La sélection de cibles en mouvement a été peu abordée dans la littérature scientifique, car les facteurs qui caractérisent ce mouvement sont nombreux. Si certains modèles tels que la loi de Fitts permettent d’estimer le temps de sélection de cibles statiques, ils en sont incapables pour des cibles mobiles, et l’influence de la nature des mouvements d’une cible sur les performances de sélection reste à déterminer. Nous proposons un état de l’art des techniques de sélection de cibles, dont nous avançons une proposition de taxinomie, ainsi qu’une classification des cibles mobiles et de leurs environnements. Nous avons proposé un modèle de description et de génération de mouvement, et l’avons exploité pour extraire les paramètres de mouvement essentiels de cibles mobiles, afin d’estimer la difficulté de les sélectionner. Ce modèle (VFA) comprend la vitesse(V), la période entre chaque changement de direction et la fréquence (F) correspondante, ainsi que l’amplitude angulaire maximale (A) de ces changements de direction. Le modèle VFA nous a permis de mesurer l’influence de ces paramètres sur les performances de sélection, les impressions subjectives des utilisateurs, et leurs stratégies d’anticipation. Ces résultats ont conduit à rechercher des critères dépendant des paramètres VFA, comme l’aire de l’enveloppe convexe de la trajectoire de la cible sur une période donnée, permettant de prédire les performances de sélection. Nous observons que la distance du modèle de Fitts n’a que peu d’influence sur les performances de sélection de cibles mobiles vives et imprévisibles, et validons notre prédiction des performances de sélection en montrant qu’il est possible de les améliorer en ajustant les tailles des cibles selon la difficulté prédite, ou d’utiliser celle-ci pour biaiser l’heuristique d’une technique de prédiction de l’intention. Nous étudions également l’apport d’une assistance pseudo-haptique ajoutée à une technique de prédiction de l’intention, et observons qu’il dépend du compromis vitesse-précision choisi par l’utilisateur. Nous montrons enfin qu’une technique fondée sur l’ élimination manuelle des distracteurs en parallèle de la prédiction de l’intention permet d’obtenir d’excellentes performances de sélection avec un effort physique très réduit. Ces résultats conduisent à la proposition de recommandations pour la conception de nouvelles techniques de sélection plus adaptées aux cibles mobiles. / The selection of moving targets has received little attention in the literature, as the factors that influence motion are numerous and complex. Though models such as Fitts’ Law can estimate selection time for static targets, they fail to do so for moving ones, and the influence of a target’s movements on its associated selection performance remains to be determined. Here we propose a state of the art of moving target selection techniques, a taxonomy thereof, as well as a classification of moving targets and their environments. We propose a model for the description and generation of movement, a use it to extract essential motion parameters from moving targets, in order to estimate their selection difficulty. This model (SFA) includes speed (S), the period between each change in direction and its associated frequency (F), as well as the maximum angular amplitude of these changes (A).Thanks to the SFA model, we measured the influence of these parameters on selection performance, the subjective impressions of users, and their anticipation strategies. These results led us to look for SFA dependent criteria, such as the area of the target’s trajectory’s convex hull over a given period of time, which can predict selection performance. We note that Fitts’s distance has little influence on selection performance for quick, unpredictable moving targets, and validate our estimate of selection performance by showing that this estimate can be used to improve selection performance by adjusting the size of targets accordingly, or by using it to bias an intention prediction heuristic. We also assess the benefits of pseudo-haptic assistance coupled with intention prediction, and show that it depends on the speed accuracy trade-off chosen by a given user. We finally show that a technique based on the manual elimination of distractors running concurrently with intention prediction allows for excellent selection performance, and drastically reduced physical effort. We conclude by offering advice on the design of new selection techniques that would be better suited to moving targets.

