On assiste depuis quelques années à l'émergence de réseaux de machines, qualifiés de dynamiques, qui ne sont plus limités à une interconnexion de stations de travail définissant un réseau stable. Ces plates-formes intègrent de plus en plus des équipements mobiles et à faibles ressources. L'exploitation effective de ces éseaux dynamiques constitue encore un défi. Du fait de la volatilité des équipements et de leur hétérogénéité, on ne peut avoir une connaissance a priori de toutes les ressources logicielles et matérielles qui sont disponibles dans ces réseaux. De plus, la connectivité entre les différentes machines ne peut être garantie : de nombreux équipements sont régulièrement mis en veille et l'utilisation detechnologie sans fil limite la portée de communication entre les machines. Ces réseaux dynamiques commencent à être exploités pour fournir des applications censées être ubiquitaires, c'est-à-dire des applications dont les fonctionnalités sont accessibles de partout, indépendamment de l'équipement utilisé. Mais de telles applications sont par nature complexes et leur conception est rendue difficile du fait du caractère dynamique des réseaux visés. Le travail décrit dans ce mémoire de thèse a permis de développer des méthodes pour concevoir et déployer des applications ubiquitaires dans des réseaux dynamiques. En nous appuyant sur le modèle de composants Fractal, nous définissons le concept de composants hiérarchiques ubiquitaires, briques d'assemblage des applications ubiquitaires. Un schéma de distribution de ces composants est élaboré afin que ceux-ci puissent offrir leurs services depuis n'importe quelle machine du réseau. Cette distribution des fonctionnalités des composants sur plusieurs machines impose de prendre en compte les déconnexions réseau qui pourraient conduire au dysfonctionnement de l'application. Pour cela, nous avons défini au sein du modèle de composants ubiquitaires le concept d'interface active qui permet de continuer à utiliser certaines parties de l'application tout en isolant celles inutilisables du fait des problèmes de connectivité. Les approches traditionnelles de déploiement ne sont pas adaptées au déploiement des composants ubiquitaires dans les réseaux dynamiques. Dans ces réseaux, les ressources qui sont présentes ne peuvent être connues à l'avance, ce qui empêche la désignation explicite des machines cibles devant héberger les composants. Dans notre approche, le placement des composants est spécifié à l'aide de contraintes exprimant le besoin des composants vis-à-vis des ressources nécessaires à leur exécution. Après avoir présenté un langage permettant la définition de telles contraintes, nous proposons un support intergiciel qui réalise le déploiement d'une application ubiquitaire même si initialement, les ressources exigées par ses composants ne sont pas disponibles et que certaines machines sont inaccessibles. Le processus de déploiement que nous proposons est qualifié de propagatif : les composants sont instanciés au fur et à mesure de la disponibilité des ressources et de l'arrivée des machines. Lorsque des fluctuations de ressources interviennent dans le réseau, les applications ubiquitaires sont amenées à être reconfigurées. La solution que nous présentons permet de rendre ces reconfigurations complètement autonomes, ne nécessitant ainsi plus aucune intervention manuelle. L'ensemble des concepts introduits dans cette thèse a fait l'objet du développement d'un prototype fondé sur une implantation Fractal.

Depuis la fin des années 1990, le développement des terminaux nomades et des réseaux sans fil s'est considérablement accéléré. Cela a provoqué l'apparition de nouvelles applications, très largement réparties, et offrant de nouveaux services, aussi bien aux usagers (applications de commerce électronique, télévision interactive, applications de proximité), qu'aux entreprises (développement du commerce B2B).<br /><br /> Avec l'apparition de ces nouvelles applications, les services techniques, qui prennent en charge un certain nombre de contraintes systèmes, ont également dû évoluer. Nos travaux ont principalement porté sur l'étude de mécanismes permettant de concevoir des services techniques adaptés à ces nouvelles applications. Cela a été réalisé en trois phases :<br />− Dans un premier temps, nous avons étudié la possibilité d'utiliser le modèle de programmation par composants, pour réaliser un service de gestion de transactions distribuées offrant la possibilité d'utiliser le modèle de transactions emboîtées ouvertes (ce modèle transactionnel étant très intéressant dans le cadre des applications de commerce B2B).<br />− Puis, nous avons généralisé le mécanisme de réalisation des services techniques en utilisant le modèle à composants, de manière à pouvoir facilement faire évoluer ces services aux travers de différentes "personnalités". Dans le cadre de ce travail, nous avons également proposé une architecture permettant de choisir la bonne personnalité du service technique, en fonction des besoins applicatifs, et des contraintes de l'environnement d'exécution.<br />− Enfin, nous avons proposé un service de requêtes dépendantes de la localisation de l'utilisateur, pour applications de proximité. Ce service, utilisant une localisation approchée d'un utilisateur, propose de retrouver des informations, dans un environnement dynamique formé de plusieurs terminaux nomades, capables de capacité de communication.

