Les concepteurs d'interfaces ont un besoin sans cesse évoluant d'influencer les utilisateurs. Dans n'importe quel domaine, de la vente à l'écologie en passant par l'éducation, les interfaces se font de plus en plus intelligentes, adaptatives et interactives afin d'inciter les individus à modifier leur attitude, voire leur comportement. Si l'inspection ergonomique et l'utilisabilité sont depuis longtemps prises en compte durant les phases d'évaluation ou de conception d'un produit, il s'avère que la dimension persuasive des technologies n'est pas encore reconnue. Or, elle fait partie intégrante de l?expérience utilisateur. Face à l'absence d'outil validé dans ce domaine, une grille de critères a été créée à ce besoin. Suite à la revue de cent soixante-quatre articles portant sur le domaine de la captologie, une grille de huit critères a été élaborée. Une expérience basée sur une tâche d'identification d'éléments dits persuasifs dans quinze interfaces a été mise en place auprès de 30 experts en ergonomie. L'utilisation de la grille a montré qu'elle aidait les experts à identifier 78,8% des éléments persuasifs présents. Avec un score de Kappa de 0.76, un accord inter-juge fort a été démontré. Suite à cette validation en laboratoire, une expérience réelle visant à montrer son opérationnalisation et à tester son efficacité sur le terrain a été menée. Appliquée dans le cadre d'un sondage entreprise en ligne annuel, la grille de critères a permis de passer de 25% à 41% de répondants sur une population de 897 salariés. Enfin, un travail d'aménagement de deux outils a permis d'élaborer une réflexion sur les éléments de la persuasion interactive propres à l'informatique décisionnelle / Interface designer have a constant need to influence users. In any field, interfaces are more and more smart, adaptive and interactive in order to encourage people to change. If ergonomic inspection and usability has long been considered to be a part of the evaluation phase or product design process, persuasive technology has not yet been taken into account. Faced with the lack of validated tool in this area, a set of criteria was elaborated. Following the review of 164 articles on the captology field, a grid of eight criteria was proposed. Following various pre-test and its stabilization, this list of criteria was tested with 30 experts in ergonomics to proceed to its validation. Experience-based identification task called persuasive elements in interfaces; 15 have been chosen. The use of the grid showed that it helped the experts identify 78.8% of persuasive elements. With a Kappa score of 0.76, a strong inter-judges agreement has been demonstrated. Following this validation in the laboratory, a real experience test to prove its effectiveness in the field has also been conducted. Applied in the context of an online survey company, annual use of the criteria increased the number of respondents from 25% to 41% in a population of 897 employees. Finally, intelligence has specific features to the world of professional software

Les outils de design graphique traditionnels n’ont que peu évolué depuis leur création, il y a plus de 25 ans. Dans cette thèse, je m’intéresse à deux questions principales: Comment les designers travaillent-ils avec leurs outils de design numériques? Comment peut-on créer de nouveaux outils numériques pour le design qui supportent les pratiques existantes? J’étudie en premier lieu quatre pratiques de design. Celles-ci s'échelonnent depuis des opérations spécifiques telles que la sélection de couleurs, l’alignement et la distribution d’objets graphiques vers des pratiques plus complexes telles que la structuration de la mise en page et la collaboration avec des développeurs pour créer de nouvelles interactions. Dans ces quatre études empiriques, je caractérise le décalage existant entre les outils numériques actuels et les pratiques des designers. Je montre comment les outils du design numérique actuels détachent la créativité de l’utilisation des outils en donnant la priorité à des valeurs telles que l’efficacité et la facilité d’utilisation. Je propose un nouveau type d’outil de design nommé “Substrats Graphiques”, fondé sur les résultats empiriques de mes quatre études et qui combine la souplesse et l'expressivité de la programmation avec la manipulation directe permise par les interfaces graphiques traditionnelles. Je conçois neuf outils différents qui répondent aux attentes identifiées dans mes études empiriques en réifiant (transformant en objets concrets) les processus spécifiques des designers en tant que Substrats Graphiques. À travers quatre observations structurées, je montre comment les designers s’approprient ces substrats dans leurs propres termes. Dans cette thèse, je soutiens que les Substrats Graphiques ouvrent l’espace des possibles des outils pour les designers en permettant de combler l’écart entre la programmation et les interfaces graphiques. / Mainstream digital graphic design tools seldom evolved since their creation, more than 25 years ago. In this dissertation, I address the following questions: How do designers work with design software? And how can we design novel design tools that better support designer practices? Using StoryPortraits, a method designed to capture rich qualitative insight, I first study four designer practices, ranging from specific design operations such as color selection, alignment and distribution, to more complex endeavors such as layout structuring and collaboration with developers. In these empirical studies, I characterize the existing mismatch between current digital design tools and designers practices. I show how design tools, because they decouple creativity from tool use, prioritize values such as efficiency and user-friendliness. Based on my empirical findings, I propose a new type of design tools, Graphical Substrates that combine the strengths of both programming and traditional Graphical User Interfaces. I design nine different tools that address the needs identified in the four empirical studies by reifying specific user process into Graphical Substrates probes. In four structured observation studies, I show how designers can appropriate these probes in their own terms. In this thesis, I argue that Graphical Substrates open the design space of designers' tools by bridging the gap between programming and graphical user interface to better support the wealth of designers' practices.

