Amener les robots à partager le même environnement que les humains apparaît l'évolution naturelle vers une robotique plus avancée, à mi-chemin entre la robotique industrielle d'aujourd'hui et les robots humanoïdes versatiles de demain. Cette éventuelle coexistence a le potentiel immense de produire un impact considérable sur plusieurs domaines liés à la vie de tous les jours tels que 1) la réhabilitation, où des thérapeutes et des robots pourront collaborer et offrir du soutien aux patients, 2) les dispositifs d'assistance robotique envers les personnes âgées ou handicapées, pour faciliter les tâches quotidiennes et 3) la chirurgie assistée. Outre ces trois domaines d'application, il est fort possible que l'impact le plus significatif de l'implantation d'un tel concept se fera au niveau du domaine manufacturier. Dans ce domaine, une synergie efficace entre l'humain et le robot peut être envisagée en combinant les formidables capacités humaines de raisonnement et d'adaptation face aux environnements non structurés avec l'inépuisable force d'un robot. Toutefois, la création d'une telle génération de robots coopératifs présente plusieurs défis, tant sur les plans mécaniques et sensoriels qu'au niveau de la commande. Cette thèse amène des réponses concrètes au défi que constitue la commande des robots destinés à interagir et coopérer avec les humains, proposant des solutions aux problèmes des mouvements coopératifs ou encore à la réaction aux collisions. Elle présente notamment une nouvelle méthode de commande basée sur l'analyse des intentions humaines en temps réel, permettant la production de mouvements coopératifs beaucoup plus intuitifs pour l'humain. Elle s'attaque aussi au problème de la stabilité du contrôleur, reconnu comme une difficulté inhérente aux robots évoluant en mouvement contraint. En effet, étant données les propriétés physiques variables de l'humain, telle la rigidité de ses bras, il est possible qu'un robot devienne instable subitement lorsque mis en contact direct avec celui-ci, engendrant ainsi d'évidents problèmes de sécurité. Au-delà des algorithmes de commande de haut niveau, cette thèse aborde de nouvelles techniques d'asservissement qui sont mieux adaptées à la mécanique particulière de ces robots. En effet, dans le but de coexister avec les humains sans risquer de les blesser, il est entendu que ces robots devront être conçus différemment, de manière à réduire leur impédance mécanique et leur capacité de transmettre de la puissance en cas de collision. Dans de telles circonstances, les régulateurs linéaires conventionnels seront bien peu efficaces dans le suivi des consignes demandées. La méthode introduite est une adaptation de la commande prédictive, bien connue dans l'industrie chimique, à la commande des manipulateurs.

La compréhension de situations complexes s'avère de plus en plus nécessaire, notamment dans les domaines militaires. En réponse à cette demande, le projet IMAGE, en cours à Recherche et Développement pour la Défense Canada - Valcartier, vise à développer un environnement interactif offrant des outils logiciels aidant à augmenter la vitesse et le niveau de compréhension de l'humain dans de telles situations. Il regroupe quatre grands modules : Scénarisation, Simulation, Exploration et Représentation. Le projet présenté dans ce mémoire a trait au développement d'un prototype pour la partie Exploration, qui regroupe principalement des outils de visualisation. Cette plateforme servira à des expérimentations en psychologie cognitive visant à mesurer l'augmentation de la compréhension offerte par ces outils. L'humain étant au centre de l'environnement développé, certaines théories qui lui sont reliées, touchant notamment la psychologie cognitive, les interfaces personne-machine ainsi que la visualisation d'information, sont d'abord présentées. Une revue de diverses plateformes logicielles existantes, susceptibles d'offrir des fonctionnalités intéressantes pour l'implémentation, est également effectuée. Suite à une évaluation plus approfondie des outils retenus ainsi que plusieurs tests avec ces derniers, une première problématique, ayant trait au transfert de multiples flots de données XML partant du module Simulation vers le module Exploration, est alors abordée; la création de l'application ImageDataServer s'ensuit, faisant usage du framework ACE pour la gestion de multiples connexions et le traitement de données en parallèle. Suite à cette réalisation, des premiers jets de représentations visuelles, basés sur un scénario tactique de convoi militaire, sont développés à partir des données de simulation de ce scénario transférées vers Eye-Sys, une application de visualisation générique. Une scène 3D montrant l'évolution spatiale et temporelle ainsi que les interactions entre les agents de la simulation, véhicules militaires, explosifs et insurgés, y est mise en action grâce à des données provenant d'une base de données MySQL. La vue est également synchronisée à une application de simulation interactive, Multichronia, servant de point de contrôle principal pour l'utilisateur. Une évaluation des performances du système et une discussion sur divers aspects de développement complètent ce mémoire.

La représentation de soi à l'écran se constitue des signes qui manifestent l'interaction de l'usager avec le dispositif interactif. Elle a pour caractéristique d'être interactive mais surtout agie. Ce pouvoir agissant ou performatif nécessite une approche de la représentation comme expérience d'interaction et énonciation. Une méthode d'analyse appliquée de l'expérience immersive et d'identification a ainsi été élaborée sous la forme d'une typologie phanérologique de l'agencement représentationnel conjuguant approches sociale, cognitive et sémiotique.