Le déploiement de logiciels répartis dans des environnements à grande échelle et ouverts (tels les systèmes ubiquitaires, les systèmes mobiles et les systèmes P2P) est une problématique actuelle ouverte. Ces environnements sont distribués, hétérogènes et peuvent être de nature instable (dotés d'une topologie dynamique du réseau). Le déploiement dans ces environnements met en jeu un très grand nombre de machines, de liens réseau ainsi qu'un ensemble de contraintes de déploiement. Quelques solutions de déploiement existent aujourd'hui, mais ne sont exploitables que dans le cadre d'architectures figées et fiables. Dans la plupart des solutions, une personne en charge du déploiement doit décrire plus ou moins manuellement la topologie. En outre, la majorité de ces outils ne prennent pas en compte les problèmes dûs à la variabilité de la qualité de service du réseau, aux pannes des hôtes, aux défaillances des liens du réseau ou encore aux changements dynamiques de topologie, qui caractérisent les environnements ouverts. Dans ce mémoire, nous présentons les motivations de la réalisation d'une infrastructure de déploiement logiciel autonomique et les exigences sous-jacentes d'une telle plate-forme. Nous présentons un état de l'art du déploiement logiciel que nous analysons au regard du contexte visé. Ensuite, nous présentons notre contribution pour le déploiement autonomique. Notre proposition s'appuie sur une combinaison de technologies (composants logiciels, agents mobiles adaptables, intergiciel, langage dédié). Nous proposons j-ASD, un intergiciel qui exploite la complémentarité de ces technologies pour réaliser un déploiement logiciel autonomique. Le processus de déploiement contient trois étapes : description des contraintes de déploiement, résolution, et déploiement autonomique. Pour la première étape, nous avons défini un langage dédié (DSL) comme langage de haut niveau pour exprimer des contraintes de déploiement. Pour la deuxième, nous avons conçu une infrastructure répartie pour collecter les propriétés des sites cibles, ce qui permet de résoudre les contraintes de déploiement. Pour la troisième étape, nous proposons un intergiciel à base d'agents mobiles pour la réalisation et la supervision du déploiement autonomique. Enfin, nous donnons les éléments de conception du prototype que nous avons implémenté, ainsi que les résultats de certaines expérimentations pour montrer la validité de notre approche

L'habitat intelligent est l'objet de nombreux travaux de recherche. Il permet d'assister des personnes âgées ou handicapées, d'améliorer le confort, la sécurité ou encore d'économiser de l'énergie. Aujourd'hui, l'informatique ubiquitaire se développe et s'intègre dans l'habitat intelligent notamment en apportant la sensibilité au contexte. Malheureusement, comprendre ce qui se passe dans une maison n'est pas toujours facile. Dans cette thèse, nous explicitons comment le contexte peut permettre de déployer des services adaptés aux activités et aux besoins des habitants. La compréhension du contexte passe par l'installation de capteurs mais aussi par l'abstraction des données brutes en données intelligibles facilement exploitables par des humains et des services. Nous mettons en avant une architecture multi-couches de fusion de données permettant d'obtenir des données contextuelles de niveaux d'abstraction différents. La mise en place des couches basses y est présentée en détail avec l'application de la théorie des fonctions de croyance pour l'abstraction de données brutes issues de capteurs. Enfin, sont présentés le déploiement d'un prototype nous ayant permis de valider notre approche, ainsi que les services déployés.