Cette thèse porte sur la conception d'outils numériques interactifs pour les professionnels du design graphique et de la chorégraphie contemporaine. Ces praticiens utilisent des principes et des méthodes personnels qui contraignent et guident leur processus créatif. Je soutiens que, pour construire des logiciels puissants permettant d’étayer leurs pratiques, nous devons les laisser définir et manipuler leur propre ensemble de contraintes créatives. Je présente deux outils qui illustrent cette approche. StickyLines offre des représentations visuelles des contraintes d’alignement et de distribution d’objets graphiques afin de mieux répondre aux besoins des utilisateurs. Knotation permet aux chorégraphes d'esquisser leurs idées et de les rendre interactives, en leur permettant de représenter des contraintes, du mouvement ou une combinaison. Je montre que, bien que leur produit créatif soit de nature fondamentalement différente, le processus créatif de ces professionnels peut être abordé avec une stratégie commune: permettre aux utilisateurs de créer des substrats interactifs qui articulent contenu et contraintes. / This thesis focuses on the design of interactive digital tools for professionals in graphic design and contemporary choreography. These practitioners employ personal principles and methods that constrain and guide their creative process. I argue that to build powerful software tools to support their practice, we need to let them interactively define and manipulate their own set of creative constraints. I introduce two tools that illustrate this approach. StickyLines provides visual representations of alignment and distribution constraints in layout design to better match users’ needs. Knotation allows choreographers to sketch their ideas and make them interactive, letting them represent constraints, movement, or a combination. I show that although their creative product is fundamentally different in nature, these professionals’ creative process can be addressed with a common strategy: Allowing users to create interactive substrates that articulate content and constraints.

Pour contrôler un système interactif, un utilisateur doit habituellement sélectionner des commandes en parcourant des listes et des menus hiérarchiques. Pour les sélectionner plus rapidement, il peut effectuer des raccourcis gestuels. Cependant, pour être efficace, il doit mémoriser ces raccourcis, une tâche difficile s’il doit activer un grand nombre de commandes. Nous étudions dans une première partie les avantages des gestes positionnels (pointage) et directionnels (Marking menus) pour la mémorisation de commandes, ainsi que l’utilisation du corps de l’utilisateur comme surface d’interaction et l’impact de deux types d’aides sémantiques (histoires, images) sur l’efficacité à mémoriser. Nous montrons que les gestes positionnels permettent d’apprendre plus rapidement et plus facilement, et que suggérer aux utilisateurs de créer des histoires liées aux commandes améliore considérablement leurs taux de rappel. Dans une deuxième partie, nous présentons des gestes bi-positionnels qui permettent l’activation d’un grand nombre de commandes. Nous montrons leur efficacité à l’aide de deux contextes d’interaction : le pavé tactile d’un ordinateur portable (MarkPad) et une montre intelligente (SCM). / To control an interactive system, users usually have to select commands by browsing lists and hierarchical menus. To go faster, they can perform gestural shortcuts. However, to be effective, they must memorize these shortcuts, which is a difficult task when activating a large number of commands. In a first part, we study the advantages of positional (pointing) and directional (Marking menus) gestures for command memorization, as well as the use of the user's body as an interaction surface and the impact of two types of semantic aids (stories, images) on the effectiveness to memorize. We show that positional gestures make learning faster and easier, and that suggesting to users to create stories related to commands significantly improves their recall rate. In the second part, we present bi-positional gestures that allow the activation of a large number of commands. We demonstrate their effectiveness using two interaction contexts: the touchpad of a laptop (MarkPad) and a smartwatch (SCM).

