La réalité virtuelle, jusqu’alors réservée à des professionnels, poursuit son développement avec la mise sur le marché du grand public, de périphériques (e.g., Oculus) et d’applications (e.g., Star Wars : Jedi Challenges) dit « immersifs ». Pour autant, la littérature ne recense que peu de modèles et d’outils faisant référence à l’expérience utilisateur ou User eXperience (UX) en Environnement Virtuel Immersif (EVI), et les quelques modèles et outils existants ne considèrent pas l’ensemble des composants de l’UX. Cette thèse vise à proposer et valider un modèle holistique d’UX adapté aux EVI (objectif 1), à construire et valider un questionnaire d’UX opérationnalisant le modèle (objectif 2) et à utiliser le questionnaire validé dans le cadre d’une entreprise internationale, éditrice d’applications immersives dans le domaine ludo-éducatif (objectif 3). Le modèle « Immersive Virtual Experience Model » (IVEM) que nous proposons est multidimensionnel. En effet, il regroupe non seulement les facteurs intrinsèques à l’EVI (i.e., largeur du champ visuel, fréquence d’image, niveau d’interactivité, feedback du contenu 3D) et les facteurs propres à l’utilisateur (i.e., expérience précédente) impactant l’UX, mais aussi les composants caractérisant l’UX référencés dans la littérature (i.e., présence, immersion, engagement, flow, utilisabilité, compétences, émotions, conséquences de l’expérience, jugement, adoption de la technologie). Le modèle IVEM validé via cinq études expérimentales confirme les effets des facteurs sur les composants déjà identifiés dans la littérature et fait apparaître de nouvelles relations entre les composants jusqu’alors non démontrées. Notre questionnaire « Immersive Virtual Experience Questionnaire » (IVEQ) opérationnalise les dix composants de notre modèle, à travers des items provenant de questionnaires validés et répertoriés dans la littérature. Le questionnaire IVEQ validé à travers une étude expérimentale conduite sur 152 participants, est composé de 68 items : 9 items de présence, 3 items d’engagement, 5 items d’immersion, 10 items de flow, 11 items d’émotion, 6 items de compétence, 9 items de jugement, 8 items relatifs aux conséquences de l’expérience et 7 items concernent l’adoption de la technologie. Le questionnaire validé a été expérimenté chez un éditeur de solutions immersives, l’entreprise EON Reality, pour assister la conception de l’application ludo-éducative King Tut VR2, qui mobilise deux périphériques de réalité virtuelle : le casque VRONE et la salle immersive iCube. / Virtual Reality has until recently been mostly dedicated to experts. It is now pursuing its development towards the general public with the launch of new devices (e.g., Oculus) and immersive applications (e.g., Star Wars: Jedi Challenges). However, only few User eXperience (UX) models and tools are identified for Immersive Virtual Environments (IVE) in the scientific literature. And these few existing models and tools do not consider all the relevant UX components. This thesis aims to propose and validate a holistic UX model adjusted to IVE (objective 1), to build and validate a UX questionnaire that operationalizes the model (objective 2) and to use the validated questionnaire in an international company context, specifically an immersive applications editor in the field of edutainment (objective 3). The « Immersive Virtual Experience Model » (IVEM) model that we propose is multidimensional. Indeed, it combines not only IVE intrinsic factors (i.e., field of view, framerate, interactive level, 3D content feedback) and user intrinsic factors (i.e., previous experience) but also components from the scientific literature that characterizes the UX (i.e., presence, immersion, engagement, flow, usability, skills, emotions, experience consequences, judgement, technology adoption). The IVEM model was validated via five experimental studies. It confirms the effects of factors on components already identifies in the scientific literature as well as revealing new relations between components that were not demonstrated until then. Our « Immersive Virtual Experience Questionnaire » (IVEQ) questionnaire operationalizes the ten components of our model through items originating from validated and reported questionnaires in the scientific literature. The IVEQ questionnaire was validated through an experimental study conducted on 152 participants. It now comprises 68 items: 9 items for presence, 3 items for engagement, 5 items for immersion, 10 items for flow, 11 items for emotion, 6 items for skill, 9 items for judgement, 8 items related to experience consequences and 7 items refers to technology adoption. The validated questionnaire was experimented with an immersive solutions editor, specifically the EON Reality company, in order to assist the design of the edutainment application King Tut VR2 that can be used via two virtual reality devices: the VRONE headset and the immersive room iCube.

