Les applications de réalité augmentée peuvent être conçues de différentes manières, mais encore très peu tirent partie de la géolocalisation.Pourtant, aujourd'hui, avec la multitude de capteurs embarqués dans nos smartphones et nos tablettes, l’utilisation de la géolocalisation dans le contexte de la RA (RA Geo) semble très prometteuse.Dans ce travail de thèse, nous avons contribué sur plusieurs aspects fondamentaux de la RA Geo: l'estimation de la position du dispositif, l'estimation de son orientation, ainsi que sur l'impact de ces estimations sur le rendu des informations virtuelles.Dans un premier temps, nous avons étudié l'estimation de l’orientation du téléphone.Nous avons réalisé le premier benchmark dans un motion lab afin de comparer et d'évaluer les différents filtres de la littérature sur une base commune.Celui-ci a permis de produire la première analyse comparative approfondie des différentes approches.Nous avons aussi proposé un nouveau filtre dont le but est de minimiser l’effet des perturbations magnétiques omniprésentes en intérieur et avons quantifié son apport par rapport aux techniques existantes.Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'estimation de la position du téléphone lorsqu’il est porté par un piéton.Il existe de nombreux travaux sur les technologies de localisation mais il est difficile de trouver un benchmark qui évalue les différentes technologies dans le cas d’un smartphone grand public. Ainsi, à nouveau nous avons produit le premier benchmark pour analyser de façon comparative les différentes techniques de localisation qui peuvent être utilisées avec un smartphone.Dans un troisième temps, nous avons proposé une méthode pour caractériser l'impact des estimations d'orientation et de positionnement sur le rendu des informations virtuelles.Ceci a permis d'identifier des critères permettant de comprendre plus précisément les limites de faisabilité de différent cas d'utilisation de la RA Geo.Enfin, nous avons proposé un nouveau framework pour faciliter la conception d’applications de la RA Geo.Nous montrons comment les données de cartographie peuvent être utilisées et enrichies à l’aide d’une nouvelle sémantique utilisant OpenStreetMap.Nous avons créé un visualiseur permettant d'afficher des éléments virtuels sur le flux de la caméra.Ce framework intègre différents modules pour la localisation, l’orientation, la gestion des points d'intérêts, le geofencing, l’audio spatialisé, et le rendu 2D ou RA.Finalement, trois exemples d'applications d'AR Géo ont été réalisés à partir de ce framework.TyrAr est une application pour visualiser des informations sur les sommets et les villes environnantes.AmiAr permet de contrôler de certains objets de domotique dans un appartement connecté.Venturi Y3 est une visite guidée de la ville de Grenoble avec des expériences de RA avec de l'audio. / Applications for augmented reality can be designed in various ways, but few take advantage of geolocation.However, nowadays, with the many cheap sensors embedded in smartphones and tablets, using geolocation for augmented reality (Geo AR) seems to be very promising.In this work, we have contributed on several aspects of Geo AR: estimation of device positioning and attitude, and the impact of these estimations on the rendering of virtual information.In a first step, we focused on smartphone attitude estimation.We proposed the first benchmark using a motion lab with a high precision for the purpose of comparing and evaluating filters from the literature on a common basis.This allowed us to provide the first in-depth comparative analysis in this context.In particular, we focused on typical motions of smartphones when carried by pedestrians.Furthermore, we proposed a new technique for limiting the impact of magnetic perturbations with any attitude estimation algorithm used in this context.We showed how our technique compares and improves over previous works.In a second step, we studied the estimation of the smartphone's position when the device is held by a pedestrian.Altough many earlier works focused on evaluation of localisation systems, it remains very difficult to find a benchmark to compare technologies in the setting of a commodity smartphone. Once again, we proposed a novel benchmark to analyse localisation technologies including WiFi fingerprinting, WiFi trilateration, SHS (Step and Heading System) and map-matching.In a third step, we proposed a method for characterizing the impact of attitude and position estimations on the rendering of virtual features.This made it possible to identify criteria to better understand the limits of Geo AR for different use cases.We finally proposed a framework to facilitate the design of Geo AR applications.We show how geodata can be used for AR applications.We proposed a new semantics that extends the data structures of OpenStreetMap.We built a viewer to display virtual elements over the camera livestream.The framework integrates modules for geolocation, attitude estimation, POIs management, geofencing, spatialized audio, 2.5D rendering and AR.Three Geo AR applications have been implemented using this framework.TyrAr is an application to display information on mountain summits and cities around the user.AmiAr allows one to monitor lights, shutters, tv in a smart appartment.Venturi Y3 is an AR-Tour of Grenoble with audio description and experiences.