Les travaux présentés dans ce mémoire résument l'ensemble de mes activités dans le domaine de la résilience et du respect de la vie privée dans les systèmes ubiquitaires mobiles. Ils s'orientent sur trois axes principaux : l'utilisation de la réfléxivité pour la construction d'architectures sûres, la résilience des systèmes mobiquitaires (architectures, algorithmes et leur évalution), et la geoprivacy. Le premier axe concerne la tolérance aux fautes pour les systèmes distribués, sous un angle architecture et langage. Dans ces travaux, j' ai étudié l'utilisation de la réflexivité à la compilation et à l'exécution afin de faciliter l'implémentation de mécanismes de tolérance aux fautes indépendemment de l'application. L'utilisation de la réflexivité a été étudiée dans le cadre de travaux théoriques, concernant la réflexivité multi-niveaux, ou plus pratiques, comme la mise en oeuvre de la réflexivité sur des composants sur étagères, dans une architecture logicielle embarquée, ou pour permettre l'adaptation de mécanismes de tolérance aux fautes à l'exécution. Le chapitre 1 présente ces différents travaux. Le deuxième axe concerne la tolérance aux fautes dans les systèmes mobiles. Mon approche a été d'aborder la mobilité comme un atout et non pas comme une difficulté. Cette approche m'a mené à étudier la notion de communication de groupes géographiques : comment définir un groupe d'entités communicantes en fonction de leur localisation respective ou en fonction de leur proximité. J'ai ensuite, sous l'angle du pair-à-pair, proposé un système de sauvegarde coopérative de données, où les noeuds mobiles participants offrent un service de stockage sécurisé qu'ils peuvent utiliser afin de sauvegarder leurs données critiques. Cette solution a été également déclinée pour offrir un système de boîte noire virtuelle pour l'automobile. Ces travaux ont été traités sous des angles algorithmique et architecturaux, mais également sous l'angle de l'évaluation de la sûreté de fonctionnement, à la fois analytique et expérimentale. Ces travaux font l'objet du chapitre 2. Dans le cadre de mes recherches sur la résilience des systèmes mobiquitaires, des questions d'ordre déontologique ont été soulevées : comment exploiter des données de mobilité individuelles tout en préservant la vie privée des individus ? C'est à cette occasion que je me suis intéressé à ce que l'on peut nommer la geoprivacy. Ce domaine représente maintenant la majeure partie de mes travaux, tant sous l'angle des attaques que sous celui de la protection. Nous proposons un modèle Markovien de mobilité individuelle, outil à la fois compact, précis, intelligible et facilement adaptable pour représenter la mobilité d'un individu. Sur la base de ce modèle de mobilité, nous proposons plusieurs attaques qui ciblent par exemple la prédiction des déplacements futurs, ou encore la des-anonymisation. En ce qui concerne la protection de la geoprivacy, nous travaillons actuellement sur des abstractions de niveau intergiciel, tel les locanymes ou les localisation vérifiées, afin de proposer une architecture sûre et respectueuse de la vie privée pour les systèmes géolocalisés. Le chapitre 3 aborde ces aspects de ma recherche. Ces différents travaux se sont enchaînés dans un mélange de hasard, de sérendipité et de poursuite d'un objectif commun : fournir des moyens algorithmiques et architecturaux pour la résilience des systèmes informatiques actuels, à savoir distribués, mobiles, ubiquitaires. Les techniques et outils que j'utilise pour aborder cette problématique large auront été divers et variés, cela participe à mon expérience, sans cesse renouvelée. De nombreuses pistes de recherche sont encore ouvertes et sont exposées dans le chapitre 4.

