Le but de ce travail de thèse réside dans la planification de la distribution urbaine des marchandises dans un système de transport collaboratif. Cette collaboration consiste à échanger les demandes de transport entre transporteurs afin d'améliorer l'efficacité de leurs opérations. Cela revient à minimiser la distance parcourue par les camions et à maximiser le profit collecté des clients, notamment en recourant à des variantes du problème de tournées de véhicules plus adaptées au contexte collaboratif. Le problème opérationnel sous-jacent est donc le problème de tournées de véhicules sélectives dans lequel le service de tous les clients n'est pas obligatoire par contre un "profit" est collecté lors du service d'un client. Dans cette thèse, nous traitons le problème de tournées de véhicules sélectives avec contraintes de temps et de capacité (Capacitated Team Orienteering Problem - CTOP). Nous proposons une métaheuristique qui alterne entre deux espaces de recherche. Des procédures de découpage optimal et de concaténation permettent de passer d'un espace à un autre. D'autre part, en considérant des demandes de collecte et de livraison, nous traitons deux variantes sélectives du problème de collecte et de livraison (Pickup and Delivery Problem - PDP) : le PDP avec fenêtres de temps et demandes obligatoires (PDPTWPR) et le PDPTWPR avec demandes groupées. La première variante consiste à choisir parmi les demandes de transport optionnelles quelles demandes à servir en plus des demandes obligatoires. Nous développons des métaheuristiques pour traiter les cas mono-objectif et multi-objectif du problème. Le PDPTWPR avec demandes groupées prend en considération les demandes de transport qui doivent être servies par un même transporteur. Finalement, nous considérons la variante sélective dans laquelle les marchandises sont distribuées d'un même dépôt vers les clients (Capacitated Profitable Tour Problem - CPTP). L'objectif est de maximiser la différence entre le coût et le profit. Pour résoudre ce problème, nous proposons un algorithme de résolution exacte basé sur la programmation linéaire en nombres entiers à laquelle nous ajoutons plusieurs inégalités valides spécifiques à ce problème. Des expérimentations ont été conduites sur plusieurs classes d'instances afin de montrer l'efficacité de nos approches. / The goal of this thesis is to plan urban freight distribution in a collaborative logistic system. The collaboration consists in exchanging transportation requests between carriers to increase the efficiency of their operations. More precisely, when solving variants of the wellknown vehicle's routing problems in collaborative context, less kilometers can be driven and higher prices can be collected. The underlying operational problem is therefore the selective vehicle routing problem in which not all customers can be served, but a "profit" is gained for each served one. In this thesis, we firstly address the Capacitated Team Orienteering Problem (CTOP), a selective variant of the VRP in which capacity and travel time limitations are imposed to vehicles. We propose a variable space search metaheuristic that alternates between two different search spaces to solve CTOP. Then, we consider pickup and delivery requests to study two variants of the selective pickup and delivery problem: the PDP with Time Windows and Reserved requests (PDPTWPR) and the Clustered PDPTWPR. The first aims to choose suitable selective requests to be transported in addition to reserved ones. Metaheuristics are proposed to deal with the single-objective and the multi-objective sides of the problem. The second takes into consideration groups of requests that must be served by only one carrier. Finally, we consider the Capacitated Profitable Tour Problem (CPTP) in which goods need to be distributed from the depot to customers. We propose an exact method based on Integer Linear Programming to solve this problem. A set of cuts specific to CPTP is proposed in order to speed up the solution process. Experiments were conducted on a variety of instances of different sizes to demonstrate the effectiveness of our solution methods.

