La cobotique est un domaine émergeant qui offre de nouvelles perspectives pour améliorer la performance des entreprises et la santé des hommes au travail, en alliant l'expertise et les capacités cognitives des opérateurs aux atouts des robots. Dans cette thèse la cobotique est positionnée comme le domaine de la collaboration homme-robot. Nous définissons les systèmes cobotiques comme des systèmes au sein desquels l'homme et le robot interagissent pour réaliser une tâche commune.Cette thèse d'ingénierie robotique a été réalisée en binôme avec Théo Moulières-Seban, doctorant en cognitique. Ces deux thèses Cifre ont été menées avec Safran et ArianeGroup qui ont reconnu la cobotique comme stratégique pour le développement de leur compétitivité. Pour étudier et développer les systèmes cobotiques, nous avons proposé conjointement une approche méthodologique interdisciplinaire appliquée à l'industrie et validée par nos encadrants académiques. Cette approche offre une place centrale à l'intégration des futurs utilisateurs dans la conception, à travers l'analyse de leur activité de travail et la réalisation de simulations participatives. Nous avons déployé cette démarche pour répondre à différents besoins industriels concrets chez ArianeGroup.Dans cette thèse, nous détaillons la conception d'un système cobotique pour améliorer la santé et la sécurité des opérateurs sur le poste de nettoyage des cuves de propergol. Les opérations réalisées sur ce poste sont difficiles physiquement et présentent un risque pyrotechnique. Conjointement avec l'équipe projet ArianeGroup, nous avons proposé un système cobotique de type téléopération pour conserver l'expertise des opérateurs tout en les plaçant en sécurité pendant la réalisation des opérations pyrotechniques. Cette solution est en cours d'industrialisation dans la perspective de la production du propergol des fusées Ariane.L'application de notre démarche d'ingénierie des systèmes cobotiques sur une variété de postes de travail et de besoins industriels nous a permis de l'enrichir avec des outils opérationnels pour guider la conception. Nous prévoyons que la cobotique soit une des clés pour replacer l'homme au cœur des moyens de production dans le cadre de l'Usine du futur. Réciproquement, l'intégration des opérateurs dans les projets de conception sera déterminante pour assurer la performance et l'acceptation des futurs systèmes cobotiques. / Human Robot Collaboration provides new perspectives to improve companies' performance and operators' working conditions, by bringing together workers expertise and adaptation capacity with robots' power and precision. In this research, we introduce the concept of "cobotic system", in which humans and robots -- with possibly different roles -- interact, sharing a common purpose of solving a task.This robotic engineering PhD thesis has been completed as a team with the cognitive engineer Théo Moulières-Seban. Both PhD thesis were conducted under the leadership of Safran and ArianeGroup, which have recognized Human Robot Collaboration has strategic for their industrial performance. Together, we proposed the "cobotic system engineering": a cross-disciplinary approach for cobotic system design. This approach was applied to several industrial needs within ArianeGroup.In this thesis, we detail the design of a cobotic system to improve operators' health and safety on the "tank cleaning" workstation. We have proposed a teleoperation cobotic system to keep operators' expertise while placing them in a safe place to conduct operations. This solution is now under an industrialization phase for the production of Ariane launch vehicles.We argue that thanks to their flexibility, their connectivity to modern workshops' technological ecosystem and their ability to take humans into account, cobotic systems will be one of the key parts composing the Industry 4.0.

