Dissertations / Theses on the topic 'Conception centrée sur l'utilisateur – Design'

Nos travaux de thèse menés au sein du laboratoire Systèmes et Transports dans l’équipe Ergonomie et Conception des Systèmes traitent de la conception de systèmes mécaniques centrée sur l’utilisateur. Notre recherche est plus spécifiquement orientée vers l’étude des systèmes mécaniques de type poste de travail. En effet, l’une des problématiques actuelles pour les industriels est de pouvoir concevoir des postes de travail en adéquation avec la composante humaine et ceci dans le but d’éviter l’apparition de disfonctionnements qui sont aujourd’hui matérialisés par des maladies professionnelles de type Troubles Musculo-Squelettiques (1ère maladie professionnelle déclarée en France et en Europe). Nous proposons pour cela d’étudier la notion d’usage (ou d’utilisabilité) des produits industriels à travers l’intégration de la discipline « ergonomie » dans le processus de conception. En effet, nos travaux bien que conduits dans le domaine des Sciences Pour l’Ingénieur, spécialité Génie mécanique (60ème section du CNU), ont tenté de prendre en considération le point de vue du métier ergonomie à travers une approche pluridisciplinaire. Dans ce contexte, nous positionnons notre recherche dans les domaines du Design For Ergonomics (conception pour l’ergonomie) et du Design For Usability (Conception pour l’utilisabilité) qui s’inscrivent plus globalement dans le Design For X (Conception en vue de X). Ainsi, notre objectif est de définir des méthodes et des outils qui visent à être intégrées au processus de conception de produit pour concevoir l’usage par l’intégration du métier ergonomie. Pour cela, à travers une première série d’expérimentations menée dans le domaine de la fabrication d’articles de maroquinerie de luxe, nous étudions successivement deux hypothèses de recherche. Notre première hypothèse de recherche introduit l’idée que : concevoir l’usage d’un système mécanique, à l’état numérique, équivaut à concevoir une interaction entre l’utilisateur réel et ce système. Dans cette optique de recherche, nous étudions le domaine d’application du prototypage virtuel qui présente aujourd’hui une montée en puissance importante grâce à la généralisation des outils de simulation numérique dans le domaine de l’ingénierie mécanique et de la conception. La deuxième hypothèse de recherche consiste à étudier la contribution de la réalité virtuelle, en tant qu’outil de prototypage virtuel temps réel, pour concevoir la fonction d’usage d’un produit donc l’interaction homme/produit numérique. Dans le cadre d’une deuxième série d’expérimentations conduites dans le domaine de l’industrie automobile et de l’agroalimentaire, nous étudions une troisième hypothèse de recherche. Cette troisième hypothèse de recherche suppose que la RV peut être utilisée pour concevoir de manière interactive le couple produit/usage plus tôt dans le processus de conception et notamment durant la phase d’études préliminaires. Dans un souci de généralisation de nos résultats expérimentaux, nous avons émis différentes limitations à nos résultats. Ces dernières nous ont amené à considérer l’intégration de la réalité virtuelle dans le processus de conception à travers la définition d’activités de conception. Nous proposons ainsi une quatrième hypothèse de recherche : « la réalité virtuelle peut être intégrée, de manière structurée, au processus de conception et de développement de produits centré sur l’homme ». Notre contribution finale, basée sur le retour d’expérience de l’ensemble des expérimentations présentées, introduit donc une méthodologie originale de Conception de l’Usage assistée par Réalité Virtuelle (CURV). La première originalité de nos travaux est de proposer l’application de notre méthodologie à tous les stades de la conception mettant en jeu des maquettes numériques (ou prototype virtuel). Nous introduisons pour cela la notion de « point de rencontre virtuel » qui permet de soutenir la collaboration et l’intégration des différents métiers dans la conception. La méthodologie CURV définit de manière structurée l’impact des outils de RV durant le processus de conception du produit et de l’usage associé. Ainsi, nous avons défini les acteurs de la conception touchés par les simulations en RV du prototype virtuel et de l’usage associé mais aussi le contexte d’action pour les concepteurs à travers la définition de rôles qui peuvent leur être assignés lors des simulations en RV. Nous proposons ainsi trois activités de conception mettant en œuvre les outils de RV, dans le cadre de la méthodologie CURV, qui sont l’analyse ergonomique qualitative du couple produit/usage en RV, l’évaluation ergonomique quantitative du couple produit/usage en RV et la conception en RV du prototype virtuel et de l’usage associé. La première activité de conception en RV propose d’évaluer, de manière immersive et interactive, le couple produit/usage sur la base de commentaires subjectifs (aspects qualitatifs de l’usage). La seconde originalité de nos travaux est de proposer une deuxième activité de conception, supportée par la RV, qui intègre des outils d’analyses ergonomiques quantitatifs de l’usage pour compléter les recommandations qualitatives déjà obtenues. La troisième originalité de nos travaux réside dans la troisième activité de conception en RV qui consiste à modifier de manière interactive et en temps réel le prototype virtuel lors des simulations en RV en fonction des évaluations ergonomiques (objectives et subjectives) précédentes. Pour cela, nous avons développé un module d’assemblage en RV, de type CAO, qui permet à l’ingénieur mécanicien de modifier dans une certaine limite l’architecture du poste de travail virtuel. Un retour direct, des modifications apportées lors des simulations en RV, au niveau du modèle CAO natif est réalisé grâce au couplage des outils de RV et des outils de CAO paramétrée ce qui diminue en partie les problèmes d’interopérabilité. Nous assurons finalement une continuité dans l’évolution du prototype virtuel au cours de sa conception. En effet, les paramètres modifiés sur le prototype virtuel sont stockés dans un outil de conception collaboratif de type PLM et peuvent être réutilisés, par la suite, par d’autres acteurs de la conception, assurant ainsi une mise à jour permanente des données du produit
Our thesis work carried out in the Systems and Transport laboratory (ERCOS team), deals with user-centred mechanical systems design. Our research is more specifically directed towards studying the mechanical systems which concern workstations. Indeed, one of the current problems for the industrialists is to be able to design workstations which are suitable for human (users/operators). The aim is to avoid the kind of serious health problems which are becoming apparent today, such as “repetitive strain injuries” (1st occupational disease declared in France and Europe). With this objective, we propose to study the “use” (or usability) of industrial equipment, by integrating “ergonomics” into the design process. Although our work was carried out in the field of Engineering Science (Mechanical engineering), we tried to take the ergonomics aspect into account through a multi-disciplinary approach. Consequently, our research is centred within the Design For Ergonomics (DFE) and design For Usability (DFU) disciplines which comes under the discipline of Design For X (DFX). Thus, our objective is to define a methodology, and associated tools, to be integrated into the ergonomic design process of both product and use. Thus, we successively studied two research hypotheses, by means of a first set of experiments carried out in the field of fine leather luxury goods. Our first research hypothesis is to study the use of a numerical mechanical system via the design of an interaction between the real user and this system. The second research hypothesis is to study the usefulness of virtual reality (VR), as a real-time virtual prototyping tool, to design the “use function” of the product and so the “human/numerical product” interaction. Within the context of a second set of experiments, carried out in the automobile industry and agro-alimentary fields, we studied a third research hypothesis. This third assumption is that VR can be used to design, in an interactive way, both the product and the product use earlier in the design process and in particular during the phases of preliminary studies and detailed studies. In order to generalise our experimental results, we identified various limitations of our results. It led us to consider integrating virtual reality into the design process through the definition of “design activities”. We thus propose a fourth research hypothesis: “virtual reality can be integrated, in a structured way, into a human-centred product design and development process”. Thus, our final contribution, based on all feedback from these experiments, introduces an original design methodology called Virtual Reality Aided Design for Use (VRADU). The first originality of our work is to propose using the application of VRADU methodology in all design stages implying a digital mock-Up (DMU) or a virtual prototype. For this reason, we introduced the concept of “virtual reality meeting point” which makes it possible to support the teamworking and the integration of the various disciplines within the design process. VRADU methodology defines, in a structured way, the impact of VR tools during the design of the product and its associated use. Thus, we defined the design actors concerned by the “virtual prototype and associated use” simulations in VR. We also defined their actions through role definition which can be assigned to them during simulations in VR. We proposed three “design activities” which use VR tools, within the VRADU methodology framework. These are: the qualitative ergonomic analysis of both product and associated use in VR, the quantitative ergonomic evaluation of both the product and associated use in VR and the design of the virtual prototype and its associated use in VR. The first “design activity” in VR proposes to evaluate, in an immersive and interactive way, product and product-use on the basis of subjective comments (qualitative aspects of use). The second originality of our work is to propose a second “design activity”, carried out using VR, which integrates tools for quantitative ergonomic analysis of the use, in order to supplement the qualitative recommendations already obtained. The third originality of our work lies in the third “design activity” in VR which is to modify the virtual prototype , in an interactive way and in real-time, during simulations in VR according to the previous ergonomic evaluations (objective and subjective) already made. For that, we developed a CAD type VR assembly module which makes it possible for the mechanical engineer to modify the virtual workstation structure within certain limits. A direct update of these modifications is possible on the native CAD model level due to the connection between the VR tools and the parametric CAD tools. This partially decreases the interworking problems between the various simulation tools. Finally, we ensured continuity in the virtual prototype development during its design. Indeed, the parameters modified on the virtual prototype are stored in a collaborative design tool of PLM type. These parameters can be re-used, thereafter, by other designers, thus ensuring permanent updating of the product data

Jamais nos modes de vie et les produits qui nous entourent n'ont évolué aussi rapidement. Cette évolution est un facteur nouveau à prendre en compte dans le développement de produits pour s'assurer de leur appropriation par les utilisateurs. C'est ainsi que les approches de conception s'orientent petit à petit vers l'intégration des usages. L'approche Living Lab est axée autour de quatre principes : le réalisme de la situation d'usage étudiée ; la continuité de la collaboration avec les utilisateurs ; la collecte de données d'usage spontanées ; l'augmentation de la capacité des utilisateurs à influencer le développement du produit. Ces principes facilitent le passage de la conception centrée-utilisateurs vers la conception centrée-usages, mais sont difficiles à réaliser concrètement. Pour accompagner et inspirer les concepteurs, nous proposons une méthode de pilotage de projet Living Lab composée de dix-huit opérations visant chacune l'atteinte d'un de ces principes. La méthode proposée est représentée sous forme de diagrammes NIAM-ORM, facilement compréhensibles car proche du langage naturel binaire. Deux projets urbains et deux projets industriels ont permis de tester notre méthode. La pertinence des opérations sur l'atteinte des principes est évaluée par le biais des réseaux bayésiens : selon les résultats obtenus, les opérations sont validées, ajustées ou reformulées puis ré-implémentées dans le modèle NIAM-ORM
Our way of life and the products that surround us have never evolved so quickly. This evolution is a new factor to take into account in the product development to ensure the product appropriation by the users. For that reason the design approaches try to integrate usages. The Living Lab approach is organised around four principles: the realism of the studied situation; the continuity in the collaboration with the users; the collection of spontaneous usage data; the empowerment of users in the design process. These principles facilitate the path from "user-centred design" to "usage-centred design" but are difficult to realise practically. To guide and inspire the designers we propose a Living Lab project method made of eighteen operations; each operation is supposed to reach one of the four principles. The proposed method is represented with NIAM-ORM diagrams which are easily understandable because of its similarity with natural language. We tested our method on two urban projects and two industrial projects. The relevance of the tested operations on the principle realisation is evaluated according to bayesian networks: depending on the results the operations are validated, adjusted or rephrased and implemented again in the NIAM-ORM model

Cette thèse s'intéresse aux processus de représentation de l'expérience des usagers, et propose une analyse des conditions de production des documents et des médias utilisés pour représenter ces mêmes expériences. Pour mener notre analyse, nous nous appuyons sur trois éléments principaux. Premièrement, le concept d'expérience suppose un processus spécifique d'attribution de sens à l'action d'autrui. Pour autant, nous identifions dans la littérature une pluralité de définition de l'expérience, ce qui par conséquent mène à une pluralité de façons de définir et représenter l'expérience d'un usager avec un produit ou un service. Secondement, accéder à l'expérience vécue d'un usager signifie l'implication plus ou moins active de ce dernier dans le processus de conception. Le Design Thinking et le Participatory Design sont deux exemples nous permettant de mieux comprendre différentes logiques d'implication de l'usager. Enfin, troisièmement, les documents et médias d'un projet témoignent d'un registre et d'un style de communication à propos de l'expérience d'un usager. Cette thèse fournit une analyse sociomatérielle et communicationnelle des conditions de production de ces mêmes documents dans le cadre d'un projet de design de politiques publiques. Les propriétés sémantiques de ces documents, ainsi que le contexte communicationnel dans lequel ils se trouvent sont étudiés. Le travail de terrain propose un retour réflexif et ethnographique sur la création du corpus de documents, permettant ainsi de mieux comprendre l'émergence d'un certain registre de communication traitant de l'expérience de l'usager du service public, ainsi que les spécificités de ce même registre
This thesis focuses on the processes of representation of user experience, and proposes an analysis of the conditions of production of documents and media used to represent these same experiences. To conduct our analysis, we rely on three main elements. Firstly, the concept of experience implies a specific process of attribution of meaning to the action of others. However, we identify in the literature a plurality of definitions of experience, which consequently leads to a plurality of ways of defining and representing the experience of a user with a product or a service. Secondly, accessing the lived experience of a user means involving the latter more or less actively in the design process. Design Thinking and Participatory Design are two examples that allow us to better understand different logics of user involvement. Finally, thirdly, the documents and media of a project testify to a register and a style of communication about the user's experience. This thesis provides a socio-material and communicative analysis of the conditions of production of these same documents in the context of a public policy design project. The semantic properties of these documents, as well as the communicative context in which they are found, are studied. The fieldwork proposes a reflexive and ethnographic return on the creation of the corpus of documents, thus allowing to better understand the emergence of a certain register of communication dealing with the experience of the user of public service, as well as the specificities of this same register

La connaissance du fonctionnement du système sensoriel humain par le concepteur, peut contribuer à la création de concepts et d'alternatives initiales de solution de conception dans les phases initiales des projets. Il peut effectivement donner un regard particulier sur les capacités sensorielles, cognitives et motrices des utilisateurs. Cependant, la mise à disposition de ces informations de manière systématique est encore une pratique naissante en architecture, design industriel et ingénierie de produit. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif de développer un outil d'accompagnement des équipes multidisciplinaires dans la création de concepts et d'alternatives de solutions, centrées sur l'utilisateur, dans le cadre de l'Architecture, du Design Industriel et de l'Ingénierie de Produit en considérant trois bases conceptuelles: le Système Sensoriel, l’Utilisabilité et la Conception Universelle. La méthode de la recherche s’est déroulée en quatre étapes: (1) l’étude de la littérature focalisée sur les trois bases conceptuelles et sur des méthodes de développement de projet, (2) le développement de l'outil, basée sur une approche centrée sur l’utilisateur en mobilisant des étudiants et professeurs de programmes de 2ème et 3ème cycles universitaires en France et au Brésil et des industriels, (3) l’évaluation de l’outil par un panel d’experts brésiliens de disciplines différentes et ayant des expériences en développement de projet et enfin (4) l’analyse des résultats qui souligne que l'outil remplit de manière satisfaisante sa fonction. A travers une utilisation simple et intuitive sur une plateforme numérique, il contribue au travail collaboratif en fournissant des informations plus large et complète permettant la création de concepts et d'alternatives initiales de solutions de conception
The knowledge of the functioning of the human sensory system by the designer, can contribute to the creation of concepts and initial alternatives of design solution in the initial phases of the projects. It can effectively give specific information on the sensory, cognitive and motor capacities of users. However, making this information systematically available is still an emerging practice in architecture, industrial design and engineering. In this context, this Ph.D. thesis aims to develop a support tool for multidisciplinary teams in the creation of concepts and alternative solutions, user centered, within the framework of Architecture, Industrial Design and Product Engineering, considering three conceptual bases: Sensory System, Usability and Universal Design. The research method took place in four stages: (1) the study of the literature focused on the three conceptual bases and on project development methods, (2) the development of the tool, based on a user-centered approach by mobilizing students and professors from Master and Doctorate programs in France and Brazil and professionals from industry, (3) the evaluation of the tool by a panel of Brazilian experts from different disciplines and having experience in project development and finally (4) analyzing the results which validate the functions of the tool. Through simple and intuitive use on a digital platform, it contributes to collaborative work by providing more complete information allowing the creation of concepts and initial alternatives of design solutions

Aujourd’hui, de plus en plus d’industriels ont passé le pas des technologies immersives (TI). Ces technologies innovantes sont utilisées notamment dans le cadre de la formation professionnelle pour améliorer l’apprentissage des opérateurs. De nombreux travaux académiques et industriels démontrent l’intérêt d’utiliser ces nouvelles modalités aussi bien sur la qualité d’apprentissage que sur le déploiement de nouvelles situations d’apprentissage inaccessibles jusqu’alors. Cependant, il apparait encore un manque de prise en compte des utilisateurs dans la conception de ces nouveaux supports de formation qui limite leur gain potentiel. C’est cette problématique que la société Stäubli, fournisseur mondial de solutions industrielles et mécatroniques (Raccords Electriques, Raccords Fluides, Robots et Textile), a décidé de traiter dans le contexte d’une thèse CIFRE en partenariat avec le pôle ERCOS du laboratoire ELLIADD (UR 4661).La prise en compte des utilisateurs dans la conception de produits, et plus particulièrement de systèmes de formations immersifs, est difficile à mener car elle s’intègre dans une démarche multidisciplinaire et fortement collaborative. Ainsi, l’objectif de notre travail de recherche est de proposer un cadre méthodologique pour la conception collaborative centrée sur les utilisateurs de formations professionnelles immersives (FPI).Une première contribution de nos travaux réside dans (i) un état des pratiques de formation au sein de la société Stäubli couplée à (ii) une analyse qualitative des freins et opportunités liées aux TI. Sur cette base et un état de l’art du domaine, une deuxième contribution porte sur la proposition d’un modèle original de processus de conception collaborative centrée sur les utilisateur de FPI. Il a été expérimenté dans de nombreux cas de projets de formations. Nous avons fait varier les types projets (conception initiale, reconception, à distance…) dans des contextes d’exécution eux aussi divers (TI imposée, absence de plan de formation, contraintes temporelles fortes…). D’une part, notre processus de conception a été validé via l’évaluation des résultats obtenus par sa mise en œuvre, à savoir les applications développées. L’utilisabilité, l’acceptabilité, l’intérêt pédagogique de ces dernières ont pu être évalués par des approches qualitatives et quantitatives. D’autre part, la validation du modèle proposé a été faite en confrontant le processus prescrit avec la réalité du terrain. Des axes d’améliorations ont ainsi été proposés de manière itérative jusqu’à obtention d’un modèle de processus de conception de FPI qui soit adapté aux pratiques de la société Stäubli.Une troisième contribution de nos travaux a consisté à analyser des phases de collaboration et plus particulièrement des phases de convergence dans le cadre du processus proposé. Nous avons notamment étudié, par une approche basée sur le Objets intermédiaires de Conception (OIC), les phases de co-conception des scénarios pédagogiques. Les résultats préliminaires obtenus par des analyses qualitatives de la qualité de collaboration ont montré tout l’intérêt de spécifier correctement ces OIC.Sur la base de ces résultats, une quatrième et dernière contribution de nos travaux a consisté à rendre notre modèle opérationnel au contexte de l’entreprise. Pour cela, nous l’avons traduit en une roadmap. Cette dernière comporte les éléments importants pour permettre une bonne prise en main de nos travaux par les équipes de l’entreprise Stäubli dans le cadre de futurs projets. Notre roadmap a été expérimentée via une mise à l’épreuve simulée sur 3 scénarios de besoin de formation proposés à un panel interne à l’entreprise. Les résultats obtenus via des entretiens semi-directifs sont positifs et vont dans le sens d’une appropriation aisée de la roadmap
Today, an increasing number of industrial companies are embracing immersive technologies (IT). These innovative technologies are primarily used in professional training to enhance operator learning. Numerous academic and industrial studies have demonstrated the benefits of using these new methods, both in terms of learning quality and the deployment of new learning situations that were previously inaccessible. However, there still exists a notable lack of user-centric consideration in designing these new training tools, which limits their full potential. However, there is still a lack of consideration for users in the design of these new training materials, which limits their potential benefits. Stäubli, a global supplier of industrial and mechatronic solutions (electrical fittings, fluid fittings, robots, and textiles), has decided to address this issue in the context of a CIFRE thesis in partnership with the ERCOS unit of the ELLIADD laboratory (UR 4661).Incorporating user perspectives into the design of products, especially immersive training systems, is challenging due to its multidisciplinary and highly collaborative nature. Therefore, the objective of our research is to propose a methodological framework for collaborative user-centered design of immersive professional training (IPT).Our research makes several contributions. Firstly, we conducted (i) an analysis of training practices within the Stäubli company, coupled with (ii) a qualitative analysis of the barriers and opportunities associated with IT. Based on this and a review of the field, our second contribution is the proposal of an original model of the user-centered collaborative design process for IPT. This model was tested in various training project cases, including initial design, redesign, and remote scenarios, in diverse execution contexts (mandatory IT use, absence of training plans, tight time constraints, etc.). On one hand, the design process was validated by evaluating the outcomes, namely the developed applications. Their usability, acceptability, and pedagogical value were assessed using qualitative and quantitative approaches. On the other hand, the model's validation was done by comparing the prescribed process with real-world practices. Iterative improvements were proposed until a design process model for FPI was aligned with Stäubli's practices.A third contribution of our work involved analyzing collaboration phases, particularly convergence phases within the proposed process. We specifically studied the co-design phases of pedagogical scenarios using Intermediate Objects (IO) as an approach. Preliminary results from qualitative analyses of collaboration quality highlighted the importance of properly specifying these IDOs.Building on these results, our fourth and final contribution was to operationalize our model within the company's context. We translated it into a roadmap that contains essential elements for the seamless integration of our work into Stäubli's teams for future projects. Our roadmap was tested through a simulated trial involving three training needs scenarios presented to an internal panel within the company. The results from semi-structured interviews were positive, indicating an easy adoption of the roadmap