La réalité virtuelle est une technologie qui voit ses applications s’étendre à de nombreux domaines (médical, automobile, etc.). Cette thèse se place dans le contexte des espaces virtuels complètement immersifs, et a pour but d’étudier les effets des deux principaux types d’interfaces proposés (manette avec 6 degrés de liberté, et système de suivi de doigts) sur l’expérience des utilisateurs, dans le cadre de la manipulation d’objets 3D. Nous nous intéressons à des paramètres tels que la facilité d’utilisation, la sensation d’immersion, la rapidité et la précision offertes... Pour cela, nous proposons des expériences évaluant ces paramètres à travers des tâches dont le succès est mesurable, et qui ne sont pas spécifiques à un domaine. Dans une première étude, nous nous intéressons aux tâches complexes d’ordre général, faisant appel à des compétences requises dans les manipulations quotidiennes, telles que le fait d’attraper, de relâcher, de translater, de tourner et de maintenir en équilibre des objets tout en se déplaçant. Nous affinons ensuite notre étude en observant les effets de ces interfaces sur les mouvements eux-mêmes, en les décomposant en degrés de liberté individuels et groupés. Enfin, nous testons l’applicabilité de notre système de manipulation directe dans le cadre d’une étude préliminaire sur l’utilisation de la réalité virtuelle pour le traitement de la maladie d’Alzheimer. Ces études analysent les propriétés de ces interfaces dans le but de fournir des indications aidant au choix de l’interface la plus appropriée pour des applications futures. / Virtual reality is a technology with applications in numerous fields (medical, automotive, etc.). This thesis focuses on immersive virtual spaces, and aims at studying the effects of the two major types of interfaces proposed (6 degree of freedom flystick, and finger-tracking system) on the user experience, and specifically for 3D object manipulation. We are interested in parameters such as ease of use, sense of presence, speed and precision offered. To do so, we design experiments to evaluate these parameters via tasks with measurable success, and which are not field specific.In a first experiment, we study complex general purpose tasks, combining skills required in everyday manipulations, such as grabbing, releasing, translating, rotating, and balancing objects while walking. We then refine our study by observing the effects of those interfaces on the movements themselves, by decomposing them into individual and grouped degrees of freedom. Lastly, we evaluate the applicability of our direct manipulation system in the context of a preliminary study on the use of virtual reality for the treatment of Alzheimer’s disease. These studies analyze the properties of these interfaces to provide guidelines to the choice of the most appropriate interface for future experiments.

La thèse traite des arrêts non éclairés de cure psychothérapeutique, c'est-à-dire des interruptions définitives à l'initiative exclusive du patient ou de la patiente, sans discussion avec le clinicien ou la clinicienne. Pour la première fois, une telle étude est basée sur des témoignages de patient(e)s, recueillis lors d'entretiens cliniques après consentement éclairé. Au plan théorique, l'étude s'appuie sur une approche métapsychologique informationnelle originale de la psyché comme organe de modélisation du monde par la réalité psychique, inspirée par un historique de l'évolution des notions de projection et d'identification projective en psychanalyse. Pour l'ensemble du panel clinique de l'étude, les arrêts non éclairés de cure résultent systématiquement de la perte de confiance du patient en raison d'un trait disqualifiant imputé au clinicien par transfert objectal ou par identification projective, avec une conviction remarquablement forte, inébranlable et durable que le trait en question appartient effectivement à la personne du clinicien. Au terme de l'étude, il apparaît que les personnes ayant traversé des expériences traumatiques relationnelles dans leur enfance (rupture de continuité relationnelle avec l'environnement parental) pourraient être particulièrement exposées aux risques d'arrêts non éclairés lorsqu'elles entreprennent une psychanalyse ou une psychothérapie. En conséquence, l'étude propose des mesures de métacommunication préventive et curative visant à réduire un tel risque. Ces conclusions nécessiteraient d'être affinées par une recherche ultérieure plus large incluant notamment une comparaison avec une population témoin de patient(e)s n'ayant pas connu d'arrêts non éclairés dans leur(s) cure(s), afin de préciser davantage les spécificités des patient(e)s qui en provoquent et de mieux caractériser les traumatismes relationnels précoces dont ces dernier(e)s ont pu faire l'expérience. / This work is about unilateral treatment abortions by the patient, occurring without preliminary discussion with the therapist. For the first time, such a research is based upon testimonies from patients collected during clinical interviews with their informed consent. Theoretically, the study relies on an original informational approach of the psyche as an organ which models the outside world by the psychical reality, approach inspired by an historical survey of projection and projective identification psychoanalytical concepts evolutions. For the entire study sample, unilateral treatment abortion by the patient always derives from loss of confidence in the therapist caused by the attribution to him or her of a disqualifying feature through object transference or projective identification channel, with a remarkably strong, unwavering and long-lasting conviction that the disqualifying feature truly belongs to the therapist. At the end of the study, it appears that the persons who have had relational traumatic experiences during childhood (breaks in the continuity of relations with parental environment) would be particularly prone to unilateral treatment abortions during a psychoanalysis or a psychotherapy. Consequently, the study proposes preventive and curatives measures of metacommunication in order to reduce risk of treatment abortion. The conclusions of this study would require further wider research, involving particularly a control population of patients who never experimented unilateral treatment abortion during their psychoanalysis/psychotherapy, in order to more clearly identify the specificities of the patients who provoke such treatment abortions and the exact nature of the relational trauma which they may have experimented during childhood.