De nos jours, l'intégration des opérations de désassemblage lors de la conception des produits est un enjeu crucial. On estime que dans la phase initiale de la conception d'un produit, le coût des opérations de désassemblage représente environ 30% de son coût total. Ainsi, la simulation des opérations de désassemblage de produits industriels trouve un fort intérêt pour des simulations interactives grâce à des programmes d'immersion et en temps réel. Dans ce contexte, dans un premier temps, cette thèse présente une méthode de génération des séquences de désassemblage possibles pour le désassemblage sélectif. La méthode est basée sur les niveaux les plus bas du graphe de désassemblage des produits. Au lieu de considérer les contraintes géométriques pour chaque paire de composants, la méthode proposée tient compte des contacts (relations géométriques entre les composants) et des collisions afin de générer le Graphe Géométrique de Contacts et de Désassemblage (DGCG). Celui-ci est ensuite utilisé pour la génération des séquences de désassemblage permettant ainsi de réduite le nombre de séquences possibles en ignorant les composants non liés avec la cible. Une application de simulation a été développée, intégrée dans un environnement de réalité virtuelle (RV) permettant ainsi la génération du nombre minimum de séquences possibles de désassemblage.Dans un second temps, une méthode d'évaluation des opérations de désassemblage par analyse géométrique 3D de l'amovibilité dans un environnement RV est proposée. Elle est basée sur sept nouveaux critères qui sont: la visibilité d'une pièce, les angles de désassemblage, le nombre des changements d'outils, le changement d'orientation des trajectoires, la stabilité des sous-ensembles, les angles de rotation du cou et flexion du corps. Tous ces critères sont présentés par des coefficients sans dimension calculés automatiquement par l'application développée, permettant ainsi d'évaluer la complexité des séquences de désassemblage. A cet effet, un environnement mixte de réalité virtuelle pour le désassemblage (VRDE) est développé, basé sur le langage de programmation Python, en utilisant deux bibliothèques : VTK (Visualisation Toolkit) et ODE (Open Dynamics Engine), les formats d'échange étant fichiers: STEP, WRL et STL. L'analyse des résultats obtenus démontrent la fiabilité de l'approche proposée fournissant ainsi une aide non négligeable pour l'évaluation des séquences de désassemblage lors de processus de développement de produits (PDP). Les autres conséquences de ce travail consistent à classer les critères en fonction de leur importance. A cet effet, des coefficients de modération peuvent être attribués à chacun d'eux permettant ainsi une méthode d'évaluation plus complète. / Integration of disassembly operations during product design is an important issue today. It is estimated that at the earliest stages of product design, the cost of disassembly operations almost represents 30 % of its total cost. Nowadays, disassembly operation simulation of industrial products finds a strong interest in interactive simulations through immersive and real-time schemes. In this context, in the first place, this thesis presents a method for generating the feasible disassembly sequences for selective disassembly. The method is based on the lowest levels of a disassembly product graph. Instead of considering the geometric constraints for each pair of components, the proposed method considers the geometric contact and collision relationships among the components in order to generate the so-called Disassembly Geometry Contacting Graph (DGCG). The latter is then used for disassembly sequence generation thus allowing the number of possible sequences to be reduced by ignoring any components which are unrelated to the target. A simulation framework was developed integrated in a Virtual reality environment thus allowing generating the minimum number of possible disassembly sequences. Secondly, a method for disassembly operation evaluation by 3D geometric removability analysis in a Virtual environment is proposed. It is based on seven new criteria which are: visibility of a part, disassembly angles, number of tools' changes, path orientation changing, sub-assembly stability, neck score and bending score. All criteria are presented by dimensionless coefficients automatically calculated, thus allowing evaluating disassembly sequences complexity. For this purpose, a mixed virtual reality disassembly environment (VRDE) is developed based on Python programming language, utilizing VTK (Visualization Toolkit) and ODE (Open Dynamics Engine) libraries. The framework is based on STEP, WRL and STL exchange formats. The analysis results and findings demonstrate the feasibility of the proposed approach thus providing significant assistance for the evaluation of disassembly sequences during Product Development Process (PDP). Further consequences of the present work consist in ranking the criteria according to their importance. For this purpose, moderation coefficients may be allocated to each of them thus allowing a more comprehensive evaluating method.