Le domaine de la réalité virtuelle (RV) a connu un développement important ces dernières années en raison de la maturité croissante de cette technologie. Cela a permis sa diffusion dans de nombreux domaines, notamment dans celui du bâtiment. Cependant, un problème résultant de l’utilisation de la RV dans ce domaine est que les interactions de RV fournies aux utilisateurs ne sont souvent pas suffisamment adaptées à leurs besoins. Il est en effet difficile de faire une synthèse entre l’expertise des métiers du bâtiment et l’expertise de la RV. Une question de recherche se pose alors qui est de savoir comment offrir la possibilité aux experts d’un domaine spécifique, qui n’ont pas d’expertise en RV, d’arriver à définir et obtenir les spécifications des techniques d’interaction de RV, et ce de manière autonome. Pour répondre à cette question, nous proposons dans cette recherche une nouvelle méthodologie centrée sur les tâches, pour la conception des interactions de RV. Celle-ci contient des systèmes semi-automatiques qui permettent la décomposition de la tâche utilisateur et la détermination de propositions de techniques d’interaction - i.e. l’obtention des deux types de spécifications attendus. Cette méthodologie a été testée et évaluée sur deux cas d’étude du secteur du bâtiment. Les résultats obtenus montrent que notre méthodologie est utilisable par des experts du bâtiment, en autonomie, et qu’ils ont obtenu des spécifications similaires `a celles qui sont obtenues en suivant une méthodologie traditionnelle de design centrée sur l’utilisateur
The field of virtual reality (VR) has undergone significant development these last years due to the growing maturity of this technology. This has allowed for its diffusion in many domains, notably in the building construction one. However, a problem resulting from such use of VR is that the VR interactions provided to the users are often not sufficiently adapted to their needs. It is indeed difficult to make a synthesis between the building trades’ expertise and the VR expertise. A research question then arises, which is how to allow the experts in a specific field, who do not have VR expertise, to be able to define and obtain the specifications of VR interaction technique, in autonomy. To answer this question, in this research we propose a new task-oriented methodology for the design of VR interactions. This one contains semi-automated systems that allow for the decomposition of the user task and for the determination of proposals of VR interaction techniques - i.e. the obtaining of the two types of specifications that are expected here. This methodology has been tested and evaluated on two case studies from the building sector. The results obtained show that our methodology can be used by experts from the construction industry, in autonomy, and that they have obtained specifications similar to the ones obtained by following a traditional user-centred design methodology

Cette thèse prend place au sein d'une agence digitale qui met en œuvre des méthodes de design qui permettent d'impliquer ses client.e.s dans la conception. Ce terrain me permet d'observer des situations de co-conception qui rassemblent une agence et une organisation cliente, situations peu étudiées dans la littérature. Notre immersion et notre engagement en tant que designeure nous a permis de faire l'expérience des temporalités du travail en agence et de revenir en particulier sur ce que le vocabulaire et les méthodes dites de “sprint” supposent de rapport au temps dans la conception. C'est une thèse pluridisciplinaire qui réunit les sciences de l'information et de la communication et du design. Elles permettent d'analyser ensemble les situations de communication et de design ainsi que les supports qui les soutiennent.Il nous a ainsi paru important de comprendre la situation de co-conception moins à travers le concept d'espace (qui a tendance à prédominer) qu'à travers celui du temps.Notre hypothèse est que l'on peut considérer l'activité de design comme l'organisation de formats temporels qui ont des effets sur la participation mais aussi qui présupposent des modèles de la conception. La thèse porte attention aux dynamiques d'émergence. Ces dernières font intervenir un autre rapport au temps fondé sur des inter-relations en mouvement. Cette hypothèse nous a ainsi plus particulièrement conduit à étudier la méthode du “sprint” comme un format temporel mais également à être attentive à ce qui émerge au cœur de ces situations “formatées” et à la façon dont l'expertise du design noue et dénoue des temporalités. Nous observons finalement que la situation de design ouvre un espace transitionnel, un “dispositif bienveillant”, où le temps est “dynamiquement suspendu” pour justement permettre de tisser des liens entre la pluralité des temporalités qui traverse le projet entre passé, présent et futur
This thesis takes place within a digital agency that implements design methods that allow its clients to be involved in the design. This field allows me to observe co-design situations that bring together an agency and a client organization, situations that have been little studied in the literature. Our immersion and our commitment as a designer allowed us to experience the temporalities of agency work and to come back in particular to what the vocabulary and the so-called “sprint” methods imply in relation to time in design. It is a multidisciplinary thesis that brings together the sciences of information and communication and design. They make it possible to jointly analyze communication and design situations as well as the supports that support them.It therefore seemed important to us to understand the co-design situation less through the concept of space (which tends to predominate) than through that of time.Our hypothesis is that we can consider the activity of design as the organization of temporal formats which have effects on participation but also which presuppose models of design. The thesis pays attention to the dynamics of emergence. These latter involve another relationship to time based on moving inter-relations. This hypothesis thus more particularly led us to study the “sprint” method as a temporal format but also to be attentive to what emerges at the heart of these “formatted” situations and to the way in which design expertise ties and unties temporalities. Finally, we observe that the design situation opens up a transitional space, a “benevolent device”, where time is “dynamically suspended” precisely to allow links to be forged between the plurality of temporalities that crosses the project between past, present and future

Lévolution des modes de vie conduit à une évolution des besoins et des souhaits des personnes, en quête «d'expérience », de « bien-être » et de « plaisir » à travers les produits qu'elles utilisent. Les entreprises doiventaujourd'hui satisfaire et séduire ces personnes de plus en plus exigeantes, en étant source d'innovation et denouveauté. Ainsi, elles s'intéressent de plus en plus dans leur démarche de conception de produits à une meilleureprise en compte du facteur humain. Faire vivre aux personnes des expériences positives et de qualité, demandeune démarche spécifique qui les placent au centre des préoccupations des acteurs-métier de la conception deproduits. Dans ce contexte, le processus de conception requiert l'intervention de différentes disciplines sensiblesjustement au facteur humain. Ainsi dans le cadre de nos travaux de recherche, nous nous sommes intéressés aurapprochement de l'ergonomie et du design, deux disciplines sensibles aux personnes qui évoluent vers denouvelles pratiques : le design pour « des besoins » et l'ergonomie prospective. Nous axons nos travaux derecherche sur les pratiques de ces deux disciplines qui convergent vers une vision commune, prospective et «humaniste » de la conception de produits, pour une meilleure prise en compte des personnes. Le principal enjeuscientifique de notre travail est de mieux cerner les pratiques actuelles, de l'ergonomie et du design dans uncontexte de conception de produits. Ceci, pour proposer à ces acteurs-métier une démarche (IDLifeS) et des outils(Guides de Connaissances), interdisciplinaires, qui correspondent à l'évolution de leurs pratiques respectives et quileur permettent de co-concevoir des produits et des situations de vie qui correspondent aux besoins, aux souhaits etaux caractéristiques des personnes
Lifestyles change led to the development of the needs and wishes of people who are looking for "experience", "wellbeing"and "pleasure" through the products they use. Companies must now satisfy and seduce these people whoare increasingly exigent, by being a source of innovation and new ideas. Thus, companies are more and moreinterested in their product design process, in order to better take into account, the human factor. It requires aspecific approach to make people have positive and quality experiences. In this approach, people are at the heart ofthe concerns of the product design actors. In this context, the design process requires the intervention of differentdisciplines rightly sensitive to human factor. In our research, we focused on ergonomics and design, two disciplinessensitive to people who are moving towards new practices: design for "needs" and the prospective ergonomics. Ourresearch is focus on the practices of these two disciplines that converge on a common vision, which is a prospectiveand "humanist" one, of the product design for a better integration of people. The main scientific challenge of ourwork is to better understand ergonomics and design current practices in a product design context. This, to suggestto these actors an approach (IDLifeS) and tools (Knowledge Guides), interdisciplinary, which correspond to thedevelopment of their practices and offer them to co-design products and life situations which correspond to theneeds, wishes and characteristics of people

Le processus de conception des interfaces homme-machine poids-lourd a été adapté afin de répondre aux enjeux humains et sécuritaires. Il est désormais largement admis que la participation des utilisateurs dans le processus de conception est un apport précieux. Actuellement dans l'industrie, les utilisateurs sont principalement impliqués lors des étapes d'analyse et d'évaluation des concepts, ces derniers étant définis par des professionnels. Cependant, la littérature dans d'autres domaines rapporte des bénéfices d’une autre forme d’implication des utilisateurs : la conception participative. Dans ce processus de conception, les utilisateurs sont impliqués tout au long du développement des produits, et en particulier lors de la définition des concepts. La conception participative permettrait un meilleur accès aux besoins des utilisateurs, à leurs attentes, et à leurs connaissances tacites. Ce projet a pour objectif d’étudier comment le niveau d’implication des conducteurs dans le processus de conception impacte l’utilisabilité, la distraction et l'acceptation des interfaces homme-machine poids-lourd. Après une analyse préalable du contexte d'utilisation, trois processus de conception de tableaux de bord ont été menés en parallèle à l’aide d’un équipement tactile. Les résultats de ces trois processus, ayant des niveaux d’implication différents, ont été évalués et comparés dans une expérience sur simulateur de conduite. Les résultats ne permettent pas de démontrer qu’une conception participative a un impact significatif sur l’utilisabilité, la distraction et l’acceptation. Cette thèse se conclut par des recommandations aux praticiens et des perspectives de recherche
The design process of trucks human-machine interfaces has been adapted to address human factors and road safety issues. It is now widely accepted that user involvement in the design process is valuable. Currently in industry, users are mainly involved in the stages of analysis and evaluation of concepts, the latter being defined by professionals. However, the literature in other fields reports benefits of a broader form of user involvement: participatory design. In this design process, users are involved all along products development, and particularly during concepts design. Participatory design would allow better access to users' needs, expectations, and tacit knowledge. The objective of this project is to study how the level of drivers’ involvement in the design process impacts the usability, distraction and acceptance of trucks human-machine interfaces. After a preliminary analysis of the context of use, three instrument cluster design processes were conducted in parallel using a tactile equipment. The outcomes of these three processes, differing in level of user involvement, were evaluated and compared in a driving simulator experiment. The results do not enable to demonstrate that participatory design has a significant impact on usability, distraction and acceptance. This thesis concludes with recommendations to practitioners and research perspectives

Proposer un changement de posture vis-à-vis des méthodologies du co-design utilisées dans la résolution de problèmes lors de l’accompagnement de projets de startups innovantes tel est notre objectif. Ce travail entre développement de recherches et pratiques professionnelles nous amène à regarder le design sous un autre filtre, celui des phénomènes de sens. L’approche du design de projet, alimentée d’une science telle que la sémiotique, nous conduit à l’élaboration d’une nouvelle démarche stratégique du co-design, du design thinking, pour repenser les notions d’expériences, d’usages, de compétences, d’interactions, afin d’envisager et de développer une méthodologie disruptive adaptée à l’univers des startups et de l’innovation : Voir – Percevoir – Concevoir. En imaginant cet espace de thèse comme un lieu stratégique d’évolutions et de mutations de la notion d’innovation, mais aussi de nos cultures de consommation, de recherche et de développement de demain, il est désormais important de nous plonger dans un écosystème moteur de notre époque, la startup, pour prendre la juste mesure des évolutions d’une discipline agile telle que le design de service dans un monde de plus en plus complexe. La simple utilisation d’un processus ne suffit plus. À la base de tout design, la mise en place de stratégies de signification, l’agencement et la structure d’éléments sont les éléments clés pour la transmission d’un message, d’un usage et plus largement d’une co-expérience durable
To propose a change of posture vis-à-vis the co-design methodologies used in problem solving when supporting projects of innovative startups is our goal. This work between development of research and professional practices leads us to look at design under another filter, that of phenomena of meaning. The approach of project design, fueled by a science such as semiotics, leads us to the elaboration of a new strategic approach of co-design, of design thinking, to rethink notions of experiences, uses, skills, interactions, to consider and develop a disruptive methodology adapted to the universe of startups and innovation: See - Perceive - Design. By imagining this thesis space as a strategic place for evolutions and mutations of the notion of innovation, but also of our consumption, research and development cultures of the future, it is now important to immerse ourselves in an engine ecosystem. of our time, the startup, to take the right measure of developments in an agile discipline such as service design in an increasingly complex world. The simple use of a process is not enough anymore. At the heart of any design, the implementation of strategies of meaning, the arrangement and the structure of elements are the key elements for the transmission of a message, a use and more largely a co-experience sustainable

: Objet d'étude pour plusieurs disciplines, l'interface numérique se présente comme un objet hétérogène : un dialogue humain-ordinateur, le reflet d’un modèle mental, un instrument, un ensemble de signes sémiotiques… Toutes ces dimensions, traitées individuellement par les approches disciplinaires, n’ont jamais été rassemblées dans un cadre paradigmatique commun. Cette thèse soutient que l’interface, en tant qu’objet d’étude complexe, doit être abordée dans un cadre capable de traiter cette complexité. Elle propose de le faire par la systémique communicationnelle et de poser la réflexion, non pas en termes d’attributs de qualité de l’interface (utilisabilité, communicabilité, convivialité…), mais en termes de significations. Cela implique de centrer le modèle sur l’humain et fournit une vision intégrée, non parcellisée, de l’interface permettant de concevoir de nouvelles interfaces, de les implémenter dans des contextes et des modalités sensorielles diverses.Le modèle trifocal est ainsi une approche systémique de la communication via l’interface. Il étudie les rapports de l’usager à la machine, à l’objet de son activité et au concepteur, ainsi que les propriétés émergentes de ce système. Le modèle trifocal fournit une description de l’interface transposable d'une modalité à une autre. Il permet, d’une part, l’étude de la signification d’interfaces non visuelles et, d’autre part, la traduction d’interfaces d’une modalité dans une autre. Le modèle trifocal jette un regard nouveau sur la conception d’interfaces accessibles puisqu’il complète les méthodes existantes avec des nouvelles dimensions d’analyse
Object of study for several disciplines, digital interfaces appear as a heterogeneous object: a human-computer dialogue, a reflection of a mental model, an instrument, a set of semiotic signs ... All these dimensions, addressed individually by disciplinary approaches, have never been gathered in a common paradigmatic framework. This thesis argues that interfaces, as a complex object of study, must be addressed in a framework capable of dealing with this complexity. It proposes to do so by the Systemic Communication Theory and to think about not in terms of interface quality attributes (usability, communicability, conviviality...) but in terms of meanings. This implies a human-centered model and provides an integrated point of view enabling the design of new interfaces as well as their implementation in numerous contexts and sensory modalities.The trifocal model is thus a systemic approach to communication via the interface. It studies the relationships between user and machine, between user and object of his activity and between user and designer, as well as emergent properties of the system. The trifocal model provides an interface description transposable from one modality to another. It allows, on one hand, to study the meaning of non-visual interfaces and, on the other, to translate interfaces from one modality to another. The trifocal model takes a fresh look on designing accessible interfaces since it complements existing methods with new analytical dimensions

La conception de produits évoluant, il est aujourd’hui nécessaire pour les entreprises de proposer une réelle expérience pour l’utilisateur en accord avec ses besoins, ses caractéristiques et ses souhaits qui repose notamment sur l’intégration de l’ergonome, du designer produit et de l’utilisateur aux équipes de conception. Cet enjeu est démultiplié, dès lors que nous parlons de conception pour tous. Cependant, si l’utilisateur est souvent acteur des étapes d’analyse du besoin et d’évaluation de la solution finale dans les modèles de conception centrée sur l’utilisateur actuels, il est rarement sollicité au cours des phases de recherche de solutions et de créativité. C’est dans cette perspective que se situent nos travaux de recherche, en s’inspirant de la philosophie du « Faire » et des pratiques issues des Fablabs où les utilisateurs sont d’ores et déjà acteurs à part entière du projet de conception de produits. Ainsi, nous cherchons à mettre en place une conception de produits pour tous et par tous dans le but de répondre à notre problématique de recherche : « Comment favoriser en conception centrée utilisateur, l’intégration de l’utilisateur spécifique comme expert du quotidien aux côtés des experts de la conception, à travers des phases de co-créativité orientées sur la situation de vie ? ». Ainsi au cours de notre recherche, nous répondons à trois objectifs principaux. Tout d’abord, nous cherchons à identifier les méthodes et outils de co-créativité existants autour de la notion de situation de vie. Dans ce but, nous nous intéressons aux pratiques de co-créativité dans le cadre de projets industriels ainsi que dans l’univers spécifique du « Faire ». Nous réalisons ces différentes études à travers notamment la mise en place d’observation participantes, d’entretiens semis dirigés et de l’analyse qualitative des traces recueillies sur plus de 130 projets industriels. A la suite de cela, nous proposons un outil sur la situation de vie permettant d’intégrer l’utilisateur aux phases de co-créativité aux côtés des experts de la conception. Cet outil est proposé à l’issue d’expérimentations réalisées dans l’univers du « Faire ». Enfin nous validons expérimentalement par une analyse qualitative et quantitative cet outil de co-créativité sur la situation de vie auprès d’une équipe de conception interdisciplinaire intégrant l’utilisateur spécifique dans le cadre d’un projet industriel relevant de la conception pour tous
Product design is evolving. It is now necessary for companies to offer a real experience to the user regarding its needs, characteristics and desires. For this purpose, design teams gather the ergonomist, the product designer and the user. Thus, the many issues of what we called “design for all” are multiplied. Whereas the user is often involved all along the analysis of the needs and during the evaluation of the solution in the current user-centred design models, he is rarely integrated to the creativity phases. Inspired by the philosophy of “Make” and by the practices of the “Fablabs”, our researches are driven by the hypothesis that users should already be considered as full participants in the product design process. From this point, we want to set up a product design for all and by all, following our main research question: "How to promote, in user-centred design, the integration of the specific user as an everyday expert alongside classical design experts through the phases of co-creativity and framed by life situation? ". To achieve this goal, we answer three main objectives. First, we seek to identify existing co-creativity methods and tools around the notion of life situation. More precisely, we are interested in co-creativity practices in the context of both industrial projects and Fablabs ecosystem. We carry out these various studies through the implementation of participant observations, interviews and qualitative analysis of traces collected among more than 130 industrial projects. Following this, we propose a tool applied to life situation that allows us to integrate the user in the phases of co-creativity alongside design experts. This tool is built on top of experiments conducted in the universe of the "Make". Finally, we validate qualitatively and quantitatively our tool with an interdisciplinary design team that integrates the specific user into an industrial project of design for all

