La construction d’interfaces homme-machine au dessus d’applications complexes soulève aujourd’hui des problèmes importants et requiert des efforts de recherche conséquents et soutenus. Il s’agit en effet d’aborder des technologies de plus en plus diverses et complexes de façon à construire des interfaces modulaires, évolutives et tirant profits des récents progrès dans les domaines de la programmation et des intergiciels. Il s’agit également de permettre à des non informaticiens, spécialistes de l’ergonomie, de définir et de mettre en place des interfaces appropriées. L’approche orientée service (Service-oriented Computing - SOC) constitue une avancée récente en Génie Logiciel. Cette approche promeut la mise en place de solutions modulaires et dynamiques permettant de faire évoluer, possiblement à l’exécution, les interfaces. L’approche orientée service est très prometteuse et de nombreux projets de recherche sont en cours dans les domaines de l’intégration d’entreprise, des équipements mobiles ou encore de l’informatique pervasive. L’approche orientée service demeure néanmoins complexe et demande un haut niveau d’expertise. Elle est difficilement accessible par des informaticiens non formés et totalement hors de portée des ingénieurs d’autres métiers, ergonomes par exemple. L’approche proposée dans cette thèse est de construire un atelier manipulant des services IHM abstraits. Ces services abstraits décrivent leurs fonctionnalités et leurs dépendances à un haut niveau d’abstraction. Ils peuvent ainsi être composés de façon plus aisée par des ingénieurs non experts en SOC. Le rôle de l’atelier est ensuite d’identifier des services concrets, implantant les services abstraits, de les composer en générant le code nécessaire (glue code) et de les déployer sur une plate-forme d’exécution. Un deuxième point concerne la spécialisation de l’atelier. Il est effet important de proposer un langage de composition de services proches des concepts métiers manipulés par les experts, notamment les ergonomes. Un tel langage se base sur les concepts métiers et intègre les contraintes de composition propres au domaine. L’approche actuelle passe par l’utilisation de méta-modèles, exprimant les connaissances métier, pour la spécialisation de l’atelier. / N pervasive environments, with the proliferation of communicating devices in the environments (e.g., remoter controller, gamepad, mobile phone, augmented object), the users will express their needs or desires to an enormous variety of services with a multitude of available interaction modalities, expecting concurrently the environment and its equipment to react accordingly. Addressing the challenge of dynamic management at runtime of multimodal interaction in pervasive environments, our contribution is dedicated to software engineering of dynamic multimodal interfaces by providing: a specification language for multimodal interaction, an autonomic manager and an integration platform. The autonomic manager uses models to generate and maintain a multimodal interaction adapted to the current conditions of the environment. The multimodal interaction data-flow from input devices to a service is then effectively realized by the integration platform. Our conceptual solution is implemented by our DynaMo platform that is fully operational and stable. DynaMo is based on iPOJO, a dynamic service-oriented component framework built on top of OSGi and on Cilia, a component-based mediation framework.

