Le CERV constitue à Brest un pôle d'excellence en réalité virtuelle à vocation européenne. Les systèmes que l'on cherche à modéliser sont de plus en plus complexes, du fait essentiellement de la diversité des composants, de la diversité des structures et de la diversité des interactions mises en jeu. Un système est alors a priori un milieu ouvert (apparition/disparition dynamique de composants) et hétérogène (morphologies et comportements variés). La réalité virtuelle implique pleinement l'utilisateur humain dans la simulation, rejoignant ainsi l'approche de la conception. La majorité des travaux en réalité virtuelle concerne l'immersion sensorimotrice de l'utilisateur humain au sein d'univers. Ces univers virtuels offrent à l'utilisateur la sensation d'être dans l'environnement et lui donne la possibilité d'y agir. Pour être complet, il faut également "qu'il s'y passe quelque chose", et pas seulement en terme de résultat des actions de l'utilisateur. Les entités qui peuplent les univers virtuels doivent donc avoir un comportement autonome. Ceci soulève la question suivante : comment doter une entité d'un comportement autonome dans un environnement virtuel complexe auquel l'homme participe ? Des techniques d'intelligence artificielle symbolique ont déjà été appliquées pour définir ces comportements. Mais ces techniques montrent très vite leurs limites car elles sont principalement basées sur des règles de comportements mises a priori par le concepteur. Or, dans des mondes virtuels complexes (simulation ouverte, hétérogène et participative), plusieurs entités vont avoir des comportements imprédictibles (variabilité comportementale des entités autonomes, libre arbitre de l'utilisateur), créant ainsi des situations toujours nouvelles. Et face à une situation non prévue par le programmeur, les entités auront le plus souvent des comportements inadaptés. C'est pourquoi les méthodologies tirées des systèmes artificiels adaptatifs peuvent contribuer à pallier ces limitations. Le travail que je poursuis porte sur la thématique de l'adaptation de comportements d'entités autonomes en environnement virtuel participatif. Adapter son comportement, c'est effectuer des transformations conduisant à s'adapter à son environnement. Cette adaptation aura pour objectif de rendre le comportement de l'entité virtuelle le plus crédible possible (ressemblant à un comportement humain). Pour cela, nous prenons le parti de considérer que l'entité doit apprendre au fur et à mesure des expériences, elle doit anticiper le comportement des autres entités et les conséquences sur l'environnement, elle doit également exploiter la présence de l'utilisateur humain dans l'univers virtuel pour adapter son comportement. Imaginons un monde virtuel où chaque entité, au même titre qu'un humain, aurait son propre comportement qui évolue automatiquement pendant la simulation. C'est tout l'enjeu des travaux de recherche présentés ici.

Le travail que nous présentons dans cette thèse s'intègre dans une problématique générale des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Il s'intéresse plus particulièrement aux Systèmes Hypermédias Adaptatifs Dynamiques (SHAD). Le but principal est d'examiner l'intérêt de la granularité fine pour l'adaptation des parcours dans ces systèmes. Il s'agit, en fait, de la génération automatique de cours adaptés à un apprenant particulier, à partir d'un ensemble de ressources pédagogiques et en fonction de ses besoins, ses préférences et ses pré-requis. Les ressources pédagogiques appelés actuellement objets pédagogiques sont indexés en utilisant des normes et des standards de métadonnées éducatifs comme LOM et SCORM. Ces objets pédagogiques, qui constituent le contenu à apprendre, sont assemblés à partir de grains pédagogiques puis associées pour constituer des parcours individuels de formation avec une présentation de type hypermédia. Nous proposons dans le cadre de ce travail, une nouvelle approche de la granularité des ressources pédagogiques basée sur la taille, le contenu et le type de média utilisé. Cette modélisation granulaire propose une décomposition du contenu en fragments ou grains pédagogiques de type introduction, définition, exemple, remarque, etc. Chacun de ces fragments est représenté par des briques multimédia de type : texte, image, son, vidéo, etc. Tous ces éléments servent à améliorer l'adaptabilité, à la fois du contenu, de sa présentation et de la navigation dans un environnement d'apprentissage hypermédia. En résumé, à partir d'un ensemble de ressources élémentaires et granulaires, de leurs descriptions sémantiques et du profil de l'apprenant, le système attendu doit être capable de générer des ressources adaptées (cours, exercices, etc.) avec une interface de navigation sur le Web. Dans ce sens nous avons mis en place les premières briques de réalisation d'un SHAD, que nous avons baptisé Adaptive Learning System for the "C" Programming Language (ALS-CPL). Ce système spécifique vise tout d'abord à mettre en application nos recherches sur les environnements d'apprentissage de programmation, dans le cadre d'un large projet intitulé Adaptive Learning System for Programming Languages (ALS-PL). Il a également pour but particulier de mettre en pratique l'approche granulaire des contenus pour l'adaptabilité.

