travail sont discutés ici à la lumière des hypothèses actuelles sur la nature intrinsèque des représentations spatiales chez l‟homme et placés ici dans le contexte d‟un modèle de la mémoire de travail. Nous suggérons que cette dernière comprend des sous-systèmes multidimensionnels de stockage temporaire, capables de traiter en parallèle une multitude d‟entrées sensorielles avec une capacité beaucoup plus grande que précédemment postulé dans le modèle classique de la mémoire de travail, qui présume un traitement sériel d‟informations à capacité limitée. Un tel modèle est globalement mis en question par les résultats de cette thèse, qui ouvre une porte importante aux recherches futures sur le traitement cognitif d‟informations spatiales chez l‟homme dans un monde en perpétuel changement.

International audience; “Virtual spaces and pre-experience in geographic space”- The virtualrepresentations of space have largely democratized in recent years. Market liberalization of satelliteimages and increased capacity of data transfer on the wired and non wired deeply involved in theestablishment of virtual globes now connected to cyberspace.The man has more and more use of virtual spaces for understanding space. Whetherdeveloping a route or finding a place, the paper map and tourist guide disappear in favor of VirtualEarth and mobile phones.In this context transfer usage, virtual representations of space appear, along with the use ofGPS, providing a skewed perception of space. For despite their intrinsic qualities common, especiallyfor navigation in an unknown space, their use would change our relationship to space and in somecases could affect their learning.The objective of this multidisciplinary communication is to update the popularity of virtualglobes while questioning their practices in the pre-condition of spatial experience. For the currentdevices used to test virtual space prior to physically experience. We see through a comparativeexperiment, as part of a complex path, subjects who had a pre-experience of virtual space are lessefficient than subjects who saw a plane 2D paper and less effective than subjects who completed a tour.Analysis of GPS traces of subjects will allow us to draw conclusions about the types of failures anderrors.; Les représentations virtuelles de l’espace se sont largement démocratisées lorsdes dernières années. La libéralisation du marché des images satellites et l’augmentation des capacitésde transfert de données sur les réseaux filaires et non filaires participent largement à la mise en placede mondes miroirs désormais connectés au cyberespace.L’homme a de plus en plus recours aux espaces virtuels pour appréhender l’espace. Que cesoit pour l’élaboration d’un itinéraire ou la découverte d’un lieu, la carte papier et le guide touristiques’effacent au profit du monde miroir et du téléphone portable.Dans ce contexte de transfert d’usage, les représentations virtuelles de l’espace semblent, aumême titre que l’usage des GPS, offrir une perception biaisée de l’espace. Car malgré leurs qualitésintrinsèques communes, en particulier pour la navigation dans un espace inconnu, leurs usagesmodifieraient notre relation à l’espace et pourraient dans certains cas altérer son apprentissage.L’objectif de cette communication pluridisciplinaire est de mettre au jour la popularité desmondes miroirs tout en interrogeant leurs usages en condition de pré-expérience de l’espace, car lesdispositifs actuels permettent d’expérimenter virtuellement l’espace avant d’en faire physiquementl’expérience. Nous verrons à travers une expérience comparative, que dans le cadre d’un parcourscomplexe, les sujets ayant eu une pré-expérience virtuelle de l’espace s’avèrent moins efficaces que lessujets qui ont consulté un plan papier 2D et moins efficaces que les sujets ayant effectué une visiteguidée. L’analyse des traces GPS des sujets nous permettra de tirer des conclusions sur les typologiesd’échecs et d’erreurs.

The processes in the brain which enable humans to navigate independently through complex environments have been related to functionally identified neural structures involved in long-term memory representation. This study investigates the role of short-term memory representation, activated through brief exposure to the spatial layout of an unfamiliar complex environment. The effects of short-term memory processes on navigation performances of men and women were investigated. After two minutes of either 2D map or direct viewing (learning phase), individuals navigated from memory in Google Street View (test phase). Subjective ratings of psychological stress were recorded after testing. Satisfactory, and significantly better navigation performances compared with 2D map exposure, were found for both men and women after direct viewing. A significant effect of the sex factor was observed after 2D map exposure, where women produced the weakest performances, and the highest psychological stress ratings.We conclude that short-term memory representations of acomplex and novel spatial layout enable successful navigation, depending on the type of visual information made available through prior exposure. Direct visual experience is encoded more effectively by the brain than abstract map experience, especially by women, under the conditions investigated here.

International audience

National audience; La numérisation des dispositifs de prise d'information spatiale (environnements 3D, géolocalisation, réalité augmentée) peut être pensée, du point de vue de la perception du sujet, dans la continuité des dispositifs traditionnels tels que la visite guidée et la consultation d'un plan sur papier. Une approche communicationnelle et sémiotique des supports de prise d'information spatiale peut permettre de mieux comprendre le rôle des dispositifs traditionnels et récents, sur la représentation mentale de l'espace, et les stratégies de mémorisation de l'information spatiale, dans la finalité de trouver ou retrouver son chemin. Les objectifs de cette contribution portent sur une approche communicationnelle et sémiotique : d'un point de vue théorique, cet article présente les jalons de la spécificité de cette approche des dispositifs de prise d'information spatiale, et d'un point de vue expérimental, il présente les résultats d'une expérimentation conduite au Père-Lachaise avec 24 participants, concernant les repères mobilisés par les sujets suite à la consultation de chaque dispositif de prise d'information évalué (carte papier, visite virtuelle, visite guidée). Les observateurs en visite guidée ont davantage utilisé les panneaux ou les tombes pour mémoriser leur trajet, c'est à dire les éléments textuels à leur portée ; les observateurs ayant utilisé un plan ont utilisé une représentation mentale géométrique et enfin, en visite virtuelle, les observateurs ont mémorisé des éléments architecturaux tels que les tombes mais en l'absence du contexte adéquat.