Grâce à l’informatique ubiquitaire, il devient possible d’avoir des environnements de plus en plus intelligents offrant de l’assistance ambiante aux activités de la vie quotidienne. Dans ce mémoire, un système d’assistance est présenté offrant une assistance ambiante personnalisée aux personnes âgées avec démence d'Alzheimer souffrant d’errance nocturne. L’hypothèse de départ est que la nuit, les personnes Alzheimer font de l’errance pour satisfaire des besoins précis même si elles sont incapables de les exprimer. Notre sujet s’intéresse à trois types de besoins dans le contexte d’errance nocturne : avoir faim, avoir envie d’aller aux toilettes et avoir besoin d’être rassuré. Un système d’assistance ambiante a été conçu et implémenté pour chacun. Ce système utilise un réseau de capteurs et d’effecteurs hétérogènes. Dans un premier temps, des données sur les routines de la personne atteinte d’Alzheimer sont collectées par des questionnaires et des capteurs. Ces données sont ensuite validées pour établir les scénarios d’assistance et détecter les épisodes d’errance. Dans un second temps, grâce au profil recueilli avec la participation du proche aidant, des règles sont conçues pour décider de l’assistance à fournir pour accompagner la personne à travers la satisfaction de son besoin, puis l’inciter à retourner se coucher sans toutefois la contraindre. De plus, une application tablette est mise en place pour offrir du contrôle sur l’activation de l’assistance. Cette application est confiée au proche-aidant afin qu’il puisse décider s’il préfère offrir sa propre assistance ou celle automatisée. Le système d’assistance ambiante développé recueille donc des données dans le domicile et offre de l’accompagnement à la personne tout en offrant plus de confort à son proche-aidant. Une expérimentation dans un domicile auprès d’un binôme composé d’une mère atteinte de démence et de sa fille a été réalisée sur une période de cinq semaines. Même si aucun épisode d’errance n’a été détecté pendant cette expérimentation, les données recueillies par les différentes sources ont été comparées à celles du système pour en établir la validité. Une reconstruction des événements a été possible avec les données collectées. Celle-ci permet d’observer les activités de la personne atteinte d’Alzheimer dans son quotidien. Cette approche pour obtenir le suivi des activités est applicable aux activités nocturnes permettant ainsi le suivi pendant l’errance s’il y’a lieu.

Un grand nombre de périphériques actuels sont dotés de connexions réseaux qui permettent d’accéder à leurs fonctionnalités au travers d’un réseau informatique. Les applications ubiquitaires visent à structurer ces fonctionnalités pour les mettre au service des utilisateurs. Les environnements ubiquitaires sont caractérisés par une disponibilité dynamique des fonctionnalités et une hétérogénéité matérielle et logicielle des périphériques. De plus, les applications ubiquitaires doivent s’adapter en fonction du contexte des utilisateurs. Cette thèse propose une approche pour la programmation d’applications ubiquitaires. Notre approche est basée sur une infrastructure logicielle, appelée PERSEWS, qui permet la programmation d’applications sensibles au contexte à un haut niveau d’abstraction, exploitant des fonctionnalités offertes par des périphériques hétérogènes et mobiles. Les contributions de cette thèse sont les suivantes : – Nous proposons une approche langage pour la programmation d’applications ubiquitaires. Cette approche est basée sur un couplage entre un modèle de contexte et un langage de règles logiques. – Nous avons développé une infrastructure logicielle qui constitue un environnement de développement et un environnement d’exécution pour les applications ubiquitaires. L’architecture orientée service de l’infrastructure PERSEWS permet d’intégrer des fonctionnalités offertes par des périphériques hétérogènes. / Increasingly current devices are network enabled allowing their functionalities to be accessed through a computer network. Ubiquitous applications aim at structuring these functionalities to make them available to the users. Ubiquitous environments are characterized by the dynamic nature of functionalities and heterogeneity of hardware and software devices. In addition, ubiquitous applications must adapt depending on the user’s context. This thesis proposes an approach to ubiquitous application programming. Our approach is based on a software infrastructure called PERSEWS, which enables programming context-sensitive applications at a high level of abstraction, using functionalities provided by heterogeneous and mobile devices . The contributions of this thesis are as follows : – We propose a language approach to programming ubiquitous applications. This approach is based on a coupling between a model of context and a logic rule language. – We have developed a software infrastructure that provides a development environment and a runtime environment for ubiquitous applications. The service oriented architecture of the PERSEWS infrastructure allows to integrate functionalities provided by heterogeneous devices. VII