L'émergence Troubles Musculo-Squelettiques (TMS) en industrie constitue un véritable fléau ayant de lourdes conséquences socio-économique en France. Afin de réduire la pénibilité au travail et les risques TMS, les industriels s'engagent dans une politique de réaménagement des postes de travail par la mise en œuvre de moyens robotisés d'assistance aux opérateurs. Dans cette politique de prévention, le groupe PSA Peugeot Citroën aspire à utiliser des cobots et des exosquelettes comme dispositifs d'assistance pour améliorer les conditions de travail des opérateurs. Mais pour mettre en œuvre ces types de robot en usine, il est nécessaire de quantifier leurs apports ergonomiques. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse, dont l'objectif est de proposer une méthode d'évaluation de robots collaboratifs visant à être mis en œuvre dans les usines PSA Peugeot Citroën. Dans le cadre de ces travaux, nous avons utilisé l'exosquelette mono-bras droit ABLE, conçu par le CEA-LIST. A partir d'une analyse biomécanique d'une tâche de manipulation humaine, nous avons pu évaluer l'apport de l'exosquelette en termes de réduction de charge physique de l'utilisateur. Aussi avons-nous proposé dans ces travaux d'analyser les mécanismes neuromusculaires résultants du mouvement effectué en interaction avec l'exosquelette. Sur la base de la théorie du contrôle moteur humain et en utilisant une méthode d'optimisation inverse, les fonctions objectifs telles que jerk, le couple articulaire, ou l'énergie, caractérisant la tâche de manipulation humaine en termes d'efforts, de cinématique et de temps d'exécution, ont été identifiées. Cette meilleure compréhension du mouvement du membre supérieur humain a permis ensuite de revenir sur la conception de l'exosquelette afin de proposer une stratégie de commande optimisée à l'exécution de tâches de travail en environnement industriel. / The emergence of Musculo-Squelettal Disorders (MSD) in the industry is a real blight, having major socioeconomic consequences in France. In order to reduce work painfulness and MSD risks, some industries are committing to modifying workstations by assisting operators with robotic devices. Following this MSD prevention policy, PSA Peugeot Citroen aims to use cobots or exoskeletons as assistive devices to improve workers conditions. However, implementing this type of robot in factories requires quantifying their ergonomic benefit. In this context, the objective of this thesis is to develop a method to assess collaborative robot that are intended to be used in PSA Peugeot Citroen factories. In this framework, the right mono-arm ABLE exoskeleton, designed by the CEA-LIST has been used. With a biomechanical analysis of an industrial manipulation task, we have been able to assess the benefit of the exoskeleton in terms of physical load reduction. We also proposed in this work to assess neuromuscular mechanisms underlying the industrial task performed in interaction with the exoskeleton. On the basis of the human motor control theory and using an inverse optimisation method, objectives functions such as jerk, joint torque or energy that characterize the human manipulation task in terms of efforts, kinematics and execution time, have been identified. This improved understanding of human upper limb movements then allowed reviewing the exoskeleton design in order to propose an optimal command strategy adapted to the execution of industrial tasks.

Les conceptions du travail collectif et des écarts entre prescriptions et travail réel sont interrogées du point de vue de l'Ergonomie et des champs proches. L'étude du travail collectif, du point de vue des régulations à l'intérieur des organisations, enrichit l'analyse en termes d'écarts entre prescriptions et réel. Les manques et les excès de la prescription trouvent un écho spécifique dans le cadre des restructurations du secteur psychiatrique. L'Analyse Ergonomique du Travail, et en son sein l'Analyse Psychologique de l'activité, ont pour objectif de mettre en lumière les facteurs déterminants des situations de travail et des organisations. Les liens entre les objectifs de compréhension et de transformation dans le cadre de l'Ergonomie permettent d'obtenir et de discuter les données. Une méthodologie qualitative et quantitative analyse l'activité des soignants, leur stress, leurs représentations du travail, de l'environnement et des changements, les déterminants organisationnels et sociétaux, les projets, les modèles et les implémentations des changements. A travers l'étude du travail réel soignant et l'intervention sur ses conditions de travail, le secteur psychiatrique montre l'utilité d'envisager l'ensemble des prescriptions inapplicables, ambiguës et incompatibles, et les dynamiques locales dans leurs diversités. Plus largement, l'analyse gagne à être élargie au travail collectif et aux différents corps de métiers, à leurs articulations et à leurs conflits, pour modéliser l'organisation au plus juste et intervenir efficacement sur celle-ci. Cette recherche montre l'utilité d'analyser les représentations du point de vue de leur homogénéité et de leur hétérogénéité, dans le but d'argumenter la nécessité d'analyser l'activité réelle de travail, l'organisation et les projets organisationnels. La prescription, la mise en oeuvre des changements et les modèles de transformations impactent effectivement les perceptions, l'activité réelle de travail voire la santé du personnel, mais les collectifs de travail modèrent ces effets. La centralité du travail collectif est confirmée, surtout si celui-ci est perçu dans sa diversité. Le secteur psychiatrique appuie l'intérêt d'une approche en termes de régulations organisationnelles, collectives et individuelles. Dans cette optique, l'Ergonomie peut à terme dépasser les critiques des organisations du travail en proposant de réelles alternatives. Les conséquences sont discutées des points de vues, complémentaires, théorique, méthodologique et interventionnel.

