Face à la multiplication exponentielle du nombre de personnes souffrant d’une maladie chronique d’origine comportementale (e.g., tabagisme, alcoolisme, mauvaise alimentation, sédentarité), des interventions non médicamenteuses (INM) agissant sur ces comportements modifiables sont devenues incontournables en prévention et en complément des traitements. Parmi ces INM, les interventions numériques santé (INS) ouvrent un champ prometteur de changement durable de comportement de santé (e.g., objet connecté santé, application pour le téléphone, jeu vidéo). La thèse s’intéresse, au-delà de leur ergonomie et de leur fonctionnalité, à leur évaluation santé, de leur validation à leur surveillance. La première étude recense les modèles proposés dans le monde pour évaluer ces INS et les catégorise selon leurs paradigmes épistémologiques sous-jacents. Les résultats montrent une augmentation exponentielle de ces modèles et une absence de consensus ou de convergence vers un modèle comme cela a été le cas dans le médicament à la fin du XXème siècle. La deuxième étude s’appuie sur une revue systématique ayant identifié 90 essais interventionnels publiés testant les bénéfices et les risques de solutions numériques visant à lutter contre le tabagisme. Les résultats montrent une efficacité de certaines INS sur le tabagisme mais issue d’un corpus méthodologique très hétérogène limitant la portée des conclusions. Cette hétérogénéité est liée aux caractéristiques intrinsèques des INS (e.g., technologies utilisées et combinaison entre elles, multiplicité des théories du changement de comportement utilisées), aux méthodes d’évaluation utilisées (e.g., type de groupe contrôle, durée de suivi) et aux critères de jugement choisis (e.g., réduction du tabagisme ou arrêt). La discussion porte sur les limites actuelles dans la mise en évidence de l’efficacité et des risques des INS à cause d’approches paradigmatiques parallèles, le paradigme biomédical, le paradigme d’ingénierie et le paradigme comportemental. Le manque de consensus limite la comparabilité et la reproductibilité des résultats des études testant ces solutions numériques de santé. Elles restent pour la plupart à ce jour des solutions gadgets malgré un potentiel prometteur et promis par les industriels. La thèse encourage à la convergence vers un modèle consensuel de détermination du bénéfice/risque santé fondé sur la science de chaque INS et fait des propositions en ce sens. / To deal with the exponential increase of chronic diseases caused by health behavior (e.g., smoking, alcoholism, unhealthy eating, physical inactivity), non-pharmacological interventions (NPI) have become essential as a prevention tool and as a complement to treatments. Among these NPIs, behavioral intervention technologies (BIT) open up a promising field to a sustainable change in health behaviour (e.g., connected health devices, smartphone health apps, serious games). Beyond their ergonomics and their features, this thesis focuses on their evaluation in health, from their validation to their surveillance. The first study identifies the existing frameworks proposed around the world to evaluate these BITs and categorizes them, based on their underlying epistemological paradigm. The results show an exponential increase of these frameworks and a lack of consensus or convergence towards a common framework, as it had been the case for the drugs, by the end of the twentieth century. The second study is based on a systematic review used to identify 90 published interventional studies evaluating the benefits and the risks of digital solutions to fight against smoking. The results show that some BITs are effective against smoking but their effectiveness is based on a heterogeneous methodological corpus limiting the significance of the results produced. This heterogeneity is related to the inherent characteristics of the BITs (e.g., employed technologies and combination of technologies, multiplicity of the theories to change health behavior), to the chosen assessment methods (e.g., kind of control group, follow-up time) and to the chosen outcome measures (e.g., smoking reduction, smoking cessation). The discussion is focused on the current limitations to demonstrate the effectiveness and the risks of the BITs., due to parallel paradigmatic approaches, the biomedical paradigm, the engineering paradigm and the behavioral paradigm. The lack of consensus limits the comparability and the reproducibility of the results of the studies evaluating these BITs. Most of them are still gadgets, despite a promising potential, as predicted by the manufacturers. This thesis promotes the convergence to a consensual framework to determine the evidence-based benefits and risks of each BITs and introduces proposals to this effect.