Avec le développement de différents capteurs et des dispositifs, l'informatique ne se limite plus à la mode bureautique. Cependant, l'interface utilisateur traditionnelle, utilisée sur l'ordinateur de bureau, n'est plus approprié pour l'informatique ubiquitaire. La complexité de l'environnement mobile demande la conception d'interfaces dédiées impliquant des techniques d'entrée et la sortie qui contiennent les nouvelles caractéristiques émergentes au-delà des techniques traditionnelles. L'une des solutions possibles pour permettre l'interaction omniprésente soit le nomadisme, soit la mobilité. Nous proposons trois interfaces liées à ces deux solutions: L'interface fixé dan l'environnement (abréviation de IEI en anglais), interface dépendante de l'environnement (EDI) et Interface Indépendante de l'environnement (EII). Tout d'abord, nous présentons globalement notre approche sur la conception de ces trois interfaces innovantes (IEI, EDI et EII), leurs configurations portées (dispositif d'affichage portée sur les lunettes plus caméra et dispositif d'affichage pico-projecteur plus caméra), des exemples réels d'utilisation et une évaluation préliminaire des techniques d'entrée de sélection pour prouver la faisabilité de nos prototypes. Par la suite, nous proposons sur les dispositifs portées, et seule les EDI et les EII seraient étudié plus en détail. Afin de concrétiser l'EDI et l'EII, nous proposons un continuum allant de l'interface physique, l'interface mixte physique-numérique, jusqu'à l'interface totalement numérique. Basé sur l'interface physique, nous proposons le système MobilePaperAccess qui sur le dispositif d'affichage portée sur les lunettes plus caméra permettant l'accès à l'information numérique à partir d'une interface imprimé du papier. Ce système est conçu pour valider nos concepts de l'EDI et de l'EII. Les deux types d'interfaces (EDI et EII) et trois techniques d'entrée (doigt, masque et carnet) ont été évaluées par les méthodes quantitatives et qualitatives avec ce système. Basé sur l'interface numérique projetée multi-échelle, le système PlayAllAround est sur dispositif d'affichage pico-projecteur plus caméra, et il pouvoir fournir un affichage à différentes tailles, à la plus petite, individuelle et portée, à la plus grande, partageable et publique. Pour la conception de ce système, nous proposons une décomposition de l'interface basée sur une de cellule de référence de taille fixé pourrait la mise à l'échelle de l'interface en fonctionne de la taille de projection. Le geste de sélection sur un vol et l'interface multi-échelle ont été évalués avec ce système. Les résultats de nos expériences ont montré que PlayAllAround fonctionne bien avec le geste de sélection sur un vol et l'interface multi-échelle. Pour aller plus loin, nous explorons les gestes de la main, y compris le geste stationnaire, le geste de pincement et le geste de fermeture du poing. Nous employons le geste de pincement et le geste de fermeture du poing comme entrée pour pointer, l'action de glisser-déposer et la action de tracer. Afin de satisfaire aux exigences de l'interaction dans la vie quotidienne, nous étudions comment l'utilisateur peut interagir avec ces gestes à l'arrêt ou en marchant. Nous comparons les interactions du geste de sélection sur un vol et geste de pincement dans trois situations que debout, assis et en marchant. En outre, l'évaluation de l'interface projetée, ainsi que la satisfaction sur le fonctionnement de la configuration porté sur la tête a été faite et discutée. Enfin, le long du continuum, nous continuons à étudier sur l'interface mixte par un dispositif pico-projecteur plus caméra dans le but de concrétiser les concepts de l'EDI et de l'EII. L'interface mixte contient une partie physique basée sur des marqueurs d'ARToolkit et une partie numérique projetée. Comme l'écran de projection est une méthode alternative pour afficher plus d'information sans aucun support physique, l'interface mixte a la capacité de contenir davantage d'informations ainsi que de fournir plus de choix dynamiques par rapport à l'interface physique seul. En conclusion, dans cette thèse, nous avons étudié de manière théorique, la conception innovante, et nous avons proposons les prototypes concrètes et les avons évalués par les deux études quantitatives et qualitatives avec des utilisateurs. Plus généralement, ce travail est une étude multi-facette sur les interfaces portées innovantes, ainsi que les techniques avancées d'entrée et de sortie, ce qui ouvre des prospectives pour futures recherches sur les interfaces portées.