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les concepteurs d'interfaces ont un besoin sans cesse évoluant d'influencer les utilisateurs. Dans n'importe quel domaine, de la vente à l'écologie en passant par l'éducation, les interfaces se font de plus en plus intelligentes, adaptatives et interactives afin d'inciter les individus à modifier leur attitude, voire leur comportement. Si l'inspection ergonomique et l'utilisabilité sont depuis longtemps prises en compte durant les phases d'évaluation ou de conception d'un produit, il s'avère que la dimension persuasive des technologies n'est pas encore reconnue. Or, cet aspect d'influence dans les médias représente un champ émergent ayant déjà fait ses preuves au cours de nombreuses recherches dans des domaines variés. Il fait partie intégrante de l'expérience utilisateur. Face à l'absence d'outil validé dans ce domaine, une grille de critères a été créée pour répondre à ce besoin des concepteurs, des évaluateurs mais également des utilisateurs. Suite à la revue de cent soixante quatre articles portant sur le domaine de la captologie, une grille de huit critères a été élaborée comprenant : crédibilité, privacité, personnalisation, attractivité, sollicitation, accompagnement initial, engagement et emprise. Cette grille dégage également vingt-trois sous-critères. Elle distingue la dimension statique, soit l'ensemble des qualités qu'une interface devrait posséder pour être propice à la mise en place d'une boucle dite engageante, aussi appelée dimension dynamique. Cette grille a suivi une méthode inductive et est basée sur un processus de conception itératif prenant en compte l'avis d'experts en IHM et en ergonomie. Suite à différents pré-tests et à sa stabilisation, cet outil a été testé auprès de trente experts en ergonomie afin de procéder à sa validation. Une expérience basée sur une tâche d'identification d'éléments dits persuasifs dans quinze interfaces a été mise en place. L'utilisation de la grille a montré qu'elle aidait les experts à identifier 78,8% des éléments persuasifs présents. Avec un score de Kappa de 0.76, un accord inter-juge fort a été démontré. Suite à cette validation en laboratoire, une expérience réelle visant à montrer son opérationnalisation et à tester son efficacité sur le terrain a été menée. Après un premier usage comme outil d'évaluation, la grille a été utilisée comme aide à la conception d'interfaces plus influentes. Appliquée dans le cadre d'un sondage entreprise en ligne annuel, la grille de critères a permis de passer de 25% à 41% de répondants sur une population de 897 salariés. Enfin, l'application de cet outil dans le domaine de l'informatique décisionnelle et des progiciels de gestion intégrée présente des spécificités. Un travail d'aménagement de deux outils a permis d'élaborer une réflexion sur les éléments de la persuasion interactive propres à l'informatique décisionnelle.

Un grand nombre d'activités utilise des outils informatisés s'appuyant sur des représentations graphiques interactives. En tant que vecteurs de transmission d'informations, ces visualisations visent à optimiser la bande passante entre le visuel et l'utilisateur. Pour créer des visualisations efficaces, les concepteurs utilisent des méthodes basées sur leur expertise et sur des tests utilisateurs. Ces méthodes altèrent le processus de design : elles sont chronophages et ne reposent pas sur des fondements théoriques précis qui pourraient éviter des erreurs de conception en amont. Afin de mieux étudier les visualisations, nous proposons de les caractériser, c'est-à-dire d'en énumérer et d'en définir systématiquement les propriétés, tout en explicitant les phénomènes visuels qui engendrent la transmission d'informations. La thèse que nous soutenons consiste à dire que la caractérisation des visualisations est importante pour leurs conceptions, et que son opérationnalisation par des méthodes et des outils permet de concevoir de meilleurs systèmes interactifs. Ainsi, nous avons déterminé qu'une caractérisation est composée de deux éléments : son contenu et sa mise en forme. Nous montrons que le modèle de Data Flow, modèle usuel permettant la description de la construction de visualisations, ne permet pas de les caractériser. Nous proposons d'autres modèles qui permettent de caractériser l'aspect dynamique, les informations émergentes (et notamment celles issues des visualisations dites "écologiques"), ainsi que l'accumulation graphique. En utilisant des visualisations issues du milieu du transport aérien, nous montrons comment la caractérisation permet de comprendre leurs similitudes et leurs différences, de lever les ambiguïtés de communication entre concepteurs, et de concevoir, par exemple, une nouvelle visualisation schématique de routes aériennes. Enfin, nous avons réifié le processus de transformation d'un ensemble de données vers une visualisation sous la forme d'un logiciel d'exploration et de visualisation de grandes quantités de données multidimensionnelles : From Data To Display (FromDaDy). Ce logiciel s'appuie notamment sur l'exploration des configurations visuelles, et sur un ensemble d'interactions originales avec une implémentation performante. FromDady permet de configurer et de manipuler en temps réel des visualisations riches et originales, comme celles utilisant l'accumulation.