Les environnements mixtes sont des dispositifs, des mises en scène, des installations, hybridant tangible et numérique, espace physique et espace informationnel ou fictionnel. Ces environnements permettent à leurs expérimentateurs d’être simultanément ici et maintenant et liés à un ailleurs ou une autre temporalité. Ils peuvent emprunter à la magie du spectacle autant qu’aux technologies de l’ingénieur. Ils rejoignent la performance lorsqu’ils permettent de créer ou de donner accès à d’autres mondes. Ces mondes peuvent être des plateformes 3D ou des fictions. Les environnements mixtes relèvent d’enjeux moins spectaculaires que performatifs, fictionnels et plastiques. Les dimensions techniques, qu’il s’agisse de technologies numériques, de mise en forme cérémonielle ou scénographique, rejoignent les enjeux plastiques. Faire performance dans de tels environnements, c’est rechercher, permettre ou provoquer des états de corps conjoncturels, relatifs au contexte spécifique d’une démonstration. Cette thèse a également pour objet de rendre compte, en dehors du temps de leur présentation publique, de ces formes invitant à des expérimentations multiples et singulières et également des différentes explorations, celles de performers et d’expérimentateurs. / Mixed environments are devices, stagings, installations, which hybridize what is tangible and what is digital, physical space and informational or fictional space. These environments allow for their experimenters to be here and now, but also simultaneously linked to an elsewhere or to another temporality. They borrow as much from the magic of the spectacle as from the engineer’s technologies. When they allow to create or to give access to other worlds, they join with performance. These worlds can be 3D platforms or fictions. Mixed environments are defined less by spectacular issues than by performative, fictional and plastic ones. The technical dimensions, be they digital technologies, the ceremonial formatting or stage design, join with the plastic dimensions. To perform in these environments is to search for, allow or provoke temporary states of the body that are related to the specific context of a demonstration. Aside from their public presentation, this dissertation work will also address these forms, which invite to multiple and singular experimentations, as well as the different ways they are explored, by the performers or by the experimenters.

Situé dans le paradigme psychanalytique et en conformité avec une éthique qui valorise les produits culturels et artistiques en tant que fournisseur de matières riches pour les analystes, ce document propose un dialogue entre la psychanalyse et le cinéma. Le point de départ est constitué dans le déroulement de la notion de stade du miroir, de Lacan, ce qui crée space par lequel l'auteur fait allusion à l'écran du cinéma comme un miroir, en ce sens que Lacan lui a donné. Parmi les nombreux aspects de la dialectique spéculaire, cet travail s‟occupe de l'espace dans lequel l'image spéculaire - de caractère identifiant – laisse qu‟on voie sa constitution fictionnelle. Ainsi, l'objectif est de travailler dans la tension entre fiction et réalité, située dans la logique spéculaire – au miroir et à l‟écran. Pour cela, l'écriture se fait entre des coupures cinématographiques, littéraires et théâtrales. Le film «Abraços partidos » de Pedro Almodovar, le livre «Cem anos de solidão » de Gabriel García Márquez et la pièce « O Balcão » de Jean Genet partagent la scène avec les concepts théoriques. Le pari est que les produits de différents arts peuvent aider dans l‟élaboration argumentative de la recherche. Il est devant le miroir, de l'autre, que le moi devient, autant qu‟identité fictive. Mais seulement en présence d'un tiers le sujet peut se situer dans le collectif social. Dévié de la puissance de capture que l‟image apporte, la parole devient l'outil avec lequel il peut construire quelque chose. Image et parole sont liés. En raison de la fragilité des instances imaginaire et symbolique qui le soutient – il s‟agit de constructions, pas de structures fixes – le sujet ne cesse pas de les reconstruire. Le développement du texte aboutit à la compréhension de que la fiction et la réalité coïncident à la fois dans la structure psychique. Le processus de désidentification - ce qui est déclenchée lorsque l'identification devient conscient, visé par l‟analyse, peut également être produit par de certaines constructions imagétiques. Mais ne sont pas toutes les images qui ont le pouvoir de montrer ce qui les soutient. / Situado no paradigma psicanalítico e