Cette thèse décrit la plate-forme EVI3d, dont le but premier est d'intégrer tous les résultats récents de la communication humain-machine pour améliorer les interactions en Réalité Virtuelle (RV). En termes d'architecture logicielle, le modèle proposé consiste à gérer des événements qui transitent d'un module interactif vers un autre au travers d'un serveur distribué. Afin de soulager les calculateurs 3d de certaines charges de traitement liées à l'interaction, plusieurs périphériques et modules sont ainsi exportés sur d'autres machines. Les systèmes logiciels actuels de RV ne permettent pas cette gestion distribuée des interactions immersives. Dans ce contexte, la plate-forme EVI3d intègre également un ensemble logiciel pour le développement d'applications sur divers dispositifs immersifs. Ce module permet entre autre de gérer dynamiquement la configuration géométrique et le degré d'immersion de l'application en accord avec celle du dispositif. L'une des fonctionnalités originales de cet ensemble logiciel vise à libérer la main de tout autre périphérique que ceux associés à la manipulation des objets. Pour gérer le déplacement de l'utilisateur au sein de scènes virtuels, nous proposons une extension du concept de véhicule. En analysant les mouvements de la tête de l'utilisateur par rapport à un référentiel neutre préalablement calibré, le principe consiste à utiliser cet écart pour paramétrer le déplacement du véhicule dans le monde virtuel. Cette thèse prouve enfin la faisabilité d'une approche multimodale des interactions en RV. Un démonstrateur présente notamment des interactions immersives qui utilisent une synchronisation temporelle des machines pour fusionner des événements interactifs issus de systèmes de reconnaissance à forte latence (geste, voix). Notons que la plate-forme EVI3d est entre autre validée par son utilisation dans trois applications à caractère scientifique : Mécanique des Fluides, Visualisation d'ADN et CAO en environnement immersif.

Afin de répondre au besoin croissant de puissance de calcul qui intéresse les applications scientifiques, des architectures de calculateurs de plus en plus parallèles se répandent, de type cluster, MPP, ou autre, avec de plus en plus d’unités de calcul. Les codes de calcul, en s’adaptant à ce parallélisme, produisent de fait des résultats de plus en plus volumineux. Dans le domaine plus spécifique de la dynamique moléculaire appliquée à la physique des matériaux, le nombre de particules d’un système étudié est aujourd’hui de l’ordre de quelques millions à quelques centaines de millions, ce qui pose d’importants problèmes d’exploitation des données produites. Les solutions de visualisation utilisées auparavant ne sont plus capables de traiter une telle quantité d’information de façon interactive. Le but de cette thèse est de concevoir et d’implémenter une solution de manipulation de données composées d’un très grand nombre de particules, formant un ensemble .dense. ( par exemple, une simulation en dynamique moléculaire de quelques dizaines de millions d’atomes ). Cette solution devra être adaptative pour pouvoir fonctionner non seulement sur un poste de bureau de type .desktop., mais aussi dans des environnements collaboratifs et immersifs simples, par exemple de type mur d’image, avec éventuellement des éléments de réalité virtuelle (écrans stéréo, périphériques 3D). De plus, elle devra augmenter l’interactivité, c’est-à-dire rendre le système plus apte à réagir avec l’utilisateur, afin d’effectuer des phases d’exploration des données plus efficaces. Nous proposons une solution répondant à ces besoins de visualisation particulaire dense, en apportant des améliorations : – à l’interaction, par un système permettant une exploration simple et efficace d’une simulation scientifique. A cette fin, nous avons conçu, développé, et testé le .FlowMenu3D., une extension tridimensionnelle du .FlowMenu., un menu octogonal utilisé en environnement 2D. – à l’interactivité, par une architecture optimisée pour le rendu de systèmes particulaires denses. Cette dernière, intégrée au framework de visualisation VTK, est conçue sur le principe d’un rendu parallèle hybride sort-first/sort-last, dans lequel le système sort-last Ice-T est couplé à des extensions de partitionnement spatial des données, d’occlusion statistique par une méthode de Monte-Carlo, mais aussi de programmation GPU à base de shaders pour améliorer la performance et la qualité du rendu des