Les curseurs sont l'un des widgets les plus utilisés pour contrôler les paramètres continus - par exemple, luminosité, volume sonore, température d'une maison intelligente, etc. Sur les téléphones mobiles, les curseurs sont représentés graphiquement, nécessitant l'attention visuelle de l'utilisateur. Ils sont principalement exploités avec un seul pouce. Alors que les curseurs de grande taille offrent de meilleures performances, ils présentent des zones difficiles à atteindre pour le pouce. Cet article explore différentes conceptions de curseurs tangibles pour offrir une interaction sans yeux et efficace avec le pouce. Les nouveaux concepts que nous avons explorés sont basés sur un espace de conception englobant des solutions graphiques et des solutions tangibles inexplorées. Pour évaluer nos conceptions, nous avons construit des prototypes et les avons testés expérimentalement dans trois expériences. Dans notre première expérience, nous avons analysé l'impact sur la performance de la longueur du curseur tangible: soit dans la zone confortable du pouce ou non. Dans notre deuxième expérience, nous avons analysé la performance d'un design tangible extensible qui permet un fonctionnement dans la zone confortable du pouce. Dans notre troisième expérience, nous avons analysé la performance d'un design tangible bimodal déformable qui permet un fonctionnement dans la zone confortable du pouce, et au-delà de cette zone, avec l'index sur le dos de l'appareil. Ce travail contribue à la littérature en: premièrement, en fournissant un espace de conception pour une interaction à une main avec des éléments tangibles déformables. Deuxièmement, analyser l'impact sur la performance lors de la manipulation de curseurs tangibles en dehors de la zone confortable du pouce. Et troisièmement, analyser l'impact de la déformation lors de la manipulation / Sliders are one of the most used widgets to control continuous parameters - e.g., brightness, sound volume, the temperature of a smart house, etc. On mobile phones, sliders are represented graphically, requiring the user's visual attention. They are mostly operated with a single thumb. While large sliders offer better performance, they present areas difficult for the thumb to reach. This article explores different tangible slider designs to offer eyes-free and efficient interaction with the thumb. The novel designs that we explored are based on a design space encompassing graphical solutions and the unexplored tangible solutions. To evaluate our designs, we built prototypes and experimentally tested them in three experiments. In our first experiment, we analyzed the impact on the performance of the tangible slider's length: either within the thumb's comfortable area or not. In our second experiment, we analyzed the performance of an extensible tangible design that allows operation within the comfortable area of the thumb. In our third experiment, we analyzed the performance of a bi-modal deformable tangible design that allows operation within the comfortable area of the thumb, and beyond this area, with the index finger on the back of the device. This work contributes to the literature by: first, providing a design space for one-handed interaction with deformable tangible elements. Second, analyzing the impact on performance when manipulating tangible sliders outside the thumb's comfortable area. And third, analyzing the impact that deformation has during manipulation.

