L'accident vasculaire cérébral (AVC) est une des principales causes de handicap et de décès chez les adultes dans le monde. Un nombre important de travaux de recherche ont été émergés afin d'améliorer les stratégies de rééducation en incluant les jeux sérieux dans le processus thérapeutique. L'avantage des jeux sérieux consiste à fournir aux patients un environnement d'entraînement personnalisé et immersive. La thèse se focalise sur une technique d'adaptation qui vise à améliorer les résultats de l'entrainement des patients tout en maintenant leur motivation durant une session thérapeutique. La technique est basée sur l'évaluation des capacités motrices des patients hémiplégiques pour adapter dynamiquement la difficulté de jeu. Elle a été évaluée via des expérimentations avec des joueurs sains, des thérapeutes et des patients atteints d'AVC. Les résultats de l'évaluation montrent que la technique d'adaptation permet d'augmenter le nombre de tâches, le nombre de tâches réussies ainsi que l'amplitude du mouvement. En outre, elle permet également de maintenir la motivation des joueurs en la comparant aux stratégies de contrôle. Cela peut être donc prometteur pour améliorer la récupération de patients qui ont subi un AVC. / A stroke is among the major causes of adults' disability and death worldwide. To date, a growing amount of research studies have been devoted to improve rehabilitation strategies by including serious games in the therapeutic process. The benefit of serious games lies in providing patients with a customized and immersive training environment. The thesis focuses on an adaptation technique that seeks to enhance the patients' training outcomes while maintaining their motivation. It is based on the assessment of the patient's motor abilities to dynamically adapt the game difficulty. The technique has been evaluated through experiments with healthy players, therapists and stroke patients. The results of the evaluation show that the adaptive technique has increased the training outcomes in terms of the number of tasks, number of successful tasks as well as the movement amplitude. In addition, it has also maintained the players' motivation compared with the control strategies. This can therefore be promising to enhance stroke patients' recovery.

Cette thèse s’adresse à la problématique de contrôle/commande et d'observation des exosquelettes du membre supérieur pour l’assistance à la mobilité des personnes qui souffrent d'un déficit moteur, caractérisé par une perte totale ou partielle des capacités motrices. Le robot utilisé pour les validations est conçu par RB3D dans le but des travaux de recherches sur les lois de commandes pour la rééducation du membre supérieur au sien du Laboratoire LISSI (Laboratoire Images, Signaux et Systèmes Intelligents) de l’UPEC, appelé ULEL (Upper Limb Exoskeleton of LISSI).Deux approches de commande d'exosquelettes pour la rééducation fonctionnelle du membre supérieur ont été proposées. La première commande est conçue sur la base d’un estimateur en-ligne des paramètres dynamiques. Cette méthode d'adaptation permet d'améliorer les performances de contrôle de ce système, et de compenser les erreurs paramétriques dues au couplage de l'exosquelette avec le membre humain.La deuxième contribution consiste en une stratégie de commande robuste basée sur les modes glissants. Cette stratégie non-linéaire, garantie la convergence des erreurs de poursuite vers zéro en temps fini lorsque le régime de glissement est atteint. Ce type de commande est connu par sa robustesse vis-à-vis les variations paramétriques et les perturbations externes. L'efficacité de la méthode proposée est démontrée expérimentalement pour le mode de rééducation passif.Dans la dernière partie de la thèse, un observateur en mode glissant d'ordre supérieur est proposé pour estimer les couples d'interactions homme-exosquelette. L'observateur proposé est capable d'estimer les efforts au niveau de l'interface d'interaction entre l'exosquelette et le membre humain, en utilisant les mesures de position et l'entrée de commande. Les résultats obtenus montrent l’efficacité des solutions proposées sur l’exosquelette ULEL. / This thesis addresses the problem of control of an upper limb exoskeleton for mobility assistance of people who suffer from a motor deficit, characterized by a total or partial loss of motor skills. The robot used is designed by RB3D for the purpose of research work on the control laws for the rehabilitation of the upper limb at LISSI Laboratory (Laboratory Images, Signals and Intelligent Systems) of the UPEC university; this exoskeleton is called ULEL (Upper Limb Exoskeleton of LISSI).Two approaches to control exoskeletons for functional rehabilitation of the upper limb have been proposed. The first control is based on an online estimator of dynamic parameters. This adaptation method makes it possible to improve the control performance of this system, and to compensate for parametric errors due to coupling the exoskeleton with the human limb.The second contribution consists of a robust control strategy based on sliding modes. This nonlinear strategy guarantees the convergence of tracking errors to zero in finite time when the sliding mode is reached. This type of control is known by its robustness with respect to parametric variations and external disturbances. The effectiveness of the proposed method is experimentally demonstrated for the passive rehabilitation mode.Finally, in the last part of this thesis, a higher order sliding mode observer is proposed to estimate interactions torques of the human-exoskeleton system. The proposed observer is able to estimate the forces at the interaction interface between the exoskeleton and the human limb, using the position measurements and the control input. The obtained results show the effectiveness of the proposed solutions using the exoskeleton ULEL.