sphères représentant les données. / The need for more computing power for scientific applications leads supercomputer manufacturers to rely on more and more parallel architectures, such as cluster or MPP systems, increasing the number of processing units. The correlative adjustment of computing software - simulation codes - to massive parallelism leads to larger and larger datasets. More specifically, in molecular dynamics simulations applied to material physics, particle sets are typically composed of millions to hundreds of millions of particles, which raises important postprocessing issues. Most current visualization solutions do not scale up to interactively handle such an amount of information. The goal of this thesis is to design and implement a post-processing solution which is able to handle .dense. sets with a very large number of particles (for example, a molecular dynamics simulation result with several millions of atoms). This solution will have to be adaptive enough to run either on a desktop environment, or on a simple collaborative and immersive configuration, such as a tiled display, possibly with some virtual reality devices (such as stereo displays and 3D interaction peripherals). Moreover, this solution will have to maximize the interactivity, i.e. to increase the reactivity of the system against the user commands, to improve data exploration stages. We propose a solution optimized for dense particle systems visualization, improving both interaction and interactivity : – regarding interaction, a new simple and efficient way of exploring a scientific simulation is proposed. We developed and tested .FlowMenu3D., a 3D extension of the .FlowMenu. concept, an octagonal menu previously designed for 2D environments. – regarding interactivity, we propose an optimized architecture for dense particle systems rendering. The system relies on VTK visualization framework and a parallel hydrid sort-first/sort-last renderer. The existing Ice-T component is augmented with spatial data partitioning as well as statistical (Monte Carlo) occlusion mechanisms. GPU shaders eventually improve the performance and quality of rendering, using spheres as basic primitives.

Le concept de « motivation » se distingue par une multitude d’approches et d’études déterminant ses aspects et ses impacts dans le champ des sciences humaines et sociales. Il se présente comme un élément important pour mobiliser le facteur humain et stimuler son niveau de performance. En référence aux sciences de l’information et de la communication et aux sciences de l’éducation, la motivation, de type intrinsèque ou extrinsèque, se manifeste dans un environnement qui favorise, parmi d’autres, l’expression, l’interaction et l’engagement. Dans une vision d’apprentissage, les pratiques de formation évoluent introduisant de nouvelles techniques sophistiquées, plus efficaces, telles que l’usage de dispositifs immersifs de formation à distance. Dès lors, notre thèse se penche sur l’étude du phénomène de la motivation au sein d’un dispositif sociotechnique animé par des avatars. Ceci va montrer la force de l’immersion dans le monde virtuel et son impact sur la motivation de l’usager de ce système de communication. Il s’agit donc de traiter une problématique traduisant les ambitions de l’apprenant de réussir son concours de Ma thèse en 180 secondes en combinant les pratiques et l’environnement qui stimulent son comportement au cours de sa formation. Un apprentissage favorisant la motivation par l’usage des personnages virtuels reproduisant les mouvements et les émotions de l’usager est un nouveau modèle de médiation porteur dans les sciences de l’information et de la communication.Notre thèse est d’avancer un outil de formation à distance qui optimise la communication entre les apprenants et leurs enseignants et développe un cercle d’apprentissage basé sur la motivation. Notre choix méthodologique est fondé sur une approche compréhensive permettant d’élucider la nature des liens conçus entre le monde réel et le monde virtuel mettant en interaction un sujet et son avatar. Pour ce faire, une expérimentation est engagée sur notre terrain de recherche, balisée par des techniques d’observations et d’entretiens qualitatifs afin de comprendre la nature des liens forgés entre les acteurs du système immersif et de saisir les stimuli de la motivation de l’apprenant dans une mise en situation de formation à distance. / The concept of “motivation” can be