em acordo com uma ética que valoriza as produções artísticas e culturais enquanto provedoras de um rico material aos analistas, o presente trabalho propõe um diálogo entre a psicanálise e o cinema. O ponto de partida se constitui no desdobramento do conceito de estádio do espelho, de Lacan, o qual cria cancha para que a autora faça alusão à tela do cinema como um espelho, no sentido que lhe conferiu Lacan. Dentre os muitos aspectos ligados à dialética especular, esta dissertação se ocupa do espaço em que a imagem especular – de caráter identificatório - deixa entrever sua constituição ficcional. Assim, o objetivo é trabalhar na tensão entre ficção e realidade, situada na lógica especular - no espelho e no cinema. Para tanto, a escrita se entrelaça a recortes cinematográficos, literários e teatrais. O filme “Abraços Partidos” de Pedro Almodóvar, a obra “Cem anos de solidão” de Gabriel García Márquez e a peça “O Balcão” de Jean Genet dividem a cena com os conceitos teóricos. A aposta é de que produtos de diferentes artes podem contribuir na elaboração argumentativa da pesquisa. É diante do espelho, do outro, que o eu advém, enquanto identidade imaginária. Mas somente na presença de um terceiro o sujeito pode se situar no coletivo social. Desviado do poder de captura que a imagem comporta, a palavra vem a ser a ferramenta com a qual ele pode construir algo. Imagem e palavra estão ligadas. Devido à fragilidade das instâncias imaginária e simbólica que o sustenta – por se tratarem de engendramentos, não estruturas fixas – o sujeito não cessa de reconstruí-las. O desenvolvimento do texto culmina na compreensão de que a ficção e a realidade coincidem lado a lado na estruturação psíquica. O processo de desidentificação – este que se desencadeia quando a identificação se torna consciente, visado na análise, pode também ser produzido por certas construções imagéticas. Mas não são todas as imagens que têm potência para fazer mostrar isso que as sustentam.

La Deuxième Guerre mondiale joue un rôle primordial dans l’oeuvre de Romain Gary. Présente dans tous ses écrits, elle constitue, pour les personnages, un épisode fondamental pour la construction de leur vision du monde. Gary l’inscrit dans une continuité historique et s’attache à décrire, dans un va-et-vient entre fiction et réalité, aussi bien les années d’avant-guerre que les décennies qui la suivent. En effet, le conflit mondial hante la mémoire des survivants, qu’ils soient civils ou militaires, et détermine pour certains d’entre eux la nature des leurs engagements futurs. Au sein d’une immense galerie de personnages, les résistants forment une communauté humaine où la fraternité, née du combat pour un idéal commun, constitue un lien indélébile qui résiste aussi bien au passage du temps qu’à la mort. Il n’en reste pas moins que d’autres catégories comme les collaborateurs, les Allemands, les Juifs ou les femmes occupent une place importante dans l’oeuvre. La Deuxième Guerre mondiale constitue, pour tous ces personnages, une grille de déchiffrement du monde. Gary décrit le cheminement qui conduit les différents personnages vers l’engagement, l’action. Il s’agit de parcours individuels – dont le sien – dépeints sans manichéisme ni prise de position politique, avec humour et parfois même ironie. L’engagement du héros garyen est une défense perpétuelle de l’humanisme. / World War II plays a crucial role in Romain Gary’s work. Pervasive throughout his writings, it represents, for the characters, a defining moment which shapes their vision of the world. Gary places it within historical continuum as he aims to describe, floating between fiction and reality, the pre-war period as well as the following decades. In fact, the world-wide conflict haunts the memory of the survivors, both military and civilian, influencing, for some of them, the nature of their commitments in the future. Within a wide and diverse range of characters, the resistants constitute a human community in which brotherhood, born out of the struggle for a shared ideal, creates a bond that resists the passing of time and even death. There are other categories present, such as the collaborators, the Germans, the Jews, or women. For all these characters, World War II is a significant paradigm that helps them understand the world. Gary’s description follows the characters in their way towards commitment and action. These are personal journeys – including his own – described without the manichean prism or political bias, but rather with humour and even irony. The commitment of the Garian hero is an undying defence of humanism.

