Inventées au milieu des années 1980, nous assistons actuellement au développement à grande échelle des interfaces tactiles multipoints. Par comparaison avec la souris, les écrans multipoints nécessitent un nouveau processus d'étude afin de comprendre les changements apportés par cette technologie. Le travail déjà effectué avec d'autres périphériques d'entrée doit être repris à zéro afin de formuler de nouvelles théories pour la création d'interfaces tactiles multipoints. La manipulation à trois dimensions (3-D) d'un objet nécessite le contrôle de six degrés de liberté. Trois sont responsables de la position de l'objet et trois contrôlent son orientation. Dans ce mémoire, nous nous focalisons sur la manipulation 3-D d'un objet à l'aide de surfaces tactiles multipoints. Plus précisément, nous avons étudié le lien entre le périphérique d'entrée (ici la surface multipoint) et la tâche à effectuer (ici la manipulation 3-D). En premier lieu, nous avons introduit une taxonomie pour la représentation des techniques d'interaction 3-D spécifiques aux écrans multipoints. Cette taxonomie nous a permis de mettre en avant l'influence des stratégies de conception des techniques en termes d'intégration de degrés de liberté. Par la suite, nous avons mené une étude concernant les techniques d'interactions permettant le positionnement 3-D d'un objet. Nous avons présenté deux nouvelles techniques, tirant profit des capacités offertes par les écrans multipoints. L'évaluation de ces techniques nous révéla des conclusions quant à la coordination de l'utilisateur dans la réalisation de la tâche. Enfin, nous avons introduit une nouvelle technique d'interaction de manipulation 3-D. Cette technique a été évaluée plus rapide que les techniques existantes et nous avons pu déterminer les raisons expliquant cette performance accrue. Ces travaux, qui s'intéressent à la coordination de l'utilisateur lors de la réalisation de tâches 3-D à l'aide de surfaces multipoints, recommandent une approche favorisant la séparation des degrés de liberté, dans le but de pouvoir paralléliser les actions de l'utilisateur afin de tirer profit de la bande passante d'entrée plus importante offerte par les écrans multipoints. / Invented in the mid-1980s, we are currently witnessing large-scale development of multitouch interfaces. Compared with the traditional mouse, multitouch displays require rethinking from scratch interaction techniques in order to understand the changes brought by this technology and formulate new theories. Manipulating three-dimensional (3-D) objects require the control of six degrees of freedom. Three are responsible for the object's position and three control the orientation. In this work, we focused on 3-D manipulation of an object using multitouch displays. Specifically, we studied the relationship between the input device (the multitouch display) and the task (3-D manipulation). First, we introduced a taxonomy for the representation of 3-D interaction techniques specific to multitouch displays. This taxonomy allowed us to highlight the influence of design strategies in terms of integration of degrees of freedom.Subsequently, we conducted a study of interaction techniques for 3-D positioning of an object. We presented two new techniques, which take advantage of capabilities offered by multitouch displays. The evaluation of these techniques revealed us results regarding the user coordination in realizing the task. Finally, we introduced a new interaction technique to handle 3-D manipulation. This technique was evaluated faster than existing techniques and we were able to determine the reasons for the improved performance.This work, which focus on the user coordination when using multitouch displays to perform 3-D tasks, recommend an approach that favors the separation of degrees of freedom, in order to parallelize the user actions so as to take advantage of the extra input bandwidth offered by this type of input devices.