characterized by several approaches and studies that determine its aspects and its impacts in the fields of human and social science. It constitutes an important element that mobilizes human factors and stimulates performance level. In reference to information, communication and education science, intrinsic or extrinsic types of motivation can manifest in an environment that promotes expression, interaction and engagement. In a learning outlook, learning practices evolve introducing new and more efficient sophisticated techniques, such as the usage of immersive e-learning systems. Our research studies motivation phenomena through a sociotechnical protocol, animated by avatars. This will show immersion strength in the virtual environment and its impact on the motivation of the user of that communication system. The main point is to analyze a problematic that determines the ambitions of the trainee associated with winning the competition “My thesis in three minutes”, by combining practices and an environment that stimulates his behavior during the course. A learning process favoring motivation by the usage of virtual characters who reproduce the user’s movements and emotions is a new promising model of mediation in information and communication science.Our thesis is to present an e-learning tool that optimizes communication between teachers and learners and develops a learning circle based on motivation. Our methodology choice is based on a comprehensive approach that allows clarifying the nature of the actual links between the real and the virtual worlds, which creates an interaction between an individual and his avatar. To accomplish this, an experiment was set up and performed in our research field using observation techniques and qualitative interviews in order to understand the nature of the links existing between actors of the immersive system and to unravel the stimuli of the trainee’s motivation in an e-leaning situation.

Afin de répondre au besoin croissant de puissance de calcul qui intéresse les applications scientifiques, des architectures de calculateurs de plus en plus parallèles se répandent, de type cluster, MPP, ou autre, avec de plus en plus d'unités de calcul. Les codes de calcul, en s'adaptant à ce parallélisme, produisent de fait des résultats de plus en plus volumineux. Dans le domaine plus spécifique de la dynamique moléculaire appliquée à la physique des matériaux, le nombre de particules d'un système étudié est aujourd'hui de l'ordre de quelques millions à quelques centaines de millions, ce qui pose d'importants problèmes d'exploitation des données produites. Les solutions de visualisation utilisées auparavant ne sont plus capables de traiter une telle quantité d'information de façon interactive. Le but de cette thèse est de concevoir et d'implémenter une solution de manipulation de données composées d'un très grand nombre de particules, formant un ensemble .dense. ( par exemple, une simulation en dynamique moléculaire de quelques dizaines de millions d'atomes ). Cette solution devra être adaptative pour pouvoir fonctionner non seulement sur un poste de bureau de type .desktop., mais aussi dans des environnements collaboratifs et immersifs simples, par exemple de type mur d'image, avec éventuellement des éléments de réalité virtuelle (écrans stéréo, périphériques 3D). De plus, elle devra augmenter l'interactivité, c'est-à-dire rendre le système plus apte à réagir avec l'utilisateur, afin d'effectuer des phases d'exploration des données plus efficaces. Nous proposons une solution répondant à ces besoins de visualisation particulaire dense, en apportant des améliorations : - à l'interaction, par un système permettant une exploration simple et efficace d'une simulation scientifique. A cette fin, nous avons conçu, développé, et testé le .FlowMenu3D., une extension tridimensionnelle du .FlowMenu., un menu octogonal utilisé en environnement 2D. - à l'interactivité, par une architecture optimisée pour le rendu de systèmes particulaires denses. Cette dernière, intégrée au framework de visualisation VTK, est conçue sur le principe d'un rendu parallèle hybride sort-first/sort-last, dans lequel le système sort-last Ice-T est couplé à des extensions de partitionnement spatial des données, d'occlusion statistique par une méthode de Monte-Carlo, mais aussi de programmation GPU à base de shaders pour améliorer la performance et la qualité du rendu des sphères représentant les données.