Les recherches menées au cours de cette thèse de Doctorat s'inscrivent dans les activités du laboratoire commun OPERA (OPtique EmbaRquée Active) impliquant ESSILOR-LUXOTTICA et le CNRS. L’objectif est de contribuer au développement des “lunettes du futur” intégrant des fonctions d'obscurcissement, de focalisation ou d'affichage qui s’adaptent en permanence à la scène et au regard de l’utilisateur. Ces nouveaux dispositifs devront être dotés de capacités de perception, de décision et d’action, et devront respecter des contraintes d'encombrement, de poids, de consommation énergétique et de temps de traitement. Ils présentent par conséquent des connexions évidentes avec la robotique. Dans ce contexte, les recherches ont consisté à investiguer la structure et la construction de tels systèmes afin d’identifier leurs enjeux et difficultés. Pour ce faire, la première tâche a été de mettre en place des émulateurs de divers types de lunettes actives, qui permettent de prototyper et d’évaluer efficacement diverses fonctions. Dans cette phase de prototypage et de test, ces émulateurs s’appuient naturellement sur une architecture logicielle modulaire typique de la robotique. La seconde partie de la thèse s'est focalisée sur le prototypage d’un composant clé des lunettes du futur, qui implique une contrainte supplémentaire de basse consommation : le système de suivi du regard, aussi appelé oculomètre. Le principe d’un assemblage de photodiodes et d’un traitement par réseau de neurones a été proposé. Un simulateur a été mis au point, ainsi qu’une étude de l'influence de l'agencement des photodiodes et de l’hyper-paramétrisation du réseau sur les performances de l'oculomètre. / The research carried out during this doctoral thesis takes place within the OPERA joint laboratory (OPtique EmbaRquée Active) involving ESSILOR-LUXOTTICA and the CNRS. The aim is to contribute to the development of "glasses of the future", which feature obscuration, focus or display capabilities that continuously adapt to the scene and the user gaze. These new devices will be endowed with perception, decision and action capabilities, and will have to respect constraints of space, weight, energy consumption and processing time. They therefore show obvious connections with robotics. In this context, the structure and building of such systems has been investigated in order to identify their issues and difficulties. To that end, the first task was to set up emulators of various types of active glasses, which enable the prototyping and effective testing of various functions. In this prototyping and testing phase, these emulators naturally rely on a modular software architecture typical of robotics. The second part of the thesis focused on the prototyping of a key component which implies an additional constraint on low consumption, namely the eye tracking system, also known as gaze tracker. The principle of a photodiode assembly and of a neural network processing has been proposed. A simulator has been developed, as well as a study of the influence of the arrangement of photodiodes and the hyper-parametrization of the network on the performance of the oculometer.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les informations sensorielles et perceptives sont cruciales pour l'apprentissage et le contrôle moteur grâce à la plasticité neuronale. Comment améliorer les afférences sensorielles du membre supérieur quand le mouvement actif est limité en réadaptation ? Outre les solutions coûteuses comme les exosquelettes, des stimulations proprioceptives et visuelles peuvent être générées par des vibrations musculaires et un casque de réalité virtuelle. Ces informations sont rarement manipulées simultanément. Cette étude visait à comparer les effets perceptifs de différentes stimulations visuelles et proprioceptives, appliquées individuellement ou combinées, sur le membre supérieur immobile chez des adultes en santé. Seize adultes ont participé à cette étude quasi-expérimentale. La perception du mouvement a été évaluée sur une échelle de 0 à 10, en mesurant aussi la direction, la vitesse et l’amplitude du mouvement perçu. Les résultats montrent que les stimulations visuelles et proprioceptives congruentes (ENS : 6,1 (2,0)/10 sont supérieures aux non congruentes (ENS : 4,6 (2,0)/10) pour la perception du mouvement (p= 0,005 et t<0,001). Les vibrations seules ont entraîné une perception de mouvement aussi forte que les stimulations congruentes avec une note moyenne de 6,5 (2,1)/ 10 (p(w)= 0,613 et p(t)= 0,432). La variabilité de la direction perçue était plus élevée avec la stimulation proprioceptive seule que combinée. Ces résultats enrichissent nos connaissances sur l’intégration multisensorielle du membre supérieur