Les conditions de faisabilité des recherches cliniques conduites en Afrique (standard de soins, information et niveau de compréhension des participants potentiels, bénéfices de la recherche pour la population, etc.) font l'objet de débats jusqu'à présent limités aux aspects médicaux ou éthiques. Cette thèse apporte un autre éclairage en analysant ces recherches cliniques comme des objets sociaux complexes, supports de représentations socio-culturelles, de normes et d'enjeux (locaux et internationaux). Fondée sur une enquête ethnographique de 20 mois à Dakar (Sénégal), cette thèse documente les conditions de réalisation de l'expérimentation clinique et plus précisément de la recherche sur l'infection à VIH. Pour ce faire, ce travail décrit la mise en place d'un centre dédié à l'accueil et à la réalisation de dispositifs de recherche clinique sur le VIH (le CRCF) et analyse les " cultures organisationnelles " de cinq études cliniques réparties dans trois structures de santé et / ou de recherche. Cette étude permet d'une part, de comprendre les logiques des acteurs impliqués sur le terrain de la recherche clinique VIH au Sénégal; d'autre part, de restituer le " cadre de la pratique " des projets de recherche (coopération scientifique Nord-Sud, professionnalisation des acteurs de santé locaux aux " métiers de la recherche clinique ", application des procédures standard internationales, mise en place d'un environnement éthique, place des PvVIH dans le processus de recherche clinique, etc.). Enfin, la thèse montre la constitution d'une recherche médicale publique et transnationale dans le champ du VIH au Sénégal ainsi que ses spécificités.

Les compartiments géologiques profonds suscitent un intérêt grandissant dans la communauté scientifique depuis les 50 dernières années. Néanmoins, ces écosystèmes demeurent largement méconnus du fait de leur difficulté d'accès. Le forage profond réalisé par l'ANDRA dans le Bassin parisien en 2008 a offert une opportunité unique de les étudier. Dans ce cadre, cette thèse avait deux objectifs majeurs ; i) caractériser, d'un point de vue microbiologique, quatre formations sédimentaires terrestres triasiques situées entre 1700 et 2000 m de profondeur et ii) étudier les effets combinés des paramètres de température, pression et salinité ainsi que de leur interaction sur l'activité métabolique de procaryotes anaérobies afin de mieux appréhender leur comportement au cours d'un enfouissement géologique.Malgré la recherche de microorganisme par la réalisation d'une gamme de milieux de culture diversifiée, ciblant préférentiellement les types trophiques fréquemment rencontrés en subsurface (méthanogènes, fermentaires, réducteurs de composés soufrés), aucun microorganisme viable et cultivable n'ait été isolé. En parallèle, une approche moléculaire complémentaire, composée (i) de l'étude comparative de l'efficacité de différentes méthodes d'extraction directe d'ADN et (ii) de l'analyse de la diversité bactérienne par la réalisation d'inventaires moléculaires, par DGGE (Denaturing Gel Gradient Electrophoresis) et clonage, a été réalisée sur le coeur des carottes de roches, conservées à pression atmosphérique ou sous pression, dans leurs états initiaux et post-incubation. L'exploration de ces formations sédimentaires profondes a indiqué la présence d'une très faible biomasse et d'une biodiversité microbienne pauvre principalement composée de membres aérobies et mésophiles appartenant au domaine Bacteria. Cette communauté bactérienne inattendue car a priori peu adaptée aux conditions régnant in-situ, également retrouvée dans divers écosystèmes