De nombreux travaux ont montré que, à l'origine des limitations de l'interaction bureautique, il y a un manque à la fois d'espace moteur et d'espace visuel.Cette thèse explore des moyens pour optimiser l'usage de ces espaces.D'une part, à partir du constat que l'on contrôle la position et l'orientation d'un objet par un geste naturel, cette thèse étudie les bénéfices que peut offrir une souris dotée d'un capteur de rotation. Cette < souris rotative > permet à l'utilisateur de maîtriser avec aisance trois variables continues d'une tâche informatique. Un état de l'art présente des aspects perceptifs et moteurs des actions en question et les particularités ergonomiques et techniques d'un tel dispositif. Deux techniques d'interaction - visant à faciliter des tâches métier récurrentes - sont proposées :le réglage < quasi-intégral > et la < palette satellitaire >. Par ailleurs, une évaluation expérimentale compare la performance d'une souris rotative avec celle d'une souris traditionnelle.D'autre part, ce travail se penche sur les questions de la visualisation de documents dans le contexte des bibliothèques numériques. D'abord, il examine l'apport et la faisabilité technique de l'utilisation d'un dispositif d'affichage immersif pour la navigation dans un catalogue de titres virtuel. Puis, afin de faciliter l'inspection massive d'un lot de pages numérisées, il avance des techniques de visualisation zoomables et multi-focales. Ces dernières permettent, dans une recherche d'anomalies, de saisir vite les caractéristiques visuelles de quelques centaines de pages. Et cela grâce à un va-et-vient entre la vue d'ensemble et la navigation panoramique des détails.

La participation citoyenne (PC) est aujourd’hui au cœur de nombreux discours mais peine à s’imposer dans les institutions publiques. Dans le cas du design urbain (DU), des initiatives encourageantes peuvent être observées. Néanmoins, les observations amènent aussi à remarquer que les méthodologies actuellement utilisées reposent majoritairement sur des outils artisanaux. Cette thèse se concentre sur l’intégration d’outils numériques dans le processus de participation citoyenne dans l’aménagement des espaces publics. Plus particulièrement, les travaux sont centrés sur un mode de concertation collaboratif appliquant les concepts du co-design, qui vise à rassembler citoyens et professionnels du design urbain dans un même lieu, pour bâtir un langage commun et une vision partagée. Au travers d’une méthodologie de recherche basée sur la design science, cette recherche transdisciplinaire considère à la fois le contexte d’application, et les théories dans le domaine de la PC numérique et du co-design. En effet, il est mis en avant que les travaux de recherche existants soient soit trop théoriques dans le domaine de la PC et ne proposent pas l’instanciation et l’évaluation d’un artefact à travers un prototype, soit trop centrés sur la technologie en laissant de côté le contexte d’application. De plus, afin de combler un manque dans l’état de l’art actuel, un accent particulier est mis sur l’amélioration des capacités d’expression créative des citoyens par le co-design, et la réalisation d’une interface intuitive dédiée aux amateurs. / Citizen participation (CP) is today at the heart of many speeches but struggles to impose itself in public institutions. In the case of urban design (DU), encouraging initiatives can be observed. Nevertheless, observations also point out that the methodologies currently used are mainly based on artisanal tools. This thesis focuses on the integration of digital tools in the process of citizen participation in the development of public spaces. More specifically, the work focuses on a collaborative approach that applies the concepts of co-design, which aims to bring citizens and urban design professionals together in one place, to build a common language and a shared vision. Through a research methodology based on design science, this transdisciplinary research considers both the context of application, and theories in the field of digital CP and co-design. It is emphasized that the existing research work is either too theoretical in the field of PC and do not propose the instantiation and the evaluation of an artifact through a prototype, or too centered on the technology, leaving aside the context of application. In addition, in order to fill a gap in the current state of the art, a special emphasis is placed on improving citizens' creative expression abilities through co-design, and the realization of an intuitive interface dedicated to amateurs.