Cette recherche vise à analyser la communication pédagogique multimodale dans des mondes synthétiques (virtuels). L'étude se focalise sur le rapport entre le verbal et le non verbal et son rôle de soutien pour la production et la participation verbales en langue étrangère. Celui-ci est analysé dans une perspective socio-sémiotique de la multimodalité, dans le contexte d'une formation conduite dans le monde synthétique Second Life selon une approche Enseignement d'une Matière Intégré à une Langue Étrangère (Emile). La formation, 'Building Fragile Spaces' menée dans le cadre du projet européen ARCHI21 a été conçue pour des étudiants d'architecture dont la langue étrangère était soit le français soit l'anglais.Le rapport entre le verbal et le non verbal est examiné selon trois angles différents. Premièrement, le rôle du non verbal pendant une activité de construction collaborative est analysé au vu des opportunités offertes par des mondes synthétiques pour la co-création de l'environnement et pour la collaboration. A travers cette étude, nous nous demandons si l'utilisation du mode non verbal a un impact sur la participation des étudiants dans le mode verbal et si le rapport entre ces deux modes a une influence sur la production verbale. Deuxièmement, l'utilisation du non verbal pour la construction des identités est abordée et est considérée en rapport avec l'interaction et la participation verbale des étudiants dans la langue étrangère. Finalement, la recherche se concentre sur le rapport entre les modalités audio et clavardage dans le mode verbal. Plus particulièrement, l'étude s'intéresse au rôle du clavardage dans l'interaction puisqu'il est en compétition non seulement avec l'audio mais également avec plusieurs modalités non verbales. La possibilité d'utiliser le clavardage pour la rétroaction est également abordée.Cette thèse cherche à contribuer aux considérations méthodologiques exigées pour que la recherche concernant la communication pédagogique multimodale dans des mondes synthétiques puisse aller au-delà des exemples spéculatifs et anecdotiques. Une typologie de modalités verbales et non verbales est proposée. Elle sert à étendre une méthodologie proposée pour la transcription des interactions multimodales aux interactions possibles dans les mondes synthétiques. En vue de la problématique plus générale, dans les domaines des Sciences Humaines et des Sciences du Langage, il s'agit de rendre visibles et accessibles publiquement les données utilisées pour les analyses. En effet, cette étude se réfère à un corpus d'apprentissage dans son approche méthodologique. La construction d'un corpus structuré permet d'effectuer des analyses contextualisées des données recueillies lors de la formation 'Building Fragile Spaces'.Cette recherche propose quelques éléments de réponse concernant l'augmentation de la participation verbale en rapport avec l'organisation proxémique des étudiants, la customisation de l'apparence des avatars des étudiants et l'utilisation importante des actes non verbaux. Concernant la production verbale, l'étude décrit comment, dans le mode non verbal, le mouvement de l'avatar est employé en tant que stratégie pour surmonter des difficultés de communication dans le mode verbal. Ces difficultés concernent, en particulier, l'expression de la direction et de l'orientation. L'étude montre également l'intérêt d'utiliser le clavardage pour offrir de la rétroaction concernant la forme linguistique dans le but de soutenir la production verbale des apprenants dans la modalité audio. Au vu des résultats, l'étude propose quelques considérations concernant la conception des activités pédagogiques pour l'apprentissage des langues dans des mondes synthétiques. / This research focuses on multimodal pedagogical communication in synthetic (virtual) worlds. The study investigates the interplay between verbal and nonverbal interaction which supports verbal participation and production in a foreign language. This is analysed from a socio-semiotic perspective of multimodality within the context of a course held in the synthetic world Second Life, which adopted a Content and Language Integrated Learning (CLIL) approach. The course, entitled 'Building Fragile Spaces', formed part of the European project ARCHI21. It was designed for higher education students of Architecture whose foreign language was either French or English.The interplay between verbal and nonverbal interaction is examined from three different angles. Firstly, considering the opportunities synthetic worlds offer for the co-creation of the environment through building activities and for collaboration, the role played by the nonverbal mode during a collaborative building activity is investigated. The study questions whether the use of the nonverbal mode impacts on the participation of students in the verbal mode, and whether any interplay exists between these two modes that influences verbal production. Secondly, use of the nonverbal mode by students in inworld identity construction is addressed and considered with reference to their verbal interaction, and participation, in the foreign language. Thirdly, the research concentrates upon interplay between the audio and textchat modalities in the verbal mode. More specifically, the focus is on whether the textchat plays a role during interaction, considering it is in competition not only with the audio modality but also with several nonverbal modalities; and on whether the textchat modality can serve for feedback provision on language form.This thesis seeks to contribute to the methodological considerations to allow research to move beyond speculative and anecdotal examples of multimodal pedagogical communication in synthetic worlds. A typology of nonverbal and verbal modalities is proposed, and then drawn upon, to extend a previous methodology suggested for multimodal transcription to interactions in synthetic worlds. Considering, within the fields of Social Sciences and Language Sciences, the more general research problem to render research data used for analyses visible and publically accessible, the study adopts a LEarning and TEaching Corpus (LETEC) methodological approach. Constituting a structured corpus allows for contextual analyses of the data collected during the 'Building Fragile Spaces' course.This research offers insights into how verbal participation increases with reference to the proxemic organisation of students, the customization of students' avatar appearance and an increased use of nonverbal acts. Concerning verbal production, the study shows how avatar movement in the nonverbal mode was used as a strategy to overcome verbal miscommunication when expressing direction and orientation and also the benefits of using the textchat modality for feedback on language form in order to support learners’ productions in the audio modality. In light of these results, the study suggests some considerations concerning the design of pedagogical activities for language learning within synthetic worlds.