A l'instar d'autres domaines d'activités, l'environnement du marin s'est enrichi d'appareils électroniques à des fins d'aide à la navigation et de sécurité. Dans le cas de la navigation maritime, ces dispositifs ont pour principal but de donner des informations sur l'environnement dans lequel évolue le bateau: profondeur d'eau, bouées de signalisation par exemple et sur son état: cap, vitesse, etc. La complexité et le nombre d'appareils à bord des bateaux dépendent de la taille du bateau, d'un GPS portatif pour un jet-ski à un ensemble complexe d'ECDIS, de radar et d'AIS sur les cargos. Aujourd'hui, malgré l'évolution des appareils d'aide à la navigation, les accidents perdurent (échouage et collisions) et sont en partie dus aux erreurs humaines (33%). Il existe 3 grandes causes:- La charge cognitive trop importante. Cette dernière est liée à la complexité des appareils (ECDIS par exemple) [Jie and Xian-Zhong, 2008], leurs nombres et leurs orientations différentes de la vue pont [Prison and Porathe, 2007].- La mobilité de l'information. La majorité des appareils électroniques à bord des bateaux est positionné à un endroit et ne permet pas l'accès aux données en dehors de cet emplacement.- Le manque de pratique de plaisanciers. Les règles de navigation sont indispensable à la sécurité du marin et peuvent être oubliées par manque de pratique et causent des incidents (ou accidents). Dans ces travaux, nous proposons une solution mobile pour rendre accessible Les données en tout point du bateau. De plus, le prototype est basé sur la technologie de réalité augmentée pour afficher les données dans le champ de vision de l'utilisateur pour une réduction de la charge cognitive. Enfin l'application exécutée sur le prototype délivre uniquement les informations essentielles pour une navigation sécurisée. La première partie de cette thèse détaille une étude utilisateur menée pour comprendre les habitudes et les besoins des plaisanciers afin de sélectionner les données à afficher et leur représentation graphique. Suite à cette étude, une analyse du besoin logiciel et matériel a été menée. Le but de cette analyse est de lister les différents éléments pouvant supporter les contraintes maritimes (soleil, brouillard, nuit, houle, mobilité) afin de proposer un appareil et une application mobile sur technologie de réalité augmentée. La deuxième partie de cette thèse aborde le design du prototype (architecture, display) et du logiciel. Cet ensemble a pour but d'aider le plaisancier lors de conditions météos difficiles. La technologie mise en œuvre dans ce nouvel outil est la réalité augmentée, plus précisément Optical See-through. Le principe de l'application exécutée sur le prototype est un serveur proposant des services à l'utilisateur en fonction des appareils disponibles à bord du bateau tout en limitant la charge cognitive du marin. En effet, l'application conserve uniquement les informations utiles et les affiche dans le champ de vision de l'utilisateur, de plus elles sont superposées à sa vue directe sur le monde.La dernière partie, elle, décrit le générateur de carte qui nous permet d'extraire les données maritimes issues de différents formats de carte pour les adapter au format 3D utilisé dans l'application. Ce dernier est capable de placer automatiquement des objets 3D pour représenter le système de balisage, les amers, etc. Ce générateur a été développé pour reconstituer des zones interdites comme les zones de profondeurs, d'interdiction de chasse sous-marine, etc. Ceci a été mis en œuvre afin de répondre au mieux aux besoins de tous types de plaisanciers, de l'utilisateur de jet-ski au yacht et du pêcheur au plongeur amateur par exemple. / Compared to the other activities, the sailor's environment has been enhanced with electronic devices in order to help the sailor and improve the security. In case of maritime navigation, these devices are mainly used to give information on the environment which the boat moves such as the water depth, seamarks for instance and its state: bearing, speed, etc. The complexity and the number of devices onboard depend on the boat size, from a wearableGPS on a jet-ski to a complex set of ECDIS, radar and AIS on a merchant ship. Today, despite the evolution of the navigational aid devices, the accidents still happen and they are due in part to human errors (33%). There are 3 main causes: The cognitive load issue. The latter is linked to the complexity of devices (ECDIS for instance [Jie and Xian-Zhong, 2008]); their quantity and their orientations which is different from the bridge view or the user's field of view [Prison and Porathe, 2007]. The information's mobility. Most of the devices onboard are put in a specific place and the data are not accessible outside this place. The lack of practice of the recreational boats owner. The maritime navigation rules are vital to sail safely but some of sailors can forget some significations and an accident may result from a wrong choice.In this thesis, we provide a mobile solution to make accessible data everywhere on the boat. Furthermore, the prototype is based on the augmented reality technology to display data in the user's field of view to reduce cognitive load. Finally, the application run on the prototype delivers only the relevant information for a safe navigation. The first part in this thesis details a user study conducted to understand the sailor's habits and their needs in order to select data to display and their graphical representation. Following this study, a needs analysis on the software and hardware has been realized. The purpose of this