de subsurface ainsi que dans des biotopes extrêmes, pourrait provenir en partie d'une paléo-recharge de l'aquifère du Trias par des eaux froides dérivées de la fonte des glaces formées lors de la dernière glaciation du Pléistocène.Le second objectif a été abordé à travers l'élaboration d'un plan factoriel complet dans le but d'identifier les effets des paramètres sur les activités microbiennes. Ainsi, les activités métaboliques de huit souches microbiennes halophiles et thermo-tolérantes ont été mesurées sous trente conditions distinctes de température (40, 55 et 70°C), pression (1, 90 et 180 bars) et salinité (13, 50, 110, 180 et 260 g.l-1). Toutes les souches originaires d'environnements profonds se sont révélées être au minimum piézo-tolérantes et capables de maintenir leur activité métabolique sous pressions hydrostatiques. Les métabolismes fermentaires (Thermovirga lienii et Halothermothrix orenii) et thiosulfato-réducteurs (Petrotoga mexicana et Thermosipho japonicus) se sont avérés particulièrement bien adaptées, d'un point de vue métabolique, aux hautes pressions, les plus hautes activités ayant été détectées sous pression. Certaines souches ont montré une résistance accrue aux hautes températures sous pression (Petrotoga mexicana). Toutefois une résistance variable à la salinité dans les différentes conditions de température et de pression a été observée pour chacune des souches, suggérant que certains mécanismes de résistance contre la pression osmotique seraient également efficaces pour lutter contre les températures et les pressions hydrostatiques élevées.Ce travail souligne que l'étude des écosystèmes terrestres profonds d'un point de vue microbiologique ne doit pas se restreindre à la recherche et à l'analyse de la diversité présente. L'étude des activités métaboliques de souches de subsurface en conditions profondes ouvre la voie à une meilleure compréhension des rôles joués par les communautés microbiennes en milieu extrême.

Ces travaux visent à fournir un système de scénarisation d'environnements virtuels assurant à la fois la liberté d'action de l'utilisateur, l'ampleur, le caractère dynamique et l'efficacité du contrôle exercé sur le scénario, la cohérence des comportements présentés et l'adaptabilité du système. Nous proposons SELDON, un modèle basé sur le contrôle centralisé et indirect d'une simulation émergente. Le contenu scénaristique y est représenté par des modèles du domaine et de l'activité dans les langages DOMAIN-DL et ACTIVITY-DL. L'environnement est peuplé de personnages virtuels autonomes et l'utilisateur y est libre de ses actions. La scénarisation est réalisée en deux étapes : des objectifs dynamiques sont déterminés à partir de l'activité de l'utilisateur, puis un scénario est généré en fonction de ces objectifs et exécuté au travers d'ajustements sur la simulation. Le moteur DIRECTOR permet de générer et de réaliser ce scénario. DIRECTOR utilise les modèles qui sous-tendent la simulation pour prédire son évolution, et guide cette évolution au travers d'un ensemble d'ajustements indirects, qui influencent les réactions des systèmes techniques et les prises de décision des personnages. Il utilise un moteur de planification pour générer des scénarios composés d'étapes de prédiction, dont il suit la réalisation dans la simulation, et d'ajustements, qu'il déclenche. Les objectifs scénaristiques pris en compte sont à la fois dynamiques, au travers de situations prescrites et proscrites et de contraintes sur les propriétés globales du scénario, et statiques, sous la forme d'espaces de scénario représentés en CAUSALITY-DL.