Cette thèse se concentre sur la conception et l'utilisation d'environnements de Réalité Etendue (RE) comme soutien à la perception sensorielle d'enfants autistes.Alors que la recherche sur l'autisme en RE, allant de la Réalité Augmentée (RA) à la Réalité Virtuelle (RV), est prometteuse pour étendre les interventions des praticiens, elle se concentre sur les compétences socio-émotionnelles d'enfants autistes légers. Pourtant, les interventions courantes ciblent le spectre entier au travers de nombreux aspects, dont la perception sensorielle. Partant de ce constat, j'ai mené 34 entretiens avec des personnes de la communauté de l'autisme pour comparer leurs besoins éventuels avec les études existantes en RE. Les résultats ont confirmé que certaines approches demeurent sous-explorées, permis de dresser un ensemble de recommandations de conception d'environnements de RE, et encouragé à plus explorer les approches sensorielles et de médiation. Pour considérer l'autisme modéré à sévère, la RA semble également plus adaptée que la RV, car permet de garder un contact avec l'environnement réel. A partir de ces résultats, deux initiatives de recherche ont été lancées au sein d'environnements cliniques en collaboration avec des praticiens.Dans la première partie de cette thèse, j'ai étudié la possibilité d'utiliser des approches sensorielles en RE pour sécuriser des enfants autistes et renforcer leur lien avec le praticien. L'application de RA Magic Bubbles a ainsi été créée pour compléter les interventions sensorielles courantes, telles que Snoezelen et la thérapie par l'intégration sensorielle, qui sont parfois limitées en termes de flexibilité ou d'accès. Un processus de conception centrée utilisateur a été mené pour un hôpital de jour avec deux psychologues et une médecin psychiatre, puis validé avec onze praticiens. Après des tests d'acceptabilité et d'usabilité avec dix enfants avec des troubles neurodéveloppementaux, une étude de terrain de plusieurs mois avec sept enfants autistes a confirmé son potentiel de réassurance et d'interaction sociale. De plus, en utilisant la théorie ancrée, j'ai construit une catégorisation de leurs expériences qui pourrait renseigner de futures recherches en RE sur l'autisme. Pour compléter ces résultats, deux applications de RV ont été créées, basées sur une autre intervention sensorielle, la musicothérapie. Elles explorent respectivement la performance musicale, en collaboration avec une musicothérapeute dans un conservatoire de musique, et le dialogue musical, avec les psychologues de l'hôpital de jour. Des pré-tests avec trois enfants autistes ont été positifs quant à leur acceptabilité et engagement. Afin de rendre les environnements présentés ci-dessus encore plus sécurisants, ils doivent maintenant être individualisés selon une meilleure évaluation des stimuli perçus comme négatifs ou positifs par les individus.Dans la seconde partie de cette thèse, je me suis donc concentré sur l'utilisation de la RA pour évaluer le Fonctionnement Auditif Atypique (FAA) d'enfants autistes, en collaboration avec un psychomotricien. En effet, bien que le FAA impacte fortement leur vie quotidienne, les profils sensoriels et tests auditifs actuels ne permettent pas de tester des stimuli variés dans des contextes écologiques. Ceci empêche de différencier les réactions émotionnelles et physiques par rapport aux sons et donc de développer des stratégies sensorielles appropriées. J'ai commencé par développer une taxonomie sonore représentative du FAA autistique au travers d'une revue systématique de la littérature. Je l'ai ensuite validée, hiérarchisée, et améliorée avec un questionnaire en ligne répondu par 68 personnes de la communauté de l'autisme. Une application en RA a enfin été conçue pour réaliser de telles évaluations. Des tests futurs sont prévus avec des personnes autistes dans un cabinet de psychomotricité.Cette thèse conclut en dressant des perspectives de recherches issues des résultats principaux
This thesis focuses on the design and use of Extended Reality (XR) environments for supporting autistic children regarding sensory perception.While autism XR research, ranging from Augmented Reality (AR) to Virtual Reality (VR), is promising to extend practitioners' interventions, it mainly addresses the socio-emotional abilities of children with mild autism. Yet, common interventions address the entire spectrum by targeting a range of abilities, including sensory perception. Based on these observations, I conducted 34 interviews with autism stakeholders to compare their practical needs with the literature XR uses and designs. Findings confirmed the presence of a research gap, provided a set of XR guidelines, and called for further exploration of XR sensory and mediation approaches. Furthermore, to better consider moderate to severe autism, AR seemed more suited than VR, as allowing children to keep contact with the real environment and their usual practitioner. To examine this objective, two research endeavors were conducted within clinical settings in collaboration with practitioners.In the first part of this thesis, I investigated the possibility of using sensory and mediation XR approaches to support reassurance and to reinforce the child-practitioner relationship. To that end, an AR application called Magic Bubbles was created to complement usual sensory interventions, such as Snoezelen and Sensory Integration Therapy, which are sometimes limited in terms of flexibility or access. A user-centered design process was conducted for a day hospital setting with two psychologists and one psychiatrist, and validated by a clinical team of eleven practitioners. After acceptability and usability testing with ten children with neurodevelopmental disorders, a long-term field study with seven autistic children confirmed its potential for reassurance and social interaction. Moreover, using a grounded theory approach, I built a categorization of children's experiences, which could inform future autism XR research. To complement these findings, VR was explored to extend another type of sensory intervention called music therapy. Two applications were created which respectively focus on the music performance in collaboration with a music therapist at a music conservatoire, and the music dialogue in collaboration with two psychologists at the day hospital. Preliminary tests with three autistic children were positive in terms of their acceptability and engagement. In order to make the multisensory XR spaces previously presented even more reassuring, they must be adapted based on a better assessment of the stimuli inducing negative or positive experiences among autistic individuals.In the second part of this thesis, I thus focused on using AR to assess the Atypical Auditory Functioning (AAF) of autistic children, in collaboration with a psychomotor therapist. Indeed, although AAF largely impacts the everyday life of autistic people, current sensory profiles and auditory exams prevent practitioners from testing various auditory stimuli in ecological settings. This makes it hard to differentiate between emotional and physical reactions towards sounds, and thus to develop appropriate sensory strategies. To address this issue, I started by developing a sound taxonomy being representative of autistic AAF through a systematic literature review. The items of the taxonomy were then validated, ranked, and enhanced, through an online questionnaire answered by 68 stakeholders. At last, an AR application was designed to perform such assessments. Future field tests are planned with autistic individuals at the therapist's office.The thesis concludes by drawing research perspectives based on the main research findings

Le grand nombre de fonctionnalités d'appareils électroniques qu'on utilise quotidiennement entraîne le passage d'une vision centrée sur des anciennes machines multifonctions vers des appareils variées en interaction distribués et éparpillés dans l'environnement. Sachant qu'un système est un ensemble intégré d'éléments (produits, personnels, processus) connectés et reliés entre eux, en vue de satisfaire, dans un environnement donné, un ou plusieurs objectifs définis et ayant des caractéristiques comme les composants qui le constituent, les relations entre ces composants, son environnement, les contraintes qu'il subit, les évolutions au cours du temps. La combinaison de ces derniers nous conduit à qualifier certains systèmes comme étant complexes dû à l'hétérogénéité des composants les constituant, à leurs évolution à diverses échelles de temps et à leurs répartition géographique intégrant des systèmes numériques, physiques et/ou des opérateurs humains dans la boucle. La difficulté d'avoir une bonne vision du système quand il est complexe (dispositifs réels et d'autres simulés) et la probabilité d'erreur de conception importante nous amène à réfléchir sur la possibilité de spécifier le produit et vérifier la conception à l'aide d'un prototype virtuel, on parle de simulation. Quand un système complexe nécessite l'emploi de différents composants spécifiés par différents concepteurs travaillant sur des domaines différents, ceci augmente fortement le nombre de prototypes virtuels. Ces différents composants ont malheureusement tendance à demeurer trop indépendants les uns des autres empêchant ainsi à la fois les différents concepteurs de collaborer et leurs systèmes d'être interconnectés en vue de remplir une ou plusieurs tâches qui ne pourraient pas être accomplies par l'un de ces éléments seulement. Le besoin de communication et de coopération s'impose. Cela doit tenir compte des différents acteurs et les coordonner dans leurs interactions au sein de ce système complexe. Or les avancées en simulation dans chacun des domaines sont considérables, chacun disposant de ses propres logiciels. Des solutions d'interopérabilités sont donc nécessaires pour la mise en œuvre d'une co-simulation encourageant le dialogue entre les disciplines et réduisant les erreurs, le coût et le temps de développement. Dans notre thèse nous participons à la conception d'un système de co-simulation qui intègre différents outils de simulation-métiers basés sur la modélisation du comportement de dispositifs comme la simulation énergétique et la simulation d'usure de matériaux de construction au sein de la même plateforme. Après la prise en compte des notions d'architecture, de communication (entre les simulateurs ou avec les utilisateurs) et de visualisation pour définir les modèles d'architecture. Nous analysons l'architecture gérant l'interopérabilité. Nous proposons une approche d'interopérabilité se basant sur la réutilisation et l'échange de composants de calculs. Nous aborderons successivement les problématiques liées aux niveaux structurel et sémantique d'interopérabilité, aux stratégies co-simulation, aux méthodes de conception du modèle de tâches permettant la construction de composants boite noire. Puis nous présenterons la mise en application concrète de notre méthodologie de conception globale et de l'outil de vérification de certaines propriétés de l'architecture, comme la cohérence et la sémantique
The large number of electronic device features we use on a daily basis means a shift from a vision of old multifunction machines to distributed, widely distributed distributed devices in the environment. Knowing that a system is an integrated set of connected and interrelated elements (products, people, processes) in order to satisfy, in a given environment, one or more defined objectives and having characteristics such as the components that constitute it , the relations between these components, its environment, the constraints it undergoes, evolutions over time. The combination of these leads us to qualify some systems as complex due to the heterogeneity of the components constituting them, their evolution at various time scales and their geographical distribution integrating digital systems, physical and / or human operators in the loop. The difficulty of having a good vision of the system when it is complex (real and other simulated devices) and the probability of significant design error leads us to reflect on the ability to specify the product and verify the design using a virtual prototype, we are talking about simulation. When a complex system requires the use of different components specified by different designers working on different domains, this greatly increases the number of virtual prototypes. These different components unfortunately tend to remain too independent of each other thus preventing both the different designers from collaborating and their systems from being interconnected in order to fulfill one or more tasks that could not be accomplished by one of these elements only. The need for communication and cooperation is needed. This must take into account the different actors and coordinate them in their interactions within this complex system. But the advances in simulation in each area are considerable, each with its own software. Interoperability solutions are therefore necessary for the implementation of a co-simulation encouraging dialogue between disciplines and reducing errors, cost and development time. In our thesis we participate in the design of a co-simulation system which integrates different tools of simulation-trades based on the modeling of the behavior of devices like the simulation energetics and the simulation of wear of building materials within the same platform. After taking into account the concepts of architecture, communication (between simulators or with users) and visualization to define architecture models. We analyze the architecture that manages interoperability. We propose an interoperability approach based on the reuse and exchange of computational components. We will successively address the issues related to the interoperability structural and semantic levels, the co-simulation strategies, the design methods of the task model allowing the construction of black box components. Then we will present the concrete implementation of our global design methodology and the verification tool of some properties of the architecture, such as coherence and semantics

Les technologies de signature électronique permettent aujourd'hui d'établir l'écrit numérique comme document, c'est-à-dire comme preuve, au même titre que l'écrit sur papier. Contrairement à ce que laissent penser certains discours sur la "confiance numérique", l'authenticité d'un document ne garantit pas la véracité de son contenu ou l'absence de risques à le prendre en considération : la confiance numérique n'est pas une substitution par la technique d'une confiance humaine et sociale. Ce qui est en jeu à travers un document est justement la confiance envers les personnes ou les organisations qui l'ont approuvé ou qui ont été témoins de son existence. Par rapport à ses questions, le cahier de laboratoire sur support papier, par sa structure et ses règles d'usage est emblématique. Son passage au numérique est l'occasion de réinterroger ses propriétés par rapport à sa finalité. Après analyse de la valeur probatoire des cahiers de laboratoire au travers de la jurisprudence, une visualisation interactive de signatures cryptographiques est proposée (plus particulièrement d'horodatages certifiés) s'inscrivant dans le champ émergent des interactions homme-machine pour la sécurité. S'ensuit la mise en place d'un processus documentaire instrumenté permettant la constitution de preuves solides sans entraver les chercheurs, créateurs ou inventeurs dans leur activité. Un faisceau de mises à l'épreuve, de natures diverses, est ensuite déployé pour questionner le logiciel, les hypothèses qu'il matérialise, sa conception et ses usages
Digital signature technologies now allow to establish digital writings as documents (i.e as proofs), on the same basis than paper. Contrary to what discourses about 'digital trust" could let think, document authenticity does not guarantee contents veracity nor zero-risk in considering it: digital trust is not a replacement of human and social trust by technology. What is in stake in a document is really trust towards people or institutions that approved it or are witnesses about its existence. On these aspects, paper laboratory notebooks are emblematic because of their structure and their rules of use. The digitization of laboratory notebooks challenges their properties in regards to their purpose. After analyzing the notebook's probation nature, through case law, a contribution to the emerging domain of "Usable security" is made. an interactive display of crytographic signatures (more specifically of trusted time-stamp tokens). Then, an instrumented document process is designed to enable the constitution of solid evidences, without hampering the creators' or innovators' activity. Converging miscellaneous testing methods are deployed to ponder the software, its design, its use, and subsequently materialized assumptions

La formation des institutions scientifiques et de santé, au cours des derniers siècles, s'est appuyée sur des ambitions, des logiques, des régimes de savoirs pour définir les règles selon lesquelles la vérité peut être admise et rattachée à des effets spécifiques de pouvoir (Foucault, 2004). Or, dans la cité par projets telle que définie par Boltanski et Chiapello (1999), les expertises scientifiques et citoyennes sont de plus en plus amenées à collaborer au sein d'instances dites démocratiques et participatives pour faire face à la complexité des problèmes associés au progrès, à la technicisation et au désenchantement du monde (Weber, 2002). Les recherches participatives comme "instrument" (Le Galès & Lascoumes, 2005), stratégie d'implémentation sociale (Maestrutti, 2016), "registre de légitimation politique" (Blondiaux, 2008) et /ou forme organisationnelle émergente (Le Moënne, 2013) peuvent favoriser l'acceptation et l'adoption du projet d'informatisation et de numérisation de la société occidentale. Cependant, le processus d'agencement de nouvelles formes d'activités de recherche génère des tensions et des réajustements entre ordres hérités et ordres souhaités (Le Moënne, 2013), entre pilotage, ambitions et modalités de financement de la recherche et entre pratiques scientifiques participatives émergentes. Dans le cadre de notre recherche doctorale, nous portons notre attention aux médiations, à la réflexivité et au sens donné par les acteurs francophones participant à une étude internationale dans le domaine de la santé : le projet MND-Care. Cette étude vise la co-conception d'un réseau de soins intégrés adapté aux écosystèmes des personnes vivant avec la maladie de Parkinson et pensé selon leurs besoins et attentes en termes d'accompagnement médico-social. Patients, aidants et professionnels de santé sont impliqués dans la création de solutions technologiques et organisationnelles adaptées à leurs besoins réciproques, dans un espace propice au dialogue, et invités à les matérialiser autour de la création d'artefacts (Grosjean, Bonneville & Redpath, 2019). Dans ce contexte, nous nous intéressons ainsi à la manière dont des personnes identifient et portent une réflexion sur les activités entreprises et les divers évènements constitutifs d'un projet de recherche, leur permettant de construire du sens en situation, dépendant de leurs modalités d'implication et d'engagement dans les situations rencontrées (Bonfils, 2014). Une méthode qualitative, longitudinale et "hypothético-inductive" d'inspiration ethnographique, ethnométhodologique et pragmatique a été mise en œuvre au cours de notre recherche doctorale pour analyser les flux communicationnels et les modalités de participation (faible, modérée, effective), d'implication (souhaitée, altruiste, imposée) et d'engagement (volontaire, symbolique, indirect) des acteurs francophones dans l'étude en co-design. La création de connaissances organisationnelles mutualisées et mobilisées par les acteurs pour donner sens à leurs actions (Gardiès, 2012) permet ici la stabilisation, le maintien et l'appropriation d'une forme organisationnelle émergente dans le temps. Les logiques et stratégies d'inclusion, d'évitement, d'exclusion et d'hybridation de savoirs/pouvoirs participent à la redéfinition des rôles, des postures, des relations et des responsabilités des acteurs dans un réseau de soins intégrés. Une approche communicationnelle des émotions permet également d'éclairer les processus de production de signes au cœur des systèmes de coordination, d'échanges et de négociations des acteurs dans les organisations (Dumas & Martin-Juchat, 2016). Le rôle du sensible dans la construction symbolique de sens donné aux pratiques collectives et scientifiques est ici central et se manifeste sous différentes formes (enthousiasme, espoir, ironie, désenchantement, frustration, honte, bouleversement, etc.)
The formation of scientific and health institutions over the last few centuries has been based on ambitions, logics and knowledge regimes to define the rules according to which truth can be admitted and linked to specific effects of power (Foucault, 2004). Now, in the project-based city as defined by Boltanski and Chiapello (1999), scientific and citizen expertise are increasingly called upon to collaborate within so-called democratic and participatory bodies in order to deal with the complexity of the problems associated with progress, technicisation and the disenchantment of the world (Weber, 2002). Participatory research as an 'instrument' (Le Galès & Lascoumes, 2005), a social implementation strategy (Maestrutti, 2016), a 'register of political legitimisation' (Blondiaux, 2008) and/or an emerging organisational form (Le Moënne, 2013) can foster the acceptance and adoption of the project of computerisation and digitalisation of Western societies. However, the process of arranging new forms of research activities generates tensions and readjustments between inherited and desired orders (Le Moënne, 2013), between steering, ambitions and funding modalities of research and between emerging participatory scientific practices. In the framework of our doctoral research, we focus our attention on mediations, reflexivity and the meaning given by French-speaking actors participating in an international study in the field of health: the NDD-Care project . This study aims to co-design an integrated care network adapted to the ecosystems of people living with Parkinson's disease and designed according to their needs and expectations in terms of medico-social support. Patients, caregivers and health professionals are involved in the creation of technological and organisational solutions adapted to their mutual needs, in a space conducive to dialogue, and invited to materialise them through the creation of artefacts (Grosjean, Bonneville & Redpath, 2019). In this context, we are interested in the way in which people identify and reflect on the activities undertaken and the various events that make up a research project, enabling them to construct meaning in a situation, depending on their methods of involvement and commitment in the situations encountered (Bonfils, 2014). These plural elements allow us to address how actors think and act to shape the NDD-Care research project. A qualitative, longitudinal and 'hypothetical-inductive' method inspired by ethnography, ethnomethodology and pragmatics was used during our doctoral research to analyse the communicative flows and the modalities of participation (low, moderate, effective), involvement (desired, altruistic, imposed) and commitment (voluntary, symbolic, indirect) of French-speaking actors in the co-design study. The creation of shared organisational knowledge, mobilised by the actors to give meaning to their actions (Gardiès, 2012), allows the stabilisation, maintenance and appropriation of an emerging organisational form over time. The logics and strategies of inclusion, avoidance, exclusion and hybridization of knowledge/power participate in the redefinition of the roles, postures, relations and responsibilities of the actors in an integrated care network. A communicative approach to emotions also sheds light on the processes of sign production at the heart of coordination systems, exchanges and negotiations between actors in organisations (Dumas & Martin-Juchat, 2016). The role of the sensitive in the symbolic construction of meaning given to collective and scientific practices is central here and emerges in different forms (enthusiasm, hope, disenchantment, irony, frustration, shame, disruption, etc.)

