La thématique générale de notre thèse porte sur le transfert virtuel/réel de connaissances spatiales, et plus particulièrement sur l’identification de variables susceptibles d’optimiser ce transfert. Notamment, nous nous sommes intéressés à l’influence des interfaces de déplacement, de l’engagement physique et des informations sensorielles relatives au corps sur l’acquisition et le transfert de connaissances spatiales du virtuel vers le réel. L’engagement physique a été manipulé à l’aide de deux interacteurs (tapis roulant Vs joystick) proposant respectivement un fort et un faible engagement physique, ainsi que par une Interface Cerveau Ordinateur (ICO), permettant de commander un déplacement à l’aide de l’activité cérébrale du sujet, supprimant ainsi toute composante motrice effective. Enfin nous avons également manipulé l’expertise en jeu vidéo, variable susceptible de jouer un rôle important dans l’acquisition et l’utilisation des compétences spatiales au sens large, et plus spécifiquement dans le transfert virtuel-réel.Nos expérimentations consistaient à apprendre un trajet à l’aide d’une des situations d’interaction définie ci-dessus. Le transfert virtuel/réel des connaissances spatiales a été ensuite évalué à l’aide de 6 tâches : une tâche de classification chronologique de photos, une tâche d’estimation de la distance parcourue et une tâche d’estimation de directions (tâches égocentriques) ; une tâche de croquis du trajet, une tâche d’estimation de la direction du point de départ du trajet (tâche allocentrique) ; et enfin une tâche globale de wayfinding consistant à reproduire en environnement réel le trajet préalablement appris en virtuel.Nos résultats montrent que les effets de l’engagement physique (en particulier des informations proprioceptives et vestibulaires) et de l’expertise en jeu vidéo sont différents selon la nature de la compétence spatiale sollicitée (composante égocentrique, allocentrique ou reproduction du parcours). De plus, les résultats obtenus à l’aide de l’ICO permettent de préciser le rôle de la composante motrice dans l’acquisition et le transfert virtuel/réel de compétences spatiales.L’ensemble de ces données sont discutées au regard des modèles d’acquisition et d’utilisation des connaissances spatiales, tels que le modèle Landmark-Route-Survey et la théorie des graphes. Les perspectives de notre travail concernent le développement d’interfaces adaptées aux utilisateurs ainsi que l’entraînement ou le réentraînement des compétences spatiales de sujets âgés ou de patients présentant des pathologies lésionnelles et/ou dégénératives. / The general theme of our thesis focuses on the transfer of spatial learning from a virtual to a real environment, and more precisely on the identification of parameters that might optimize this transfer. Namely, we investigated the influence of displacement interfaces, of the physical involvement, and of the body-based information on the acquisition and the transfer of spatial learning from a virtual to a real world. The physical involvement was manipulated with the help of two interactors (Treadmill vs. Joystick) that respectively propose strong and mild physical involvements as well with the help of a Brain-Computer Interface (BCI). The BCI allows controlling displacements using subject’s brain activity, thus nullifying all effective motor components. Finally, we also manipulated videogame experience, a parameter supposed to play an important role in the acquisition and the use of spatial skills in the widest sense and, more specifically in the virtual-to-real transfer. Our experimentations first consisted in route learning within one of the above described interaction conditions. Then, the virtual-to-real transfer of spatial learning was evaluated with 6 tasks: the picture classification task, the distance estimation task, and the direction estimation task (egocentric task); the sketch-mapping task, the starting point estimation task (exocentric task); and finally the global wayfinding task, consisting in reproducing the previously learned virtual route in the real environment.Our results reveal that the effects of the physical involvement (in particular, of the proprioceptive and vestibular information) and of the videogame experience are different, depending on the nature of the spatial ability needed (egocentric or exocentric component, route reproduction). Moreover, the results obtained with the BCI allow to precise the role of the motor component in the acquisition and the transfer of spatial skills from the virtual to the real environment.These findings are discussed relative to the models of spatial knowledge acquisition and its utilization, such as the Landmark-Route-Survey model and the graph theory. Future trends of our work will concern the development of user-friendly interfaces as well as the training or the retraining of spatial abilities in older adults with or without degenerative disorders and patients with various brain lesions.