Ce travail de thèse tend à comparer et interpréter les praxéologies activées par des enseignants de mathématiques au regard des conditions et contraintes qui pèsent sur eux. Pour ce faire, nous nous focalisons plus précisément sur l'enseignement de l'introduction à l'addition à l'école primaire en nous ancrant dans la théorie anthropologique du didactique (TAD) de Chevallard (1999) qui " situe l'activité mathématique, et donc l'activité d'étude en mathématiques, dans l'ensemble des activités humaines et des institutions sociales " (p.223). Dès lors, il s'agit d'analyser les praxéologies disponibles dans une institution particulière et non celles d'individus particuliers. Le cadre de la TAD nous permet ainsi de considérer les différents types de structures scolaires comme autant d'institutions, ce qui nous permettra d'aborder notre question de façon systémique en considérant les classes " ordinaires ", les classes spécialisées et les classes de Centres de jour comme trois institutions distinctes possédant chacune des contraintes institutionnelles qui leur sont propres. Toutefois, nous articulons cette approche avec les travaux de l'équipe de Robert (2001) qui, s'ouvrant sur la psychologie ergonomique (Robert et Rogalski, 2002), permettent de prendre en compte les apprentissages potentiels des élèves ainsi que l'exercice même du métier d'enseignant sur lequel pèse un certain nombre de contraintes personnelles qui ne sont pas prises en compte dans l'approche anthropologique. L'objectif principal de cette étude sera alors de définir si les contraintes institutionnelles qui pèsent sur ces différents types d'institutions ont un impact sur les organisations didactiques et mathématiques mises en place pour l'enseignement de l'introduction à l'addition.

Dans cette thèse, nous nous sommes attaché à mieux comprendre le travail réel des auditeurs légaux, par opposition à celui qui leur est prescrit. Pour cela, nous avons adopté le cadre conceptuel et la démarche clinique de l'ergonomie de l'activité, et avons accompagné, chez leurs clients, 7 équipes d'audit d'un « Big Four ». Au total, 455 heures d'observation ont ainsi été réalisées, et 31 auditeurs ont été interviewés. Selon nos analyses, les comptes à certifier ne constituent pas, contrairement à ce que l'on pourrait croire, le principal objet du travail accompli par ces professionnels. Ce travail porte en fait essentiellement sur diverses formes de peur, consiste à gérer de multiples contradictions, et à ne rien laisser paraître de tout cela. Ce qu'il cache est au moins aussi important que ce qu'il révèle. Dans une perspective girardienne, l'audit légal tient ainsi plus du rite que de la science, et les auditeurs peuvent être vus comme des pharmakoi modernes : des boucs émissaires.