L'apprentissage des preuves mathématiques déductives est fondamental dans l'enseignement des mathématiques. Pourtant, la dernière enquête TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) menée par l'IEA ("International Association for the Evaluation of Educational Achievement") en mars 2015, le niveau général des étudiants en mathématiques est en baisse et les étudiants éprouvent de plus en plus de difficultés pour comprendre et écrire les preuves mathématiques déductives.Pour aborder ce problème, plusieurs travaux en didactique des mathématiques utilisent l’apprentissage collaboratif en classe.L'apprentissage collaboratif consiste à regrouper des étudiants pour travailler ensemble dans le but d'atteindre un objectif commun. Il repose sur le débat et l'argumentation. Les étudiants s'engagent dans des discussions pour exprimer leurs points de vue sous forme d'arguments et de contre-arguments dans le but de résoudre un problème posé.L’argumentation utilisée dans ces approches est basée sur des discussions informelles qui permettent aux étudiants d'exprimer publiquement leurs déclarations et de les justifier pour construire des preuves déductives. Ces travaux ont montré que l’argumentation est une méthode efficace pour l’apprentissage des preuves mathématiques : (i) elle améliore la pensée critique et les compétences métacognitives telles que l'auto-surveillance et l'auto-évaluation (ii) augmente la motivation des étudiants par les interactions sociales et (iii) favorise l'apprentissage entre les étudiants. Du point de vuedes enseignants, certaines difficultés surgissent avec ces approches pour l'évaluation des preuves déductives. En particulier, l'évaluation des résultats, qui comprend non seulement la preuve finale mais aussi les étapes intermédiaires, les discussions, les conflits qui peuvent exister entre les étudiants durant le débat. En effet, cette évaluation introduit une charge de travail importante pour les enseignants.Dans cette thèse, nous proposons un système pour la construction et l'évaluation des preuves mathématiques déductives. Ce système a un double objectif : (i) permettre aux étudiants de construire des preuves mathématiques déductives à partir un débat argumentatif structuré (ii) aider les enseignants à évaluer ces preuves et toutes les étapes intermédiaires afin d'identifier les erreurs et les lacunes et de fournir un retour constructif aux étudiants.Le système offre aux étudiants un cadre structuré pour débattre durant la construction de la preuve en utilisant les cadres d'argumentation proposés en intelligente artificielle. Ces cadres d’argumentation sont utilisés aussi dans l’analyse du débat qui servira pour représenter le résultat sous différentes formes afin de faciliter l’évaluation aux enseignants. Dans un second temps, nous avons implanté et validé le système par une étude expérimentale pour évaluer son acceptabilité dans la construction collaborative des preuves déductives par les étudiants et dans l’évaluation de ces preuves par les enseignants. / Learning deductive proofs is fundamental for mathematics education. Yet, many students have difficulties to understand and write deductive mathematical proofs which has severe consequences for problem solving as highlighted by several studies. According to the recent study of TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study), the level of students in mathematics is falling. students have difficulties to understand mathematics and more precisely to build and structure mathematical proofs.To tackle this problem, several approaches in mathematical didactics have used a social approach in classrooms where students are engaged in a debate and use argumentation in order to build proofs.The term "argumentation" in this context refers to the use of informal discussions in classrooms to allow students to publicly express claims and justify them to build proofs for a given problem. The underlying hypotheses are that argumentation: (i) enhances critical thinking and meta-cognitive skills such as self monitoring and self assessment; (ii) increases student's motivation by social interactions; and (iii) allows learning among students. From instructors' point of view, some difficulties arise with these approaches for assessment. In fact, the evaluation of outcomes -- that includes not only the final proof but also all intermediary steps and aborted attempts -- introduces an important work overhead.In this thesis, we propose a system for constructing and evaluating deductive mathematical proofs. The system has a twofold objective: (i) allow students to build deductive mathematical proofs using structured argumentative debate; (ii) help the instructors to evaluate these proofs and assess all intermediary steps in order to identify misconceptions and provide a constructive feedback to students. The system provides students with a structured framework to debate during construction of proofs using the proposed argumentation frameworks in artificial intelligence. These argumentation frameworks are also used in the analysis of the debate which will be used to represent the result in different forms in order to facilitate the evaluation to the instructors. The system has been implemented and evaluated experimentally by students in the construction of deductive proofs and instructors in the evaluation of these proofs.