La montée en puissance des écrans tactiles offre de nouvelles possibilités d'interactions gestuelles de plus en plus riches. De nos jours, les utilisateurs se contentent souvent de gestes mono-point ou multipoints simples pour exécuter des manipulations telles que la rotation, le déplacement ou la mise à l'échelle d'objets graphiques, la plupart du temps dans un contexte mono-utilisateur. Le travail décrit ici concerne l'utilisation avancée des gestes multipoints, comportant à la fois plus de commandes de raccourci (appelées commandes indirect es) et de commandes de manipulation (appelées commandes directes) dans un contexte d'utilisateurs multiples sur le même écran. Pour cela, nous analysons la forme des trajectoires composant le geste multipoints et les relations temporelles et spatiales entre ces trajectoires afin de caractériser ce geste. Nous proposons une modélisation par graphes et développons un système complet d'analyse et de reconnaissance. Pour résoudre le conflit entre la reconnaissance des gestes de manipulation et ceux de commande (directes versus indirectes), nous proposons une stratégie de reconnaissance précoce pour les gestes multipoints basée sur une option de rejet combinant plusieurs classifieurs pour reconnaître ces gestes au plus tôt. Pour valider nos approches, nous avons construit la base MTGSet composée de 7 938 gestes isolés multi points de 41 classes différentes et MUMTDB une base de gestes collectés dans un contexte réel d'interaction multiutilisateurs pour l'édition de diagrammes. Les résultats expérimentaux attestent que nos approches peuvent reconnaître les gestes multipoints dans ces différentes situations. / Due to the popularization of the touch screen devices, nowadays people are used to conduct the human-computer interactions with touch gestures. However, limited by current studies, users can use only simple multi-touch gestures to execute only simple manipulations such as rotation, translation, scaling, with most of time one user even if adapted devices are now available. The work reported here concerns the expanding usage of multi-touch gestures, that make them available at the same time for more shortcut commands (called indirect commands, as copy, past, ... ), more manipulation commands (called direct commands like zoom or rotation) and in the context of multiple users on the same screen. For this purpose, we analyze the shape of the gesture's motion trajectories and the temporal and spatial relations between trajectories in order to characterize a multi-touch gesture. We propose a graph modeling to characterize these motion features and develop a graph based analysis and recognition system. To resolve the conflict between interface manipulation and shortcut command inputs, we study and validate an early recognition strategy for multi-touch gesture. We built a reject option based multi-classifier early recognition system to recognize multi-touch gestures in early stage. To set-up, train and validate our systems, we built MTGSet, a multi-touch gesture dataset formed by 7938 gestures from 41 different classes collected in isolated contexts and MUMTDB a dataset of gestures collected in a real multi-user usage case of diagram drawing. The experimental results prove that our system can well recognize multi-touch gestures in these different situations.

Au cours des dernières années, l’automatisation des services et le développement des technologies de l’information ont mené à une multiplication des écrans tactiles dans les espaces urbains. Cette multiplication a contribué à l’émergence de nouveaux usages et pratiques situées. Par exemple, dans plusieurs villes, pour acheter un titre de transport ou encore emprunter un document à la bibliothèque de façon autonome, il faut passer par l’écran tactile. Par contre, pour les personnes avec un handicap, les bornes en libre-service avec écran tactile peuvent être un obstacle à l’accessibilité en rendant plus difficile l’utilisation de certains services. Ce projet de recherche se penche sur cette problématique afin d’explorer comment les personnes avec handicap arrivent à utiliser les écrans tactiles malgré les différents obstacles qu’ils rencontrent dans la ville de Montréal. Pour y arriver, ce mémoire a été construit en trois temps. Il comporte d’abord une revue de littérature afin de comprendre les différents enjeux liés aux thématiques du handicap et de l’accessibilité en mobilisant notamment le concept d’affordance. Ensuite, il présente, d’une part, le bricolage méthodologique ayant permis d’en savoir plus sur l’expérience vécue des participantes et participants à l’aide de données mixtes et d’autre part, les considérations éthiques ayant guidé l’élaboration du projet. Finalement, ce mémoire présente les données récoltées sur le terrain et discute des thématiques ayant émergé de l’analyse de ces données : le rapport qu’entretiennent les participantes et participants au temps, les diverses tactiques utilisées pour négocier l’usage des écrans tactiles, l’interdépendance de toutes les parties impliquées dans le fonctionnement d’un dispositif numérique et la façon dont les participantes et participants du projet sont apparus dans l’horizon des écrans tactiles qu’ils ont utilisés. / In recent years, the automation of services and the development of information technologies have led to a proliferation of touch screens in urban spaces. This proliferation has contributed to the emergence of new situated uses and practices. For example, in several cities, to buy a transport ticket or even borrow a document from the library independently, you have to go through the touch screen. On the other hand, for people with disabilities, self-service kiosks with touch screens can be an obstacle to accessibility by making it more difficult to use certain services. This research project focuses on this issue in order to explore how people with disabilities manage to use touch screens despite the various obstacles they encounter. To achieve this, this research paper was constructed in three stages. It first includes a literature review in order to understand the various issues related to the themes of disability and accessibility by mobilizing the concept of affordance. Then, it presents, on the one hand, the methodological bricolage that made it possible to learn more about the lived experience of the participants using mixed data and, on the other hand, the ethical considerations that guided the development. of the project. Finally, this thesis presents the data collected in the field and discusses the themes that emerged from the analysis of this data: the relationship that the participants have to time, the various tactics used to negotiate the use of touch screens, the interdependence of all the parties involved in the operation of a digital device and the way in which the participants of the project appeared in the horizon of the touch screens they used.