Les innovations technologiques et le déploiement du numérique se mettent au service de la santé et engagent les formations vers la simulation haute fidélité.La recherche effectuée dans le domaine de la maïeutique a pour but de mieux comprendre comment, dans un environnement simulé complexe, l'introduction d'outils informatiques perfectionnés agit sur les modalités de transmission de différents savoirs « scientifiques », « technologiques » et « professionnels ». Elle analyse l'activité déployée par une enseignante sage-femme lors de l'utilisation d'un « nouvel outil », un simulateur d'accouchement interactif et virtuel, pour des séances pédagogiques à destination d'étudiants en maïeutique de troisième année. L'objectif est de repérer les effets de cette innovation sur ses pratiques de formation, et de mesurer la nature de son développement professionnel avec le simulateur.La méthodologie utilisée est celle de l'analyse clinique. La recherche s'appuie sur les courants de la didactique professionnelle et de la théorie instrumentale. Elle intègre les concepts d'« imprévu » et de « gestes professionnels d'ajustement » visant à rendre compte des différents niveaux d'imbrication de l'activité de formation de l'enseignante, et elle est destinée à éclairer sa pratique dans la conceptualisation des situations de travail.Les résultats montrent que les pratiques se transforment au fil des séances faisant apparaître de nouvelles dynamiques d'apprentissage. Les premiers savoirs professionnels observés permettent d'identifier un répertoire de gestes professionnels utiles à l'enseignement avec ce simulateur d'accouchement interactif. Les conclusions débouchent sur des visées d'utilisation du simulateur non prévues par les concepteurs de l'outil et sur une proposition d'un dispositif de formation de formateurs adapté à l'enseignement avec ce simulateur. Ces quelques pistes, non exhaustives, sont une invitation à réfléchir sur de nouvelles modalités d'enseignement avec du matériel de simulation haute fidélité. / Technological innovations and the spread of digital technology help out public health and commit training towards high-fidelity simulation.The research made in the field of midwifery aims at a better understanding of how in a complex simulated environment the introduction of sophisticated computing tools plays on the modalities of transmission of various « scientific », « technological » and «professional » knowledge. It analyzes the activity displayed by a midwife teacher while using a « new tool », an interactive and virtual birth simulator, for educational sessions aimed at third-year students in midwifery. The objective is to spot the effects of this innovation on her practices of training, and to measure the nature of her professional development with the simulator.The methodology which is used is clinical analysis. The research is based on professional didactics and instrumental theory trends. It integrates the concepts of « the unpredictable » and of « professional gestures of adjustment » to report the various levels of interweaving of the teacher's activity in training, and it aims at clarifying her practice in the conceptualization of the working situations.The results show that the practices are transformed in the course of the sessions revealing new dynamics of learning. The first professional knowledge observed helps to identify a record of professional gestures that are useful for teaching with this interactive birth simulator. From the conclusions it turns out that the simulator is not used as it was planned by the designers of the tool and it leads to offer a device for trainers' training adapted to the teaching with this simulator. These few non-exhaustive tracks are an invitation to think about new modalities of teaching with high-fidelity of simulation devices.

Les simulateurs d'accouchement sont des outils dédiés à la formation du personnel médical en gynécologie obstétrique. Le BirthSIM développé au laboratoire Ampère constitue une interface haptique de simulateur d'accouchement permettant de reproduire divers scénarios d'accouchement et de former les jeunes sages-femmes et obstétriciens aux différents gestes techniques nécessaires dans le cadre de leurs professions. Dans ce manuscrit, les récentes améliorations apportées au prototype du BirthSIM seront présentées. Parmi ces améliorations, deux sont particulièrement remarquables. La première concerne l'augmentation du nombre de degrés de liberté pilotés de l'interface. Ainsi, les travaux ayant permis le passage d'une interface ne comptant qu'un seul degré de liberté à quatre seront détaillés. Le BirthSIM est le seul simulateur d'accouchement qui intègre à la fois des actionneurs électriques et pneumatiques. La seconde évolution concerne le développement de lois de commande permettant d'améliorer le rendu haptique de l'interface. Les lois de commande retenues permettent d'asservir en position le BirthSIM, mais également de régler la raideur de l'interface. Ce réglage de raideur en coordonnées cartésiennes a pour objectif de reproduire le comportement de la tête fœtale en contact avec les tissus mous du bassin au cours d'une contraction. La loi de commande présentée dans ces travaux de thèse est une loi de commande non-linéaire synthétisée par backstepping. En effet, cette méthode permet de prendre en compte les phénomènes non-linéaires agissant sur le comportement des actionneurs pneumatiques. Cette commande, assurant le suivi d'une consigne de position et une modification de la raideur en temps réel à partir d'une stratégie de réglage de gain, a été testée à la fois en simulation et sur le prototype du BirthSIM. Les performances de cette commande sont également comparées à celles de lois de commande plus classiquement utilisées en robotique. / The childbirth simulators are developed for practitioner training in gynecology and obstetrics. The BirthSIM is a haptic interface which simulates various childbirth scenarios to teach obstetricians and midwives the technical delivery gestures. In this work, the latest improvements on the BirthSIM prototype will be presented. Two improvements are especially detailed. The first one consists in adding actuated degrees of freedom to the haptic interface. Thus, the works which have led to a new four degrees of freedom robot are presented. The BirthSIM is the only childbirth simulator which is actuated by electrical and pneumatic actuators. The aim of the second improvement is to synthesize control laws which improve the haptic rendering. The studied control laws allow the haptic interface to be controlled in position and its stiffness to be tuned in real time. This cartesian stiffness tuning is suitable to reproduce the behavior of the fetal head surrounded by the maternal pelvic muscles. The control law presented in this document have been obtained by the non-linear backstepping synthesis. Indeed, the non-linear phenomenons occurring in pneumatic cylinders can be taken into account by this method. The controller obtained in this work allows the BirthSIM end-effector to track a reference position but also allows the robot stiffness to be tuned in real time. The stiffness control is based on a gain tuning strategy. Finally, the performances have been evaluated in simulation and experimental tests. Those performances have also been compared to the other conventional compliant controllers of the robotic field.