Les environnements 3D immersifs et collaboratifs en ligne sont en pleine émergence. Ils posent les problématiques du sentiment de présence au sein des mondes virtuels, de l'immersion et des capacités d'interaction. Les systèmes 3D multi-caméra permettent, sur la base d'une information photométrique, d'extraire une information géométrique (modèle 3D) de la scène observée. Il est alors possible de calculer un modèle numérique texturé en temps-réel qui est utilisé pour assurer la présence de l'utilisateur dans l'espace numérique. Dans le cadre de cette thèse nous avons étudié comment coupler la capacité de présence fournie par un tel système avec une immersion visuelle et des interactions co-localisées. Ceci a mené à la réalisation d'une application qui couple un visio-casque, un système de suivi optique et un système multi-caméra. Ainsi l'utilisateur peut visualiser son modèle 3D correctement aligné avec son corps et mixé avec les objets virtuels. Nous avons aussi mis en place une expérimentation de télépresence sur 3 sites (Bordeaux, Grenoble, Orléans) qui permet à plusieurs utilisateurs de se rencontrer en 3D et de collaborer à distance. Le modèle 3D texturé donne une très forte impression de présence de l'autre et renforce les interactions physiques grâce au langage corporel et aux expressions faciales. Enfin, nous avons étudié comment extraire une information de vitesse à partir des informations issues des caméras, grâce au flot optique et à des correspondances 2D et 3D, nous pouvons estimer le déplacement dense du modèle 3D. Cette donnée étend les capacités d'interaction en enrichissant le modèle 3D. / Online immersive and collaborative 3D environments are emerging very fast. They raise the issues of sensation of presence within virtual worlds, immersion and interaction capabilities. Multi-camera 3D systems allow to extract geometrical information (3D model) of the observed scene using the photometric information. It enables calculation of a numerical textured model in real-time, which is then used to ensure the user's presence in cyberspace. In this thesis we have studied how to pair the ability of presence, obtained from such a system, with visual immersion and co-located interactions. This led to the realization of an application that combines a head mounted display, an optical tracking system and a multi-camera system. Thus, the user can view his 3D model correctly aligned with his own body and mixed with virtual objects. We also have implemented an experimental telepresence application featuring three sites (Bordeaux, Grenoble, Orleans) that allows multiple users to meet in 3D and collaborate remotely. Textured 3D model gives a very strong sense of presence of each other and strengthens the physical interactions, thanks to body language and facial expressions. Finally, we studied how to extract 3D velocity information from the cameras images; using 2D optical flow and 2D and 3D correspondences, we can estimate the dense displacement of the 3D model. This data extend the interaction capabilities by enriching the 3D model.

Les travaux de cette thèse sont menés dans le cadre d’un projet porté par le centre de recherche LGI2P, (IMT Mines Ales). L’objectif final de ce projet vise à permettre le retour à l’emploi et à améliorer le quotidien des personnes malvoyantes atteintes de rétinite pigmentaire et de glaucome. Le dispositif final est conçu pour aider les personnes dans leurs activités en mobilité : détection d’obstacles, recherche d’indices visuels, en adressant les problèmes liés à l’éblouissement et à l’héméralopie dont souffrent ces utilisateurs potentiels.La contribution de cette thèse au projet se situe sur plusieurs plans. Tout d’abord, il était demandé de définir les paramètres caractérisant la vision résiduelle de chaque utilisateur. En effet, chaque patient a ses propres conditions de confort lumineux, qui dépendent en particulier de l’état d’avancement de sa pathologie : à chaque étape de l’évolution de leur maladie, les patients ont des limites spécifiques de luminosité minimale en dessous de laquelle ils ne perçoivent plus les détails dans une scène, et aussi de la luminosité maximale au-dessus de laquelle ils ressentent gêne et douleur. La définition de ces limitations en luminosité va permettre de paramétrer le dispositif et l’adapter à chaque utilisateur. Mais il n’existe pas de méthode pour mesurer ces niveaux de luminance limite. Nous avons donc participé à la conception et au développement de tests dédiés, et à la réalisation d’essais sur des sujets déficients visuels, dans le cadre d’un essai clinique piloté par le CHU de Nîmes et l’ARAMAV (institut spécialisé dans la rééducation fonctionnelle basse vision), pour l’aspect médical. Nous avons également proposé un nouveau test pour mesurer