La gestion des suites chirurgicales joue un rôle central pour permettre aux hôpitaux d’offrir l’accès aux soins à des coûts raisonnables. L'informatisation et l'automatisation sont des évolutions conventionnelles pour améliorer l’efficacité. Toutefois, un soutien inadapté ne peut améliorer l'activité de gestion et peut nuire à son action. Notre hypothèse est que des fonctionnalités interactives, utilisables, flexibles et adaptée aux spécificités des activités locales peuvent créer un environnement de travail dans lequel le personnel médical est capable de réagir à des événements inattendus et de s’approprier la technologie. Nos contributions comprennent en une analyse de l'activité de l'équipe chirurgicale, basée sur des entretiens, observations, une revue de la littérature et une analogie avec l'aviation civile. Nous avons participé à la construction d'un modèle mathématique du flux chirurgical et d'une visualisation de ce modèle. Nous avons identifié les exigences et principes de conception nécessaires au développement, à l'intégration et à l'appropriation d'un outil pour soutenir la gestion du flux chirurgical. Nous avons conçu des interactions multi-utilisateurs sur une grande surface et développé un prototype de tableau blanc électronique, OnBoard, qui démontre l'intégration des spécifications et des défis techniques. OnBoard appartient à un système cyber-physique comprenant des capteurs dans les salles d'opération. Enfin, nous avons déployé et évalué OnBoard dans une suite chirurgicale. L'expérience de OnBoard suggère que la conception des interactions est primordiale pour offrir un environnement collaboratif efficace au personnel médical. / Surgical suite management plays a key role in the endeavor of hospitals: patients’ health at sustainable cost. Computerization and automation of processes are conventional solutions to support resource management and efficiency. However, unsuitable support might not improve the management activity, and can even be detrimental to it. Our hypothesis is that usable and flexible interactivity tuned to local particularities can create a working environment in which the medical staff can cope with unexpected surgery events and appropriate the technology. Our contributions comprise an analysis of the activity of the surgical team, based on interviews, observations, review of the literature and an analogy with civil aviation. We participated in the construction of a mathematical model of the surgical workflow and a visualization of the mathematical model. We conducted an experimentation to identify bottlenecks of workflow inefficiencies and delays. We identified scenarios, requirements and design principles necessary to the development, integration and acceptation of a tool to support surgical workflow activities. We designed multi-users interactions on a large surface and made a prototype of electronic whiteboard, OnBoard, for the surgical suite which demonstrates the integration of the specifications and technical challenges. OnBoard belongs to a larger cyber physical system including activity sensors in every operating room of the surgical suite. Finally, we deployed the prototype in a surgical suite and evaluated it. The OnBoard experience suggests that the design of interactions is paramount to provide the medical staff an efficient collaborative environment.

Nous abordons dans cette thèse le problème de la conception d’un système informatique de soutien évaluatif, pour soutenir et évaluer en temps réel l’activité collaborative dans le cas particulier "d'une activité régie par des process issus d'organisations différentes". Nous définissons un process comme un ensemble de règles, de politiques, de plans, de normes ayant pour vocation de guider et de servir de référence à la réalisation d’une activité collaborative. Nous positionnons notre recherche dans le cadre applicatif de l’entrainement à la gestion de crise, et dans le cadre technologique de l’interaction tangible.Pour mettre en place un soutien évaluatif flexible et intelligible, nous proposons un système socio-technique capable d’apporter aux acteurs une conscience organisationnelle partagée et distribuée.Dans ce cadre, trois verrous essentiels sont considérés : (1) représentation et gestion de contextes liés à l’activité soutenue et aux interactions entre acteurs, (2) représentation et gestion des différents process liés à l’activité soutenue et à l’interaction, et (3) articulation entre l'activité soutenue et l'interaction.Pour répondre à ces verrous, nous proposons le système OrA s’appuyant sur trois groupes de principes relatif à l'activité soutenue et à l’interaction : modularité et représentation des process et contextes, gestion autonome et faiblement couplée des process et des éléments de contexte, coordination flexible entre ces mécanismes de gestion de process et de contextes.Ces principes sont mis en oeuvre au sein d’un système informatique s’appuyant sur les modèles des collecticiels, et en particulier CLOVER, des modèles de traces, des systèmes multi-agents normatifs.Ce système est évalué en démontrant la possibilité de modéliser les process d’un cas pratique d’exercice de gestion de crise, puis en proposant une utilisation en situation d’un exercice réel d’entrainement à la gestion de crise. / We discuss in this thesis about designing an computer system for an evaluative support , to support and evaluate in real-time the collaborative activity in the particular case of "an activity governed by processes from different organizations". We define a process as a set of rules, policies, plans, standards which aim to guide and be a reference for the realization of a collaborative activity. Our research is applied to training in crisis management, and situated in the technological context of tangible interaction.To implement a flexible and comprehensible evaluative support, we propose a socio-technical systemfor bringing the actors shared and distributed organizational consciousness.In this context, three key issues are considered: (1) representation and management of the contexts associated with the sustained activity and the interactions between the involved stakeholders, (2) representation and management of various processes associated with the sustained activity and the interaction and (3) the articulation between the sustained activity and the interaction.To answer these issues, we offer the OrA system based on three groups of principles, both about sutained activiy and interaction : modularity and representation of processes and contexts, autonomous management and loosely coupled processes and contextual elements, flexible coordination between these process and context management mechanisms.These principles are implemented in a computer system based on the model of groupware, especially CLOVER, a traces models, and normative multi-agent systems.This system is evaluated by demonstrating the ability to model the process of a practical case of crisis management exercise, and by providing a use situation of a real exercise training in crisis management.