Ces dernières décennies, les environnements informatiques sont devenus de plus en plus complexes, parsemés de dispositifs miniatures et sophistiqués gérant la mobilité et communiquant sans fil. L'informatique ubiquitaire, telle qu'imaginée par Mark Weiser en 1991, favorise l'intégration transparente de ces environnements avec le monde réel pour offrir de nouveaux types d'applications. La conception de programmes pour environnements ubiquitaires soulève cependant de nombreux défis, en particulier le problème de rendre une application auto-adaptable dans un contexte en constante évolution. Parallèlement, alors que la taille et la complexité de systèmes plus classiques ont explosé, IBM a proposé le concept d'informatique autonomique afin de réduire le fardeau de l'administration de systèmes imposants et largement disséminés. Cette thèse se base sur une approche où les applications sont conçues sous la forme de composants utilisant et fournissant des services. Un modèle de développement fondé sur une architecture de référence pour la conception d'applications ubiquitaires est proposée, fortement inspiré des recherches dans le domaine de l'informatique autonomique. Dans ce modèle, les applications sont prises en charge par une hiérarchie de gestionnaires autonomiques, qui appuient leurs décisions sur une représentation centrale du système. La mise en œuvre de cette contribution requiert de rendre la couche d'exécution sous-jacente plus réflexive, en vue de supporter de nouveaux types d'adaptations à l'exécution. Nous proposons également un modèle qui décrit le système à l'exécution et reflète sa dynamique de manière uniforme, suivant les principes du style d'architecture REST. Les applications reposant sur ce cette couche d'exécution réflexive et représentées par ce modèle sont qualifiées d'Autonomic-Ready. L'implantation de nos propositions ont été intégrées dans le modèle à composant orienté service Apache Felix iPOJO. Le modèle de représentation du système, nommé Everest, est publié en tant que sous-projet d'OW2 Chameleon. Ces propositions ont été évaluées et validées par la conception et l'exécution d'une application ubiquitaire sur iCASA, un environnement de développement et de simulation. / In the last decades, computing environments have been getting more and more complex, filled with miniaturized and sophisticated devices that can handle mobility and wireless communications. Ubiquitous computing, as envisioned by Mark Weiser in 1991, promote the seamless integration of those computing environments with the real world in order to offer new kinds of applications. However, writing software for ubiquitous environments raises numerous challenges, mainly the problem of how to make an application adapt itself in an ever changing context. From another perspective, as classical softwares were growing in size and complexity, IBM proposed the concept of autonomic computing to help to contain the burden of administering massive and numerous systems. This PhD thesis is based on an approach where applications are designed in terms of components using and providing services. A development model based on a reference architecture for the conception of ubiquitous applications is proposed, greatly inspired by researches in the autonomic computing field. In this model, the application is managed by a hierarchy of autonomic managers, that base their decisions on a central representation of the system. The fulfilment of this contribution requires to make the underlying middleware more reflexive, in order to support new kinds of runtime adaptations. We also provide a model that depicts the running system and its dynamics in a uniform way, based on REST principles. Applications relying on this reflexive middleware and represented by this model are what we called Autonomic-Ready. Implementations of our proposals have been integrated in the Apache Felix iPOJO service-oriented component model. The system representation, named Everest, is provided as a OW2 Chameleon subproject. Validation is based on the iCASA pervasive environment development and simulation environment.

