Dans les environnements extrêmes, les habitats sont construits pour la survie. Les sous-marins, les bases antarctiques et les habitations post-catastrophe sont conçues pour donner la priorité à la santé et à la sécurité. C’est particulièrement vrai pour les habitats dans l’espace, où l’espace est réduit au minimum, le contact avec la Terre est éloigné et les dangers nombreux.
Mais alors que les humains envisagent des voyages plus longs vers la Lune et éventuellement vers Mars, la conception d’habitats dans lesquels les équipages peuvent non seulement survivre mais aussi prospérer sera essentielle au succès d’une mission.
Aujourd’hui, des ingénieurs du MIT et d’ailleurs explorent les moyens par lesquels les habitats situés dans des environnements extrêmes peuvent favoriser le bien-être mental, émotionnel et social d’une personne. Ils ont rassemblé une ressource qui relie les caractéristiques de conception de l’habitat aux résultats comportementaux en matière de santé tels que le stress, l’anxiété et les sentiments d’isolement.
Pour aller plus loin, l’équipe a visualisé ces relations sous la forme d’une plateforme interactive en ligne. Les utilisateurs peuvent cliquer pour explorer les liens entre la conception et le comportement, tels que la façon dont la disposition d’un habitat affecte les liens sociaux et la cohésion d’équipe, et comment un espace reconfigurable peut minimiser le mal du pays.
La prise de conscience est là depuis quelques temps que vivre dans l’espace est difficile. Nous avons parcouru un long chemin depuis l’humain dans une boîte de conserve. Alors que nos priorités s’orientent vers des missions d’exploration de longue durée, il devient encore plus important de s’assurer qu’un équipage est en sécurité, en bonne santé, heureux et productif. »
Mich Lin, doctorant, Human Systems Lab et Engineering Systems Lab, MIT
Les idées présentées par l’équipe de Lin, qui paraissent aujourd’hui dans la revue npj Microgravitéont été rassemblés après une recherche documentaire approfondie et des entretiens avec des experts. Ils ont identifié de nombreuses études sur la conception de l’habitat et son influence sur des comportements spécifiques, comme la façon dont les niveaux d’éclairage affectent la qualité du sommeil d’un astronaute. Mais c’est la première fois que l’on rassemble de telles informations, visualisant les relations et les risques associés à la conception d’un habitat et au bien-être d’un habitant.
Lin note que les travaux peuvent être appliqués à la conception d’habitats non seulement dans l’espace, mais également dans d’autres environnements extrêmes, isolés et confinés.
« Les sous-marins, les plates-formes pétrolières, les expéditions polaires et même les camps de réfugiés ou les zones de guerre sont des environnements incroyablement stressants », explique Lin, auteur principal de l’étude. « Nous essayons de rendre ce travail applicable à de nombreux scénarios et d’identifier les points d’intervention dans la conception de l’habitat pour réduire le stress dans ces environnements extrêmes. »
Les co-auteurs de l’étude comprennent Lu Chen, ancien étudiant du MIT, et le professeur Katya Arquilla de l’Université du Colorado à Boulder. Parmi les autres contributeurs clés aux travaux figurent Lauren Blackwell Landon de KBR/NASA, Jeffrey Montes de la société d’architecture spatiale Different Systems et Kara Chou, étudiante au MIT.
Conception émotionnelle
Les chercheurs ont modélisé leur nouvel outil de conception d’après un format de cartographie des risques utilisé par la NASA. Lors de la conception d’un vaisseau spatial ou d’un habitat pour les astronautes dans l’espace, l’agence cartographie les risques associés sous la forme de « graphiques acycliques dirigés ». Un DAG ressemble à un vaste réseau de relations qui illustrent comment certaines caractéristiques de l’habitat ou de la mission peuvent affecter certains résultats pertinents pour la mission.
Un DAG typique de la NASA décrit les liens à sens unique entre les contraintes de la mission, telles que la « distance par rapport à la Terre », et les résultats en matière de santé physique d’un astronaute, tels que la qualité du sommeil, les impacts cardiovasculaires, la fonction cognitive, etc.
« En cartographiant les risques, nous pouvons identifier les points d’intervention pour les caractériser et les atténuer », explique Lin. « La NASA utilise les DAG comme contre-mesure à l’activité risquée que constituent les vols spatiaux habités. »
Les chercheurs ont cherché à créer un format DAG similaire pour cartographier les risques associés à la conception de l’habitat et les résultats comportementaux moins tangibles en matière de santé, tels que le stress, l’ennui, la confiance, la nostalgie, la curiosité et la parenté avec les coéquipiers.