De nos jours, la réalisation d'un projet de grande ampleur implique toujours une notion de travail d'équipe. Depuis plusieurs années, nous assistons donc à une demande croissante en termes d'outils informatiques pour assister les activités collaboratives. Les solutions les plus abouties à ce jour sont les environnements virtuels collaboratifs (CVE). L'utilisation de ces outils reste cependant marginale en raison de la dimension " distante " de la collaboration qu'ils proposent : en situation réelle, les participants sont, dans la plupart des cas, situés au même endroit. Cette situation porte le nom de " colocalisation ". Les grandes structures adoptent une méthode de travail colocalisé appelée " war room " : un espace physique multi-surfaces permettant un travail simultané et non-linéaire. Les travaux présentés dans cette thèse visent à proposer une plateforme matérielle et logicielle plus proche des besoins d'une équipe colocalisée, et focalisée sur le travail de revue de projet autour de maquettes numériques 3D. Après une analyse de la notion d'espace et des comportements sociaux et cognitifs des individus en situation de colocalisation, nous proposons une plateforme informatisée s'inspirant de la dynamique d'une War room. Nous mettons en particulier l'accent sur la diversité des compétences des utilisateurs en implémentant un système de " canaux d'interaction/visualisation " offrant des perceptions hétérogènes du même objet virtuel dans la war room. Ce travail est complété par la définition d'un moyen de transformer une plateforme CVE classique (SPIN|3D) pour la rendre compatible avec le travail en war room. Cette transformation repose notamment sur l'insertion de plusieurs degrés d'abstraction de données dans une architecture que nous appelons MnVO. La plateforme résultante a été mise en application sous la forme de deux prototypes : le premier propose un scenario de collaboration distribuée autour d'une voiture virtuelle. Le second s'appuie sur le système de canaux pour fournir un scénario de revue de projet d'urbanisme.

Cette recherche propose d’étudier et de présenter des supports susceptibles d'améliorer le processus d'apprentissage des personnes malentendantes et sourdes par la médiation de nouveaux outils comme les tablettes tactiles. La question est de savoir si l’introduction de ces nouveaux outils, pourrait permettre la création de didacticiels adaptés aux spécificités cognitives des enfants sourds.Dans le contexte actuel, notre hypothèse est que les nouvelles technologies informatiques et les outils numériques (comme les tablettes tactiles) influenceraient positivement le processus d’apprentissage des élèves sourds et malentendants.En conséquence, nous avons créé un logiciel éducatif, Digisthésia, qui a été conçu et adapté aux besoins des élèves sourds et malentendants. Le but de cet outil était de développer et d’améliorer 4 des principales potentialités cognitives : l’attention, la mémoire, la vitesse de traitement et la résolution de problèmes.Notre protocole a mobilisé 80 élèves de 7 collèges de Lyon et de la périphérie lyonnaise : 40 élèves avec différents degrés de déficience auditive, des sujets implantés et appareillés (20 participants ont utilisé le logiciel éducatif Digisthésia / 20 personnes ont fait partie du groupe de contrôle) ainsi que 40 élèves sans déficiences auditives (20 participants qui ont utilisé notre logiciel éducatif sur tablette tactile / 20 élèves ont fait partie du groupe témoin). Les résultats indiquent que la médiation par les nouvelles technologies a renforcé les potentialités cognitives des élèves sourds et malentendants. Nous avons observé un progrès au niveau de l’apprentissage des participants sourds et malentendants suite à l’utilisation du logiciel éducatif Digisthésia sur tablette tactile. / This research proposes to study and present materials that can improve the learning process for people who are hard of hearing and deaf by leveraging the use of new tools such as touch tablets. The question is whether the introduction of these new tools could allow the creation of software tools that more adapted to the cognitive specificities of deaf children.In the current context, our hypothesis is that new computer-base technologies and digital tools (such as touch tablets) would positively influence the learning process for students who are deaf and hard of hearing.As a result, we have created the educational software Digisthésia that has been designed and adapted to the needs of students who are deaf and hard of hearing. The aim of this tool was to develop and improve 4 important cognitive parameters such as attention, memory, processing speed and problem solving.Our protocol mobilized 80 students from grade schools from and near Lyon: 40 students suffering from different degrees of hearing impairment, with an without cochlear implants (20 subjects used the tablet/20 subjects were part of the control group). As well as 40 students with no hearing impairments (20 subjects who used the educational software Digisthésia and the tablet /20 subjects who were part of the control group).The results indicate that leveraging the new technologies has enhanced the cognitive potential of deaf and hard of hearing students. We have seen progress in the learning of deaf and hard of hearing participants as a result of the use of tablets and our software.