en position statique. Des recherches futures devront évaluer les effets de stimulations congruentes lors de mouvements d’atteinte et leur efficacité thérapeutique chez les patients en situation de handicap, afin d'optimiser la rééducation sensorielle et perceptuelle. / Sensory and perceptual information is crucial for motor learning and control through neural plasticity. How can sensory afferences to the upper limb be enhanced when active movement is limited in rehabilitation? Besides costly solutions like exoskeletons, proprioceptive and visual stimulations can be generated by muscle vibrations and a virtual reality headset. This information is rarely manipulated simultaneously. This study aimed to compare the perceptual effects of different visual and proprioceptive stimulations, applied individually or combined, on the immobile upper limb of healthy adults. Sixteen adults participated in this quasi-experimental study. Movement perception was assessed on a scale of 0 to 10, also measuring the perceived direction, speed, and amplitude of the movement. The results show that congruent visual and proprioceptive stimulations (SMS: 6.1 (2.0)/10) are superior to non-congruent stimulations (SMS: 4.6 (2.0)/10) for movement perception (p= 0.005 and t<0.001). Vibrations alone led to a perception of movement as strong as congruent stimulations, with an average score of 6.5 (2.1)/10 (p(w)= 0.613 and p(t)= 0.432). The variability in perceived movement direction was higher with proprioceptive stimulation alone than with combined stimulations. These results enhance our knowledge of multisensory integration in the static upper limb. Future research should evaluate the effects of congruent stimulations during reaching movements and their therapeutic efficacy in patients with disabilities, to optimize sensory and perceptual rehabilitation.

Titre de l'écran-titre (visionné le 14 février 2024) / La thérapie cognitivo-comportementale est le traitement privilégié pour les problèmes de jeu. Toutefois, cette intervention présente encore quelques défis, tels que des taux élevés d'abandon de traitement et des rechutes fréquentes. La restructuration cognitive, considéré comme l'élément central du traitement, peut s'avérer difficile pour les patients. Dans de telles situations, l'utilisation de la thérapie comportementale par exposition pourrait agir comme alternative au traitement usuel. Via l'exposition, les joueurs peuvent développer leur confiance en leur capacité à résister au désir de jouer, leur permettant ainsi de faire face plus efficacement à toute situation suscitant l'envie de jouer. La réalité virtuelle (RV) permettrait d'éveiller chez le joueur un désir de jouer comparable à celui ressenti en temps réel, et ce de façon plus fidèle que l'exposition en imagination. Cependant, aucune étude n'a encore examiné l'utilisation de la RV en tant qu'outil visant le développement de la confiance du joueur en sa capacité à résister au désir de jouer, autrement dit son sentiment d'efficacité personnelle (SEP). Ce mémoire explore l'efficacité de l'exposition en RV pour augmenter le SEP des joueurs. Il est constitué d'une étude à cas unique qui vise à évaluer l'effet d'un traitement d'exposition en RV sur le SEP, le désir de jouer, les pensées dysfonctionnelles, les comportements de jeu et le nombre de critères diagnostiques du trouble lié au jeu d'argent (TLJA). De plus, l'étude vise à recueillir des données sur la satisfaction et l'implication des participantes dans le traitement. Deux femmes à la retraite, présentant un problème de jeu aux appareils de loterie vidéo, ont participé à un programme de traitement de six séances impliquant des sessions d'expositions en RV. Les méthodes de collectes de données incluaient la tenue de journaux d'auto-enregistrements quotidiens et la passation de questionnaires auto-administrés. Des analyses visuelles, statistiques et descriptives ont été effectuées pour évaluer l'effet du traitement sur les variables à l'étude. Les résultats montrent une diminution des comportements de jeu et de la sévérité du TLJA chez les deux participantes, et ces améliorations se sont maintenues un mois après le traitement. Toutefois, l'effet sur les autres variables étudiées est mitigé, alors qu'une seule participante montre des améliorations significatives au niveau du SEP, du désir de jouer et des pensées dysfonctionnelles. La synthèse des résultats montre que certains facteurs pourraient influencer les résultats du traitement, tel que l'objectif ciblé, le niveau de motivation et des limitations liés à l'âge, au revenu et à l'accessibilité du jeu. Des études supplémentaires avec des échantillons plus larges permettront d'en savoir davantage sur l'efficacité de ce traitement.