Ce mémoire décrit la conception d’un dispositif, communicant sans fil, estimant la dépense énergétique liée à une activité physique (DEAP) de patients présentant de faibles niveaux d’activité physique (post-AVC) dans un milieu sensible comme les hôpitaux en associant fiabilité et sécurité. La nécessité d’une nouvelle conception s’appuie sur les résultats d’études préalables et de tests des dispositifs commercialisés dans ce domaine basés sur des accéléromètres. Pour limiter l’impact des radiofréquences, nous utilisons une technologie optique sans fil avec un émetteur porté par le patient en mouvement (plateforme existante associée à un accéléromètre et un système d’émission par diode infrarouge) et des récepteurs fixés au plafond reliés via Ethernet à un ordinateur distant permettant l’analyse des données. La probabilité de coupure d’un lien mobile en optique sans fil par transmission diffuse a été établie théoriquement en considérant un débit faible et une haute qualité de service classique dans le domaine médical. La mesure du nombre de pertes de trame durant la communication a permis de valider les performances théoriques de la technologie optique sans fil et d’établir la fiabilité de ce type de transmission infrarouge en fonction du nombre de récepteurs. Le calcul de la DEAP a été effectué à partir d’un pré-étalonnage sur deux personnes en comparant les résultats obtenus avec ceux donnés par calorimétrie et ceux donnés par un dispositif commercial. Nous avons optimisé l’étalonnage en réalisant un protocole d’essais avec un échantillon de personnes plus vaste puis avec un échantillon de onze personnes post-AVC pour valider le prototype. / This thesis describes the design of a wireless device, communicating and estimating the energy expenditure (EE) related to physical activity of patients with low levels of physical activity (post stroke) in a sensitive environment such as hospitals by combining reliability and safety. The necessity of a new device is based on the results of preliminary studies and tests of commercially available devices (for the same use) based on accelerometers. To limit the impact of radio frequencies, we use optical technology with a wireless transmitter worn by a mobile patient (existing platform combined with an accelerometer and a system of transmission with infrared diode) and receiver fixed on the ceiling and connected via Ethernet to a remote computer for data analysis. The outage probability of a mobile wireless diffuse optical transmission was theoretically established by considering a low speed and a high quality of service in the conventional medical area. Measuring the number of frame losses during communication validates the theoretical performance of the optical wireless technology and proves the reliability of this type of mobile infrared transmission according to the number of receivers. The calculation of the EE has been performed on a pre-calibration from two people by comparing the results with those given by calorimetry and those given by a commercial device. We optimized the calibration by performing a test protocol with a larger sample of people and with a sample of eleven stroke people to validate the prototype.

Cotutelle internationale avec le Laboratoire Éducations et Promotion de la Santé (Santé publique - UR 3412) de l'Université Sorbonne Paris Nord. / L'autosurveillance glycémique est essentielle pour les personnes vivant avec un diabète afin d'évaluer leur glycémie et adapter leurs traitements ou comportements. En France, depuis 2017, le glucomètre connecté à mesure flash FreeStyle Libre est proposé aux personnes vivant avec un diabète à la condition de suivre une éducation spécifique au sein de structures coutumières de l’éducation thérapeutique et du diabète. La littérature scientifique a montré l'efficacité de l'autosurveillance avec ce système, mais il existe peu d'études sur son appropriation et son impact. Cette recherche vise à décrire et comprendre le phénomène d’appropriation du FreeStyle Libre en identifiant comment elle s’est déroulée, comment elle s’opérationnalise, selon quelles interventions, chez qui cela fonctionne, dans quels contextes, et quels sont les mécanismes en jeu. Une évaluation réaliste a été menée en se basant sur une théorie de moyenne portée. Cette recherche a été réalisée au sein de quatre terrains en région parisienne auprès de 48 personnes vivant avec un diabète et professionnels de santé. Tout d’abord, les résultats montrent qu’au cours du temps, les programmes ont évolué dans leurs modalités et contenus, dans la façon dont ils s’organisaient, mais aussi que les interventions éducatives réellement mises en œuvre diffèrent au regard des interventions qui sont censées avoir cours. Ensuite, pour expliquer l’appropriation du FreeStyle Libre, 114 chaînes de contexte-mécanismes et effets ont été construites et éclairent sur l’acceptation