Translation dictation (TD) is a translation technique that was widely used before professional translators’ workstations witnessed the massive influx of typewriters and personal computers. In the current era of globalization and of information and communication technologies (ICT), and in response to the growing demand for translation, certain translators and translator trainers throughout the world are seeking to (re)integrate dictation into the translation practice. Contrary to a few decades ago, when the transcription of translated texts was typically carried out by professional typists, the translation industry is currently turning to voice recognition (VR) technologies—that is, computer tools that serve to transcribe dictations automatically. Although off-the-shelf VR systems are not specifically conceived for professional translation purposes, they already seem to provide a more ergonomic and efficient approach, for those translators who are already using them, than does the conventional method, i.e., typing on a computer keyboard. This thesis introduces the notion of Interactive Translation Dictation (ITD), a translation technique that involves interaction with a VR system. The literature review conducted for this research indicated that integrating VR technologies into the practice of translation is not new; however, it showed that past efforts have proved unsuccessful. Moreover, an analysis of the needs of translators who use VR systems shed light on why translators have turned to VR software and what their opinions of these tools are. This analysis also allowed us to identify the challenges that VR technology currently presents for professional translation. This thesis is intended as a first step towards developing translation tools that are both ergonomic, i.e., that take into account the human factor, and efficient, allowing translators to meet the needs of the current translation market. The thesis also advocates a renewal of translator training programs. Integrating ITD into translation training and practice means (re)integrating spoken translation techniques that were used in the past and VR technologies that are now emerging. For such integration to be effective, significant technical, cognitive and pedagogical challenges will first need to be overcome. / La traduction dictée (TD) est une technique de traduction amplement utilisée avant l’arrivée massive des machines à écrire et des ordinateurs personnels sur les postes de travail des traducteurs professionnels. À l’heure actuelle, devant la demande croissante de traduction à l’ère de la mondialisation et des technologies de l’information et des communications (TIC), certains traducteurs en exercice et des formateurs en traduction du monde entier considèrent la (ré)intégration de la TD à la pratique traductive. Contrairement à la méthode d’il y a quelques décennies, où la transcription des traductions était normalement produite par un copiste professionnel, on considère l’utilisation des technologies de reconnaissance vocale (RV) : des outils informatiques pouvant prendre en charge la transcription de dictées. Bien que les systèmes de RV sur le marché ne soient pas adaptés à la pratique de la traduction spécifiquement, ils semblent apporter, à ceux qui les utilisent déjà, une approche plus ergonomique et plus efficace que la méthode conventionnelle, c’est-à-dire la saisie au clavier d’ordinateur. La présente thèse introduit la notion de traduction dictée interactive (TDI) comme technique de traduction en interaction avec un système de RV. Lors de la revue de la littérature pour le présent projet, nous avons constaté que l’intérêt à intégrer la RV à la traduction professionnelle n’est pas nouveau, mais que les efforts précédents n’ont pas connu de succès définitif. Également, une analyse des besoins de certains traducteurs utilisant des systèmes de RV nous a éclairé sur la nature des motivations de ces traducteurs à se tourner vers la RV, sur leurs opinions vis-à-vis de cette dernière et sur les difficultés que posent les systèmes de RV pour les tâches d’ordre traductif. Notre thèse se veut un premier pas vers la conception d’outils d’aide à la traduction à la fois ergonomiques, c’est-à-dire prenant en compte le facteur humain, et efficaces, permettant de combler les besoins actuels du marché de la traduction. Elle se veut également une proposition de renouvèlement des programmes de formation à la traduction. Intégrer la TDI à la formation et à la pratique traductives, c’est (ré)intégrer des techniques de traduction orale utilisées par le passé et des technologies émergentes de RV. Et pour que cette intégration soit optimale, des défis importants d’ordre technique, cognitif et pédagogique restent à être surmontés.

Les travaux décrits dans cette thèse concernent l'applicabilité d'une combinaison de modalités pour l'interaction avec les objets 3D d'un environnement virtuel afin de leur appliquer des repositionnements géométriques. L'approche « top-down » adoptée s'inspire des modalités observables au sein des expressions de commande d'utilisateurs au cours d'activités «d'inspection de prototype » du domaine de la conception vestimentaire. A partir d'un ensemble sélectionné de tâches, l'examen de combinaisons tâches vs modalités d'entrée permet d'établir des scénarios d'expressions de commande homogènes. La définition de profils de dispositifs conduit ensuite à la construction d'un système interactif sur lequel tester ces affectations de modalités avec des utilisateurs lors d'une expérience de type « Magicien d'Oz ». L'étude de la variabilité d'expression permet alors de poser les bases d'une grammaire d'interaction. Les résultats obtenus semblent confirmer la pertinence de ce style d'interaction.