analysis is to list the different elements that are usable under maritime constraints (sun, fog, night, swell, mobility) in order to provide a device and a mobile application based on the augmented reality technology.The second part in this thesis reaches the prototype (architecture, display) and the software design. Both of them aim to help the sailors when the weather is bad. The technology used in this new tool is the augmented reality, more precisely an Optical see-Through system. The principle of the application run on the prototype is like a server, which provides services to the user depending on devices available onboard, while limiting the sailor's cognitive load. Indeed, the applications keeps only the useful data and display them in the user's field of view, furthermore they are superimposed on his/her direct view of the world.The last part in this thesis details the chart generator, which allows us to extract maritime data from different chart formats to adopt the 3D one used in the application. The latter is able to automate the placement of the 3D objects to build the buoyage system, landmarks, etc. This generator has been developed to recreate the danger areas such as depth areas, prohibited diving areas and so on. This has been done to satisfy user's expectations from the jet-ski to the yacht owner and the fisher man to the diver for instance.

L'objet de cette thèse est la perception dans les environnements immersifs de jeux de données complexes, une des applications est la visualisation scientifique de données volumiques scalaires issues de simulations de modèles physiques. Un exemple classique de ceci est la distribution de températures à l'intérieur d'un habitacle de véhicule.Dans la première partie de ce travail, notre objectif est d'étudier les limites perceptives dans le cadre d'un rendu volumétrique de données scientifiques dans un système de réalité virtuelle offrant la vision en stéréoscopie, et le suivi du point de vue de l'utilisateur. Nous étudions l'effet sur la perception de l'utilisateur de trois facteurs principaux : la taille des points utilisés pour le rendu, la densité du nuage de points, et enfin la position par rapport à l'utilisateur du premier plan de coupe. Nous présentons une étude dans laquelle une tâche de pointage est proposée à un ensemble d'utilisateurs. Les déplacements de celui-ci ainsi que les performances de pointage sont mesurées. L'étude a permis d'évaluer l'impact des paramètres de rendu du nuage de points et proposer un rendu améliorant la perception.La seconde partie du travail propose d'ajouter une dimension interactive à la première approche en permettant à l'utilisateur d'explorer plus activement la scène. L'hypothèse d'une meilleure compréhension des données par l'action est ici mise en avant. Nous évaluons une méthode d'interaction et quatre méthodes de rendu associées. L'approche proposée est de n'afficher qu'un sous ensemble des données volumiques, en l'occurrence des isosurfaces, et de permettre à l'utilisateur de naviguer par une gestuelle naturelle et interactive dans l'ensemble des isosurfaces du jeu de données explorées, dans cadre de manipulation directe. Une nouvelle étude est proposée, dans laquelle l'utilisateur doit effectuer une tâche de recherche et de pointage d'une propriété locale dans un jeu de températures 3D. Cette étude a permis de choisir une méthode de rendu adaptée à l'affichage immersif d'isosurfaces et de valider l'approche interactive pour l'exploration de données. / The objective in this case is not only to be realistic, but also to provide new and intelligible ways of model representation. This raises new issues in data perception. The question of perception of complex data, especially regarding visual feedback, is an open question, and it is the subject of this work. This PhD thesis studied the human perception in Immersive Virtual Environments of complex datasets, one of the applications is the scientific visualization of scalar values stemming from physics models, such as temperature distribution inside a vehicle prototype.The objective of the first part is to study the perceptive limits of volumetric rendering for the display of scientific volumetric data, such as a volumetric temperature distribution rendering using point cloud. We investigate the effect on the user perception of three properties of a point cloud volumetric rendering: point size, cloud density and near clipping plane position. We present an experiment where a series of pointing tasks are proposed to a set of users. User behavior and task completion time are evaluated during the test. The study allowed to choose the most suitable combination of these properties, and provided guidelines for volumetric data representation in VR immersive systems.In the second part of our work, we evaluate one interaction method and four display techniques for exploring volumetric datasets in virtual reality immersive environments. We propose an approach based on the display of a subset of the volumetric data, as isosurfaces, and an interactive manipulation of the isosurfaces to allow the user to look for local properties in the datasets. We also studied the influence of four different rendering techniques for isosurface rendering in a virtual reality system. The study is based on a search and point task in a 3D temperature field. User precision, task completion time and user movement were evaluated during the test. The study allowed to choose the most suitable rendering mode for isosurface representation, and provided guidelines for data exploration tasks in immersive environments.