Les sciences humaines et le progrès social ne peuvent pas se poursuivre sans collaboration. Avec le développement rapide des technologies de l'information et la popularité des appareils intelligents, le travail collaboratif est beaucoup plus simple et plus fréquents que jamais. Les gens peuvent travailler ensemble sans tenir compte de leur emplacement/ location géographique ou de la limitation de temps. Les environnements de travail de collaboration basés sur le Web sont conçus et consacrés à supporter/soutenir le travail individuel et le travail en groupe dans divers domaines: la recherche, les affaires, l'éducation, etc. N'importe quelle activité dans un système d'information produit un ensemble de traces. Dans un contexte de travail collaboratif, de telles traces peuvent être très volumineuses et hétérogènes. Pour un Environnement de Travail Collaboratif (ETC) typique Basé sur le Web, les traces sont principalement produites par des activités collaboratives ou des interactions collaboratives et peuvent être enregistrées. Les traces modélisées ne représentent pas seulement la connaissance, mais aussi l'expérience acquise par les acteurs via leurs interactions mutuelles ou les interactions qu'ils ont avec le système. Avec la complexité croissante de la structure de groupe et les besoins fréquents de collaboration, les interactions existantes deviennent de plus en plus difficiles à saisir et à analyser. Or, pour leurs travaux futurs, les gens ont souvent besoin de récupérer des informations issues de leurs activités de collaboration précédentes. Cette thèse se concentre sur la définition, la modélisation et l'exploitation des différentes traces dans le contexte d'Environnement de Travail Collaboratif et en particulier aux Traces Collaboratives dans l'espace de travail partagé de groupe (ou l'espace de travail collaboratif). Un modèle de traces de collaboration qui peuvent efficacement enrichir l'expérience du groupe et aider à la collaboration de groupe est proposé et détaillé. Nous présentons ensuite et définissons un type de filtre complexe comme un moyen possible d'exploiter ces traces. Plusieurs scénarios de base d'exploitation des traces collaboratives sont présentés. Pour chacun d'entre eux, nous présentons leurs effets et les avantages procurés par ces effets dans l'environnement de travail collaboratif. En effet, un cadre de l'exploitation des traces général est introduit et nous expliquons mis en œuvre dans un ETC. Trois approches collaboratives générant des traces sont discutées à l'aide d'exemples: l'Analyse SWOT, l'intégration de modèle de maturité de la capacité (CMMI) et le Système de Recommandation de Groupe. Une expérimentation de ce modèle a été réalisée dans le cadre de la plate-forme collaborative E-MEMORAe2.0. Cette expérience montre que notre modèle de trace collaborative et le cadre d'exploitation proposé pour l'environnement de travail collaboratif peuvent faciliter à la fois le travail personnel et de groupe. Notre approche peut être appliquée comme un moyen générique pour traiter différents sujets et problèmes, qu'il s'agisse de collaboration ou de l'exploitation des traces laissées dans un ECT. / Human science and social progress cannot continue without collaboration. With the rapid development of information technologies and the popularity of smart devices, collaborative work is much simpler and more common than ever. People can work together irrespective of their geographical location or time limitation. In recently years, Web-based Collaborative Working Environments (CWE) are designed and devoted to support both individual and group work to a greater extent in various areas: research, business, learning and etc. Any activity in an information system produces a set of traces. In a collaborative working context, such traces may be very voluminous and heterogeneous. For a typical Webbased Collaborative Working Environment, traces are mainly produced by collaborative activities or interactions and can be recorded. The modeled traces not only represent knowledge but also experience concerning the interactive actions among the actors or between actors and the system. With the increasing complexity of group structure and frequent collaboration needs, the existing interactions become more difficult to grasp and to analyze. And for the future work, people often need to retrieve more information from their previous collaborative activities. This thesis focuses on defining, modeling and exploiting the various traces in the context of CWE, in particular, Collaborative Traces (CTs) in the group shared/collaborativeworkspace. A model of collaborative traces that can efficiently enrich group experience and assist group collaboration is proposed and detailed. In addition, we introduce and define a type of complex filter as a possible means to exploit the traces. Several basic scenarios of collaborative traces exploitation are presented describing their effects and advantages in CWE. Furthermore, a general traces exploitation framework is introduced and implemented in CWE. Three possible traces based collaborative approaches are discussed with comprehensive examples: SWOT Analysis, Capability Maturity Model Integration (CMMI) and Group Recommendation System. As a practical experience we tested our model in the context of the E-MEMORAe2.0 collaborative platform. Practical cases show that our proposed CT model and the exploitation framework for CWE can facilitate both personal and group work. This approach can be applied as a generic way for addressing different types of collaboration and trace issues/problems in CWE.