Enjeux et pratiques de la recherche médicale transnationale en Afrique. Analyse anthropologique d’un centre de recherche clinique sur le VIH à Dakar (Sénégal). Les conditions de faisabilité des recherches cliniques conduites en Afrique (standard de soins, information et niveau de compréhension des participants potentiels, bénéfices de la recherche pour la population, etc.) font l’objet de débats jusqu’à présent limités aux aspects médicaux ou éthiques. Cette thèse apporte un autre éclairage en analysant ces recherches cliniques comme des objets sociaux complexes, supports de représentations socio-culturelles, de normes et d’enjeux (locaux et internationaux). Fondée sur une enquête ethnographique de 20 mois à Dakar (Sénégal), cette thèse documente les conditions de réalisation de l’expérimentation clinique et plus précisément de la recherche sur l’infection à VIH. Pour ce faire, ce travail décrit la mise en place d’un centre dédié à l’accueil et à la réalisation de dispositifs de recherche clinique sur le VIH (le CRCF) et analyse les « cultures organisationnelles » de cinq études cliniques réparties dans trois structures de santé et / ou de recherche. Cette étude permet d’une part, de comprendre les logiques des acteurs impliqués sur le terrain de la recherche clinique VIH au Sénégal ; d’autre part, de restituer le « cadre de la pratique » des projets de recherche (coopération scientifique Nord-Sud, professionnalisation des acteurs de santé locaux aux « métiers de la recherche clinique », application des procédures standard internationales, mise en place d’un environnement éthique, place des PvVIH dans le processus de recherche clinique, etc.). Enfin, la thèse montre la constitution d’une recherche médicale publique et transnationale dans le champ du VIH au Sénégal ainsi que ses spécificités / Issues and Practices of transnational medical research in Africa Anthropological analysis of a clinical research center on HIV in Dakar (Senegal). The feasibility of clinical researches conducted in Africa (standard of care, information and participants' understanding, benefits for the population, and so on...) has been debated but narrowed to medical or ethical aspects until now. This thesis gives another point of view to this debate, showing clinical trials as complex social objects, medium of socio-cultural representations, norms and stakes (both local and international).Based on a 20 months ethnographic study in Dakar (Senegal), this thesis documents the conditions in which clinical experimentation is being conducted and more specifically HIV research. To achieve this, this work describes the establishment of a center dedicated to the reception and the realization of clinical research on HIV (CRCF) and analyzes the « organizational cultures » of five clinical studies spreaded in three different health care or research facilities.This study allows on the one hand, to understand the logic of the actors involved in HIV clinical research in Senegal and on the other hand, to account for the "practice framework” of research projects (North-South scientific cooperation, professionalization of local health actors towards "professions of clinical research", the application of international standard procedures, the set up of an ethical environment, the role of PLWHA in clinical research process, etc..). Finally, the thesis shows the construction of a public and transnational medical research concerning HIV in Senegal both with its specificities

L'objectif initial de l'ergonomie d'adapter le travail à l'homme a progressivement évolué avec la conception d’une santé construite qui souligne la possibilité pour les travailleurs de faire pleinement usage de leurs compétences. Dans ce cadre, notre principal objectif de recherche était de mieux comprendre les possibilités de développement conjoint des personnes et de l'organisation dans une entreprise automobile de type lean production. Trois axes de recherches ont ainsi été poursuivis. Le premier visait à identifier et analyser le modèle sous-jacent du travail dans la théorie de la lean production. Le deuxième s’est intéressé à la manière dont l'activité de travail est appréhendée dans les approches participatives d’amélioration continue. Enfin, le troisième axe visait à comprendre le rôle de l’ergonomie et de l’ergonome dans la transformation des situations de travail guidée par les objectifs d’optimisation de la lean production. Au cours des chantiers, les opérateurs formulent des possibilités de transformations non prévues qui permettraient une réelle amélioration de la production en agissant sur les déterminants de la qualité de leur travail. L’action de l’ergonome orientée vers une « meilleure » participation des opérateurs par la mise en débat des règles du travail semble alors insuffisante. Une intervention au niveau stratégique de l’entreprise serait indispensable pour prendre en compte les véritables enjeux émanant au cours de ces chantiers d’amélioration continue. / The goal of ergonomic of adapting work to Man has gradually broadened in scope, notably with the evolution of the concept of health towards integrating the possibility for workers to make full use of their skills. Following this view, the main goal of our research was to better understand the possibilities of joint development of people and organization within a “lean production” industry. Three perspectives of analysis were fallowed. The first perspective related to the underlying model of work in lean production. The second perspective focused on mobilizing work activity as part of continual improvement approaches. The third perspective focused on the forms and goals of the transformation of work, in order to identify the role of ergonomics and evolutions in the practice of ergonomics in order to act in a context of deployment of a lean production system. Our results suggested that ergonomic action focused on identifying the conditions of improved participation is not enough. One must also provide feedback at the strategic level of management, so as to broaden the goals of projects aiming for continual improvement, by including the goals that had not been previously anticipated, and that had been formulated by operators.