Ce mémoire de thèse de doctorat présente l'évaluation d'un système de réalité mixte dans le cadre d'une utilisation sur le site d'opération de construction. Il s'agit notamment de déterminer la pertinence d'un tel outil mobile pour des opérateurs pour les assister dans leurs tâches quotidiennes, et notamment dans la préparation et le suivi des opérations de construction ou rénovation. Cet outil se voudrait être un outil d'aide à la décision pour les maîtres d'ouvrages et maîtres d'œuvre. Le cas d'étude porte sur la rénovation virtuelle des baies anciennes (datées du XVIIIème siècle) dans une cellule des bâtiments conventuels de Cluny (Saône et Loire, France). L'approche consiste à comparer l'efficacité, la précision et la rapidité d'opérateurs dans la réalisation de tâches identiques. Trois méthodes liées à l'utilisation des nouvelles technologies dans le domaine de l'AIC (Architecture Ingénierie et Construction) sont comparées, elles ont guidé la définition du protocole expérimental. La première méthode traditionnelle fournit à l'opérateur de la documentation papier. La seconde met en œuvre la dématérialisation des données constructives, accessibles depuis un ordinateur de bureau. La troisième méthode plus innovante ajoute à la précédente l'accès colocalisé à la base de données grâce à un terminal mobile. Une étude qui a suivi a porté sur la visualisation et l'interprétation de résultats de simulation thermique, en réalité virtuelle. La comparaison des trois premières méthodes a donné lieu à une première expérimentation dont les résultats ont montré la légère prédominance du second scénario (travail sur ordinateur de bureau). Cependant, au-delà des aspects d'ergonomie et d'interface utilisateur, des investigations complémentaires doivent être menées pour étudier l'opportunité du développement du BIM in situ, c'est-à-dire l'utilisation du modèle de données du bâtiment (BIM- Building Information Model) sur le chantier. / This dissertation presents the evaluation of an onsite augmented reality tool and its relevance for helping construction agents to prepare and monitor the progress of a building's construction or renovation through a mobile device. The case study focuses on virtual renovation works regarding an ancient window –dated eighteenth century- in a room of the Cluny (Saone et Loire, France) abbey buildings. The study aims at comparing the efficiency and the precision of users' behavior in four situations while performing identical sets of tasks. Three methods related to the ICT uses of onsite AEC (Architecture, Engineering and Construction) guided the experiment: the first method focuses on paper-based content; the second method provides a digital model of the project on a workstation. The third method consists in using a full digital model with colocation access to the database on a mobile device. The fourth method considers working in an immersive room to interpret thermal simulation data. The result of this work is dedicated mainly as a decision-aid tool for project owners and constructors. The comparison between these methods led to a first experiment whose results favor the second method, which implies working on a desktop workstation. However, beyond the aspect of ergonomics and user interface, further investigations are necessary to study the propriety of using the Building Information Model (BIM) on the construction site.