Addis-Abeba, qui s’étend sur 540 km2 et compte 3,1 millions d’habitants, connait aujourd’hui des transformations socio-économiques et spatiales rapides. Elle n’est pas seulement le coeur politique, commercial, économique et financier du pays mais aussi une ville internationale accueillant le siège de l’Union africaine et d’autres institutions internationales. Comme d’autres villes africaines, elle connait un rythme élevé d’urbanisation. Ce processus a impliqué la croissance du nombre d’habitants mais aussi une extension spatiale accrue. En conséquence, la demande de déplacements et la longueur des parcours ont augmenté. Le transport joue ainsi un rôle clé, pesant sur le développement socio-économique et la configuration de l’espace urbain. Tout aussi important, en tant que demande dérivée, il joue sur la capacité des citadins à accomplir leurs diverses activités. La motorisation des ménages restant faible en dépit d’une lente progression, le transport public constitue le principal moyen d’accès à une mobilité motorisée pour la majorité de la population. L’offre est constituée d’une multitude d’opérateurs formels et informels, travaillant selon un schéma artisanal. On estime à plus de 18 000 les véhicules de transport public, la plupart de faible capacité, qui parcourent chaque jour les rues d’Addis-Abeba. En dépit de son importance, le transport public souffre de capacités d’investissement insuffisantes ainsi que, jusqu’à récemment, du manque d’une politique publique claire et affirmée. Il pâtit également de l’absence d’une approche intégrée, pour sa planification, sa gestion et sa mise en oeuvre. De nombreuses villes du Nord, parfois depuis près d’un demi-siècle, ont choisi de construire un service intégré de transport public. L’intégration y est vue comme un outil viable pour offrir un transport urbain de haute qualité et « sans couture », permettant un développement urbain durable. Par contre, les villes africaines, caractérisées par une urbanisation rapide, des taux d’équipement automobile faibles, un système de transport public déficient et des contraintes financières majeures manquent de telles expériences d’intégration du transport public. Notre question est donc : « Comment les villes africaines peuvent-elles reproduire et mettre en oeuvre des politiques d’intégration du transport public ? », originellement développées dans les villes du Nord. La thèse essaie d’apporter des éléments de réponse à cette question. Elle s’appuie sur une analyse des différentes formes d’intégration du transport public. Puis elle propose un schéma de conception et de mise en oeuvre d’un système de transport public intégré, appréhendé comme un outil de mobilité urbaine durable pour Addis-Abeba. / Addis Ababa, with an area of 540 km2 and with population of 3.1 million people is experiencing a rapid pace of socio-economic and physical transformation. The city is not only the political, commercial, economic and financial hub of the country but also an international city serving as the seat of the African Union and various international organizations. Alike many African Cities, Addis Ababa has been undergoing a high rate of urbanization. This process of rapid urbanization has resulted in the increase in the size of the population and the physical expansion of the city. As a consequence, travel demand and length of the trip are increasing. Transportation plays a key role in determining the socioeconomic development and shaping the spatial development framework of the city. Equally important, transportation as derived demand is also a fundamental means for residents to fulfill their various activities. In Addis Ababa motorization, although on the increase, is low and public transportation is the most important mode of motorized mobility for the large majority of the city’s population. There are various formal and informal operators of the public transport mainly operating on individual basis. It is estimated that there are over 18,000 public transport vehicles that are daily running in Addis Ababa, most of them low capacity vehicles. Despite its importance, the public transport sector not only suffers from shortage, insufficient capital investment, and until recently lack of clear governmental policy and leadership but also from the absence of integrated approach to its operation, planning and management.Many cities in the North have embarked on integrating the provision of public transportation for nearly half a century now. In these cities, integration in public transportation has been recommended as a viable instrument for providing high quality and seamless urban transport and enhancing sustainable urban development. African cities which are characterized by their high urbanization rate, low level of private car ownership, deficient public transportation system and significant financial constraints lack public transportation integration experiences. The question is then ‘how do African cities replicate and implement public transport integration practices?’ that have been originally developed for the Cities of the North. The thesis attempts to answer this question and analyses the different forms of public transport integration. It then proposes a framework for implementing integrated public transport as a sustainable means of urban mobility in Addis Ababa.