L’objectif de notre recherche est de proposer une méthode permettant de caractériser la perception d’un produit hybride dit sport-santé.En effet, l’expérience utilisateur liée à un produit est devenue, de nos jours, un facteur de différenciation majeur parmi la concurrence et peut grandement influencer le succès d’un produit. Les utilisateurs/consommateurs ne cherchent plus seulement un produit fonctionnel, mais aussi un produit simple à utiliser qui leur procure de la satisfaction tout au long de son usage. Ce dernier aspect, la satisfaction de l’utilisateur, est devenu un enjeu industriel important. L’objectif est de procurer la meilleure expérience possible à l’utilisateur et ainsi d’améliorer les chances de succès du produit. Cela dépend notamment de la façon dont le produit est perçu.Néanmoins, dans certains cas, concevoir la façon dont est perçu un produit peut s’avérer complexe. C’est le cas notamment de produits hybrides qui mêlent des caractéristiques issues de domaines produits distincts. L’entreprise SC-Ergomedical a expérimenté cette difficulté en constatant que les produits hybride sport-santé développés n’étaient pas compris à leur juste valeur. En effet, ils étaient perçus soit comme des produits de sport soit comme des produits de santé, mais jamais de manière conjointe. Force est de constater que cela les rend moins acceptés par les utilisateurs/consommateurs. Cet écart de perception résulte à la fois de la nature dialogique des univers produits du sport et de la santé et que la perception de tels produits dépend de leurs contextes d’usages contraires mais aussi d’une sémantique manquante traduisant l’identité du dit produit hybride sport-santé.Afin de réduire cet écart de perception et d’améliorer la compréhension des produits hybrides sport-santé, nous proposons dans cette thèse une méthodologie basée sur l’approche de l’Ingénierie Affective. Les résultats observés permettent alors de construire un espace de conception pour caractériser la perception d’un produit sport-santé. En effet, les deux premières expérimentations menées ont permis de définir une sémantique sport-santé ainsi que l’influence des contextes d’usages contraires qui conditionne la perception de ces produits. La troisième nous a permis de caractériser l’espace attributs des produits sport-santé et de le relier à l’espace sémantique prédéfini. L’ensemble des trois expérimentations, nous a conduit à la création de l’espace de conception caractérisant la perception d’un produit sport-santé.Cet espace de conception fournit un guide aux concepteurs pour développer des produits hybrides sport-santé et réduire l’écart de perception constaté. En effet, via cet espace, il est alors possible de préconiser des attributs produit à partir d’une sémantique sport-santé dans un contexte d’usage du sport et/ou de la santé, d’évaluer les valeurs sport-santé d’une solution ou d’un produit final ou encore d’explorer des combinaisons d’attributs produit sport-santé et de visualiser les valeurs qui en résultent.Ces différentes possibilités sont exploitables dans un outil d’aide à la conception pour des produits hybride comme celui que nous proposons dans ce manuscrit spécifique à la conception de produit hybride sport-santé
The aim of our research is to propose a method to characterize the perception of a so-called sport-health hybrid product.Indeed, the user experience associated with a product has become, nowadays, a major differentiator among the competition and can greatly influence the success of a product. Users / consumers are no longer just looking for a functional product, but also a product that is easy to use and that gives them satisfaction throughout its use. This last aspect, user satisfaction, has become an important industrial issue. The aim is to provide the best possible user experience and thereby improve the chances of the product being successful. It depends in particular on how the product is perceived.However, in some cases, designing the way a product is viewed can be complex. This is particularly the case with hybrid products that combine characteristics from different product areas. The company SC-Ergomedical experienced this difficulty by noting that the hybrid sports-health products developed were not fully understood. Indeed, they were perceived either as sports products or as health products, but never together. It is clear that this makes them less accepted by users / consumers. This perception gap results both from the dialogical nature of the product universes of sport and health and that the perception of such products depends on their contexts of contrary uses but also on a missing semantics reflecting the identity of the sport-health hybrid product.In order to reduce this perception gap and improve the understanding of hybrid sport-health products, we propose in this thesis a methodology based on the Affective Engineering approach. The results observed then make it possible to build a design space to characterize the perception of a sport-health product. Indeed, the first two experiments carried out made it possible to define a sport-health semantics as well as the influence of contexts of contrary use which conditions the perception of these products. The third allowed us to characterize the attribute space of sport-health products and link it to the predefined semantic space. All three experiments led us to the creation of the design space characterizing the perception of a sport-health product.This design space provides a guide for designers to develop hybrid sport-health products and reduce the perceived gap. Indeed, via this space, it is then possible to recommend attributes produced from a sport-health semantics in a context of use of sport and / or health, to evaluate the sport-health values of a solution or a final product or to explore combinations of sport-health product attributes and visualize the resulting values.These different possibilities can be used in a design assistance tool for hybrid products like the one we propose in this manuscript specific to the design of hybrid sport-health products

La technologie des salles de contrôle critiques pose de nombreux défis aux opérateurs, notamment en ce qui concerne l'augmentation de la charge de travail, la surcharge d'informations et le manque de conscience de la situation. Ma revue de la littérature de recherche sur la productivité des salles de contrôle montre que la technologie actuelle a été développée avec un engagement limité des opérateurs dans le processus de design, ce qui a conduit à des outils qui ciblent des problèmes spécifiques tout en négligeant le flux de travail global. Nous avons mené un projet de conception participative de deux ans avec les opérateurs de RTE (le réseau électrique français) afin de mieux comprendre les problèmes auxquels les opérateurs sont confrontés. Les principaux besoins concernent l'amélioration de vue générale d'information et le soutien aux tâches secondaires des opérateurs, par exemple la traçabilité d'informations et la hiérarchisation des taches. Nous avons utilisé une approche théorique générative pour concevoir StoryLines, un timeline interactif qui aide les opérateurs à collecter des informations à partir de divers outils pour créer une vue d'ensemble, créer des rappels et partager des informations pertinentes avec l'opérateur de l'équipe suivante.La combinaison de la conception participative et de la théorie générative nous a permis d'explorer les pratiques existantes des opérateurs en matière de prise de notes sur l'état du réseau et les événements futurs attendus, ce qui a permis d'informer le design les StoryLines. Nous avons mené deux études comparatives d'observation structurée afin d'évaluer les forces et les faiblesses de StoryLines et de suggérer des orientations pour la recherche future
Safety-critical control room technology poses multiple challenges for operators, especially with respect to increasing workload, information overload, and lack of situation awareness. My review of the research literature on control room productivity shows that today's technology was developed with limited operator involvement in the design process, which has led to tools that target specific problems while neglecting the overall workflow. We conducted a two-year participatory design project with RTE (the French power grid) operators to better understand the problems operators face. Key needs include improved information overviews and support for operators' secondary tasks, e.g., tracing information and prioritization. We used a generative theory approach to design StoryLines, an interactive timeline that helps operators collect information from diverse tools to create an overview, record reminders and share relevant information with the next shift's operator. The combination of participatory design and generative theory let us explore operators' existing note-taking practices about grid status and expected future events, which informed the design of StoryLines. We conducted two comparative structured observation studies to assess the strengths and weaknesses of StoryLines and to suggest directions for future research

Smart homes are residences equipped with information and communication technologies that anticipate and respond to the needs of the occupants. Despite the numerous research and industrial efforts, today only few expensive smart homes have been built and sold. The reason behind this slow uptake is the technology-driven approach characterizing existing solutions. The doctoral Thesis aims at demonstrating that a smart home can provide functionalities designed with a user-centered approach, taking into account ergonomic considerations about domestic activity and human cognition. This is achieved in collaboration with cognitive ergonomists, which help "minding the gap" between human context and machine-understandable context. Using off-the-shelf and lightweight instrumentation (also minimizing privacy concerns), extending existing context modeling, reasoning and management tools and following the Ubiquitous Computing principles, the doctoral work led to the following achievements: (i) the inter-disciplinary design of suitable functionalities, in collaboration with cognitive ergonomists; (ii) the design of a context-aware system that captures and reasons about uncertain contextual information in a distributed fashion; (ii) the realization of a working prototype that demonstrates the provision of energy-saving and comfort-preserving functionalities.

La mobilité est aujourd’hui au cœur des préoccupations citoyennes et gouvernementales. Une explication possible à cette difficulté à résoudre les problèmes de mobilité est que les besoins réels des usagers des transports ne sont pas (ou sont faiblement) pris en compte dans la conception de nouveaux systèmes de transports. C’est pourquoi la participation des usagers dans des projets de conception se développe depuis quelques décennies. Elle est motivée par l’idée que les usagers ont une meilleure connaissance de leurs propres besoins et peuvent donc contribuer à développer des solutions innovantes. Cependant, il est nécessaire de proposer des outils qui optimisent les contributions des usagers au processus de conception créative et donc, en amont, d’identifier la nature ainsi que les leviers et les freins à la participation des usagers dans ce processus. Dans les trois études que nous avons réalisées, nous observons que les usagers contribuent principalement au processus de co-conception créative en fournissant des informations sur leurs besoins réels et leurs attentes. Mais pour que ces besoins et attentes soient réellement pris en compte, il est nécessaire d’outiller la conception créative en proposant une méthode qui permette de mettre à profit les contributions de chacun et de donner aux usagers un poids décisionnel équivalent à celui des concepteurs. Par ailleurs, le développement de logiciels de réalité virtuelle peut constituer un facilitateur de la co-conception créative, dans la mesure où il stimule la génération d’idées. De plus, la réalité virtuelle permet de créer de nouveaux environnements pouvant développer les capacités des usagers à se projeter dans un futur proche et imaginer des solutions plus créatives
Mobility is nowadays one of the main concerns of citizens and governments. One possible way to explain these difficulties to solve mobility problems would be that real problems of transportation users would be not (or weakly) accounted in the design of new transportation systems. In this perspective, user participation in design projects is increasingly practiced since a few decades. It is motivated by the idea that users have a better knowledge of their own needs and then may contribute to develop innovative solutions. However it is necessary to propose some tools to optimize the users’ contributions to creative design process, and then necessary to identify the nature as well as the levers and barriers to user participation in this process. In the three studies we conducted, we observe that users mainly contribute to creative co-design process by supplying information about their real needs and expectations. However, in order to really account these needs and expectations, it is necessary to tool up creative design with a method which allows to take advantage of the contributions of each participant and to give users a decision-making power equivalent to that of experts. Furthermore, the development of virtual reality software may constitute a lever for creative co-design, in so far as it stimulates the generation of solutions. Moreover, virtual reality allows creating new environments to develop users’ skills to project themselves in a near future and then imagine more creative solutions

Cette thèse identifie et vise à affronter certains verrous scientifiques concernant la conception des scenarios des serious games, leurs utilisations par un meilleur partage entre les concepteurs dans des contextes d’apprentissage ciblés. Les constats motivant ce travail sont (1) la participation indispensable des formateurs dans la phase de conception en se basant sur leurs expertises et leurs objectifs pédagogiques, (2) la nécessité grandissante pour les formateurs experts de formaliser les scénarios décrivant les situations complexes rarement se produisant, (3) la non-adéquation des systèmes-auteurs des jeux sérieux existants à cette population de concepteurs, permettant seulement un nombre limité de scénarios à cause de leurs couts élevés, (4) le faible niveau de réutilisation des scénarios déjà produits dans la vie quotidienne. Notre problématique consiste à lever certains verrous existants dans la conception des jeux sérieux pour la formation dans des domaines d’expertises complexes avec l’hypothèse qu’une meilleure organisation de la connaissance et de la coopération va faciliter la conception. L’étude de cette problématique s’effectue en proposant l’architecture ARGILE (Architecture for Representations, Games, Interactions, and Learning among Experts) adaptée au jeu sérieux « participatif et intensif en connaissances »
This PhD aims to confront some scientific challenges concerning the scenarios’ conception of Serious Games, their use through a better share by designers within the context of targeted learning. The findings motivating our work are (1) the significant participation of trainers in the design phase, (2) the growing needs for expert trainers to formalize scenarios describing rarely complex situations, (3) the divergence of existing serious games to these designers which cover a limited number of scenarios due to their high cost, (4) the low re-use’ level of scenarios that have already happened in daily life.Our questioning will lead us to see how we must design serious games for training in complex areas of expertise where reference knowledge is neither stabilized nor unanimous, but rather dynamic and continuously evolving. After having examined the principal mains of application of the Serious Game and having defined it, the study of this questioning led us to propose the ARGILE (Architecture for Representations, Games, Interactions, and Learning Among Experts) architecture, suitable for "participatory and knowledge-intensive" serious games

Dans le domaine du projet de conception-construction architecturale, la gestion de la collaboration entre les différents acteurs d'un projet est un enjeu important. D'un projet à un autre, en fonction du projet, mais aussi des acteurs qui y interviennent, les pratiques de travail varient. Parallèlement, de nombreux services sont proposés et utilisés pour assister la collaboration, certains sur un modèle « grand public » et d'autres plus orientés vers un usage professionnel. L'expérience CRTI-weB est un projet de développement d'un collecticiel mené avec et pour les professionnels du secteur au Luxembourg. Malgré l'étude des besoins métiers menée en amont du développement, l'outil présente cependant des manques d'adaptation. Ce constat d'inadaptation n'est pas un cas isolé, il reflète une lacune générale de ce genre d'outils à satisfaire pleinement les attentes des professionnels. C'est pourquoi ce travail doctoral propose un cadre d'analyse supporté par la modélisation des comportements des utilisateurs. Nous adoptons alors plusieurs points de vue relatifs à différents champs de recherches : le génie logiciel, la conception d'interfaces homme-machine, l'entreprise orientée services et la conception de système d'information, et enfin le travail collaboratif assisté par ordinateur (TCAO). Nous proposons la méthode PUSH (Practices and Usages based Services enHancement) qui orchestre ces différents points de vue et permet de générer un ensemble d'exigences pour le développement de services dits « adaptés ». Communication et traçabilité sont les maitres mots de cette méthode de conception. Le contexte d'étude à la fois orienté recherche et développement nous a permis d'évaluer et d'améliorer la définition des concepts mis en avant ainsi que la mise en place de la méthode PUSH à travers trois expérimentations
In the sector of the architectural design-construction project, the management of the collaboration between the different actors of a project is an important issue. From a project to another, considering the project type and also the actors involved, business practices vary. In parallel, many services are proposed and used to assist the collaboration, some of them being generic and others more specific to professional usage. The CRTI-weB experience is a groupware development project lead with and for professionals of the Luxembourgish sector. Despite the analysis of business needs lead before development, the tool has some lacks of adaptation. This statement isn't isolated; in general, this type of tools doesn't fully satisfy professionals' expectations. This doctoral work proposes an analysis framework supported by users' behaviors modeling. We adopt several viewpoints related to several research fields: software engineering, human-computer interactions design, service-oriented enterprise and information system design, and finally computer-supported collaborative work (CSCW We propose the PUSH method (Practice and Usages based Service enhancement) that orchestrates the different viewpoints to generate an amount of requirements for the development of adapted services. The communication and the traceability are supported by this design method. The context of study, both research and development-oriented (through the collaboration of the MAP-CRAI laboratory in Nancy and the CRP Henri Tudor in Luxembourg) allows us evaluating and enhancing the definition of our concepts and the applicability of the PUSH method through three experimentations

: Objet d'étude pour plusieurs disciplines, l'interface numérique se présente comme un objet hétérogène : un dialogue humain-ordinateur, le reflet d’un modèle mental, un instrument, un ensemble de signes sémiotiques… Toutes ces dimensions, traitées individuellement par les approches disciplinaires, n’ont jamais été rassemblées dans un cadre paradigmatique commun. Cette thèse soutient que l’interface, en tant qu’objet d’étude complexe, doit être abordée dans un cadre capable de traiter cette complexité. Elle propose de le faire par la systémique communicationnelle et de poser la réflexion, non pas en termes d’attributs de qualité de l’interface (utilisabilité, communicabilité, convivialité…), mais en termes de significations. Cela implique de centrer le modèle sur l’humain et fournit une vision intégrée, non parcellisée, de l’interface permettant de concevoir de nouvelles interfaces, de les implémenter dans des contextes et des modalités sensorielles diverses.Le modèle trifocal est ainsi une approche systémique de la communication via l’interface. Il étudie les rapports de l’usager à la machine, à l’objet de son activité et au concepteur, ainsi que les propriétés émergentes de ce système. Le modèle trifocal fournit une description de l’interface transposable d'une modalité à une autre. Il permet, d’une part, l’étude de la signification d’interfaces non visuelles et, d’autre part, la traduction d’interfaces d’une modalité dans une autre. Le modèle trifocal jette un regard nouveau sur la conception d’interfaces accessibles puisqu’il complète les méthodes existantes avec des nouvelles dimensions d’analyse
Object of study for several disciplines, digital interfaces appear as a heterogeneous object: a human-computer dialogue, a reflection of a mental model, an instrument, a set of semiotic signs ... All these dimensions, addressed individually by disciplinary approaches, have never been gathered in a common paradigmatic framework. This thesis argues that interfaces, as a complex object of study, must be addressed in a framework capable of dealing with this complexity. It proposes to do so by the Systemic Communication Theory and to think about not in terms of interface quality attributes (usability, communicability, conviviality...) but in terms of meanings. This implies a human-centered model and provides an integrated point of view enabling the design of new interfaces as well as their implementation in numerous contexts and sensory modalities.The trifocal model is thus a systemic approach to communication via the interface. It studies the relationships between user and machine, between user and object of his activity and between user and designer, as well as emergent properties of the system. The trifocal model provides an interface description transposable from one modality to another. It allows, on one hand, to study the meaning of non-visual interfaces and, on the other, to translate interfaces from one modality to another. The trifocal model takes a fresh look on designing accessible interfaces since it complements existing methods with new analytical dimensions

Les performances énergétiques des constructions durables sont nettement inférieures à celles attendues et la question de l’impact du comportement des usagers devient primordiale. Différentes solutions sont déployées afin d’atteindre les performances prévues : elles s’étendent de l’information des usagers à l’aide de manuels, jusqu’à l’influence des comportements, en passant par l’automatisation des bâtiments réduisant ainsi la capacité d’action des usagers. La question est alors de savoir s’il est possible de concevoir des bâtiments toujours plus performants du point de vue énergétique sans venir altérer la relation usager/habitat et sans contraindre davantage les usagersNous proposons d’intégrer la notion d’affordance dans les constructions durables en posant l’hypothèse qu’elle pourrait permettre d’induire des comportements en adéquation avec les exigences de performances des constructions durables, en évitant au maximum l’introduction de procédures plus ou moins artificielles et en créant une compréhension, la plus immédiate possible, des usages des espaces fonctionnels et des équipements.Une première phase d’étude a été menée dans le but d’analyser l’activité des usagers au sein de leur habitat et traduire cette analyse en outils exploitables par les concepteurs. Un ensemble de personas a ainsi été défini. Parallèlement, une caractérisation de l’interaction usager/habitat a été réalisée par l’identification des critères venant l’influencer. Grâce à la pondération de ces facteurs d’impact, un modèle de calcul du niveau d’affordance de l’interaction entre les usagers et leur logement a pu être proposé
The energetic performance of sustainable buildings is significantly lower than expected and therefore the impact of user behaviour becomes a crucial element. Different solutions are implemented to achieve predicted performance; these range from information i.e. user guides, to the influence of user behaviour through building automation reducing the users’ control. The possibility of designing more efficient buildings without altering the relationship between the user and the building, and without constraining the users is then to be investigated.We propose to integrate the notion of affordance in sustainable buildings under the assumption that this could be useful in inducing behaviour aligned with the performance requirements of sustainable buildings, while minimising the introduction of procedures more or less artificial and creating an immediate understanding of the use of a functional space and its equipment.A first experimental phase was conducted to analyse users' activities within their housing and translate this into tools for designers. A set of personas has been set. Meanwhile, a characterisation of the user/building interaction was carried out by identifying the criteria influencing it. With the weighting of these impact factors, a calculation model for the affordance level of this interaction was proposed

Les secteurs d'application de la réalité virtuelle se diversifient. La progression rapide des technologies immersives et leur meilleure accessibilité ont mené à une augmentation de leur usage, dans le contexte académique comme industriel. La réalité virtuelle montre des résultats concrets dans la formation des personnes et leur sensibilisation à des situations d'urgence. Elle fournit également des espaces virtuels collaboratifs, accessibles même à distance. En recherche, ces environnements virtuels offrent des avantages expérimentaux, notamment pour les problématiques liées à la neuropsychologie, car leurs variables peuvent être contrôlées précisément et sont donc reproductibles. Cependant, la réalité virtuelle ne se limite pas aux technologies qui la mettent en œuvre. Il s'agit d'un domaine complexe qui fait appel à des connaissances en cognition, informatique et ingénierie. La conception d'une nouvelle application est donc un défi pluridisciplinaire, où l'intégration des utilisateurs est souhaitable afin de limiter les potentiels effets négatifs. Peu de cadres théoriques sont disponibles afin de guider cette démarche de conception, et la validation des environnements créés par l'évaluation de l'expérience utilisateur s'appuie majoritairement sur l'utilisation de questionnaires auto-rapportés qui fournissent des données subjectives. Cette thèse propose de formaliser une démarche de conception de système de réalité virtuelle, intégrant une évaluation globale de l'expérience utilisateur par le biais d'une approche combinée d'indicateurs subjectifs et objectif, dont physiologiques. Un encadrement pluridisciplinaire des laboratoires ERPI (Equipe de Recherche en Processus Innovatifs) et 2LPN (Laboratoire Lorrain de Psychologie et Neuroscience de la Dynamique des Comportements) ainsi qu'une convention CIFRE avec la société TEA (Tech Ergo Appliquées) permet de porter un regard global sur l'articulation des différents niveaux et disciplines en jeu dans ce domaine de recherche par le biais d'une démarche recherche action
The application sectors of virtual reality are diversifying. The rapid progression and improved accessibility of immersive technologies has led to an increase in their use, both in the academic and industrial context. Virtual reality shows concrete results in training people and raising their awareness of emergency situations. It also provides collaborative virtual spaces, accessible even remotely. In research, these virtual environments offer experimental advantages, especially for the field of neuropsychology, because their variables can be precisely controlled and are therefore reproducible. However, virtual reality is not limited to the technologies that implement it. It is a complex field that requires knowledge in cognition, computer science and engineering. The design of a new application is therefore a multidisciplinary challenge, where the integration of users is desirable in order to limit potential negative effects. Few theoretical frameworks are available to guide this design process, and the validation of the environments created through the evaluation of the user experience relies mostly on the use of self-reported questionnaires that provide subjective data. This thesis proposes to formalize a design approach for virtual reality systems, integrating a global evaluation of the user experience through a combined approach of subjective and objective indicators, including physiological. A multidisciplinary supervision of the ERPI (Equipe de Recherche en Processus Innovatifs) and 2LPN (Laboratoire Lorrain de Psychologie et Neuroscience de la Dynamique des Comportements) laboratories, as well as a CIFRE agreement with the TEA company (Tech Ergo Appliquées) allows to take a global look at the articulation of the different levels and disciplines at stake in this field of research through an action research approach