La navigation en environnement virtuel est susceptible d’induire le mal du simulateur selon les conditions et le profil des utilisateurs. Le caractère potentiellement multimodal de la réalité virtuelle est susceptible d’apporter des solutions à ces problèmes tout en améliorant le sentiment de présence. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de recherche est de déterminer quel est l’impact sur la simulation de l’apport des modalités vibratoires pour l’aide à la navigation dans un environnement virtuel.Pour cela une taxonomie des méthodes de navigation est proposée. Il en résulte 4 types, concrète égo-centrée, concrète exo-centrée, abstraite égo-centrée et abstraite exo-centrée. Dans un premier temps, des vibrations utilisées pour simuler des bandes rugueuses lors d’une simulation de conduite sont étudiées. L’expérimentation permet de conclure que ces vibrations rendent le conducteur plus attentif à l’environnement et donc sa conduite plus sûre. Par la suite nous avons développé les 3 modalités vibratoires suivantes, vibrations proprioceptives, vibrations synchronisées sur le pas et vibrations continues. L’évaluation de ces vibrations combinées avec différents types de méthode de navigation ont permis de montrer que les vibrations permettent de diminuer le mal du simulateur et d’augmenter le sentiment de présence. Ces travaux ont mis en évidence l’importance du choix de la modalité vibratoire à utiliser suivant l’effet souhaité en fonction de la méthode de navigation utilisée dans la simulation. Enfin, deux langages vibratoires ont été développés et évalués, le « Pushing Pattern » et le « Compass Pattern ». L’évaluation de ces langages a montré que le « Compass Pattern » était plus performant pour guider l’utilisateur dans un environnement virtuel. / The virtual environment navigation may induces the simulator sickness depending on conditions and user’s profile. The potential virtual reality multimodality may provide solutions to these problems while improving the sense of presence. In this context, the objective of this research is to determine what is the impact of vibrational modalities for navigation in virtual environments on the simulation.A taxonomy of navigation methods is proposed. It results in 4 types, specific egocentric, specific exocentric, abstract egocentric and abstract exocentric. First we simulate rumble strip vibrations during a driving simulation. The experimentation exposed that these vibrations make driver more aware about the environment and his driving safer. We also develop 3 vibratory modalities, proprioceptive vibrations, footstep vibrations and continuous vibrations. Experimentations show that vibrations help to reduce simulator sickness and to increase the sense of presence depending on the used navigation method in the simulation. Last we develop and evaluate 2 vibration languages for guidance, Pushing pattern and Compas pattern. The evaluation exposes that Compass pattern is better in guiding the user.

L'analyse de visibilité est une question importante de la recherche qui peut trouver des applications dans de nombreux domaines: sécurité, conception de réseau sans fil, gestion du paysage, mise en oeuvre d'accès piétonniers .... La prise en compte de la troisième dimension dans le calcul de visibilité est un réel défi. Seules quelques solutions peuvent détecter les obstacles 3D qui limitent l'isovist. Dans cette communication, nous présentons un nouvel algorithme qui peut détecter tous les objets qui bloquent la vue dans un environnement 30 reconstitué numériquement intégrant le relief. Une démonstration avec des données SIG est également effectuée.La reconnaissance automatique des bâtiments est une étape essentielle pour la réalité augmentée et un outil possible pour la géolocalisation d'une prise de vue. Les recherches dans ce domaine n'utilisent pas la localisation par contenu de l'image. Cet article présente une méthodologie pour l'enrichissement d'une base de données urbaine SIG grâce à un descripteur de texture de façade calculé sur des images de référence. Cet indicateur est ensuite utilisé pour retrouver ce bâtiment dans une nouvelle image et le localiser dans une base de données SIG 3D afin d'estimer sa position et son orientation dans le repère de l'appareil photographique qui a pris le cliché. La qualité des résultats obtenus fait l'objet d'une discussion. / The isovist or vision field is an interesting topic with many applications in different fields: security, wireless networkdesign, landscape management and analysis, pedestrian access .... Taking in account 3D environment is a verychallenging task. Only a few solutions can detect 3D obstacles that limit the vision field. We present in this paper a newalgorithm that can detect all the objects which block the sight in a 3D environment including the ground surface. A demonstration with GIS data is also given.Building recognition is the first step for augmented reality and the geolocation of the camera. Research in this field usually does not use the content of the image to locate it. This paper presents a methodology for enhancing and complementing a GIS database of buildings with a texture descriptor of the facades by using information extracted from reference images. This descriptor is used to locate any other image by searching similar texture in the image and locate it through the 3D GIS data base. The absolute position and orientation of the camera of the new image can then be computed if camera parameters (i.e. focal length) are known. The quality of the results is presented and discussed.