Les logiciels de patching audio traditionnels, tels que Max ou Pure Data, sont des environnements qui permettent de concevoir et d’exécuter des traitements sonores en temps réel. Ces logiciels sont mono-utilisateurs, or, dans bien des cas, les utilisateurs ont besoin de travailler en étroite collaboration à l’élaboration ou à l’exécution d’un même traitement. C’est notamment le cas dans un contexte pédagogique ainsi que pour la création musicale collective. Des solutions existent, mais ne conviennent pas forcément à tous les usages. Aussi avons-nous cherché à nous confronter de manière concrète à cette problématique en développant une nouvelle solution de patching audio collaborative, baptisée Kiwi, qui permet l’élaboration d’un même traitement sonore à plusieurs mains de manière distribuée. À travers une étude critique des solutions logicielles existantes nous donnons des clefs de compréhension pour appréhender la conception d’un système multi-utilisateur de ce type. Nous énonçons les principaux verrous que nous avons eu à lever pour rendre cette pratique viable et présentons la solution logicielle. Nous exposons les possibilités offertes par l’application et les choix de mise en œuvre techniques et ergonomiques que nous avons faits pour permettre à plusieurs personnes de coordonner leurs activités au sein d’un espace de travail mis en commun. Nous revenons ensuite sur différents cas d’utilisation de ce collecticiel dans un contexte pédagogique et de création musicale afin d’évaluer la solution proposée. Nous exposons enfin les développements plus récents et ouvrons sur les perspectives futures que cette application nous permet d’envisager. / Traditional audio patching software, such as Max or Pure Data, are environments that allow you to design and execute sound processing in real time. These programs are single-user, but, in many cases, users need to work together and in a tight way to create and play the same sound processing. This is particularly the case in a pedagogical context and for collective musical creation. Solutions exist, but are not necessarily suitable for all uses. We have tried to confront this problem in a concrete way by developing a new collaborative audio patching solution, named Kiwi, which allows the design of a sound processing with several hands in a distributed manner. Through a critical study of the existing software solutions we give keys of comprehension to apprehend the design of a multi-user system of this type. We present the main barriers that we had to lift to make this practice viable and present the software solution. We show the possibilities offered by the application and the technical and ergonomic implementation choices that we have made to allow several people to coordinate their activities within a shared workspace. Then, we study several uses of this groupware in pedagogical and musical creation contexts in order to evaluate the proposed solution. Finally, we present the recent developments and open up new perspectives for the application.

L’évolution du Web et de ses applications subit depuis quelques années une mutation vers les technologies qui incluent la dimension sociale comme entité de première classe. Nous témoignons dans le passage du Web 1.0 au Web 2.0 puis au Web 3.0, 4.0 etc.. que les utilisateurs et les réseaux sociaux qui se forment sont au centre de cette évolution. Le web exhibe aussi toutes les caractéristiques d’un système complexe. Ces propriétés systèmes complexes et cette dimension sociale doivent être prises en considération lors de la conception et le développement des applications web. Considérons le cas des systèmes de tagging ou d’étiquetage collaboratifs. Ces systèmes sont un exemple de systèmes complexes, auto-organisés et socialement conscients. Le paradigme des systèmes multi-agents coordonné par les mécanismes d’auto-organisations a été utilisé d’une façon effective pour la conception et modélisation des systèmes complexes. Les systèmes de tagging collaboratifs actuels ne prennent pas l’avantage complet de leurs caractéristiques systèmes complexes, surtout dans l’adaptation à leur environnement et l’émergence de nouvelles fonctionnalités. Dans ce travail de thèse, nous proposons un modèle pour la conception et développement d’un nouveau système d’étiquetage collaboratif MySURF (My Similar Users, Resources, Folksonomies), utilisant une approche multi-agents gouvernée par la coévolution des organisations sociales et spatiales des agents. Nous montrons comment ce système proposé offre plusieurs nouvelles fonctionnalités qui peuvent améliorer les systèmes d’étiquetage collaboratifs actuels. / The evolution of the Web and its applications has undergone in the last few years a mutation towards technologies that include the social dimension as a first class entity. We are witnessing in the evolution of the web from the web 1.0 to web 2.0 to web 3.0 and eventually web 4.0 that the users, their interactions and the emerging social networks are in the center of this evolution. The web also exhibits all the characteristics of a complex system. These complex systems properties and this social dimension must be taken into consideration in the design and the development of new web applications. Let us consider the case of collaborative tagging systems. These systems are an example of complex, self-organized and socially aware systems. The multi-agent systems paradigm coordinated by self-organizations mechanisms was used in an effective way for the design and modeling of the complex systems. Current collaborative tagging systems do not take full advantage of the characteristics of complex systems, especially in adapting to their environment and the emergence of new features. In this thesis, we propose a model for the design and development of a new collaborative tagging system MySURF (My Similar Users, Resources, Folksonomies), using a multi-agent system approach governed by the coevolution of the social and spatial organization of the agents. We show how the proposed system offers several new features that can improve current collaborative tagging systems.