La mobilité est aujourd’hui au cœur des préoccupations citoyennes et gouvernementales. Une explication possible à cette difficulté à résoudre les problèmes de mobilité est que les besoins réels des usagers des transports ne sont pas (ou sont faiblement) pris en compte dans la conception de nouveaux systèmes de transports. C’est pourquoi la participation des usagers dans des projets de conception se développe depuis quelques décennies. Elle est motivée par l’idée que les usagers ont une meilleure connaissance de leurs propres besoins et peuvent donc contribuer à développer des solutions innovantes. Cependant, il est nécessaire de proposer des outils qui optimisent les contributions des usagers au processus de conception créative et donc, en amont, d’identifier la nature ainsi que les leviers et les freins à la participation des usagers dans ce processus. Dans les trois études que nous avons réalisées, nous observons que les usagers contribuent principalement au processus de co-conception créative en fournissant des informations sur leurs besoins réels et leurs attentes. Mais pour que ces besoins et attentes soient réellement pris en compte, il est nécessaire d’outiller la conception créative en proposant une méthode qui permette de mettre à profit les contributions de chacun et de donner aux usagers un poids décisionnel équivalent à celui des concepteurs. Par ailleurs, le développement de logiciels de réalité virtuelle peut constituer un facilitateur de la co-conception créative, dans la mesure où il stimule la génération d’idées. De plus, la réalité virtuelle permet de créer de nouveaux environnements pouvant développer les capacités des usagers à se projeter dans un futur proche et imaginer des solutions plus créatives
Mobility is nowadays one of the main concerns of citizens and governments. One possible way to explain these difficulties to solve mobility problems would be that real problems of transportation users would be not (or weakly) accounted in the design of new transportation systems. In this perspective, user participation in design projects is increasingly practiced since a few decades. It is motivated by the idea that users have a better knowledge of their own needs and then may contribute to develop innovative solutions. However it is necessary to propose some tools to optimize the users’ contributions to creative design process, and then necessary to identify the nature as well as the levers and barriers to user participation in this process. In the three studies we conducted, we observe that users mainly contribute to creative co-design process by supplying information about their real needs and expectations. However, in order to really account these needs and expectations, it is necessary to tool up creative design with a method which allows to take advantage of the contributions of each participant and to give users a decision-making power equivalent to that of experts. Furthermore, the development of virtual reality software may constitute a lever for creative co-design, in so far as it stimulates the generation of solutions. Moreover, virtual reality allows creating new environments to develop users’ skills to project themselves in a near future and then imagine more creative solutions

Les activités et produits de conception créative sont de plus en plus omniprésents dans notre société. Notre environnement quotidien comprend une multitude d'objets précédemment conçus. La conception de produits industriels complexes intervient dans des domaines professionnels extrêmement variés et nécessite la collaboration de multiples acteurs allant des secteurs hautement techniques aux secteurs artistiques tout au long du processus de conception. Les organisations de conception sont confrontées à des changements importants entraînés par une concurrence extrêmement agressive sur le marché. ils ajoutent constamment de nouvelles fonctionnalités à leurs produits, ce qui nécessite de plus en plus la collaboration d’un nombre croissant d’acteurs divers, possédant différents types de compétences. Par contre, la communication en équipes multidisciplinaires est difficile. Il y a un besoin constant d'adapter les moyens de communication. De plus, la concurrence du marché pousse également les entreprises à suivre des stratégies mondiales. La dernière tendance utilisée dans l'industrie consiste à impliquer les utilisateurs finaux dans le processus de conception. Par conséquent, les concepteurs doivent découvrir, comprendre et échanger des idées et des suggestions avec les utilisateurs finaux afin de pouvoir transformer leurs besoins et exigences en solutions techniques adéquates. et finalement transformé en produits appropriés. Pour surmonter ces difficultés de communication, et compte tenu de l'activité de conception, il est essentiel de pouvoir représenter les idées avec un outil approprié, la réalité augmentée spatiale (SAR) est peut-être la meilleure technologie candidate pour résoudre correctement ces problèmes. Comme elle permet d'intégrer des objets virtuels dans notre environnement réel, cette technologie permet de les manipuler plus naturellement. Dans ce contexte, l’intégration du virtuel dans le monde réel peut induire un certain nombre de questions: «Comment gérer la combinaison réel / virtuel dans un environnement collaboratif?» «L’intégration d’objets de conception mixtes (physiques / numériques) peut-elle être une une valeur ajoutée à l’interaction entre les concepteurs? »L’un des principaux défis abordés au cours de cette thèse consistait à évaluer l’impact de l’intégration d’une plate-forme de réalité augmentée dans l’espace lors de réunions de conception en collaboration. Nous voulions démontrer que la plate-forme SPARK, à travers l'introduction d'un nouveau prototype associant l'aspect tangible à la projection numérique, avait un impact positif sur les sessions de conception co-créative et les interactions de communication globales entre les différentes parties prenantes
Creative design activities and products are more and more ubiquitous in our society today. Our daily environment includes a multitude of objects that have previously been designed. The design of complex industrial products takes place in extremely varied professional fields and requires collaboration of multiple actors ranging from highly technical sectors to artistic sectors throughout the design process. Design organisations are facing important changes driven by an extremely aggressive market competition; they are constantly adding new features to their products that requires more and more the collaboration of a growing number of diverse actors with different types of expertise. On the other hand, the communication in multidisciplinary teams is difficult. There is a constant need to adapt means of communication. In addition, market competition is also driving companies to follow global strategies. The most recently used trend in industry is to involve end-users within the design process.Therefore, designers need to discover, understand and exchange ideas and suggestions with end-users in order to be able to transform their needs and requirements into adequate technical solutions and eventually turned it into proper products. To overcome these communication difficulties, and considering that in design activity, it is essential to be able to represent ideas with a suitable tool, Spatial Augmented Reality (SAR) is perhaps the best candidate technology that could properly address these problems. As it allows integrating virtual objects in our real environment, this technology allows to manipulate them more naturally. In this context, incorporating the virtual into the real world can induce a certain number of questions: “How to manage the real / virtual combination in a collaborative setting?” “Does the integration of mixed (physical/digital) design artefacts can be an added value to interaction between design participants?” One important challenge addressed during this thesis was to evaluate the impact of integration of a spatial augmented reality platform in collaborative design meetings. We wanted to demonstrate that the SPARK platform, through the introduction of new prototype mixing the tangible aspect with digital projection, positively impacts the co-creative design sessions and the overall communication interactions between the different stakeholders

Les personnages non joueurs (PNJ) sont un sous-type d'agents virtuels qui peuplent les jeux vidéo. La façon dont ils sont perçus par les joueurs est au cœur de l'expérience de jeu. En particulier, l'intelligence et la crédibilité perçues des PNJ contribuent fortement à créer une expérience engageante et immersive. Ces deux aspects sont influencés par les attentes des joueurs lors de leur interaction avec les PNJ. Cependant, les connaissances sur la manière dont les joueurs évaluent les PNJ sont insuffisantes, ce qui pourrait expliquer l'écart entre les attentes des joueurs et leur évaluation réelle de la conception des PNJ. L'objectif de cette thèse est de faire progresser les connaissances sur l'évaluation des PNJ par les joueurs en fonction des facteurs de conception et des attentes des joueurs. Notre hypothèse est que l'amélioration de la cohérence entre la conception des PNJ et les attentes des joueurs conduirait à une amélioration de l'intelligence perçue et de la crédibilité. Trois études ont été menées pour examiner l'évaluation par les joueurs de l'intelligence et de la crédibilité des PNJ. La première étude s'est concentrée sur l'évaluation par les joueurs de l'hostilité des PNJ dans un jeu de tir militaire, en examinant les paramètres de conception de l'apparence et des comportements et leur relation. Les résultats ont montré que les comportements des PNJ étaient le seul facteur significatif pour transmettre l'hostilité indépendamment de l'apparence. La deuxième étude a manipulé l'apparence et les comportements des PNJ dans un jeu de tir militaire afin d'étudier l'impact de la violation des attentes des joueurs sur leur expérience de jeu et leur évaluation de l'intelligence et de la crédibilité des PNJ. Cette recherche a impliqué des mesures comportementales et physiologiques et a mis en évidence l'importance de la cohérence des facteurs de conception des PNJ dans l'élaboration de l'expérience de jeu. En outre, la manipulation des facteurs de conception des PNJ a induit des changements significatifs dans les réponses physiologiques et les comportements des joueurs dans le jeu, suggérant l'émergence de nouvelles formes d'attentes. La modalité verbale n'a pas été abordée dans les deux premières études. La troisième étude a été menée sur l'expérience et l'évaluation par les joueurs de l'intelligence et de la crédibilité perçues des PNJ lors d'interactions verbales. La recherche a consisté à manipuler le rôle explicite des PNJ dans la narration et le style de communication en utilisant la méthode du Magicien d'Oz. L'évaluation de l'intelligence et de la crédibilité des joueurs a été principalement influencée par le rôle explicite des PNJ, tandis que le style de communication des PNJ a eu un impact sur les comportements des joueurs au cours des conversations. Tout au long de ces études, les facteurs de conception des PNJ ont été manipulés pour étudier les expériences et les évaluations des joueurs en matière d'intelligence et de crédibilité. Les différents résultats de la recherche ont mis en évidence l'impact significatif de la cohérence entre les facteurs de conception et les attentes des joueurs sur l'expérience de jeu. En outre, les résultats soulignent l'importance des attentes des joueurs et l'influence conséquente des facteurs de conception en tant que rétroaction sur l'évaluation de l'intelligence et de la crédibilité perçues par les joueurs. La thèse se termine par des recommandations à l'intention des concepteurs de jeux et sur la manière dont ils peuvent tirer parti des expériences comportementales pour créer des PNJ percutants dans leurs jeux
Non-player characters (NPCs) are a subtype of virtual agents that populate video games. How they are perceived by players is central to gaming experience. In particular, NPCs’ perceived intelligence and believability highly contribute to creating an engaging and immersive experience. These two aspects are influenced by players’ expectations during their interaction with NPCs. However, the knowledge of how players evaluate NPCs is insufficient, which might explain the actual gap between players’ expectations and their actual evaluation of NPCs’ design. The aim of this thesis is to advance knowledge on players’ evaluation of NPCs as a function of their design factors and players’ expectations. Our hypothesis is that enhancing coherence between NPCs’ design and players’ expectation would lead to enhanced perceived intelligence and believability. Three studies were conducted to investigate players' evaluation of NPCs' intelligence and believability. The first study focused on players' evaluation of NPCs' hostility in a military shooter game, examining the design parameters of appearance and behaviors and their relationship. The results indicated NPCs’ behaviors were the only significant factor in conveying hostility, regardless of appearance. The second study manipulated NPCs’ appearance and behaviors in a military shooter game to investigate the impact of violating players' expectations on players’ gaming experience and evaluation of NPCs’ intelligence and believability. This research involved behavioral and physiological measures and highlighted the importance of coherent NPCs’ design factors in shaping gaming experience. Additionally, the manipulation of NPCs’ design factors induced significant changes in players’ physiological responses and behaviors in the game, suggesting the emergence of new forms of expectations. The verbal modality was not addressed in the first two studies. The third study was conducted on players’ experience and evaluation of NPCs’ perceived intelligence and believability during verbal interactions. The research involved the manipulation of NPCs’ explicit role in the narrative and the communication style using a Wizard of Oz method. Players’ evaluation of intelligence and believability was primarily influenced by the explicit role of NPCs while NPCs’ communication style impacted players’ behaviors during conversations. Throughout these studies, the design factors of NPCs were manipulated to investigate players’ experiences and evaluations of intelligence and believability. The different research findings highlighted the significant impact of coherence between the design factors and players’ expectations on the gaming experience. Furthermore, the results underlined the importance of players’ expectations and the consequential influence of design factors as a feedback on players’ evaluation of perceived intelligence and believability. The thesis concludes with recommendations for game designers and how those can leverage behavioral experiments to create impactful NPCs in their games

Actuellement, l’interprétation automatique de symboles peut être appliquée à de nombreux types de documents techniques (partitions musicales, plans électriques, etc). L’automatisation de ce type de tâche peut permettre un gain de temps pour des professionnels (Lu, Tai, Su, & Cai, 2005), mais elle peut aussi générer une perte de conscience de la situation par les opérateurs (Endsley, 1995). De plus, ces traitements impliquent un risque d’erreurs d’interprétation des symboles (Orbay & Kara, 2011). Il est donc crucial qu’un humain intervienne pour corriger ces erreurs. L’objectif de cette thèse était d’améliorer la compréhension des interactions homme-machine prenant place dans ce type de tâche afin de déterminer comment améliorer la performance du système. Plusieurs études ont ainsi été réalisées dans le cadre d’une démarche de conception centrée-utilisateur (ISO 9241-210, 2010) d’un logiciel d’interprétation automatique de plans d’architecture. Ces études se sont appuyées sur un cadre théorique varié, puisant à la fois dans la psychologie cognitive, les interactions homme-machine et l’ergonomie des documents multimédias. Elles ont mis en évidence des résultats débouchant sur des préconisations pour la conception de systèmes de reconnaissance. Ainsi, l’affichage de l’interprétation superposée au document interprété facilite la coréférenciation des informations à contrôler. De plus, permettre à l’utilisateur d’assister en temps réel à l’analyse et d’intervenir au fur et à mesure améliore les performances. Enfin, le signalement par la machine des risques d’erreurs est bénéfique, mais cela peut générer une réduction de la vigilance due à un phénomène de sur-confiance
Automatic symbol recognition can currently be applied to a wide range of technical documents (music scores, electrical diagrams, etc.). Automatizing this kind of task can help some professionals save time (Lu et al., 2005), but it can also generate a loss of situation awareness among operators (Endsley, 1995). Furthermore, as these systems sometimes interpret symbols incorrectly (Lu, Tai, Su, & Cai, 2005; Orbay & Kara, 2011), humans need to be able to intervene in the process to correct any errors as and when they arise. The objective of this thesis was to improve our understanding of the human-machine interactions elicited by this kind of task, in order to determine how best to enhance system performance. We conducted a series of studies during the development of a user-centred design (ISO 9241-210, 2010) of automatic interpretation software for architectural plans. These studies were set within a heterogeneous theoretical framework bringing together cognitive psychology, human-machine interactions and the ergonomics of the multimedia documents. The results they yielded led to several recommendations for designing recognition systems. For instance, superimposing the interpretation on the interpreted document makes it easier to cross-check the information. Furthermore, allowing users to monitor the interpretation process in real time and interrupt it at any point increases performances. Finally, while the highlighting of potential errors can also be beneficial, it can also make users over-confident and thus less watchful

La MFM est une échelle d'évaluation fonctionnelle validée pour le diagnostic et le suivi clinique des patients atteints une maladie neuromusculaire. Elle permet d’anticiper les besoins d'adaptation des patients, de fournir un langage commun à tous les professionnels et d’évaluer les effets des différents traitements thérapeutiques. Pour améliorer les performances des mesures, la reproductibilité des évaluations et la participation des patients, il est proposé de développer un outil d'assistance aux thérapeutes basé sur des technologies accessibles. Cette thèse est ainsi développée selon quatre axes de recherche: (1) le choix d'un capteur de mouvement 3D en remplacement du capteur KinectTM de Microsoft, (2) le développement un logiciel sur Tablette pour l'évaluation de la motricité fine, (3) la proposition d‘un environnement ludique pour motiver les jeunes patients lors des évaluations et (4) des propositions pour intégrer l'outil à la pratiques actuelle des thérapeutes. Ce contexte de travail suggère fortement l’utilisation d’une approche de conception centrée sur l'utilisateur (CCU), dans laquelle les thérapeutes et patients sont sollicités pour exprimer leurs besoins à chaque étape du processus de conception. Comme résultats, en remplacement de la Kinect, le capteur VicoVr a montré une meilleure performance dans le contexte de la MFM que le capteur Intel® RealSense™. Le logiciel développé de cotation automatique de la motricité fine TabMe2 a obtenu de très bons résultats pour 3 items considérés de la MFM. 7 animations ludiques pour la MFM ont été développées selon une approche issue du développement de Serious Games. Enfin, une d’intégration de tous les outils développés a été proposée par l’intermédiaire d’une interface sur mesure déjà familière des kinésithérapeutes, pour en faciliter leur adhésion
The MFM is a validated functional evaluation scale for the diagnosis and clinical monitoring of patients with neuromuscular disease. It anticipates the adaptation needs of patients, provides a common language for all professionals and assesses the effects of different therapeutic treatments. To improve the performance of measurements, the reproducibility of evaluations and patient participation, it is proposed to develop a tool, based on accessible technologies, for assisting therapists. Thus, this thesis is developed along four research axes: (1) the choice of a 3D motion sensor to replace the Microsoft KinectTM sensor, (2) the development of software on a Tablet for the assessment of fine motor skills, (3) the proposal of a playful environment to motivate the young patients during the evaluations and (4) proposals to integrate the tool into the current practices of the therapists. This working context strongly suggests the use of a user-centered design approach (UCD), in which therapists and patients are asked to express their needs at each stage of the design process. As results, replacing the Kinect, the VicoVr sensor showed better performance in the context of MFM than the Intel® RealSenseTM sensor. The automatic fine motor rating TabMe2 software developed obtained very good results for 3 items considered from the MFM. 7 fun animations for the MFM were developed according to an approach resulting from the development of Serious Games. Finally, an integration of all the tools developed has been proposed through a custom interface already familiar to physiotherapists, to facilitate their adherence

Ce travail s’inscrit dans une problématique générale de l’analytique de l’apprentissage numérique et particulièrement dans le contexte du projet ANR HUBBLE, un observatoire national permettant le dépôt de processus d’analyse de haut niveau. Nous nous intéressons principalement à la communication des données d’analyse aux utilisateurs en mettant à leur disposition des tableaux de bord d'apprentissage (TBA). Notre problématique porte sur l’identification de structures génériques dans le but de générer dynamiquement des TBA sur mesure. Ces structures doivent être à la fois génériques et adaptables aux besoins d’utilisateurs. Les travaux existants proposent le plus souvent des TBA trop généraux ou développés de manière adhoc. Au travers du projet HUBBLE, nous souhaitons exploiter les décisions des utilisateurs pour générer dynamiquement des TBA. Nous nous sommes intéressés au domaine de l’informatique décisionnelle en raison de la place des tableaux de bord dans leur processus. La prise de décision exige une compréhension explicite des besoins des utilisateurs. C'est pourquoi nous avons adopté une approche de conception centrée sur l'utilisateur dans le but de lui fournir des TBA adaptés. Nous proposons aussi un processus de capture des besoins qui a permis l’élaboration de nos modèles (indicateur, moyens de visualisation, utilisateur, …). Ces derniers sont utilisés par un processus de génération implémenté dans un prototype de générateur dynamique. Nous avons procédé à une phase d'évaluation itérative dont l’objectif est d'affiner nos modèles et de valider l'efficacité de notre processus de génération ainsi que de démontrer l'impact de la décision sur la génération des TBA
This work is part of a broader issue of Learning Analytics (LA). It is particularly carried out within the context of the HUBBLE project, a national observatory for the design and sharing of data analysis processes. We are interested in communicating data analysis results to users by providing LA dashboards (LAD). Our main issue is the identification of generic LAD structures in order to generate dynamically tailored LAD. These structures must be generic to ensure their reuse, and adaptable to users’ needs. Existing works proposed LAD which remains too general or developed in an adhoc way. According to the HUBBLE project, we want to use identified decisions of end-users to generate dynamically our LAD. We were interested in the business intelligence area because of the place of dashboards in the decision-making process. Decision-making requires an explicit understanding of user needs. That's why we have adopted a user-centered design (UCD) approach to generate adapted LAD. We propose a new process for capturing end-users’ needs, in order to elaborate some models (Indicator, visualization means, user, pattern, …). These models are used by a generation process implemented in a LAD dynamic generator prototype. We conducted an iterative evaluation phase. The objective is to refine our models and validate the efficiency of our generation process. The second iteration demonstrates the impact of the decision on the LAD generation. Thus, we can confirm that the decision is considered as a central element for the generation of LADs