Les décisions de régulation de charge sur une ressource agrégée comprenant plusieurs exemplaires de même type, sont abordées dans une perspective pluridisciplinaire, conciliant aspects Humains et Automatiques. La tentative est de répondre à un besoin double d'Autonomie décisionnelle et d'Ergonomie des outils d'aide proposés aux responsables de telles décisions. Pour cela, l'approche présentée repose sur une décomposition du système décisionnel en centres, liés entre eux par des relations du type «amont-aval», les décisions prises en amont étant traduites en termes de contraintes devant être respectées par l'aval. L'originalité réside alors dans l'analyse des raisonnements, représentations mentales et mécanismes automatiques liés aux diverses marges laissées par un jeu de contraintes (délais, dates, quantités de ressource,...) pesant sur le centre de régulation: • à un niveau agrégé des décisions, il s'agira de raisonner sur des marges de charge et de capacités de ressource, en exploitant certains mécanismes automatiques de glissements, dits de vases communicants. De telles marges sont révélées par une décomposition temporelle de l'horizon en Structure Adjacente, faisant elle-même l'objet d'une première étape décisionnelle. • à un niveau plus détaillé, et compte tenu du niveau précédent, ou amont, il s'agira de raisonner sur des marges de temps, et éventuellement de séquencements et d'affectations des opérations de fabrication, en exploitant certains mécanismes automatiques de déductions et de propagations issus de l'Analyse Sous Contraintes. L'Interface Homme-Machine MARGE: Module d'Aide à la décision de Régulation, Graphique et Ergonomique, constitue une application des éléments théoriques précédents, et s'inscrit dans une démarche itérative de conception/validations ergonomiques menée avec une équipe de recherche en Psychologie du Travail

La simulation de mouvements d'atteinte effectués par un opérateur assis est particulièrement utile pour les constructeurs d'automobiles. Elle permet d'améliorer l'ergonomie de l'habitacle et des commandes, le plus en amont possible dans la conception. Elle consiste à simuler un mouvement et à prédire son inconfort. Cependant, ce type de simulation se heurte à des problèmes pratiques et théoriques. Pour la partie pratique, une méthode de simulation générique et stable pour tout type de mouvement doit être mise en place. Faire un logiciel de simulation par types de mouvement est plus simple, mais devient vite fastidieux dès que le nombre de mouvements différents est important. Pour la partie théorique, il est jusqu'à présent nécessaire d'enregistrer une nouvelle base à chaque changement dans la définition de la tâche, si petit soit il. En essayant de comprendre comment un changement de tâche influe sur le mouvement, il pourrait être possible d'étendre le domaine de prédiction d'un type de mouvement à un autre type similaire. Deux expériences ont été réalisées pour tenter de pallier les problèmes évoqués précédemment. Pour la partie pratique, une expérience sur l'atteinte a été réalisée dans un environnement automobile. Elle comporte 13 catégories de tâches couramment effectuées par les conducteurs. Elle a permis de mettre au point un procédé de simulation réutilisable pour n'importe quel type de mouvement d'un sujet assis. Pour la partie théorique, une étude exploratoire sur l'impact de l'environnement et de la nature de la tâche sur le mouvement a été menée. Elle a permis d'identifier les facteurs qui sont susceptibles de modifier le mouvement et de comprendre la façon dont ils sont modifiés.

Die Gestaltung von Arbeitszeitsystemen stellt einen komplexen Vorgang dar, der von einer Fülle verschiedenster Faktoren geprägt ist und sich auf alle Bereiche des Unternehmens auswirkt. In der Arbeit wird eine Methode entwickelt, die eine umfassende Berücksichtigung der geltenden Rahmenbedingungen und unternehmensspezifischen Einflüsse bei der Gestaltung des Arbeitszeitsystems ermöglicht. Grundlage bildet eine umfassende Darstellung der Rahmenbedingungen und Einflussgrößen der Gestaltung von Arbeitszeitsystemen. Darauf aufbauend werden Gestaltungselemente erarbeitet und strukturiert dargestellt. Ergebnis dessen ist eine Morphologie des Arbeitszeitsystems. Die in dieser Arbeit entwickelte Methodik legt den Grundstein für ein methodisch geführtes, bewusstes und zielorientiertes Arbeitszeitmanagement. Sie ermöglicht die Partizipation unterschiedlicher Interessengruppen an dem Entscheidungs- und Gestaltungsprozess.