Notre recherche se situe dans le domaine de l'apprentissage des langues par la technologie et en particulier l'utilisation de la réalité virtuelle. Certaines recherches ont étudié l'impact de l'utilisation de différentes technologies immersives sur l'apprentissage des langues secondes sur la performance orale, la motivation, la volonté de communiquer ou l'anxiété langagière. Toutefois, peu de recherches ont à la fois analysé la volonté de communiquer et la performance orale lors de l'utilisation de technologies immersives. Dans la présente recherche, nous avons mesuré l'influence des tâches de communication orale en réalité virtuelle sur la volonté de communiquer et la performance orale d'apprenants de francisation au Saguenay. Un total de 17 participants ont pris part à la recherche, soit 11 dans le groupe expérimental et 6 dans le groupe témoin. Les participants ont pris part à quatre tâches de production orale avec l'application vtime XR utilisée sur les casques de réalité virtuelle Meta Quest 2. Avec un prétest, un post-test, un questionnaire initial, un questionnaire final et des entrevues individuelles, nous avons étudié l'évolution de leur volonté de communiquer et de leur performance orale. Selon les résultats obtenus, les tâches de communication orale en réalité virtuelle ont contribué à diminuer l'anxiété langagière des participants et à augmenter la confiance en eux, ce qui se traduit par une volonté de communiquer accrue. Nous nous sommes intéressée à l'opinion des participants en ce qui concerne l'utilisation de la réalité virtuelle en apprentissage du français langue seconde. Après avoir participé aux tâches de réalité virtuelle, les participants ont mentionné leur désir de reproduire une situation semblable dans leur quotidien. Les apprenants ont apprécié les activités en réalité virtuelle et ont dit que ces activités les avaient aidées à améliorer leurs compétences en français.

Cette étude s'intéresse particulièrement à l'essai de produits de beauté et d'esthétique en ligne à l'aide d'une application de réalité augmentée (RA). Dans cette étude, la RA utilisée prend la forme de l'essayage de produits de beauté et d'esthétique à l'aide du miroir virtuel (virtual try-on ou VTO). Il s'agit d'examiner les effets de ces miroirs, particulièrement les effets du flux de l'expérience de RA et des émotions ressenties lors de cette expérience sur la satisfaction des consommatrices ainsi que sur l'intention de recommander et l'intention de revivre l'expérience de RA. Cette étude examine l'effet du flux de l'expérience de RA sur les réactions émotionnelles des consommatrices. À leur tour, les réactions émotionnelles influencent la satisfaction avec l'expérience de RA. Enfin, la satisfaction influence l'intention de recommander l'expérience et l'intention de revivre (réutiliser) l'expérience de RA. Afin de tester ce cadre conceptuel, un sondage en ligne a été mené auprès de 661 répondantes s'identifiant comme des femmes provenant des États-Unis qui avaient essayé, dans les deux derniers mois au moins, une des applications suivantes: Sephora, L'Oréal, Ulta Beauty ou MakeupPlus App. Les résultats de l'analyse des données montrent que le flux de l'expérience de RA influence positivement les émotions ressenties pendant l'expérience de RA, qui, à leur tour, influencent positivement la satisfaction avec l'expérience de RA. Cette dernière influence l'intention de recommander et l'intention de revivre l'expérience de RA des participantes. Les données recueillies dans le cadre de cette étude appuient les résultats des recherches précédentes en ce qui concerne l'effet positif du flux d'une expérience sur les émotions ressenties et de l'effet positif des émotions ressenties lors de l'expérience de RA sur la satisfaction avec l'expérience de RA qui, par la suite, exerce une influence positive sur l'intention des participantes de recommander et de revivre l'expérience de RA. Cette étude se différencie des autres, car ces variables sont appliquées dans le contexte spécifique qu'est celui des applications d'essai virtuel de produits de beauté et d'esthétique. Les résultats de cette étude aideront les gestionnaires et les équipes de distribution et de vente dans le domaine à comprendre les besoins des consommatrices en matière d'expérience d'essai virtuel de produits de beauté et d'esthétique. Ceux-ci pourront explorer les effets observés dans cette recherche et inclure le rôle des émotions dans leurs expériences de RA. / This study focuses on online beauty and aesthetics product trial using an augmented reality (AR) application. In this study, the AR used takes the form of trying