En réponse à un environnement économique instable et en évolution continue, l'entreprise multiplie et diversifie les stratégies pour faire preuve d'adaptabilité et de flexibilité. La collaboration, aussi bien en interne à l'entreprise qu'avec les acteurs de son écosystème, s'est imposée depuis plusieurs années comme une composante clé de ces stratégies. Dès lors, les entreprises ont mis les « problématiques de la collaboration » au cœur de leurs modèles d'organisation et de leurs systèmes d'information.<br />Cependant, aujourd'hui avec la multiplication accrue de l'offre logicielle et la diversification des modes de travail et des situations de collaboration, les usages des technologies de collaboration se complexifient et sont de plus en plus hétérogènes. Les problématiques de la collaboration étant complexes et multi-facettes (organisationnelles, technologiques, fonctionnelles, culturelles, humaines, etc.), les travailleurs et les entreprises plus globalement, manquent d'outils méthodologiques leurs permettant d'améliorer la visibilité et la compréhension des usages collaboratifs, ainsi que leur redéfinition et leur déroulement performant dans un contexte organisationnel.<br />Dans ce travail de thèse nous proposons des méthodes d'analyse et d'amélioration des usages collaboratifs (des technologies de collaboration) au sein d'un environnement organisationnel complexe. Dans le premier volet de cette thèse, et en s'appuyant sur une relecture épistémologique large de la notion de « l'usage », nous développons un méta modèle d'analyse des usages d'outils de travail collaboratif en milieu hétérogène. Nous identifions des modules génériques d'analyses permettant d'approcher les différentes facettes de l'usage, historiquement étudiées séparément. En transversal, ces modules permettent de décrire les contextes de la collaboration et leurs spécificités, mais aussi les modes d'utilisation des technologies dans ces contextes.<br />Considérant la situation de collaboration médiatisée comme complexe, nous nous appuyons sur les fondamentaux de l'approche systémique pour développer, dans le deuxième volet de la thèse, « Design & Am'Use » : une méthodologie de conception et d'amélioration des usages collaboratifs. « Design & Am'Use », offre un cadre conceptuel représentant la « situation d'usage collaboratif » et ses éléments : la « technologie de collaboration » et le « contexte de collaboration » tout en les caractérisant selon les axes de la systémique. L'approche propose par la suite des « actions d'accord » entre technologies et contextes en combinant des activités de modélisation, de paramétrage et d'aide à l'appropriation des technologies. Ce cadre, assez générique, sera décliné méthodologiquement et opérationnellement à trois niveaux correspondant à différents besoins industriels : 1) l'amélioration des usages actuels au sein d'une organisation, 2) la conception de nouveaux usages et 3) l'analyse prospective des évolutions des usages

Internet constitue un environnement évolutif déstructuré et quasi-infini proposant des documents hétérogènes notamment à travers le Web et les intranets d'entreprises. La recherche et l'accès à cette profusion de documents nécessite d'assister l'utilisateur. Cependant, les outils actuels d'accès à l'information atteignent leur limite et ne garantissent plus d'identifier les ressources les plus pertinentes (également appelées "items") dans un temps raisonnable. La problématique consiste à "apprendre l'utilisateur courant". La connaissance de ce dernier permet au système de fournir des items susceptibles de les intéresser ou de répondre à un critère d'utilité. Il s'agit alors de collecter des données brutes pour caractériser une information de haut niveau, à savoir la connaissance de l'utilisateur. L'emploi de l'Intelligence Artificielle permet d'identifier les données nécessaires et suffisantes à l'apprentissage supervisé en situation de l'utilisateur courant.<br /><br />Toutefois, les modèles utilisateurs souffrent d'un grand nombre de données manquantes. Notre approche consiste à exploiter collaborativement les données relatives à une population pour pallier le manque d'information inhérent à chaque utilisateur. L'emploi de techniques de filtrage collaboratif permet ainsi de bénéficier de l'expérience et des interactions au sein d'une population pour améliorer les services et prédire les futurs agissements d'un individu. Nous sommes partis du constat que, dans les approches centralisées, le nombre d'individus pris en compte dans la recherche des plus proches voisins ne peut excéder quelques milliers de candidats. Nos travaux nous ont donc conduit à distribuer le processus de filtrage sous plusieurs formes tant en terme de contenu que de calculs. L'objectif de cette thèse est de montrer comment il est possible d'assurer le passage à l'échelle, et faire face aux problèmes sous-jacents pouvant résulter de cette approche distribuée.