L’étude de la rétroaction corrective constitue un enjeu important dans la recherche en didactique des langues et a été en partie renouvelée par l’utilisation des technologies. Or, peu de recherches se sont penchées sur la manière dont les enseignants fournissent une rétroaction corrective sur la production orale des apprenants lors d’interactions en ligne. C’est pourquoi nous nous proposons d’analyser six semaines d’interactions entre des apprentis enseignants en formation dans un master de didactique de français langue étrangère (désormais FLE) d’une université française (Lyon 2) et des apprenants de FLE d’une université étrangère (DCU). Notre étude relevant d’une recherche qualitative s’appuie un corpus complexe comprenant des interactions en ligne transcrites et annotées au moyen du logiciel ELAN, des bilans multimodaux réalisés par les enseignants et les discours des participants. Nous avons analysé ces données dans une perspective multimodale selon laquelle toutes les ressources sémiotiques contribuent à produire du sens, sans hiérarchisation de celles-ci a priori. En somme, ce travail vise à étudier les effets de la multimodalité sur la manière dont les apprentis enseignants et les apprenants coconstruisent les séquences de rétroactions correctives en ligne afin, dans un deuxième temps, de faire des propositions didactiques pour la formation. / This work aims to analyze six weeks of videoconferenced pedagogical interaction between trainee teachers enrolled in a master's degree in teaching French as a foreign language (FLE) at a French university (Lyon 2) and learners of French at a foreign university (Dublin City University). Corrective feedback is an important issue in foreign language pedagogy, renewed by the use of technologies. However, there has been little research on how teachers provide corrective feedback on learners' oral production in online interactions. Our qualitative study is based on the analysis of ecological data, organized into a complex corpus of video interactions transcribed and annotated using the ELAN software. We observed multimodal assessments made by the teachers, as well as participants' commentary containing their perception of the corrective feedback. We analyzed these data from a multimodal perspective according to which all the semiotic resources contribute to make meaning without automatically prioritizing one mode over another. In sum, this work aims to understand how teachers and learners co-construct corrective feedback sequences. We also want to update the effects of multimodality on the interactions in order to make pedagogical proposals for the training of future teachers of French as a foreign language.

La thérapie cellulaire consiste à utiliser des cellules comme médicament injectable dans le but de favoriser la réparation d'un tissu ou d'un organe. Certaines cellules possèdent la propriété de stimuler la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. Elles présentent un intérêt pour le développement d'un traitement des ischémies des membres inférieurs ou du myocarde. Déterminer le devenir de ces cellules après injection in vivo est important pour comprendre les mécanismes responsables de l'efficacité d'un tel traitement. Cependant, il est difficile à observer et très peu décrit dans la littérature. Quelques exemples d'utilisation de nanotechnologies sont rapportés pour suivre des cellules in vitro. Mais des facteurs limitant tels qu'une complexité de mise en oeuvre de ces techniques ou leur trop faible sensibilité rend difficile leur utilisation in vivo. Ce travail de thèse propose de décrire le développement de nanoparticules originales associant les modalités d'imagerie optique et d'IRM afin de marquer simplement des cellules ayant un potentiel thérapeutique. Les protocoles développés ont permis de vectoriser et suivre en temps réel ces cellules après injection chez la souris. / Cell therapy aims to use cells as injectable medicines in order to enhance damaged organs or tissues repair. Some cells have the ability to promote new blood vessels growth. Therefore, they have an interest in revascularization of ischemic tissues and are potential candidates for cell therapy in peripheral ischemia or myocardial infarction. Being able to determine these cell's fates after in vivo injection is a major step to better understand the mechanisms of such treatments efficiency. However, following this phenomenon is challenging and rarely described in scientific litterature. Only some applications of nanotechnologies to follow labeled cells in vitro have been published. But limitations as implementation complexity or a low sensitivity prevent from using these techniques in vivo. This phD work describes the development of new hybrids nanoparticules associating optical and magnetic resonance imaging modalities in order to efficiently label cells that have a therapeutic potential. Developed protocols allowed us to follow magnetic cell vectorisation after injection in mice in real time.