du FreeStyle Libre, les conditions et modalités d’utilisation et sur les effets produits grâce à celle-ci. Les chaînes de contextes-mécanismes-effets mettent en évidence des contextes plus favorables à l’appropriation (littératie numérique élevée, empowerment préexistant, engagement dans la démarche d’autogestion…) et des contextes moins favorables (trait de personnalité compulsive, littératie générale ou numérique faible, absence d’éducation et d’accompagnement…). Les mécanismes qui sont générés font appel aux connaissances, à l’absence de crainte sur la confidentialité et l’immixtion dans la vie privée, à la motivation, et aux normes personnelles. L’acceptation du FSL est forte et fait intervenir la perception que la technologie peut contribuer à la performance de l’autosurveillance glycémique et qu’elle est facile à utiliser. Ensuite, l’analyse a permis de discriminer plusieurs modalités d’utilisation suivant des indicateurs quantitatifs et qualitatifs de l’usage. Des effets de l’appropriation sont identifiés dans l’amélioration de la qualité de vie dans le diabète, l’amélioration de la relation interpersonnelle entre soignants et personnes soignées, dans la diminution d’une anxiété liée au diabète, dans l’adaptation des traitements et des comportements et enfin dans la connaissance de la maladie et le raisonnement des personnes. La théorie de moyenne portée finale constituée sur la base de ces résultats adresse un modèle global de l’appropriation du FreeStyle Libre. Cette étude montre qu’il existe de nombreuses variations de l’appropriation. Elle situe que l’éducation à l’utilisation du FreeStyle Libre est nécessaire pour en tirer davantage parti et identifie un manque d’intégration de la technologie connectée dans les programmes d’éducation thérapeutique, ce qui constitue un enjeu particulier pour l’avenir. / Self-monitoring of blood glucose is essential for people living with diabetes to assess their blood glucose levels and adapt their treatment or behaviour. In France, since 2017, the FreeStyle Libre (FSL) flash glucose meter has been offered to people living with diabetes on the condition that they attend a specific education program within facilities accustomed to diabetes and therapeutic education. The scientific literature has shown the efficacy of self-monitoring with this system, but there are few studies on its appropriation and impact. This research aims to describe and understand the phenomenon of appropriation of FreeStyle Libre by identifying how it has been implemented, how it is operationalized, according to which interventions, in whom it works, in which contexts, and what mechanisms are at work. A realist evaluation was carried out based on a middle-range theory. This research was conducted in four settings in the Paris area involving 48 people living with diabetes and healthcare professionals. First of all, the results show that over time, the programmes have evolved in their modalities and contents, in the way they were organized, but also that the implemented educational interventions differed from those that were supposed to take place. Next, to explain the appropriation of FreeStyle Libre, 114 context-mechanism-effect chains were constructed that shed light on the acceptance of FreeStyle Libre, the conditions and modalities of its use, and the effects produced through it. The context-mechanism-effect chains highlight contexts that are more favourable to appropriation (high digital literacy, pre-existing empowerment, commitment to self-management, etc.) and less favourable contexts (compulsive personality trait, low general or digital literacy, lack of education and support, etc.). The mechanisms that are generated involve knowledge, lack of fear about confidentiality and privacy, motivation, and personal norms. Acceptance of the FSL is strong and involves the perception that the technology can contribute to the performance of self-monitoring of blood glucose and that it is easy to use. Then, the analysis allowed us to distinguish several modalities of use according to quantitative and qualitative indicators of use. The effects of appropriation are identified in the improvement of the quality of life in diabetes, the improvement of the interpersonal relationship between caregivers and cared-for persons, the reduction of anxiety related to diabetes, the adaptation of treatments and behaviours, and finally in the knowledge of the disease and the reasoning of the persons. The final middle-range theory built on these results addresses a global model of the appropriation of FreeStyle Libre. This study shows that there are many variations of appropriation. It identifies that education in the use of FreeStyle Libre is needed to get more out of it, and identifies a lack of integration of connected technology into health education programmes, which is a particular challenge for the future.