la sensibilité au contraste chromatique, toujours dans le but de mieux adapter les images affichées à la vision des utilisateurs.Nous avons ensuite travaillé sur la mise au point d’un prototype du dispositif (caméras et visiocasque de réalité virtuelle). Pour cela, nous avons dû choisir les équipements de capture et d’affichage d’images. Un travail de calibration colorimétrique sur ces équipements nous permet de relier grandeurs numériques (code RGB) et grandeurs physiques (luminance et chrominance). Cette étape est nécessaire pour réaliser les tests précités dans des conditions physiquement connues. Elle nous permet également de définir les caractéristiques physiques que devront posséder les équipements qui seront choisis pour réaliser le produit final, s’ils sont différents de ceux utilisés pendant nos travaux.Enfin, nous avons abordé la question des traitements à appliquer au signal capturé par la caméra. Nous avons proposé des traitements en temps réel sur la luminosité dans le but d’augmenter la luminosité dans les zones sombres de l’image et de baisser la luminosité dans les zones qui éblouissent le patient. Nous avons montré les limitations de l’imagerie classique et la nécessité de travailler sur des images HDR (high dynamic range) Nous avons comparé plusieurs méthodes pour permettre l’affichage de ces images HDR sur les écrans de plus faible dynamique, en recherchant les caractéristiques de l’image que ces méthodes doivent préserver au mieux, et en prenant en compte les performances visuelles des utilisateurs potentiels. Nous avons aussi proposé des traitements sur la couleur en augmentant le contraste et la saturation pour rendre les images mieux perceptibles par les patients qui souffrent de troubles de vision des couleurs. / This thesis is part of a project conducted by the LGI2P research center (IMT Mines Ales). The project's final aim is to help people with vision disorders suffering from retinitis pigmentosa and glaucoma get back to work and improve their daily lives. The final device is designed to help people in their mobility activities: detecting obstacles, searching for visual signals, by addressing problems related to dazzling and haemeralopia affecting these potential users.The research of this thesis has several contributions to the project. First of all, parameters characterizing the residual vision of each user had to be defined. Indeed, each patient has his own light comfort conditions, which depend in particular on his pathology's progress: at each stage of the evolution of their disease, patients have specific minimum luminosity limits below which they no longer perceive the details in a scene, and also on the maximum luminosity above which they feel discomfort and pain. The definition of these limitations in luminosity will make it possible to parameterize the device and adapt it to each user. But there is no method to measure these limiting luminance levels. We have therefore participated in the design and development of specialized tests, and in the conduct of trials on visually impaired subjects, as part of a clinical trial led by the Nîmes University Hospital and the ARAMAV (institute specializing in low vision functional rehabilitation), for medical research. We have also proposed a new test to measure sensitivity to chromatic contrast, always with the aim of better adjusting the images displayed to users' vision.Then, we developed a prototype of the device (cameras and virtual reality video headset). In order to achieve these results, we had to choose the image capture and display equipment. A colorimetric calibration work on these equipments allowed us to link digital quantities (RGB code) and physical quantities (luminance and chrominance). This stage is required to perform the above tests under physically known conditions. It also allowed us to define the physical characteristics of the equipment that would be selected to produce the final product, whether they are different from those required during our work.Finally, we discussed the processing to be applied to the signal captured by the camera. We have proposed real-time brightness treatments to increase brightness in dark areas of the image and decrease brightness in areas that dazzle the patient. We have presented the limitations of conventional imaging and the necessity to work on HDR (high dynamic range) images. We have compared several methods to allow the display of these HDR images on screens with lower dynamic range, looking for the image characteristics that these methods should better preserve, and taking into consideration the visual performance of potential users. We have also suggested color treatments by increasing contrast and saturation to make images more perceptible to patients with color vision disorders.