« Le lien entre l’habitat et la santé comportementale n’a jamais été établi sous ce format auparavant », souligne Lin. « Nous avons donc établi ces liens pour la première fois. »
Pour ce faire, l’équipe a d’abord identifié les facteurs de conception de l’habitat et les résultats en matière de santé comportementale qui seraient particulièrement pertinents pour vivre dans des environnements extrêmes. Les chercheurs ont examiné plusieurs ressources dans les domaines de l’aérospatiale et des facteurs humains. Pour donner la priorité à une perspective centrée sur l’humain, ils ont fait référence à « l’Atlas du cœur », écrit par l’auteur, chercheur en travail social et professeur Brené Brown à l’Université de Houston. Dans le livre, Brown identifie 87 émotions et expériences qui définissent ce qui nous rend humains.
« À partir de là, nous avons sélectionné les émotions qui auraient le plus d’impact dans notre scénario de conception d’habitats dans des environnements extrêmes », explique Lin.
L’équipe s’est concentrée sur 14 émotions ou expériences principales dont elle a considéré les résultats comportementaux qui pourraient être influencés par les habitats dans des environnements extrêmes. Ceux-ci incluent l’anxiété, l’autonomie, la nostalgie, la curiosité, la fatigue et la parenté.
Ils ont ensuite mené une vaste recherche dans la littérature scientifique pour identifier les études relatives à l’habitabilité en milieu extrême. Par exemple, la NASA a mené des recherches approfondies sur les effets de l’éclairage sur le sommeil, la réinitialisation des rythmes circadiens et la productivité. D’autres études ont étudié la circulation et la disposition de l’habitat ainsi que leurs effets sur la vie privée, les liens sociaux et les performances de l’équipage.
Lin et leurs collègues ont rassemblé les liens et les conclusions de nombreuses études pour créer un DAG, ou un réseau de caractéristiques de conception d’habitat, et leurs effets en aval sur les aspects du bien-être mental, émotionnel et social. Ils ont également sollicité les commentaires d’experts de l’industrie, du monde universitaire et de la NASA pour évaluer et renforcer le DAG.
Ils ont ensuite développé une plateforme en ligne, baptisée Atlas des connexions et des interactions homme-environnement, ou HECIA, en tant qu’outil interactif pour les concepteurs d’habitats.
Cliquez et connectez-vous
Lors de l’utilisation de l’atlas, l’équipe envisage que les concepteurs puissent adopter une approche avancée ou rétrospective. L’atlas présente les éléments de conception de l’habitat et leurs liens comportementaux en aval, à peu près dans l’ordre dans lequel les décisions sont prises lors de la conception d’une mission.
Par exemple, lors de la conception d’un vaisseau spatial destiné à se rendre sur Mars, un concepteur peut adopter une approche prospective et cliquer d’abord sur une fonctionnalité associée à une étape de conception précoce, telle que « distance par rapport à la Terre », sachant que cela constituerait une considération importante. L’atlas afficherait automatiquement les risques associés à l’éloignement de la Terre, tels que les limites des ressources telles que la « nourriture », la « capacité médicale » et « la famille et les amis », et les résultats comportementaux en matière de santé tels que la « nostalgie/le mal du pays ».
Un concepteur pourrait alors adopter une approche rétrospective. Si, par exemple, ils souhaitent donner la priorité à la réduction de la nostalgie/du mal du pays, ils peuvent cliquer sur le terme pour révéler les caractéristiques de conception et les idées qui l’affectent et pourraient potentiellement l’améliorer, comme dans ce cas, « l’attachement au lieu » ou le sentiment d’attachement émotionnel à un lieu. Cliquer sur ce terme révélerait à son tour des éléments en amont tels que la « reconfigurabilité » et la « confidentialité » – des éléments de conception qui pourraient être mis en place pour favoriser l’attachement au lieu et réduire le mal du pays.
Pour chaque terme sur lequel un concepteur clique, Lin et ses collègues fournissent un résumé, basé sur des recherches empiriques, qui explique à la fois le terme dans le contexte d’habitats extrêmes et fournit des exemples d’interventions de conception. Par exemple, un concepteur qui recherche des idées pour minimiser l’isolement social lors de missions de longue durée peut cliquer sur le terme pour révéler une description.
« Ils liront peut-être que des recherches ont montré que ‘les chemins d’accès, les escaliers, les entrées contribuent à la formation d’amitiés et à la cohésion sociale' », propose Lin. « Cela leur donnerait donc une idée de la connexion des espaces publics dans l’habitat, via les espaces privés, donc les gens doivent se mélanger, essentiellement. »
Ils soulignent que la nouvelle plateforme et les idées qui la sous-tendent ne constituent pas une solution universelle quant à la manière de concevoir un habitat extrême. Cela dépend des spécifications et des contraintes d’un habitat particulier.
« Cela vous aide plutôt à réfléchir aux liens qui pourraient être importants, mais qui ne sont pas immédiatement évidents », explique Lin. « Alors que nous envisageons de devenir véritablement une espèce extra-planétaire ou de créer des endroits dans lesquels nous souhaitons vivre dans l’espace, nous avons tellement de potentiel pour réinventer les habitats qui nous rendent heureux et productifs. »
Cette recherche a été financée en partie par la NASA.