Chaque jour, des personnes en situation de perte d'autonomie, due à l'âge ou la maladie, bénéficient de l'aide de certains de leurs proches, leurs aidants familiaux, qui les accompagnent dans des gestes simples qui ne le sont plus pour eux. Ces dernières années, une prise de conscience dans la société du rôle et de la charge qui repose sur les aidants familiaux commence à s'imposer et pose la question de l'aide aux aidants eux-mêmes. Le soutien social apparaît comme une réponse pertinente dans ce contexte afin d'offrir un espace d'échange et d'écoute entre pairs traversant ou ayant traversé les mêmes difficultés. Le projet de recherche présenté dans cette thèse s'inscrit dans cette problématique d'aide aux aidants familiaux en proposant d'apporter une contribution de la recherche en informatique sur ces questions complexes. Notre projet vise à proposer des services utiles et utilisables pour les aidants dans l'optique de développer une activité de soutien social en ligne. Afin de développer ces services, nous avons travaillé à élaborer un cadre de conception interdisciplinaire afin de mobiliser des analyses réalisées dans différentes perspectives théoriques et méthodologiques de la recherche en sciences humaines et sociales. Aloa-aidants.fr est l'application issue de cette recherche et a été développée en coopération le réseau de santé RéGéMA. Notre recherche porte donc sur une problématique de conception ouvrant à des questions tant sur la démarche et ses conditions de mise en œuvre que sur le produit de cette démarche.

Nous proposons dans ce travail d'analyser le comportement des utilisateurs exploitant des données vidéo. Notre objectif est de contribuer à comprendre pourquoi et comment chacune des séquences vidéo est visionnée par les utilisateurs. Pour cela, nous présentons une approche qui combine usage intra-vidéo et usage inter-vidéo. Au niveau intra-vidéo, nous définissons le visionnage d'une vidéo comme unité de comportement. Au niveau inter-vidéo, nous introduisons la session (enchaînement des vidéos visionnées) comme unité de comportement. Un comportement intra-vidéo est modélisé par un modèle de Markov construit en utilisant les différentes actions réalisées lors des vision nages que nous regroupons à l'aide d'une nouvelle méthode de regroupement (K-models). Cette méthode est dérivée de la technique des K-moyennes adaptée à l'utilisation de modèles. Nous caractérisons ainsi plusieurs comportements type qui permettent d'estimer quelle fut l'utilité ou d'une séquence vidéo lors d'une session. Un comportement inter-vidéo est modélisé par une session. Cette session est une séquence ordonnée des vision nages des séquences vidéo. Pour regrouper ces sessions, nous proposons une technique de regroupement hiérarchique qui présente la particularité de traiter des classes représentées par plusieurs sous-séquences enrichies par les comportements intra-vidéo. Les résultats obtenus sur des ensembles de test permettent d'identifier les comportements observés et d'en tirer des suppositions sur la pertinence des vidéos. Nous proposons également un modèle d'intégration dans un moteur de recherche permettant de détecter les erreurs d'indexation et de proposer des recherches alternatives.

Nous proposons un modèle, basé sur un système de productions décrivant plusieurs dimensions du rendement lors de l'apprentissage et l'utilisation de procédures d'édition de texte. Des prédictions faites à partir de simulations furent testées dans deux expériences étudiant l'utilisation de procédures spécifiques et générales chez des novices. Plusieurs hypothèses concernant le temps d'exécution, la charge mentale, le transfert, l'oubli, l'utilisation des menus d'aide, l'effet de prograD1Descomplexes d'apprentissage, ainsi que les choix de procédures furent vérifiées. Les résultats montrent que les procédures spécifiques ne sont pas plus rapides à utiliser, que leur apprentissage ne favorise pas le transfert subséquent à des procédures générales, et qu'une utilisation soutenue de ces commandes doit être présente pour permettre l'observation d'un meilleur rendement. Parallèlement, nous proposons deux méthodologies pour la mesure de la charge mentale d'un utilisateur.

La perte de conjoints et d’amis, la réduction progressive de leur mobilité et l’éloignement de plus en plus fréquent des enfants, plongent souvent les personnes âgées dans un isolement qui peut générer des dépressions qui ont à leur tour un impact négatif sur la santé. Des études médicales ont même démontré que l’isolement social augmente le risque de mortalité des personnes âgées. Alors que de nombreux programmes de recherche s’intéressent à développer une variété de solutions technologiques liées à la fragilité physique et/ou cognitive des personnes âgées pour qu’ils puissent rester le plus longtemps possible à domicile, nous nous intéressons à leur fragilité sociale qui limite leurs capacités à rester en contact avec la société. Nous émettons l’hypothèse que les technologies de l’information ont un rôle important à jouer pour apporter une solution à l’isolement social des personnes âgées. Mais concevoir des services adaptés et s’assurer de leur appropriation restent des questions ouvertes, auxquelles nous tentons de proposer des réponses, à la fois au niveau méthodologique et instrumental. Nous présentons une démarche de conception de services pour les personnes âgées, qui s’appuie sur la participation des futurs utilisateurs dans le cadre d’un «Living Lab». Nous illustrons cette démarche grâce à notre participation à un projet européen dont l’objectif est de développer des applications de télévision sociale pour contribuer au développement des interactions sociales entre pairs / Encouraging seniors to stay at home as long as possible is associated with a higher risk of social isolation. Extensive researches have established the strong relationship between social isolation and health, considering social engagement as an important component influencing psychological well-being and self-esteem of elderly people. In other words, aging well at home cannot be reduced to the management of physical and cognitive frailties and technologies should also tackle the quality of life of the elderly by fostering their social interactions especially for those who are living alone. We postulate that ICTs could alleviate elderly loneliness, in order to cope with their social frailty. However, designing appropriate services and ensure their adoption by the elderly remain open questions, which we try to provide answers at both methodological and instrumental level. We propose an approach to design services for the elderly based on the participation of the future users as part of a "Living Lab". We illustrate this approach by our participation in a European project aiming at developing and evaluating Social TV services. The objective is to foster social interactions among peers to enhance or restore social ties, with the goal of increasing psychological well-being and self-esteem of the elderly living alone