Dans ce travail, méthodes d'estimation basées sur des images, également connu sous le nom de méthodes directes, sont étudiées qui permettent d'éviter l'extraction de caractéristiques et l'appariement complètement. L'objectif est de produire pose 3D précis et des estimations de la structure. Les fonctions de coût présenté minimiser l'erreur du capteur, car les mesures ne sont pas transformés ou modifiés. Dans la caméra photométrique estimation de la pose, rotation 3D et les paramètres de traduction sont estimées en minimisant une séquence de fonctions de coûts à base d'image, qui sont des non-linéaires en raison de la perspective projection et la distorsion de l'objectif. Dans l'image la structure basée sur le raffinement, d'autre part, de la structure 3D est affinée en utilisant un certain nombre de vues supplémentaires et un coût basé sur l'image métrique. Les principaux domaines d'application dans ce travail sont des reconstitutions d'intérieur, la robotique et la réalité augmentée. L'objectif global du projet est d'améliorer l'image des méthodes d'estimation fondées, et pour produire des méthodes de calcul efficaces qui peuvent être accueillis dans des applications réelles. Les principales questions pour ce travail sont : Qu'est-ce qu'une formulation efficace pour une image 3D basé estimation de la pose et de la structure tâche de raffinement ? Comment organiser calcul afin de permettre une mise en œuvre efficace en temps réel ? Quelles sont les considérations pratiques utilisant l'image des méthodes d'estimation basées sur des applications telles que la réalité augmentée et la reconstruction 3D ? / In this work, image based estimation methods, also known as direct methods, are studied which avoid feature extraction and matching completely. Cost functions use raw pixels as measurements and the goal is to produce precise 3D pose and structure estimates. The cost functions presented minimize the sensor error, because measurements are not transformed or modified. In photometric camera pose estimation, 3D rotation and translation parameters are estimated by minimizing a sequence of image based cost functions, which are non-linear due to perspective projection and lens distortion. In image based structure refinement, on the other hand, 3D structure is refined using a number of additional views and an image based cost metric. Image based estimation methods are usable whenever the Lambertian illumination assumption holds, where 3D points have constant color despite viewing angle. The main application domains in this work are indoor 3D reconstructions, robotics and augmented reality. The overall project goal is to improve image based estimation methods, and to produce computationally efficient methods which can be accomodated into real applications. The main questions for this work are : What is an efficient formulation for an image based 3D pose estimation and structure refinement task ? How to organize computation to enable an efficient real-time implementation ? What are the practical considerations of using image based estimation methods in applications such as augmented reality and 3D reconstruction ?

La maison est un lieu privilégié de l’intime, ayant des tonalités distinctes pour chacun. A Casa est un recueil de poèmes du poète contemporain brésilien Heleno Godoy, réunissant les aspects matériels de la maison par un langage objectif. En privilégiant la concréticité de cet espace, l’auteur propose au lecteur de bâtir son propre lieu intime. C’est une expérience poétique singulière, car en partant des images concrètes, le lecteur peut s’abstraire de la dureté du quotidien pour finalement l’envisager sous sa poéticité. C’est justement l’affrontement de la maison réelle par la poésie, qui permet au lecteur de se trouver dans une demeure qui ne se situe pas à l’extérieur, mais à l’intérieur de lui-même. Il s’agit effectivement d’un lyrisme de la réalité. Cette étude a pour objectif de présenter A Casa au public francophone, en apportant son exégèse ainsi que sa première traduction. Pour ce faire, la thèse comporte deux parties, ainsi qu’une proposition de traduction d’A Casa. La première partie situe l’auteur et l’œuvre dans leurs contextes, pour analyser ensuite le recueil choisi. La seconde partie traite du processus traductif de ce recueil, revenant sur les concepts de traduction, notamment celui de la traduction poétique, pour tenter d’en préciser le rapport entre la théorie et la pratique. Suit un commentaire détaillé des difficultés rencontrées lors de la translation de cette œuvre en français. Une version française d’A Casa conclut cette thèse. / A house is a privileged place for intimacy, offering distinct tones for everyone who looks at it. A Casa, by the contemporary Brazilian poet Heleno Godoy, is a collection of poems combining the material aspects of a house with an objective language. Privileging the concreteness of this space, the author proposes to the reader to build his own intimate place. It is a singular poetic experience because, starting from concrete