Dans le domaine de la conception d’Interfaces Homme-Système (IHS), un des concepts clés est celui de la Conception Centrée Utilisateurs (CCU), qui place les utilisateurs au centre de la démarche. Bien que cette démarche constitue une avancée considérable pour proposer des solutions qui répondent aux besoins et aux attentes des utilisateurs finaux, elle n’est pas totalement adaptée lorsque ces derniers présentent des déficiences multiples. Egalement, malgré les bénéfices de la CCU, il est constaté que les concepteurs demeurent peu nombreux à appliquer cette démarche, l’utilisation d’approches plus classiques restant encore dominante. Les concepteurs sont peu sensibilisés à la prise en compte des utilisateurs finaux, encore moins lorsque ceux-ci présentent des déficiences.Face à ces constats, notre travail s’est articulé selon deux axes réalisés en parallèle. Nous avons élaboré et formalisé une méthode de conception systémique d’IHS : AMICAS (Approche Méthodologique Innovante de Conception Adaptée Systémique), afin de permettre la conception d’outils et services adaptés aux utilisateurs finaux, quelles que soient leurs spécificités. Cette méthode a été testée auprès d’enfants en situation de multihandicap dans un contexte scolaire et de personnes âgées en institution. En parallèle, nous avons élaboré un système d’aide à la décision, à destination des concepteurs d’IHS, afin de les sensibiliser à la prise en compte des utilisateurs finaux et de leurs déficiences dans les démarches de conception. Au regard des résultats obtenus, nous proposons en synthèse une version améliorée de la méthode de conception AMICAS et une mise en ligne de notre système d’aide
In the field of Human-System Interface (HSI) design, one key concept is the User-Centred Design (UCD), an approach that considers the user as the centre of the design process. Although this approach is a significant advance to provide solutions that meets the needs and expectations of end-users, it is not totally suitable for end-users with multiple disabilities. Moreover, despite the benefits of the UCD, only few designers apply this approach. The use of standard approaches remains dominant. There is a general lack of awareness among designers on how take account of end-users, even less when the end-users have multiples disabilities.In view of these observations, our work has been structured to two main axes, conducted in parallel. We have elaborated and formalized design method of HSI, named AMICAS (Innovative Methodological Approach of Adapted Systemic Design), in order to design tools or services adapted for users, whatever their disabilities are. This method has been tested to children with multiple disabilities in educational context and with elderly in care homes. Also, we have developed a decision support tool. The purpose of this tool is to help designers to take into account end-users and their disabilities into the design stage. Based on the results, we suggest in synthesizing an improved version of AMICAS and we have published the decision support tool online

Enrichie par les théories et les recherches provenant de plusieurs disciplines, l'ergonomie a développé des outils, des modèles et des méthodes centrés sur les utilisateurs dans le but de construire des systèmes utilisables et désirables. Aujourd'hui, de plus en plus d'entreprises investissent dans les technologies émergentes avec la perspective de créer des produits innovants pour atteindre un nouveau marché et/ou pour rester compétitif. Le défi, pour l'ergonomie et pour ces entreprises, est de mettre en oeuvre des outils ou des méthodes efficaces pour analyser et anticiper des besoins originaux et adaptés de manière à assister le développement de ces technologies. Cette thèse se focalise sur les besoins latents, en particulier pour les technologies émergentes, qui sont considérés comme essentiels dans la conception de futures innovations. Au cours de nos études, les besoins exprimés sont analysés avec des méthodes d’évaluations utilisées en créativité pour identifier les besoins latents. Nous étudions l’apport de la probe technologique en situation de co-conception pour comprendre comment cet outil facilite la construction sociale des besoins humains en mettant l’accent sur les situations réelles d’usages et les processus créatifs. Les résultats montrent qu’une temporalité longue, induite par l’utilisation de la probe, favorise l’élaboration d’idée comparée à l’utilisation de prototypes pendant une durée courte. Alors que les participants produisent plus d’idées dans la condition individuellement, les idées produites collectivement sont perçues comme étant plus créatives
Enriched by theories and research from several disciplines, ergonomics has developed tools, models and methods centred on users with the aim of building usable and desirable systems. Today, more and more companies invest in emerging technologies with the perspective of creating innovative products to reach a new market and/or to stay competitive. The challenge, for ergonomics and such industries, is to set up effective tools or methods to analyze and anticipate original and adapted requirements so as to frame the development of such technologies. This thesis focuses on latent needs, in particular for emerging technologies, which are considered essential in the design of future innovations. In our studies, expressed needs are analyzed with creativity evaluation methods to identify latent needs. We analyze the technology probe in a co-design context to describe how this tool facilitates social construction of human needs putting emphasise on real life settings and creative processes. Our results suggest that a long use, characterized by the probe, enhances ideation compared to the use of prototypes during a short period of time. Moreover, while the participants elaborate more ideas in the individual setting, ideas generated collectively are perceived as being more creative

Les facteurs humains et l’ergonomie (HF/E) sont devenus une discipline scientifique fournissant des contraintes pour la conception d’interaction entre l’homme et le système (le produit). La plupart des études sur HF/E couvrent non seulement les aspects d’ergonomie physique, mais aussi les sciences cognitives et organisationnelle. De nombreux travaux attestent que l’intégration insuffisante d’informations HF/E mène à une conception « pauvre ». Intégrer que ces informations de la phase de conception peuvent améliorer la performance du produit ou du système et de l’expérience utilisateur. Les méthodes existantes pour l’intégration de l’information HF/E (HF/EII) sont catégorisées par deux types de conception : la conception Centrée sur la Technologie (TCD) et la conception Centrée sur l’Utilisateur (UCD). Les méthodes TCD intègrent des informations HF/E dans la phase de conception détaillée ou plus tard, ce qui peut causer des modifications et des itérations de conception. Par contre, les approches UCD prennent en considération les informations HF/E dès la première phase de conception et sont consommatrices de temps à cause de l’intégration des exigences HF/E. L’objectif de cette thèse est de développer une nouvelle méthodologie de conception et un outil pour l’intégration de HF/E dès la première phase de conception dans le but de réduire le temps de conception, notamment en ayant moins de boucles itératives. Au cours de ce travail de recherche, un cadre « fonction-tâche-comportement » (FTB) a été développé, fournissant un guide systématique et détaillé pour l’intégration de HF/E dès la première phase de conception. Une étude de cas est présentée pour valider la faisabilité de la méthode et permettre une assistance pour la mise en œuvre. Ainsi, un module de Centre de Conception d’Interaction (IDC) a été développé et intégré dans un logiciel de CAO pour aider le travail de conception, en fournisant une procédure pratique de mise en œuvre du cadre FTB. Il permet aux concepteurs (1) d’intégrer les exigences fonctionnelles et non fonctionnelles dès la première phase de conception, et (2) de les convertir en des paramètres de conception pour effectuer au mieux le travail de conception. En utilisant le module d’IDC, les modifications et les boucles d’itération de conception peuvent être significativement réduits, fournissant ainsi une expérience utilisateur plus satisfaisante lors du respects les exigences fonctionnelles. De plus, les méthodologies actuelles de génération de solutions de conception s’appuient trop sur l’expérience des concepteurs, c’est pourquoi un « modèle de d’aide à la génération de solution » a commencé à être développé pour produire les solutions de conception recherchées. Différentes approches de résolution de problèmes existent, ce modèle proposé est plus facile à appréhender et à utiliser par les concepteurs. Ce modèle offre une pensée divergente pour la génération de solution de conception basée sur la tâche de conception individuelle. En résumé, dans les conclusions, les contributions majeures et les limitations de notre étude sont présentées et les perspectives de recherche future sont proposées
Human factors and ergonomics (HF/E) as a scientific discipline provide constraints for the engineering design of human and system (product) interactions. Most existing studies on HF/E cover the specialization of physical, cognitive, and organizational ergonomics. Numerous evidences show that insufficient consideration of HF/E information leads to poor design, and fully considering this information in the design phase can improve both the user experience and system performance. Existing methods for HF/E information integration (HF/EII) can be categorized into two types: Technology-Centred Design (TCD) and User-Centred Design (UCD). TCD methods integrate HF/E information from the detailed design phase or later, which may cause design modifications and iterations. UCD approaches address HF/E information from the early design phase, which are time-consuming for HF/E requirements collection. The objective of this thesis is dedicated to a new design methodology and tool for HF/EII from the early design phase in a systematic, time-saving, less expensive, and less iteration way. In this thesis, a function-task-behaviour framework has been developed, which provides a systematic and detailed guide for HF/EII from the early design phase. A case study has been presented to validate its feasibility, which offers the theoretical support for method implementation. Thus, an Interaction Design Centre (IDC) module was developed and integrated in CAD software to aid the design work, which provides a practical way for the implementation of FTB framework. It enables designers to (1) catch both functional requirements and non-functional requirements from the early design phase, and (2) convert them into design parameters to carry out the design work. By using IDC module, design modifications and iterations due to belated effort for HF/E consideration can be significantly reduced, thereby providing a satisfactory user experience in the case of meeting the functional requirements. Regarding current method of design solution generation overly relies on designers’ experience, a design solution generation model is developed for producing design solution. Different from current problem solving approaches, this model is easy for designers to cognize and operate. It offers a divergent thinking for design solution generation based on the individual design task. Finally, the major contributions and limitations of our study are presented and the future studies are previewed

La perte de conjoints et d’amis, la réduction progressive de leur mobilité et l’éloignement de plus en plus fréquent des enfants, plongent souvent les personnes âgées dans un isolement qui peut générer des dépressions qui ont à leur tour un impact négatif sur la santé. Des études médicales ont même démontré que l’isolement social augmente le risque de mortalité des personnes âgées. Alors que de nombreux programmes de recherche s’intéressent à développer une variété de solutions technologiques liées à la fragilité physique et/ou cognitive des personnes âgées pour qu’ils puissent rester le plus longtemps possible à domicile, nous nous intéressons à leur fragilité sociale qui limite leurs capacités à rester en contact avec la société. Nous émettons l’hypothèse que les technologies de l’information ont un rôle important à jouer pour apporter une solution à l’isolement social des personnes âgées. Mais concevoir des services adaptés et s’assurer de leur appropriation restent des questions ouvertes, auxquelles nous tentons de proposer des réponses, à la fois au niveau méthodologique et instrumental. Nous présentons une démarche de conception de services pour les personnes âgées, qui s’appuie sur la participation des futurs utilisateurs dans le cadre d’un «Living Lab». Nous illustrons cette démarche grâce à notre participation à un projet européen dont l’objectif est de développer des applications de télévision sociale pour contribuer au développement des interactions sociales entre pairs
Encouraging seniors to stay at home as long as possible is associated with a higher risk of social isolation. Extensive researches have established the strong relationship between social isolation and health, considering social engagement as an important component influencing psychological well-being and self-esteem of elderly people. In other words, aging well at home cannot be reduced to the management of physical and cognitive frailties and technologies should also tackle the quality of life of the elderly by fostering their social interactions especially for those who are living alone. We postulate that ICTs could alleviate elderly loneliness, in order to cope with their social frailty. However, designing appropriate services and ensure their adoption by the elderly remain open questions, which we try to provide answers at both methodological and instrumental level. We propose an approach to design services for the elderly based on the participation of the future users as part of a "Living Lab". We illustrate this approach by our participation in a European project aiming at developing and evaluating Social TV services. The objective is to foster social interactions among peers to enhance or restore social ties, with the goal of increasing psychological well-being and self-esteem of the elderly living alone

Dans le domaine du projet de conception-construction architecturale, la gestion de la collaboration entre les différents acteurs d'un projet est un enjeu important. D'un projet à un autre, en fonction du projet, mais aussi des acteurs qui y interviennent, les pratiques de travail varient. Parallèlement, de nombreux services sont proposés et utilisés pour assister la collaboration, certains sur un modèle « grand public » et d'autres plus orientés vers un usage professionnel. L'expérience CRTI-weB est un projet de développement d'un collecticiel mené avec et pour les professionnels du secteur au Luxembourg. Malgré l'étude des besoins métiers menée en amont du développement, l'outil présente cependant des manques d'adaptation. Ce constat d'inadaptation n'est pas un cas isolé, il reflète une lacune générale de ce genre d'outils à satisfaire pleinement les attentes des professionnels. C'est pourquoi ce travail doctoral propose un cadre d'analyse supporté par la modélisation des comportements des utilisateurs. Nous adoptons alors plusieurs points de vue relatifs à différents champs de recherches : le génie logiciel, la conception d'interfaces homme-machine, l'entreprise orientée services et la conception de système d'information, et enfin le travail collaboratif assisté par ordinateur (TCAO). Nous proposons la méthode PUSH (Practices and Usages based Services enHancement) qui orchestre ces différents points de vue et permet de générer un ensemble d'exigences pour le développement de services dits « adaptés ». Communication et traçabilité sont les maitres mots de cette méthode de conception. Le contexte d'étude à la fois orienté recherche et développement nous a permis d'évaluer et d'améliorer la définition des concepts mis en avant ainsi que la mise en place de la méthode PUSH à travers trois expérimentations
In the sector of the architectural design-construction project, the management of the collaboration between the different actors of a project is an important issue. From a project to another, considering the project type and also the actors involved, business practices vary. In parallel, many services are proposed and used to assist the collaboration, some of them being generic and others more specific to professional usage. The CRTI-weB experience is a groupware development project lead with and for professionals of the Luxembourgish sector. Despite the analysis of business needs lead before development, the tool has some lacks of adaptation. This statement isn't isolated; in general, this type of tools doesn't fully satisfy professionals' expectations. This doctoral work proposes an analysis framework supported by users' behaviors modeling. We adopt several viewpoints related to several research fields: software engineering, human-computer interactions design, service-oriented enterprise and information system design, and finally computer-supported collaborative work (CSCW We propose the PUSH method (Practice and Usages based Service enhancement) that orchestrates the different viewpoints to generate an amount of requirements for the development of adapted services. The communication and the traceability are supported by this design method. The context of study, both research and development-oriented (through the collaboration of the MAP-CRAI laboratory in Nancy and the CRP Henri Tudor in Luxembourg) allows us evaluating and enhancing the definition of our concepts and the applicability of the PUSH method through three experimentations

Au cours d'un processus de développement de système interactifs, différents acteurs collaborent lors des activités de ce processus et plusieurs choix de conceptions sont effectués afin de converger vers une solution répondant à la fois aux besoins des utilisateurs et aux exigences. Pour atteindre cette solution, de nombreux artefacts sont produits, utilisés et révisés par les différents intervenants du processus. Afin de communiquer sur des points particuliers d'un artefact, collaborer dans son élaboration ou tout simplement rajouter des informations complémentaires, des annotations peuvent être créés sur ces artefacts. En fonction des annotations et de leurs contenus, certains artefacts peuvent par la suite être amenés à évoluer, reflétant ainsi l'influence des annotations sur ces artefacts et donc leurs influences sur le projet de manière globale. Il est donc possible de considérer les annotations comme un outil versatile jouant un rôle non négligeable dans le processus de conception. Néanmoins, plusieurs problèmes peuvent être identifiés concernant l'intégration des annotations au sein des activités d'un processus de conception de système interactifs. Premièrement, le rôle des annotations n'est pas clairement défini dans les différents processus de conceptions. En effet, bien qu'on observe l'usage omniprésent des annotations lors de la conception de systèmes interactif, les processus de conception actuels n'expliquent pas comment les relier aux tâches à accomplir et les artefacts à produire. Deuxièmement, une annotation peut concerner plusieurs artefacts car chacun modélise des points de vue complémentaires du système interactif. Néanmoins, la multiplicité des types d'artefacts et des outils pour la création de ces artefacts pose un problème car chaque outil qui offre la possibilité de créer des annotations propose son propre modèle d'annotation. Ce modèle est généralement restreint à un type d'artefact donné : celui manipulé par l'outil. Ceci implique que les annotations d'un projet sont éparpillées par lot et que chaque lot d'annotations est fermé à un seul type d'artefact. Cette thèse s'appuie sur une analyse des annotations et des pratiques liées aux annotations ainsi que sur la recommandation "Web Annotation Data Model" du W3C pour proposer un modèle d'annotation et une architecture logicielle permettant de centraliser les annotations d'un projet et d'intégrer ces annotations dans divers types d'outils et d'artefacts. Ce modèle d'annotation et cette architecture logicielle a été appliquée dans trois études de cas différents afin d'explorer différentes intégrations possibles au sein d'un processus de conception. La première étude de cas démontre l'intégration et la personnalisation d'annotations au sein d'un outil de prototypage. La seconde étude de cas s'attarde sur la présentation d'un outil permettant de consulter dans une vue unique l'ensemble des annotations créés sur différents artefacts et sur les différents modèles d'un projet. La troisième étude de cas illustre une intégration des annotations dans un environnement industriel comprenant des outils et un processus de conception existant. Ainsi, ces contributions autour des annotations servent de base pour la réalisation de travaux complémentaires tels que l'utilisation d'annotations pour structurer et connecter les différents modèles d'un système interactif, l'utilisation d'annotations en tant que ressource pour les processus de prises de décisions, et l'utilisation d'annotations pour étudier la traçabilité de l'évolution d'un système interactif. En effet, en reliant les artefacts entre eux en utilisant les annotations et en justifiant les choix de conceptions avec des annotations, il serait possible d'assurer la traçabilité des différents choix de design effectués au cours d'un projet ainsi que la traçabilité de l'impact de ces différents choix sur les artefacts
During the development process of an interactive system, different actors collaborate in the activities of this process and several design choices are made to converge to a solution that meets both user needs and requirements. To achieve this solution, many artifacts are produced, used and reviewed by the various stakeholders of the process. In order to communicate on particular points of an artifact, to collaborate in its elaboration or simply to add additional information, annotations can be created on these artifacts. Depending on the annotations and their contents, some artefacts may subsequently evolve, thus reflecting the influence of annotations on these artifacts and therefore reflecting their influence on the project. Thus, it is possible to consider annotations as a versatile tool playing a significant role in the design process. Nevertheless, several issues can be identified regarding the integration of annotations within the activities of the design process of interactive systems. First, the role of annotations is not clearly defined in the different design processes. While there is a widespread and a ubiquitous use of annotations in the design of interactive systems, current design processes do not address how to relate them to the tasks to be performed and the artifacts to be produced. Secondly, an annotation can be related to several artifacts as each models are giving a complementary representation of the interactive system. However, the multiplicity of artifact types and tools for creating these artifacts is a problem since each tool that provide features for annotations implements their own annotation model. These models are usually restricted to one type of artifact: the one handled by the tool. This implies that the annotations produced within a project are scattered by sets and that each these annotation set is closed to a single type of artifact. This PhD thesis is based on an analysis of annotations and their uses as well as on the W3C "Web Annotation Data Model" recommendation to propose an annotation model and an architecture to centralize the annotations of a project. This architecture also allows to include the annotations support on various tools and type of artifacts. This contribution has been applied on three different case studies to explore the possible integrations of annotations within a design process. The first case study demonstrates the integration and customization of annotations within a prototyping tool. The second case study focuses on the presentation of a tool allowing to consult in a single view all the annotations created on different artefacts and on different models of a project. The third case study illustrates an integration of annotations into an industrial environment that includes existing tools and an existing design process. Thus, these contributions around annotations are used as a basis for the realization of complementary works such as the use of annotations to structure and connect the different models of an interactive system, the use of annotations as a resource for the decisions making processes, and the use of annotations to study the traceability of the evolution of an interactive system. Indeed, by linking the artifacts to each other using annotations and justifying the choice of designs with annotations, it would be possible to ensure the traceability of the different design choices made during a project as well as the traceability of the impact of these different choices on the artifacts