La création des vidéos panoramiques de haute qualité pour des contenus immersifs en VR est généralement faite à l'aide d'un appareil doté de plusieurs caméras couvrant une scène cible. Malheureusement, cette configuration introduit à la fois des artefacts spatiaux et temporels dus à la différence entre les centres optiques et à la synchronisation imparfaite. Les mesures de qualité d'image traditionnelles ne peuvent pas être utilisées pour évaluer la qualité de ces vidéos, en raison de leur incapacité à capturer des distorsions géométriques. Dans cette thèse, nous proposons des méthodes pour l'évaluation objective des vidéos panoramiques basées sur le flux optique et la saillance visuelle. Nous validons cette métrique avec une étude centrée sur l'homme qui combine l'annotation d'erreurs percues et l'eye-tracking.Un défi important pour mesurer la qualité des vidéos panoramiques est le manque d'une vérité-terrain. Nous avons étudié l'utilisation des vidéos originales comme référence pour le panorama de sortie. Nous notons que cette approche n'est pas directement applicable, car chaque pixel du panorama final peut avoir une à $N$ sources correspondant à $N$ vidéos d'entrée avec des régions se chevauchant. Nous montrons que ce problème peut être résolu en calculant l'écart type des déplacements de tous les pixels sources à partir du déplacement du panorama en tant que mesure de la distorsion. Cela permet de comparer la différence de mouvement entre deux images données dans les vidéos originales et le mouvement dans le panorama final. Les cartes de saillance basées sur la perception humaine sont utilisées pour pondérer la carte de distorsion pour un filtrage plus précis.Cette méthode a été validée par une étude centrée sur l'homme utilisant une expérience empirique. L'expérience visait à déterminer si les humains et la métrique d'évaluation détectaient et mesuraient les mêmes erreurs, et à explorer quelles erreurs sont les plus importantes pour les humains lorsqu'ils regardent une vidéo panoramique.Les méthodes décrites ont été testées et validées et fournissent des résultats intéressants en ce qui concerne la perception humaine pour les mesures de qualité. Ils ouvrent également la voie à de nouvelles méthodes d'optimisation de l'assemblage vidéo, guidées par ces mesures de qualité. / High quality panoramic videos for immersive VR content are commonly created using a rig with multiple cameras covering a target scene. Unfortunately, this setup introduces both spatial and temporal artifacts due to the difference in optical centers as well as the imperfect synchronization. Traditional image quality metrics cannot be used to assess the quality of such videos, due to their inability to capture geometric distortions. In this thesis, we propose methods for the objective assessment of panoramic videos based on optical flow and visual salience. We validate this metric with a human-centered study that combines human error annotation and eye-tracking.An important challenge in measuring quality for panoramic videos is the lack of ground truth. We have investigated the use of the original videos as a reference for the output panorama. We note that this approach is not directly applicable, because each pixel in the final panorama can have one to N sources corresponding to N input videos with overlapping regions. We show that this problem can be solved by calculating the standard deviation of displacements of all source pixels from the displacement of the panorama as a measure of distortion. This makes it possible to compare the difference in motion between two given frames in the original videos and motion in the final panorama. Salience maps based on human perception are used to weight the distortion map for more accurate filtering.This method was validated with a human-centered study using an empirical experiment. The experiment was designed to investigate whether humans and the evaluation metric detect and measure the same errors, and to explore which errors are more salient to humans when watching a panoramic video.The methods described have been tested and validated and they provide interesting findings regarding human-based perception for quality metrics. They also open the way to new methods for optimizing video stitching guided by those quality metrics.