Quand des entreprises collaborent entre elles pour atteindre leurs objectifs métiers, des problèmes d'interopérabilité seront rencontrés. Afin de résoudre ces problèmes, nous étudions les domaines suivants : les processus métier collaboratifs, MDA, SOA, ESB et l'ontologie. Nous proposons alors un cadre intégrant ces cinq domaines pour les solutions TI (technologies de l''information) aux problèmes d'interopérabilité. Pour construire ce cadre, nous proposons une Méthode Basée sur des Processus pour l'Interopérabilité d'Entreprise (MBPIE), qui utilise des processus collaboratifs pour représenter des exigences de collaboration. MBPIE transforme des processus collaboratifs en plusieurs processus d'interopérabilité exécutables par des transformations de modèles. En MBPIE, l'ontologie est utilisée pour annoter les processus collaboratifs. Pendant la transformation des processus, de nouvelles informations ontologiques sont ajoutées dans les processus pour les rendre exécutables. Nous avons conçu un bus de services sémantiques Basé sur l'Ontologie et Dirigé par des Buts (BODB) pour supporter l'exécution des processus d'interopérabilité. Ce bus est basé sur un mécanisme symétrique pour l'invocation de services sémantiques. Ce mécanisme utilise l'extension de SOAP (Simple Object Access Protocol) qui est composée de trois parties : le format des messages BODB, le module BODB et le modèle de traitement BODB. Ce mécanisme a trois propriétés de transparence (emplacement, sémantique et technique) qui sont essentielles à l'exécution des processus d'interopérabilité. Ensemble, MBPIE et le bus constituent une approche fédérée pour résoudre les problèmes d'interopérabilité.

Cette thèse porte sur trois grands défis posés par la conception et la réalisation d'un « système d'exploitation de corpus de traductions », abrégé en « sectra ». Un sectra vise à fournir un support informatique unifié à l'exploitation de corpus de traductions effectuée à la fois par l'humain et par la machine. Le premier défi vise l'aspect de support informatique unifié pour l'évaluation de systèmes de TA. Le deuxième défi concerne l'aspect de support contributif et collaboratif au travail humain sur des corpus variés en contexte multilingue. Enfin, le troisième défi vise au support informatique à l'exploitation de corpus de traductions dans des applications novatrices (comme les iMAG, Notepad++, etc.). Plusieurs notions émergentes (un segment multilingualisé et contextualité, un corpus de documents « multifichier », etc.), principes généraux (la proactivité, la délégation, etc.), et problématiques à dominante conceptuelle (par exemple, définition étendue d'un « contexte » de segment), algorithmique (par exemple, programmabilité du traitement des corpus), et programmatoire (par exemple, traitement de masses de données) ont été abordés et traités pour la conception et la réalisation d'un tel système. Un système appelé SECTra_w a été construit et expérimenté avec succès dans le cadre de plusieurs projets réels pour l'évaluation de TA, la post-édition, et la multilinguïsation de sites Web et des applications. Mots-clés : Corpus de traductions, exploitation de corpus de traductions, support informatique et collaboratif, évaluation de TA, post-édition.

Notre recherche vise à répondre aux difficultés des enseignants à gérer l'hétérogénéité des apprentissages des élèves en algèbre élémentaire en fin de scolarité obligatoire en France (15 ans). La thèse, qui s'inscrit dans le projet de recherche PepiMeP, porte sur la modélisation didactique de parcours d'enseignement différencié appuyés par un logiciel de diagnostic et sur leur implémentation informatique dans des systèmes de ressources en ligne. Nous la situons dans le cadre de la théorie anthropologique du didactique pour étudier et comprendre les conditions de production et de circulation des savoirs dans les institutions. Tirant parti de recherches antérieures en didactique de l'algèbre, nous définissons une organisation mathématique épistémologique de référence. Elle sert de fondement pour, d'une part, analyser le savoir à enseigner et formuler des hypothèses sur la présence de savoirs et savoir-faire implicites dans les institutions considérées et, d'autre part, mettre en relation les rapports personnels des élèves, caractérisés par le diagnostic, avec les rapports institutionnels en algèbre. Ces analyses éclairent sur les questions génératrices à aborder dans les parcours et fournissent des éléments pour sélectionner des types de tâches, souvent rarement présents en classe, et pour organiser leur gestion didactique. L'analyse d'expérimentations, menées dans le cadre d'un travail collaboratif avec des enseignants du secondaire, des chercheurs en informatique et l'association de professeurs de mathématique Sésamath, nous permet d'évaluer la pertinence cognitive et épistémologique du modèle et d'envisager son écologie possible dans l'enseignement secondaire actuel.