De nombreux phénomènes naturels sont trop complexes pour être pleinement reconnus par un seul instrument de mesure ou par une seule modalité. Par conséquent, le domaine de recherche de la multi-modalité a émergé pour mieux identifier les caractéristiques riches du phénomène naturel de la multi-propriété naturelle, en analysant conjointement les données collectées à partir d’uniques modalités, qui sont en quelque sorte complémentaires. Dans notre étude, le phénomène d’intérêt multi-propriétés est l’activité du cerveau humain et nous nous intéressons à mieux la localiser au moyen de ses propriétés électromagnétiques, mesurables de manière non invasive. En neurophysiologie, l’électroencéphalographie (EEG) et la magnétoencéphalographie (MEG) constituent un moyen courant de mesurer les propriétés électriques et magnétiques de l’activité cérébrale. Notre application dans le monde réel, à savoir le problème de reconstruction de source EEG / MEG, est un problème fondamental en neurosciences, allant des sciences cognitives à la neuropathologie en passant par la planification chirurgicale. Considérant que le problème de reconstruction de source EEG /MEG peut être reformulé en un système d’équations linéaires sous-déterminé, la solution (l’activité estimée de la source cérébrale) doit être suffisamment parcimonieuse pour pouvoir être récupérée de manière unique. La quantité de parcimonie est déterminée par les conditions dites de récupération. Cependant, dans les problèmes de grande dimension, les conditions de récupération conventionnelles sont extrêmement strictes. En regroupant les colonnes cohérentes d’un dictionnaire, on pourrait obtenir une structure plus incohérente. Cette stratégie a été proposée en tant que cadre d’identification de structure de bloc, ce qui aboutit à la segmentation automatique de l’espace source du cerveau, sans utiliser aucune information sur l’activité des sources du cerveau et les signaux EEG / MEG. En dépit du dictionnaire structuré en blocs moins cohérent qui en a résulté, la condition de récupération conventionnelle n’est plus en mesure de calculer la caractérisation de la cohérence. Afin de relever le défi mentionné, le cadre général des conditions de récupération exactes par bloc-parcimonie, comprenant trois conditions théoriques et une condition dépendante de l’algorithme, a été proposé. Enfin, nous avons étudié la multi-modalité EEG et MEG et montré qu’en combinant les deux modalités, des régions cérébrales plus raffinées sont apparues / Three main challenges have been addressed in this thesis, in three chapters.First challenge is about the ineffectiveness of some classic methods in high-dimensional problems. This challenge is partially addressed through the idea of clustering the coherent parts of a dictionary based on the proposed characterisation, in order to create more incoherent atomic entities in the dictionary, which is proposed as a block structure identification framework. The more incoherent atomic entities, the more improvement in the exact recovery conditions. In addition, we applied the mentioned clustering idea to real-world EEG/MEG leadfields to segment the brain source space, without using any information about the brain sources activity and EEG/MEG signals. Second challenge raises when classic recovery conditions cannot be established for the new concept of constraint, i.e., block-sparsity. Therefore, as the second research orientation, we developed a general framework for block-sparse exact recovery conditions, i.e., four theoretical and one algorithmic-dependent conditions, which ensure the uniqueness of the block-sparse solution of corresponding weighted mixed-norm optimisation problem in an underdetermined system of linear equations. The mentioned generality of the framework is in terms of the properties of the underdetermined system of linear equations, extracted dictionary characterisations, optimisation problems, and ultimately the recovery conditions. Finally, the combination of different information of a same phenomenon is the subject of the third challenge, which is addressed in the last part of dissertation with application to brain source space segmentation. More precisely, we showed that by combining the EEG and MEG leadfields and gaining the electromagnetic properties of the head, more refined brain regions appeared.