on beauty and aesthetic products using virtual try-on (VTO). The aim is to examine the effects of these mirrors, particularly the flow effects of the AR experience and of the emotions felt during this experience on the satisfaction of consumers as well as on their behavioral intentions. This study examines the effect of the flow of the AR experience on consumers' emotional reactions. In turn, emotional reactions influence satisfaction with the AR experience. Finally, satisfaction influences the intention to recommend the experience and the intention to re-experience (reuse) the experience. In order to test this conceptual framework, an online survey was conducted with 661 self-identified female respondents from the United States who had tried at least one of the following apps in the past two months: Sephora, L'Oreal, Ulta Beauty, or MakeupPlus App. The results of the data analysis show that the flow of the AR experience influences the emotions felt during the AR experience, which in turn positively influences the satisfaction with participants' behavioral intentions. The data collected in the AR experience. The latter influences this study supports previous research findings regarding the positive effect of the flow of an experience on the emotions felt and the positive effect of the emotions felt during the AR experience on satisfaction with the AR experience, which in turn positively influences the participants' behavioral intentions. This study differs from others in that these variables are applied in the specific context of virtual trial applications for beauty and aesthetic products. The findings of this study will allow managers, distribution and sales teams in the field to understand the needs of consumers in terms of the virtual trial experience of beauty and aesthetic products. They will be able to use the data from this study strategically to meet the AR experience needs of female consumers, thereby ensuring a lasting relationship with the company and brand and increasing their customer base.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Ce travail présente une approche méthodologique innovante pour construire un dispositif de thérapie alternative intégrant un vêtement intelligent dans un contexte de réalité alternée. Il montre les perspectives et les limites des potentialités de ce type de conception. Ici, le choix du processus du body mapping fut privilégié puisqu'il est considéré aujourd'hui comme une alternative thérapeutique pertinente pour les patients atteints de dépression. En effet, le processus d'art thérapie sur lequel repose cette approche permet d'exprimer ses maux à travers une représentation de son propre corps tout en utilisant des modalités non-verbales. Dans ce travail, nous explorerons les potentialités des réalités alternées et en particulier de la réalité augmentée afin de conceptualiser un dispositif de body mapping dans un espace virtuel en vue d'exploiter les effets de corporéités, des effets 3D et des animations. L'objectif est ici également de rendre plus tangibles ces effets considérés bien souvent comme abstraits. Pour cela, nous avons conçu un vêtement permettant de créer un lien entre cet espace virtuel et le monde réel. Nous avons pareillement renforcé ce lien en utilisant un récit de science-fiction permettant de plonger l'utilisateur dans une expérience immersive sensible lui offrant la possibilité d'explorer son propre imaginaire. / This work presents an innovative methodological approach to build an alternative therapy device integrating a smart garment in an alternate reality context. It shows the perspectives and the limits of the potentialities of this type of design. Here, the choice of the body mapping process was chosen since it is considered today a relevant therapeutic alternative for patients suffering from depression. Indeed, the art therapy process on which this approach is based makes it possible to express one's ailments through a representation of one's own body while using non-verbal expressive modalities. In this work, we will explore the potential of alternate realities and in particular augmented reality in order to design a body mapping device in a virtual space in order to exploit the effects of embodiment, 3D effects and animations. The objective here is also to make these effects, which are often considered abstract, more tangible. For this, we designed a garment to create a link between this virtual space and the real world. We have similarly reinforced this link by using a science fiction story to immerse users in a sensitive immersive experience, allowing them to explore their own imagination.