De nouveaux produits et services jouissent aujourd'hui d'un succès surprenant, alors qu'ils ne s'intègrent pas dans les canons traditionnels de l'innovation. Sans proposer de ruptures technologiques ni d'usages clairement identifiés, ces biens suscitent toutefois une large exploration d'usages nouveaux et inconnus, à l'image du service web Twitter ou du téléphone iPhone qui viennent bouleverser les pratiques quotidiennes de leurs usagers dans de nombreux domaines, y compris professionnels.La littérature apporte des réponses partielles aux enjeux soulevés par cette classe de biens, mais semble limitée par une vision des biens comme systèmes de découplages de la conception d'usages : celle-ci aurait lieu au sein de la firme par des approches de type analyse d'usage ou bien auprès d'usagers-concepteurs très compétents.Nous proposons ici une théorie qui veut intégrer ces différents apports tout en soulevant les hypothèses que nous jugeons trop restrictives sur les usagers, les biens et leurs rapports à la conception d'usage. Ce projet nous amène à rediscuter la notion de biens pour les considérer comme des espaces de conception d'usages, à destination d'acteurs à la fois usagers et concepteurs.Ce nouveau paradigme suppose en revanche de réinterroger le rôle de la firme dans l'organisation de cette action collective de conception d'usages. La confrontation de notre modèle théorique à trois études de cas révèle que les succès que l'on connait aujourd'hui reposent sur une organisation sophistiquée des relations entre la firme et ses usagers concepteurs, ainsi qu'une ingénierie spécifique de dispositifs de conception, de formation et de coordination
De nouveaux produits et services jouissent aujourd'hui d'un succès surprenant, alors qu'ils ne s'intègrent pas dans les canons traditionnels de l'innovation. Sans proposer de ruptures technologiques ni d'usages clairement identifiés, ces biens suscitent toutefois une large exploration d'usages nouveaux et inconnus, à l'image du service web Twitter ou du téléphone iPhone qui viennent bouleverser les pratiques quotidiennes de leurs usagers dans de nombreux domaines, y compris professionnels.La littérature apporte des réponses partielles aux enjeux soulevés par cette classe de biens, mais semble limitée par une vision des biens comme systèmes de découplages de la conception d'usages : celle-ci aurait lieu au sein de la firme par des approches de type analyse d'usage ou bien auprès d'usagers-concepteurs très compétents.Nous proposons ici une théorie qui veut intégrer ces différents apports tout en soulevant les hypothèses que nous jugeons trop restrictives sur les usagers, les biens et leurs rapports à la conception d'usage. Ce projet nous amène à rediscuter de la notion de biens pour les considérer comme des espaces de conception d'usages, à destination d'acteurs à la fois usagers et concepteurs.Ce nouveau paradigme suppose en revanche de réinterroger le rôle de la firme dans l'organisation de cette action collective de conception d'usages. La confrontation de notre modèle théorique à trois études de cas révèle que les succès que l'on connait aujourd'hui reposent sur une organisation sophistiquée des relations entre la firme et ses usagers concepteurs, ainsi qu'une ingénierie spécifique de dispositifs de conception, de formation et de coordination

De nos jours, le prototypage est largement utilisé dans l'industrie pour explorer des alternatives de conception en impliquant toutes les parties prenantes du projet. Cela est particulièrement vrai au stade antérieur du processus de conception lors des activités de Co-création et d'exploration. Cependant, les prototypes ont différentes formes, telles que : des formes physiques comme des maquettes, souvent basées sur l'impression 3D, ou des formes virtuelles basées sur des technologies immersives comme la réalité virtuelle (VR), la réalité augmentée (AR) ou même la réalité mixte (MR). Le principal avantage du prototypage a été synthétisé dans une phrase simple, exprimée par John Meada, un ancien professeur du MIT : « Si une image vaut mille mots, un prototype vaut mille réunions », cité par Banfield et al. (2017). Plus récemment, le secteur des services a également commencé à adopter le prototypage pour explorer des alternatives de conception de services (Blomkvist, 2014). Cela implique différents niveaux de complexité de service, tels que : conseil en ligne, configurateurs de machines et simulateurs pour la formation des opérateurs de machines ou plus simplement des conseils de montage et de démontage. Néanmoins, le corpus actuel de connaissances sur le prototypage de services manque de comparaison entre les formes de prototype de service (SP) - conventionnelles et immersives - qui aideraient les entreprises du secteur des services à sélectionner la forme de SP la plus appropriée. Dans ce contexte du secteur des services, notre enquête vise à apporter de nouvelles connaissances sur l'impact potentiel des technologies immersives sur la SP. Dans l'ensemble, cela aiderait les organisations de services à expérimenter une idée de service avant même que ce service existe réellement ou à prévoir la forme de SP la plus appropriée en fonction de leur contexte spécifique et du degré de complexité du service.Une revue de la littérature a été réalisée afin d'identifier les facteurs d'impact objectifs et subjectifs potentiels. Notre modèle théorique d'adoption de SP créé permet de comparer différentes formes de prototypes de services en fonction de leurs performances respectives en termes d'achèvement, d'erreurs et de perception de l'utilisation. Ce modèle a été utilisé pour concevoir une expérience, qui implique des méthodes mixtes, permettant de collecter une quantité suffisante de données quantitatives pour exécuter une approche formative d'analyse statistique pour valider notre modèle d'adoption de SP. Tout d'abord, notre étude empirique a permis de valider notre modèle d'adoption de SP. Deuxièmement, il a dévoilé l'impact positif des technologies immersives sur le prototypage de services pour obtenir une expérience anticipée avant la mise en œuvre d'un service. Troisièmement, il a révélé les performances supérieures des formes AR et MR-SP par rapport aux formes VR et SP conventionnelles. Enfin, outre le fait évident que seules les formes AR et MR-SP permettent d'apprendre simultanément une opération de service, la forme VR-SP est celle qui présente le score d'immersion et d'adoption le plus élevé, notamment parce qu'elle permet d'explorer un service avant qu'il n'existe réellement
Nowadays, prototyping is widely used in the industry for exploring design alternatives by engaging all project stakeholders. This is especially true at the earlier stage of the design process during both co-creation and exploration activities. However, prototypes have different forms, such as: physical forms like mock-ups, often based on 3D-printing, or virtual forms based on immersive technologies like Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) or even Mixed Reality (MR). The main advantage of prototyping has been synthesized in a simple sentence, expressed by John Meada, a former MIT professor: “If a picture is worth a thousand words, a prototype is worth a thousand meetings”, cited by Banfield et al. (2017). More recently, the service sector has started to also adopt prototyping for exploring service design alternatives (Blomkvist, 2014). This involves different levels of service complexity, such as: online consultancy, machine configurators, and simulators for the training of machine operators or more simply assembly and disassembly guidance. Nevertheless, the current body of knowledge on Service Prototyping is lacking comparison among Service Prototype (SP) forms - conventional versus immersive - that would help businesses in the service sector to select the most appropriate SP form. In this context of the service sector, our investigation aims to bring new knowledge about the potential impact of immersive technologies on SP. Overall, it would help service organizations to experience a service idea even before this service really exists or to foresee which SP form is the most appropriate according to their specific context and degree of service complexity.A literature review was carried out in order to identify potential objective and subjective impact factors. Our created theoretical SP adoption model allows comparing different forms of Service Prototypes according to their respective performance in terms of completion, errors, and usage perception. This model was used to design an experiment, which involves mixed methods, allowing collecting a sufficient amount of quantitative data for running a statistical analysis formative approach for validating our SP adoption model. First of all, our empirical study has allowed validating our SP adoption model. Secondly, it has unveiled the positive impact of immersive technologies on service prototyping for getting an anticipated experience before a service is implemented. Thirdly, it has revealed the higher performance of AR- and MR-SP forms compared to VR and conventional SP forms. Finally, besides the obvious fact that only AR- and MR-SP forms allow to simultaneously learn a service operation, the VR-SP form is the one exhibiting the highest immersiveness and adoption score, especially because it allows exploring a service before it really exists

Les nouvelles technologies se succèdent dans la formation sans que de véritables réponses aux problématiques de la formation continue en ligne soient apportées. Et pourtant, à chaque introduction d’une nouvelle technologie, des travaux de recherche sont menés sur les apprenants, la théorisation du design ou encore la caractérisation des dispositifs créés. Mais il manque une analyse sur le terrain du design pour envisager des évolutions positives et l’introduction de résultats de recherche dans les pratiques.A l’ère des MOOC et de leur utilisation par les entreprises, comment les formations continues en ligne sont-elles « designées » ? Dans le contexte spécifique de la création de MOOC en agence, nous décrivons le design des formations en ligne sous deux angles : celui de l’activité de design et celui des expériences produites.Bénéficiant d’un statut particulier de Doctorante salariée d’une agence spécialisée en formation en ligne, des « scènes de vie » issues d’une participation observante ont permis d’établir un modèle de design, selon la Théorie de l’Activité.Pour l’étude d’expériences, quatre projets MOOC de l’agence ont servi d’études de cas. Après la présentation des choix de conception spécifiques à chaque projet et des résultats quantitatifs obtenus, les représentations issues d’expériences sont analysées suite à la réalisation d’entretiens semi-directifs.Ces travaux proposent finalement une méthode de description du design et d’analyse conjointe du design et des expériences. Dans le cadre du terrain observé, de nouvelles perspectives dans le design de ces formations sont soulevées concernant la médiation des savoirs, ses dimensions stratégique et évolutive
In the domain of training, new technologies have come and gone but have not provided real answers to the problems of online continuing training. And yet, with each introduction of a new technology, research is conducted into the learners, the theoretical aspects of course design and the characterization of the devices created. What is lacking seems to be an analysis of design in the field; such an analysis would make it possible to imagine positive developments and to implement research results in hands-on practice.In the era of MOOC and their use by companies, how are online continuing training courses designed ? In the specific context of the creation MOOC by an agency, we set out to describe the design of online training from two perspectives : that of the design activity and that of the experiences that the training brings about.For this research I had the advantage of being at the same time a PhD student and a salaried employee of an agency specialized in online training and was thus able to collect « scenes of life » as both participant and observer and these were used to establish a model of design, according to the Theory of Activity.For the study of the experiences, four MOOC projects of the agency served as case studies. After a presentation of the design choices specific to each project and the quantitative results obtained, the representations resulting from the experiences are analyzed based on the semi-directive interviews that we carried out.Finally, this work proposes a descriptive method of design and joint analysis of design and experiences. As part of the observed field, new perspectives related to the design of online training were raised concerning the mediation of knowledge, its strategic and evolutionary dimensions

La réforme des études médicales en France réserve une place importante à la simulation dans la formation des professionnels de santé. Dans ce contexte, les simulateurs en réalité virtuelle peuvent jouer un rôle important. Cependant, la fidélité de ces systèmes reste une question ouverte avec un manque de lignes directrices pour déterminer les niveaux appropriés de leur fidélité pour une formation efficace. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la fidélité des simulateurs immersifs pour l'apprentissage des compétences techniques en chirurgie. Plus particulièrement, nous cherchons à comprendre comment la fidélité des interactions et artefacts pourrait affecter l'efficacité de certaines tâches effectuées dans le simulateur. Sur le plan théorique, nous proposons une articulation des notions de fidélité des simulateurs à travers un modèle basé sur les différents composants de la fidélité identifiés dans notre revue de littérature, et des différentes interfaces et interactions utilisées dans les simulateurs virtuels pour la formation des compétences techniques. Deux études expérimentales ont été réalisées pour explorer les facteurs de la fidélité du simulateur associés à une tâche de navigation et à une tâche de manipulation d'un outil et leurs impacts sur l'apprentissage de deux gestes techniques en réalité virtuelle. Les résultats montrent que des techniques d'interaction et artefacts du simulateur avec une fidélité modérée peuvent supporter la réalisation de tâches secondaires pour une formation efficace. Les concepteurs des simulateurs virtuels peuvent s'appuyer sur les recommandations issues de nos travaux afin d'éviter d'inclure certains dispositifs et composants de la fidélité qui peuvent être encombrants et coûteux sans avoir un réel impact sur l'efficacité de ces simulateurs
The reform of medical studies in France attributes an important role to simulation in healthcare professionals' training. In this context, virtual reality simulators can be very useful. However, the fidelity of these systems remains an open question with a lack of guidelines for determining their appropriate levels of fidelity to support effective training. In this thesis, we are interested in the fidelity of immersive simulators for the training of technical skills in surgery. More particularly, we investigate how the fidelity of interactions and artifacts to perform certain tasks in the simulator could affect the efficiency of these systems. From a theoretical perspective, we propose an articulation of the concepts of simulator fidelity through a model based on the various fidelity components identified in our literature review, and the various interfaces and interactions used in virtual simulators for the training of technical skills. Two experimental studies were conducted to explore the factors of simulator fidelity associated with a navigation task and a tool handling task and their impacts on the learning of two technical skills in virtual reality. The results show that the simulator's interaction techniques and artifacts with a moderate fidelity can support the completion of secondary tasks for effective training. The designers of virtual simulators can rely on the recommendations resulting from our work in order to avoid including certain devices and fidelity components, which can be cumbersome and expensive without a real impact on the efficiency of these simulators

Mes travaux de recherche concernent la méthodologie expérimentale pour la Recherche en Informatique Centrée Humain (RICH). Il s’agit des domaines de la recherche en informatique qui intègrent des utilisateurs pour construire de la connaissance scientifique et des outils supports à cette recherche. A titre d’exemple, nous pouvons citer les domaines concernés comme le domaine des Systèmes d’Information (SI), de l’Ingénierie des Interfaces Homme-Machine (IIHM) ou celui des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Dans ces travaux de recherche se pose le problème du processus de conduite de la recherche et de la traçabilité des résultats et de la qualité des données. L’objectif de cette thèse est de proposer un processus de conduite de la recherche qui accompagne le chercheur tout au long de ce processus en lui fournissant des moyens pour intégrer des méthodes de production des données issues des sciences humaines et sociales et des outils pour garantir la traçabilité de ce processus. Cette méthode offre des outils conceptuels et techniques pour garantir la traçabilité du processus de conduite de la recherche. Elle porte le nom de THEDRE pour « Traceable Human Experiment Design Research ». Ce travail de formalisation d’un processus de conduite de la recherche a été une opportunité pour créer un langage de modélisation des processus de conduite de la recherche. La construction de ce langage et de cette méthode repose sur des expérimentations conduites depuis 2008 dans le domaine de la RICH
My research focuses on the experimental methodology for research in human centered computer science (RICH). It concerns areas of informatics research that integrate users to build scientific knowledge and supporting tools for this research. As example, we can mention the fields concerned, such as the field of Human Computer Interface (HCI) or the Technology for Enhance Learning (TEL). The objective of this thesis is to propose a method which accompanies researchers in the integration of the methods of data production from the humanities and social sciences. In this research the problem of the traceability of the results and the quality of the data arises. This method provides conceptual and technical tools to ensure the traceability of the research conduct process. It is called THEDRE for "Traceable Human Experiment Design Research". This work of formalizing a process of conducting research has been an opportunity to create a modeling language for conducting research processes. The construction of this language and method relies on experiments carried out since 2008 in the field of RICH

Dans un environnement économique à faible croissance et à forte concurrence, l'avance technologique est importante, mais très souvent ne suffit plus. Pour être compétitif, il convient aussi, de faire le bon produit, c'est-à dire le produit qui correspond aux réels besoins, attentes et caractéristiques des utilisateurs. Par conséquent, l'usage du produit devient une source d'innovation pour les entreprises industrielles. Pour intégrer l'usage d'un produit en conception, nous choisissons d'étudier les phases de convergence multidisciplinaire sur le couple produit/usage car ce sont des phases de collaboration forte entre les acteurs métiers tout au long du processus de conception. Les différentes disciplines, connaissances et pratiques impliquées dans les projets de conception, rendent le transfert des connaissances difficile entre les acteurs métiers durant ces phases. Face à cette problématique, nous nous intéressons plus particulièrement aux Objets Intermédiaires de Conception (OICs) (ex.prototype virtuel, maquette physique, etc.) comme moyen pour faciliter l'échange et la communication entre les acteurs métiers. Notre objectif est d'améliorer la collaboration entre les acteurs à travers l'étude des OICs et une meilleure compréhension des apports de ces objets. Dans nos travaux de thèse, nous indiquons l'intérêt de l'ajout d'interactions dédiées aux acteurs métier à l'OIC pour améliorer la qualité de la collaboration sur le couple produit/usage. Cela a été montré à travers le développement et la validation d'un outil d'annotation et sketching 2D (Virtusketches) en environnement virtuel immersif. Nos résultats montrent des différences significatives entre prototype virtuel (sur une plateforme de réalité virtuelle) et modèle CAO (sur un système CAO) concernant la qualité de collaboration et les objectifs des acteurs métier durant des revues de projets de conception. Nous proposons aussi une approche méthodologique DCDO (Démarche méthodologique de Choix et de Définition des OICs) pour le choix et la définition des OICs. L'une des originalités de cette approche réside dans le fait de considérer tous lesaspects liés à la définition de l'OIC dans le contexte de la convergence sur le couple produit/usage. Cette approche méthodologique a été implémentée et mise en pratique dans un module de revue de projet en environnement PLM(Product Lifecycle Management)
In our economic environment with low growth and high competition, technological advance is important, but often not enough. To be competitive, it is also necessary to propose a product which corresponds to the real needs, expectations and characteristics of users. Therefore, product use becomes a source of innovation by industrial companies. In order to integrate product use in design process, we choose to study the multidisciplinary convergence phases about the product and its related use because they are phases of strong collaboration between design actors. However, different disciplines, knowledge and practices involved in design projects, make the transfer of knowledge between design actors difficult. To this end, we are particularly interested in Intermediary Objects of Design (IOs) (ex. Virtual prototype, physical prototype, etc.) as a means to facilitate the exchange and communication between design actors. Our goal is to improve collaboration between design actors through the study of IOs, a better understanding of theirs contributions and the definition of a methodology that allows designactors to define these objects depending on their own needs and expectations. In this context, we indicate the interest of adding interactions dedicated to design actors through the IOs to improve the quality of collaboration. This has been shown through the developing and validating an annotation and 2D (Virtusketches) sketching tool in immersive virtual environment. Our results also show significant differences between a virtual prototype using (virtual reality platform) and CAD model (using CAD system) concerning the quality of collaboration and the realized objectives in design reviews. We also propose a methodological approach for the choice and the definition of IOs (DCDO). One of the originalities of this approach lies in the fact to consider all aspects related to the definition of the IOs in the context of convergence on the product/use couple. This methodological approach has been implemented and put into practice using an application to prepare project reviews in PLM (Product Lifecycle Management).environment

Les interfaces à forme variable apportent de la flexibilité aux interfaces physiques en transformant les dispositifs de calcul en n'importe quelle forme ou matérialité. Les interfaces à forme variable seront de plus en plus accessibles aux utilisateurs finaux à l'avenir, de même que le développement technologique. Cependant, nous en savons peu sur les critères de conception des interfaces de changement de forme pour les utilisateurs finaux, en particulier pour ceux qui utilisent des interfaces de contrôle des paramètres. Les interfaces de contrôle des paramètres sont souvent conçues à partir d'exemples existants tels que les cadrans et les curseurs, et il y a eu peu d'études pour comprendre les besoins des utilisateurs derrière leur utilisation. D'autre part, il existe des taxonomies d'interface qui permettent aux concepteurs d'explorer systématiquement les idées de conception d'interfaces qui changent de forme, mais elles ne sont guère évaluées. Dans cet exposé, je discute de mon travail de doctorat sur les deux domaines de l'ICH : les interfaces de contrôle des paramètres et les interfaces de changement de forme. J'effectue d'abord une étude formative pour suggérer les exigences de conception des interfaces de contrôle des paramètres en fonction de la pratique actuelle des utilisateurs. Deuxièmement, j'affine une taxonomie d'interface qui change de forme en évaluant sa puissance descriptive en utilisant des objets reconfigurables de tous les jours. Enfin, j'examine l'intersection des interfaces de contrôle des paramètres et des interfaces de changement de forme. Je développe deux études de cas : KnobSlider, une interface de changement de forme qui peut être un bouton ou un curseur, et ExpanDial, un contrôle de rotation qui étend la modalité d'interaction par des changements de forme
Shape-changing interfaces bring flexibility in physical interfaces through by transforming computational devices into any shape or materiality. Shape-changing interfaces will be increasingly available to end-users in the future, along with technology development. However, we know little about design criteria of shape-changing interfaces for end-users, especially for whom use parameter control interfaces. Parameter control interfaces are often designed based on existing examples such as dials and sliders, and there were few studies to understand user needs behind their usage. On the other hand, there are shape-changing interface taxonomies that allow designers to explore design ideas of shape-changing interfaces systematically, but they are hardly evaluated. In this talk, I discuss my Ph.D. work investigating the two areas of HCI: parameter control interfaces and shape-changing interfaces. I first conduct a formative study to suggest design requirements for parameter control interfaces based on users' current practice. Second, I refine a shape-changing interface taxonomy by evaluating its descriptive power by using everyday reconfigurable objects. Lastly, I look into the intersection of the parameter control interfaces and shape-changing interfaces. I develop two case studies: KnobSlider, a shape-changing interface that can be a knob or a slider, and ExpanDial, a rotational control that extends the interaction modality through shape-changes