Cette thèse est consacrée au phénomène du renouveau de la marche en milieu urbain. Depuis une dizaine d'années, un grand nombre de villes en Europe et ailleurs ont entamé une réflexion en profondeur sur la promotion de la marche sur leur territoire. Cette démarche est accompagnée d'opérations de valorisation urbanistique, à différentes échelles, dans une optique de développement intégré de la ville dite multimodale. La marche est ici considérée non pas uniquement pour elle-même, mais en tant que pivot de la multimodalité. Ce thème porteur de nouvelles dynamiques d'aménagement qui transforment le fait urbain est analysé à partir d'un cadre théorique transversal à la croisée de l'urbanisme, la géographie, la sociologie et l'anthropologie urbaines. La méthode employée est fondée sur l'observation participante multi-terrains, prenant comme cas d'étude principaux Lausanne, Genève et Bilbao. A partir des expériences menées par ces villes pour promouvoir la marche à différentes échelles, la thèse construit son plaidoyer autour de l'échelle de l'agglomération, envisagée comme la seule à même de pouvoir véritablement assurer le renouveau de la marche dans le contexte de la ville du XXIe siècle. Ce plaidoyer récapitule les raisons qui font de cette nouvelle échelle de réflexion, a priori inattendue, une étape nécessaire pour garantir l'intégration de la marche au sein de stratégies multimodales complexes au sein de bassins de vie toujours plus étendus. La thèse passe ainsi en revue diverses actions pour redonner à la marche ses lettres de noblesse et lui assurer la place qui lui revient au sein du système de mobilité complexe qui fonde aujourd'hui le monde urbain.

Cette thèse est consacrée au phénomène du renouveau de la marche en milieu urbain. Depuis une dizaine d’années, un grand nombre de villes en Europe et ailleurs ont entamé une réflexion en profondeur sur la promotion de la marche sur leur territoire. Cette démarche est accompagnée d’opérations de valorisation urbanistique, à différentes échelles, dans une optique de développement intégré de la ville dite multimodale. La marche est ici considérée non pas uniquement pour elle-même, mais en tant que pivot de la multimodalité. Ce thème porteur de nouvelles dynamiques d’aménagement qui transforment le fait urbain est analysé à partir d’un cadre théorique transversal à la croisée de l’urbanisme, la géographie, la sociologie et l’anthropologie urbaines. La méthode employée est fondée sur l’observation participante multi-terrains, prenant comme cas d’étude principaux Lausanne, Genève et Bilbao. A partir des expériences menées par ces villes pour promouvoir la marche à différentes échelles, la thèse construit son plaidoyer autour de l’échelle de l’agglomération, envisagée comme la seule à même de pouvoir véritablement assurer le renouveau de la marche dans le contexte de la ville du XXIe siècle. Ce plaidoyer récapitule les raisons qui font de cette nouvelle échelle de réflexion, a priori inattendue, une étape nécessaire pour garantir l’intégration de la marche au sein de stratégies multimodales complexes au sein de bassins de vie toujours plus étendus. La thèse passe ainsi en revue diverses actions pour redonner à la marche ses lettres de noblesse et lui assurer la place qui lui revient au sein du système de mobilité complexe qui fonde aujourd’hui le monde urbain. / This thesis deals with the renewal of walking in the urban realm since the last decade. A great number of cities in Europe and abroad have been promoting walking since the year 2000 with renewed energy. This trend accompanies operations of urban renewal through different scales within the integrated framework of new urbanism, transit-oriented development, to match the desire of these urban authorities to make their territory a more walkable place in order to become sustainable and liveable cities. These changes are analysed through the intricated prisma of several urban disciplines, namely geography, sociology and anthropology. A multi-site participant observation methodology has been applied to the case studies of Lausanne, Geneva and Bilbao to extract from their experiences the utmost in walking promotion tools and positive visions for a walkable future. The hypothesis of this work is based on the bold assumption that the scale of the agglomeration is the best scale today to think and plan for walking in our urban scattered environments. Walking is therefore to be considered beyond proximity alone. It is better taken when synergies may evolve from intertwining its nearness dynamics with the potential offered by the scale and speed of other modes of transport, namely public transport and shared modes. Within this framework of thought, the thesis reviews facts and figures as well as best practices in order to give walking the place it deserves within our multimodal world.