Dans le désert Libyque (Égypte), l'un des plus arides du monde, l'action du vent trouvant peu de limites, l'ablation et le transport éoliens sont des éléments prégnants de la morphogenèse. Au cœur de ce désert, les oasis de la dépression de Kharga, nées de l'artésianisme et des activités humaines, constituent au contraire, par la profusion de l'eau et de la végétation, des secteurs où les processus de dépôt sont renforcés. L'imbrication entre une région désertique (zone-source de sédiments) et des sites oasiens (zones de dépôt), où s'appliquent des processus opposés, maximise les dynamiques éoliennes et leur impact morphogénétique. Il en découle la formation des paysages du vent, que cette thèse vise à décrire, comprendre et expliquer. Mobilisant des méthodes de géomorphologie, de géoarchéologie, de géohistoire et de sédimentologie, ce travail rend compte de l'impact paysager des interactions entre activités humaines et dynamiques éoliennes depuis la création des oasis il y a 2 500 ans. Il présente un bilan des processus naturels et anthropiques, et aborde la question des conditions de vie des oasiens depuis l'Antiquité.Trois apports principaux résultent de cette recherche :- une typologie des formations constitutives des paysages du vent- une modélisation descriptive du système à leur origine, reposant sur des cycles asynchrones de colonisation et de déprises- un bilan des grandes tendances de l'évolution environnementale et morphogénétique sur le temps long, depuis l'implantation des oasis : les paysages du vent sont nés de la distorsion entre la dégradation environnementale régionale et l'amélioration locale et temporaire des conditions édaphiques résultant des activités humaines. / The limiting features of the wind dynamics are scarce in the Western desert of Egypt, one of the most arid areas in the world: eolian ablation and transport are the prevailing factors of the morphogenesis. Born from artesian waters and human activities, the oases of Kharga basin form an area where the deposition processes are stronger thanks to the large amount of water and vegetation. Eolian dynamics, and their morphogenetic impacts, are strengthened by the nesting of oasis sites (deposition areas) in a desert region (sediment source-zone). The landscapes of the wind are thus formed by the juxtaposition of these areas where opposed processes occur. This thesis aims to describe, understand and explain their development.This work based on geomorphology, geoarchaeology, « géohistoire » and sedimentology gives an account on the impacts on the landscapes of the interactions between eolian dynamics and human activities since the creation of the oases 2 500 years ago. It consists in an overview of the natural and anthropogenic processes and an assessment of the living conditions in the oasis since the Antiquity.The three main results of this research are:- a typology of the elements forming the landscapes of the wind;- a descriptive modelisation of the system at stake in their formations, which is based on an asynchronous cycle of colonisation and abandonment of the sites;- an overview of the main patterns of the long-term environmental and morphogenetic evolution since the creation of the oases.This triple contribution shows that the landscapes of the wind are born from the distortion between the regional environmental trend towards degraded conditions and the local and temporary improvements of the edaphic conditions due to human activities.