Avec le développement de différents capteurs et des dispositifs, l'informatique ne se limite plus à la mode bureautique. Cependant, l'interface utilisateur traditionnelle, utilisée sur l'ordinateur de bureau, n'est plus approprié pour l'informatique ubiquitaire. La complexité de l'environnement mobile demande la conception d'interfaces dédiées impliquant des techniques d'entrée et la sortie qui contiennent les nouvelles caractéristiques émergentes au-delà des techniques traditionnelles. L'une des solutions possibles pour permettre l'interaction omniprésente soit le nomadisme, soit la mobilité. Nous proposons trois interfaces liées à ces deux solutions: L'interface fixé dan l'environnement (abréviation de IEI en anglais), interface dépendante de l'environnement (EDI) et Interface Indépendante de l'environnement (EII). Tout d'abord, nous présentons globalement notre approche sur la conception de ces trois interfaces innovantes (IEI, EDI et EII), leurs configurations portées (dispositif d'affichage portée sur les lunettes plus caméra et dispositif d'affichage pico-projecteur plus caméra), des exemples réels d'utilisation et une évaluation préliminaire des techniques d'entrée de sélection pour prouver la faisabilité de nos prototypes. Par la suite, nous proposons sur les dispositifs portées, et seule les EDI et les EII seraient étudié plus en détail. Afin de concrétiser l'EDI et l'EII, nous proposons un continuum allant de l'interface physique, l'interface mixte physique-numérique, jusqu'à l'interface totalement numérique. Basé sur l'interface physique, nous proposons le système MobilePaperAccess qui sur le dispositif d'affichage portée sur les lunettes plus caméra permettant l'accès à l'information numérique à partir d'une interface imprimé du papier. Ce système est conçu pour valider nos concepts de l'EDI et de l'EII. Les deux types d'interfaces (EDI et EII) et trois techniques d'entrée (doigt, masque et carnet) ont été évaluées par les méthodes quantitatives et qualitatives avec ce système. Basé sur l'interface numérique projetée multi-échelle, le système PlayAllAround est sur dispositif d'affichage pico-projecteur plus caméra, et il pouvoir fournir un affichage à différentes tailles, à la plus petite, individuelle et portée, à la plus grande, partageable et publique. Pour la conception de ce système, nous proposons une décomposition de l'interface basée sur une de cellule de référence de taille fixé pourrait la mise à l'échelle de l'interface en fonctionne de la taille de projection. Le geste de sélection sur un vol et l'interface multi-échelle ont été évalués avec ce système. Les résultats de nos expériences ont montré que PlayAllAround fonctionne bien avec le geste de sélection sur un vol et l'interface multi-échelle. Pour aller plus loin, nous explorons les gestes de la main, y compris le geste stationnaire, le geste de pincement et le geste de fermeture du poing. Nous employons le geste de pincement et le geste de fermeture du poing comme entrée pour pointer, l'action de glisser-déposer et la action de tracer. Afin de satisfaire aux exigences de l'interaction dans la vie quotidienne, nous étudions comment l'utilisateur peut interagir avec ces gestes à l'arrêt ou en marchant. Nous comparons les interactions du geste de sélection sur un vol et geste de pincement dans trois situations que debout, assis et en marchant. En outre, l'évaluation de l'interface projetée, ainsi que la satisfaction sur le fonctionnement de la configuration porté sur la tête a été faite et discutée. Enfin, le long du continuum, nous continuons à étudier sur l'interface mixte par un dispositif pico-projecteur plus caméra dans le but de concrétiser les concepts de l'EDI et de l'EII. L'interface mixte contient une partie physique basée sur des marqueurs d'ARToolkit et une partie numérique projetée. […] / With the development of a wide variety of sensors and devices, computing is no longer limited to the desktop mode. However, the traditional user interface, used on the desktop computer, is no longer appropriate for ubiquitous computing. A sophisticated mobile environment re-quires dedicated design of interfaces, involving input and output techniques with new emerging features that go far beyond the capacities of traditional techniques. One of the solutions to enable ubiquitous interaction and end limitation of the desktop mode is nomadism, while another is mobility. We propose three interfaces related to these two solutions: In-environment interface (IEI), Environment Dependent Interface (EDI), and Environment Independent Interface (EII). We exclude IEI and mainly focus on wear-able interaction. This thesis aims to investigate research issues involved in the design, implementation and evaluation of EDI and EII. It presents our design approach to these three innovative interfaces (IEI, EDI and EII), their wear-able configurations (camera-glasses device unit and cam-era-projector device unit), real examples of use (including the Research Team Interaction Scenario), and both the quantitative and qualitative user studies and evaluations to prove the feasibility and usability of our prototypes. Our work is a many-sided investigation on innovative wearable interfaces, as well as input and output techniques, which will pave the way for future research into wearable interfaces.