images, the reader can abstract or distance himself from the hardness of everyday life to finally consider it under its poeticity. It is precisely the confrontation of the real house with poetry, which allows the reader to find himself in a house that is not outside, but inside himself. Indeed, it is a lyricism of reality. This study aims to present A Casa to the French-speaking public, bringing its exegesis as well as its first translation. To do this, the thesis is composed of two parts, plus a translation proposal of A Casa. The first part situates the author and the book in their contexts, then analyzes the chosen collection. The second part deals with the translation process of this collection, returning to the concepts of translation, poetic translation in particular, to try to specify a relationship between theory and practice. What follows is a detailed commentary on the difficulties encountered during the process of translating the work into its French version. Finally, the thesis makes a bilingual presentation of A Casa in its original Portuguese form and its French translation in its end. / A casa é um lugar privilegiado do íntimo, possuindo tons distintos para cada um. A Casa, do poeta contemporâneo brasileiro Heleno Godoy, é uma coleção de poemas que combina os aspectos materiais da casa com uma linguagem objetiva. Ao privilegiar a concretude desse espaço, o autor propõe ao leitor de construir seu próprio lugar íntimo. É uma experiência poética singular, pois, a partir das imagens concretas, o leitor pode abstrair-se da dureza do cotidiano para finalmente reconsiderá-lo sob seu carácter poético. É precisamente o confronto da casa real com a poesia, que permite ao leitor de reencontrar-se numa residência que não está no exterior, mas dentro de si mesmo. De fato, trata-se de um lirismo da realidade.Este estudo tem como objetivo apresentar A Casa para o público de língua francesa, trazendo sua exegese, bem como sua primeira tradução. Para isso, esta tese divide-se duas partes, além de uma proposta de tradução de A Casa. A primeira parte primeiro situa o autor e a obra em seus contextos, depois traz análises inéditas sobre esse trabalho. A segunda parte trata do processo de tradução desta obra, retornando aos conceitos de tradução e de tradução poética, especialmente, para tentar especificar uma relação entre teoria e prática. Seguido de um comentário detalhado das dificuldades encontradas durante a tradução deste livro para a língua francesa. Finalmente, a tradução bilíngue de A Casa será produzida ao final da tese.

L’objet de cette recherche porte sur l’évolution des dispositifs de formation avec l’introduction de technologies de réalité virtuelle dans des contextes industrialisés. Cette thèse Cifre s’appuie sur une intégration au sein du département « training » d’Airbus Helicopters. La démarche de recherche-action mise en œuvre permet d’observer et de participer à l’élaboration d’une technologie immersive pour la formation de pilotes. Cet outil est mis en situation avec des clients en formation et plusieurs démonstrations sont faites auprès d’acteurs de différents métiers. Nous mettons en avant des configurations hybrides dans le sens ou les situations de formation révèlent des aspects de la pratique et de la théorie telles qu’elles sont pensées dans la « langue de l’organisation ». Nous montrons alors que la mise en œuvre de telles technologies pourrait remettre en question les modèles rationalisés dans l’organisation. Ces éléments nous permettent d’envisager qu’une « approche par l’hybridation des dispositifs » amène l’organisation à interroger à chaque étape du projet ses propres modèles (objets structurés de partage d’information, organigramme, compétences et métiers des acteurs). C’est alors une remise en question en « profondeur » du projet de l’organisation apprenante qui est rendue possible, à partir de l’expérience des sujets. / The purpose of this research is to better understand how training devices evolve, with the introduction of virtual reality technology, in industrialized training situations. This work I based on an immersion in the "training" department of Airbus Helicopters. The research-action approach allows us to observe and participate in the emergence of a technology of reality for pilot’s training. The tool is put in situation with customers as part of their training and several demonstrations are made to actors of different trades around the training. We identify hybrid configurations in the sense that training situations are both practical and at the same time theoretical in the language of the organization. Then we show that the implementation of these technologies requires to rethink a traditional rationalization. These elements allow to suggest an "approach by the hybridization of systems" gives the organization the ability to reconsider its own project (structured objects of information, organization chart, skills and trades of actors). It is a depth questioning of the learning organization that is possible, from the experience of subjects.