Ces travaux se placent dans le cadre de l'utilisation de la réalité virtuelle pour la conception et le développement de produits. Les revues d'intégration virtuelles utilisées, au niveau industriel, sont actuellement limitées à la revue de projet statique, sans possibilité de modification de la conception initiale. Nous proposons une méthode destinée à la revue de projet virtuelle, dont le but est de permettre à l'utilisateur de modifier le plus naturellement possible la maquette numérique depuis l'environnement virtuel. Cette méthode appelée D3 est basée sur trois étapes : une étape de sélection par dessin, une étape de déformation par manipulation de la zone sélectionnée et une étape de reprise qui permet aux ingénieurs de reprendre les modifications. Afin que la méthode soit un support de communication, elle se doit d'être simple, intuitive et utilisable par tous. Une expérimentation a été menée dans le but d'évaluer la méthode au niveau de la facilité d'apprentissage et des erreurs commises par les sujets lors d'une tâche de modification. Enfin, dans le but de faciliter le travail de reprise, cette méthode offre plusieurs moyens permettant aux ingénieurs de répliquer les modifications sur la maquette CAO.

De nombreux travaux ont montré que, à l’origine des limitations de l’interaction bureautique, il y a un manque à la fois d’espace moteur et d’espace visuel.Cette thèse explore des moyens pour optimiser l’usage de ces espaces.D’une part, à partir du constat que l’on contrôle la position et l’orientation d’un objet par un geste naturel, cette thèse étudie les bénéfices que peut offrir une souris dotée d’un capteur de rotation. Cette < souris rotative > permet à l’utilisateur de maîtriser avec aisance trois variables continues d’une tâche informatique. Un état de l’art présente des aspects perceptifs et moteurs des actions en question et les particularités ergonomiques et techniques d’un tel dispositif. Deux techniques d’interaction - visant à faciliter des tâches métier récurrentes - sont proposées :le réglage < quasi-intégral > et la < palette satellitaire >. Par ailleurs, une évaluation expérimentale compare la performance d’une souris rotative avec celle d’une souris traditionnelle.D’autre part, ce travail se penche sur les questions de la visualisation de documents dans le contexte des bibliothèques numériques. D’abord, il examine l’apport et la faisabilité technique de l’utilisation d’un dispositif d’affichage immersif pour la navigation dans un catalogue de titres virtuel. Puis, afin de faciliter l’inspection massive d’un lot de pages numérisées, il avance des techniques de visualisation zoomables et multi-focales. Ces dernières permettent, dans une recherche d’anomalies, de saisir vite les caractéristiques visuelles de quelques centaines de pages. Et cela grâce à un va-et-vient entre la vue d’ensemble et la navigation panoramique des détails. / Past research has suggested that among the reasons for the limitations of present desktop interaction style is the lack of both motor and visual space. The goal ofthis thesis is to optimize the use of such spaces. Based on the fact that one can control an object’s position and orientation through a natural movement, the first main contributioin of this thesis is to explorethe advantages of enhancing the sensing of the standard mouse througha rotation sensor. This < rotary mouse > allows one to easily control three continuous variables of a computer task. A survey presents the perceptual and motorissues of some rotary manipulations and also the technical and ergonomic requirements of such device. Two interaction techniques, aimed to simplify repetitive tasks, are proposed : the < nearly-integral selection > and the < satellite palette >.Furthermore, an experimental evaluation compares the performance of the rotarymouse with that of a standard one. The other main contribution of this work is to investigate document visualization issues in the context of digital libraries. First, it analyses the advantages and the technical feasibility of integrating an immersive display to an interface aimed to support navigation in a virtual catalog. Second, in order to inspect the quality of a batch of digitized pages, it explores some zoomable and multi-focal visualization techniques. The overview and the panoramic detail browsing enabled by such techniques try to help users, which have to identify the flaws resulted from the digitization process, to quickly grasp the visual characteristics of a large set of pages.