Cette thèse en informatique se situe dans le domaine des Learning Games (LG), les jeux sérieux destinés à l’apprentissage. Elle s’intéresse à leur conception, aux outils et modèles pour faciliter celle-ci, et à leur usage. Pour aborder cette problématique, nous nous appuyons sur le meta-design, une approche impliquant fortement les utilisateurs finaux dans la phase de conception mais aussi dans la phase d’usage. Pour la mettre en place avec les enseignants, que nous considérons comme les utilisateurs finaux des LG, nous proposons différentes itérations d’un modèle de LG simple et représentable pour faciliter la conception collaborative de ces EIAH mais aussi leur réingénierie. Après une première itération, la seconde itération propose un modèle baptisé DISC et la méthode de conception associée. Ils ont été testés dans le cadre de la co-conception d’un LG utilisé par des enseignants du supérieur dans le contexte d’un MOOC et utilisé comme une activité d’un cours en présentiel. Pour impliquer les enseignants dans la phase d’usage, nous proposons d’articuler ce modèle avec un outil de visualisation des traces des étudiants pour détecter des séquences d’usage problématiques et ainsi faciliter le processus de réingénierie, les visualisations permettant l’analyse des données recueillies. Pour mener ce travail de recherche, nous avons choisi de travailler avec la méthode THEDRE qui propose un cycle de recherche itératif soutenu par la remontée d’indicateurs évaluant le processus de recherche. Cette amélioration continue, appuyée sur les expérimentations menées, a permis de valider nos propositions quant au meta-design pour les learning games
This thesis in computer science is in the field of Technology Enhanced Learning (TEL) and more specifically in the field of Learning Games (LG), serious games dedicated to learning. It deals with their design, tools and models to facilitate it, and their use. To tackle this problem, we use the meta-design, an approach aiming to strongly involve the end users in the design stage but also in the use stage. To implement this approach with teachers, whom we consider as end users of LG, we propose different iterations of a simple and representable LG model to facilitate the collaborative design of these TELs, but also their reengineering. After a first iteration, the second iteration propose a model named DISC and the associated design method. They were tested in the co-design of a learning game used by teachers of higher education in the context of a MOOC and as an additional activity of a course. To involve teachers in the use stage, we propose to articulate this model with a learners’ traces visualizations tool to detect problematic pattern and, thus, facilitate the reengineering process of LG, the visualizations allowing traces analysis collected during the use stage. To carry out this research work, we chose to work with the THEDRE method which proposes an iterative research cycle supported by the feedback of indicators evaluating the process throughout the method. This continuous improvement, supported by the experiments, allow us to validate our propositions about the meta-design for the learning games

Cette thèse en Cognitique se focalise sur la « Conception Centrée sur l'Humain » (Human Centred Design) de futures assistances à la conduite automobile, adaptées aux conducteurs âgés (ou Elderly Adapted Driver Assistance Systems).Pour ce faire, la démarche proposée repose sur une approche et une méthodologie pluridisciplinaire. Sur le plan ergonomique, il s'agit de mieux connaître les spécificitésde la population des conducteurs âgés, dans le but d'identifier des difficultés et des besoins en assistance. A cette fin, 76 conducteurs âgés (de 70 à 87 ans) ont conduitun véhicule instrumenté, immergé dans le trafic. Le corpus de données comporte2100 kilomètres de conduite et 1400 situations de conduite autoévaluées par lesconducteurs, complétés par 6 Focus Group (30 conducteurs âgés).Le second volet, relevant d'une démarche d'Ingénierie Cognitive, vise à concevoir et développer des fonctions de « monitorage » à partir du corpus de données. L'objectif est de disposer de modèles et de fonctions d'analyse temps-réel capables (1) de superviser l'activité de conduite des conducteurs âgés (2) en regard du contexte ou des risques situationnels, afin de (3) diagnostiquer des difficultés ou erreurs de conduite, à des fins d’adaptativité des assistances. Des fonctions de monitorage en lien avec les contrôles de base du véhicule (gestion de la vitesse, positionnement dans la voie et la gestion de l'espace inter-véhiculaire avant) sont développées. Sur cette base, des fonctions de monitorage plus intégrées pour l'aide aux franchissements d'intersections (Tourne-à-Gauche) et l'assistance à l'insertion sur voies rapides (et au changement de voie) sont également proposées
This thesis in Cognitics presents a Human Centered Design approach for thedevelopment of future driving assistance systems dedicated to elderly drivers orElderly Adapted Driver Assistance Systems (E-ADAS).To do so, this work relies on a multi-disciplinary approach for data collection andanalysis. Regarding Ergonomics, the aim is to better understand the specificrequirements of this population in order to identify their actual difficulties and actualneeds of assistance. In this frame, 76 drivers (aged from 70 to 87 years old) took partto an on-the-road experiment, driving an instrumented car. The dataset includes2100 km of ecological driving data and 1400 auto-evaluated driving situations,completed by 6 Focus Groups (involving 30 elderly drivers).The second part of this research, relying on Cognitive Engineering, explores thedesign and implementation of monitoring functions based on the aforementioneddataset. The objective is to have real-time models and analytical functions, able to:(1) supervise the driving activity as realized by an elderly driver, (2) taking in toconsideration the driving context or situational risks (3) in order to detect difficulties ordriving errors. Beyond this thesis, these diagnostics will have to be integrated inassistive systems to better adapt their support to the specific needs of elderly drivers.Specific monitoring functions related to basic vehicle control (speed management,lane positioning and headway regulation) are presented. Based on these results,integrated monitoring functions for intersection crossings in Left-Turn manoeuver,highway merging assistance, and, more broadly, lane change assistance areintroduced

Les graphistes utilisent des propriétés visuelles comme la couleur, la police de caractères typographiques, la taille ou la position pour construire et communiquer leurs concepts visuels. La plupart des outils numériques de composition considèrent les propriétés visuelles comme simples attributs. Ces propriétés sont accessibles, quand l’objet est sélectionné,via des boîtes de dialogue, sans êtres considérées comme objets indépendants dans l’interface. Cette thèse porte sur la réification des propriétés visuelles des objets graphiques pour les tâches de composition.Je soutiens l’importance de créer des outils de composition qui permettent de manipuler les propriétés visuelles directement, sans passer par des menus ou des boîtes de dialogue.La manipulation des propriétés visuelles dépend de la perception des propriétés, de l’expertise de l’utilisateur et de leur représentations sur l’interface.Elle dépend également des outils existants pour manipuler les propriétés visuelles dans le contexte de travail. Les outils numériques de composition utilisent principalement des boîtes de dialogue. Certains travaux de recherche soutiennent l’importance de faire évoluer les boîtes de dialogues, et proposent des boîtes de dialogues plus interactives. D’autres travaux proposent de nouvelles manières de représenter et de manipuler les propriétés visuelles.Les graphistes préfèrent les outils qui agissent directement sur les propriétés visuelles. Ils adaptent ces propriétés, pour les utiliser comme outils leur permettant de compléter des tâches comme l’alignement et l’espacement.Les artistes et les designers travaillent en développant leurs propres représentations des espaces de couleur. Ils manipulent chaque couleur, dans le contexte des autres couleurs utilisées dans le même document.Leurs choix de couleur dépendent également d’autres propriétés visuelles comme la texture, la matière, ou la luminosité. En créant leurs mise en page, les graphistes établissent des liens entre les propriétés spatiales comme la position, la taille, et la superposition des éléments graphiques. Ils créent des règles pour définir comment ces liens évoluent dans un même document, ou entre différents documents.Deux groupes d’outils proposent des exemples de la réification des propriétés visuelles pour des tâches de composition. Deux études avec des designers présentent différentes utilisations envisagées pour ces outils.Chaque utilisateur présente des exemples de projets spécifiques dans lesquels ces outils faciliteront leurs tâches de composition, et comment ils leur permettront d’obtenir les rendus recherchés
In this dissertation, I argue that visual composition tools should reify visual properties— that is, create them into first-class, interactive objects that designers can manipulate, directly in the document. Artists and designers use visual properties such as color, typography,size, and position to create novel composition concepts. Most visual composition tools treat graphical elements as objects— but not their visual properties. The latter are simply attributes of graphical elements, usually accessible on demand, through property sheets or dialog boxes, rather than as independen tinteractive objects.I begin with an introduction, where I outline the dissertation and summarise the main contributions.Then, I present a conceptual overview, where I argue that perception, expertise, theories and existing representations of visual properties affect how designers manipulate them in their work. In the related worksection, I identify the main approaches visual composition tools propose to manipulate visual properties.I explain the advantages and limitations of these approaches.I present a comparative structured observation study (Chapter 4) where graphic designers perform visual composition tasks in Adobe Illustrator. Designers preferred tools that provide direct access to visual properties.They use these visual properties to complete visual composition tasks such as alignment and distribution.I then present two interview studies (Chapter5, Chapter 6) that examined artists’ and designers’practices as they manipulate color and create layouts in their projects. Artists and designers create personal color representations. They manipulate each color in the context of its surrounding graphical elements,and combine it with other visual properties such as texture. As they create their layouts, designers establish links among visual properties such as size,position, and layering of graphical elements. They define rules for how these properties change in space,across instances of the same composition, or in time,across related compositions.Based on these observations, two groups of prototypes (Chapter 7) demonstrate how we can reify visual properties into first-class graphical objects. ColorPartner supports creating personal representations of the color manipulation process. Color Revealer permits creating informative color representations of how a process evolves. Palette Explorer supports manipulatingvisual properties of color swatches, such as size, position and layering, in the context of surrounding colors. Color Compositor supports manipulating the combination of colors and textures. Linkify supports linking visual properties directly in the documentand defining rules for how these links evolve as the content changes. Contextify supports creating rules that define how visual properties change across instances of a composition. In two follow up studies,designers explain how they intend to use these tools in their current projects..I conclude with a summary of the contributions(Chapter 8) and a discussions of the limitations and future work

Les interfaces cerveau-ordinateur (ICOs) basées sur l'imagination motrice offrent des solutions prometteuses pour la rééducation motrice des patients après un accident vasculaire cérébrale (AVC). L'imagerie motrice kinesthésique (IMK) consiste à imaginer les sensations d'un mouvement, telles que la température, la pression, la rugosité, la contraction musculaire et l'activation nerveuse, plutôt que de visualiser le mouvement. Cependant, l'IMK ne comporte pas de retour sensoriel ou kinesthésique, ce qui rend cette tâche difficile à comprendre, à apprendre et à réaliser. Cette absence de retour d'information, ou feedback en anglais, restreint l'évaluation de la performance et l'orientation thérapeutique des patients post-AVC. Pour faire face à ce problème, un retour d'information est fourni aux patients et aux thérapeutes en fonction de la performance du patient. Diverses modalités de feedback ont été étudiées pour résoudre ce problème, notamment visuelles, la stimulation électrique fonctionnelle, les exosquelettes et les robots. Le feedback vibrotactile est une alternative peu explorée, qui vise à stimuler la peau et s'adresse aux patients avec une mobilité très réduite qui ne peuvent pas profiter des autres solutions. La combinaison des différents feedbacks est révélée comme une approche prometteuse pour fournir un retour d'information plus efficace et améliorer le processus de réadaptation. Le développement du feedback pour les ICOs a souvent donné la priorité au progrès technologique plutôt qu'aux considérations centrées sur le patient, ce qui a eu pour conséquence une adoption clinique limitée. Cette thèse adopte une nouvelle approche de recherche basée sur la conception (desing-based research en anglais, DBR), plaçant l'utilisateur au cœur du développement du système du retour d'information. L'objectif est de concevoir et d'évaluer un feedback vibrotactile, complémenté par un feedback visuel, et de l'intégrer à une ICO basée sur l'IMK pour améliorer la rééducation motrice post-AVC. Nous commençons par identifier les besoins et les objectifs des patients post-AVC qui suivent un entraînement par une ICO. Comme résultat, nous avons formulé l'hypothèse que le feedback bimodal (intégrant les modalités vibrotactiles et visuelles) peut améliorer l'IMK dans le contexte d'interaction avec une ICO. Le dispositif vibrotactile est ensuite construit en tenant compte des limitations anatomiques et physiques des patients post-AVC. Ensuite, la stimulation vibrotactile est construite en deux phases : établissement des seuils sensoriels de vibration pour trois groupes des âges différents et synchronisation d'un environnement visuel avec la stimulation vibrotactile. Différents modèles de vibration sont comparés pour déterminer celui qui correspond le mieux à l'animation graphique. La stimulation a été conçue en s'inspirant de l'activation des muscles lors d'un mouvement de préhension. Après la validation de la stimulation, l'ICO est évaluée auprès d'un groupe de participants neurotypiques afin de mesurer l'efficacité, l'utilisabilité et la fiabilité du système. Trois modalités de feedback (vibrotactile, visuelle, bimodal — vibrotactile et visuelle) sont comparées pour évaluer leur efficacité à soutenir l'exécution de l'IMK. Cette recherche met en évidence le potentiel d'une approche centrée sur l'utilisateur pour développer des solutions de feedback qui améliorent l'IMK et la rééducation. Un protocole expérimental est présenté pour une future étude chez les patients post-AVC afin d'évaluer l'acceptabilité et l'utilisabilité de l'ICO avec un feedback bimodal méticuleusement conçu. Les résultats de ce travail offrent les basses pour l'application de notre ICO dans la pratique clinique, avec le potentiel de bénéficier les patients post-AVC
Motor imagery-based brain-computer interfaces (BCI) offer promising solutions for post-stroke motor rehabilitation. Kinesthetic motor imagery (KMI) consists of imagining the sensations of a movement (such as temperature, pressure, roughness, muscular contraction, and nerve activation) rather than visualizing the movement. However, KMI lacks sensory or kinesthetic feedback, making this task challenging to understand, learn, and perform. This absence of feedback hinders performance evaluation and therapeutic guidance for post-stroke patients. To address this issue, feedback is provided to both patients and therapists, based on the patient's performance. Various feedback modalities, including visual, functional electrical stimulation, exoskeletons, and robotic assistance, have been explored to bridge this gap. Vibrotactile feedback is an underexplored alternative, that offers skin stimulation, targeting patients with limited mobility. Combining different feedback modalities has emerged as a promising approach to provide more effective feedback and enhance the rehabilitation process. The development of BCI feedback has often prioritized technological advancement over patient-centric considerations, resulting in limited clinical adoption. This thesis adopts a novel design-based research (DBR) approach, placing the user at the core of feedback system development. The objective is to design and evaluate vibrotactile feedback, complemented with visual feedback and integrated it with a KMI-based BCI to improve post-stroke motor rehabilitation. We start by identifying the needs and objectives of patients undergoing BCI training, leading to the hypothesis that bimodal feedback (combining vibrotactile and visual modalities) can enhance KMI within the BCI context. We tailor the vibrotactile stimulation to provide precise sensory feedback during grasping KMI. The vibrotactile device is then built considering the anatomical and physical limitations of post-stroke patients. Then, the vibrotactile stimulation is built in two phases: establishing vibration sensory thresholds for age-dependent groups and synchronizing a visual environment with vibrotactile stimulation. Different vibration patterns are compared to determine the one that better corresponds to the graphic animation. The stimulation was designed, drawing inspiration from the natural muscle activation of the muscles during grasping. Following the validation of the stimulation, the BCI is assessed with a group of neurotypical participants to measure its efficacy in improving KMI and evaluate its acceptability, usability, and reliability. Three feedback modalities (vibrotactile, visual and bimodal - vibrotactile and visual) are compared to determine their effectiveness. This research highlights the potential of a user-centered approach for developing feedback solutions that enhance motor imagery and rehabilitation outcomes. Furthermore, an experimental protocol is presented for future studies with post-stroke patients to assess the acceptability and usability of the meticulously designed BCI with bimodal feedback. The findings of this work lay the foundation for translating the resulting BCI into practical clinical applications, ultimately benefiting post-stroke patients

La conception d’un produit ou d’un service en Santé est un processus complexe et risqué. Il doit intégrer dans les phases précoces de conception les normes, les contraintes réglementaires, les données de surveillance et d’évaluation de la sécurité jusqu’à l’autorisation de mise sur le marché pour les dispositifs médicaux, mais également les préférences des utilisateurs experts : professionnels de santé ou non-experts : patients. Dans le marché compétitif des nouveaux produits ou services en Santé, l’enjeu pour les ingénieurs est de faire coïncider les besoins des utilisateurs à leur contexte et usages tout en intégrant toutes les parties prenantes du système de soin. Innovation médicale, technologique et organisationnelle, la télémédecine (TM) est l’utilisation des nouvelles technologies pour délivrer des actes médicaux. L’objectif de cette thèse est la mise au point d’une méthodologie centrée sur les utilisateurs et leurs usages pour concevoir, développer, intégrer et valider une application dermatologique de la TM : la télédermatologie. L’opportunité de validation de cette méthodologie pour intégrer et déployer un service innovant dans un service de dermatologie y est également discutée
Designing product or services for healthcare system is highly complex, costly and risky. It combines constraints such as being a multi decisional and multilevel system with specific financial model linked to the state the healthcare system organization belongs to. In the highly marketing-time sensitive context of innovative products or services, there is challenge for designers to be able to match the new design to the users’ needs, answering to their context or usages while integrating all system stakeholder components. Telemedicine (TM) is the use of ITtechnologies to provide medical care or medical advice. It is considered a care delivery transformation combining medical, technological and organizational innovation. Using the example of Teledermatology a dermatological application of TM, this PhD develops a methodology based upon users contexts and usages to design integrate and provide an assessment model to decision makers. The opportunity to implement and integrate the service in French department of dermatology is discussed

Désormais, les clients ne se satisfont plus seulement d’une offre diversifiée de produits mais ils demandent à être partie prenante pendant les processus de développement et de configuration afin d’obtenir des produits le plus personnalisés possible en regard de leurs attentes. La contribution des clients à ces processus conduit à des changements dans l’organisation de la conception, dans le modèle de gestion de l'entreprise, la définition du produit. Tout d'abord, nous présentons le modèle de conception en configuration personnalisée nommé Auser. Nous décrivons tout d’abord les fondamentaux théoriques du modèle de conception en configuration pour personnalisation orientée utilisateur. Dans le deuxième chapitre, la méthode de conception est étudiée, y compris la description formelle des entités décrivant le produit, la construction de l'ontologie ainsi que la modélisation par fonctions, composants et services. Le troisième chapitre présente la configuration de modèle de produit personnalisé par l'utilisateur final du robot industriel. Ces utilisateurs peuvent spécifier les objectifs et contraintes de la mise en œuvre des robots industriels par le biais des paramètres et attributs
In today's market, obtaining a variety of products through configuration design has become increasingly common. However, with the development of the market, customers have not only satisfied the company offering a variety of products, and more demands on participating in the process of configuration design by themselves, so that they can obtain fully personalized products. Customer participation leads to the changes of design process, company's management model, etc. Based on the above problem, this thesis takes industrial robot as an example, and studies the management issues related to the customer involved in the design, in order to address the contradiction between product diversification, personalized requirements and the long design cycle and high manufacturing costs. Firstly, Auser-customized configuration design pattern is presented. The theory source of user-customized configuration design pattern is introduced, and then the related concepts are expounded. The corresponding business mode of user-customized configuration design pattern is given, and the key technologies to realize business mode is studied. System dynamics models were established for user-customized configuration design business mode and for traditional business mode of industrial robots by Anylogic simulation software. Secondly, the component-based theory and method are studied, including the formal description of things, ontology representation, componentization and servitization. On this basis, the componentization description model is established for the product parts. And the model is represented as service-component. Next, the formation process and extension method of service-component are introduced. An example of industrial robot components modeling is analyzed, includingestablishing industrial robot domain ontology by protégé, describing, instantiating and extensing components. Thirdly, the industrial robot user-customized configuration design template is constructed, and users can obtain the industrial robot meeting constraints through parameters setting; The kinematics and dynamics analysis on template is taken by Simscape model, and the dynamic parameters is analyzed, and the finite element analysis on template is taken by ANSYS, including statics analysis and modal analysis. The parameters flow process in template is analyzed. Then taking industrial robot user-customized configuration design using configuration template as an example, the configuration template is analyzed in application. Fourthly, the internal algorithm of user-customized configuration design is researched. Platform-based and user-leading user-customized configuration design process is constructed, and then the internal algorithm to keep the design running smoothly is studied, including the degree of freedom determination, fuzzy demand calculation, and service-component configuration and the configuration program evaluation. A case analysis is also taken for the internal algorithm Finally, on the basis of the previous section, the prototype system design of the open design platform is taken. Based on system requirements analysis and system design, the main pages of the platform are designed, and the key functions are introduced