L’expérience utilisateur est récemment devenue un sujet central dans la conception de produits ou services. Avec la démocratisation de la Réalité Virtuelle (RV), de plus en plus d’acteurs économiques prennent conscience du potentiel de la RV dans leurs secteurs respectifs.Dans ce contexte de plus en plus dynamique, l’expérience utilisateur (UX) permet d’anticiper les attentes des utilisateurs et des concepteurs afin de proposer l’expérience la plus satisfaisante possible. De plus, au travers de l’anticipation de l’expérience utilisateur, nous sommes en mesure de prédire de plus en plus précisément le degré d’adoption d’une solution technologique par les futurs utilisateurs. Nous avons aujourd’hui compris que la seule dimension technologique n’est plus suffisante pour assurer la réussite d’un produit matériel et/ou logiciel. En revanche, ce produit doit correspondre à l’usage que l’utilisateur compte en faire, et plus encore, il doit offrir une expérience unique, au travers de sensations, de perceptions, d’émotions et de réflexion, induisant un degré de satisfaction le plus élevé possible.Un consensus est depuis longtemps établi sur le fait que jouer, créer, apprendre ensemble est plus efficace et amusant qu’une activité solitaire. Partager et communiquer est primordial, c’est au travers des interactions sociales avec nos semblables que nous sommes capables de combler nombre de nos besoins, des plus pragmatiques aux plus éthérés. Nous avons, au travers de l’étude empirique conduite dans le cadre de cette thèse, apporté une meilleure compréhension de l’impact des interactions sociales (par la modalité vocale) dans le processus d’expérience utilisateur en 3D-IVE (3D Immersive Virtual Environment). À l’aide d’un état de l’art s’appuyant sur les études existantes de l’impact de l’interaction sociale sur la présence virtuelle (sentiment d’être là) ou l’engagement de l’utilisateur (flow). Nous proposons une vision plus holistique de cet impact par une étude centrée sur l’expérience utilisateur globale.Pour ce faire, nous avons conduit trois expérimentations immergeant des binômes d’utilisateurs dans un 3D-IVE. Par la répartition des participants en deux échantillons, l’un étant en mesure de communiquer vocalement, l’autre ne l’étant pas, nous avons pu comparer des données quantitatives et qualitatives afin de mettre en exergue l’impact des interactions sociales (vocales) sur l’expérience vécue. Les résultats quantitatifs obtenus ont confirmé nos postulats quant à l’impact bénéfique de l’interaction sociale (vocale) sur les performances des utilisateurs. Fait surprenant, nous avons aussi observé que la présence virtuelle ressentie tendait à être plus forte lorsque les participants, ne pouvant pas communiquer vocalement, se complétaient par le phénomène naturel de « translucence ». Toutefois, nous avons dû pondérer ces résultats, eu égard aux groupes de discussion qui ont fait émerger des différences d’appréhension de la performance, de la présence virtuelle et sociale. Cette triangulation entre quantitatif objectif, quantitatif subjectif et qualitatif a confirmé la nature variable de l’UX (en fonction de l’utilisateur et du temps) et l’influence forte de la nature de l'activité de l’expérimentation.Nos travaux ont permis de valider la capacité des environnements immersifs simples (logiciel de jeu Minecraft) à générer un bon niveau de présence virtuelle et d’engagement et, de manière générale, un haut niveau de satisfaction chez les utilisateurs. Nous apportons aussi un éclairage sur les méthodes à employer dans ce type de contexte vis-à-vis de la conception des tâches à accomplir; en effet, une même tâche présentée différemment peut induire une expérience assez dissemblable. Malgré la difficulté à généraliser un résultat dû à la nature très variable de l’expérience utilisateur, nous pensons que nos travaux contribueront à une plus grande compréhension de l’impact des interactions sociales vocales sur l’UX dans les 3D-IVEs. / User experience has recently become a central issue regarding to the design of products or services. With the democratization of Virtual Reality (VR), more and more economic actors start to being aware of the potential of VR in their respective sectors.In this increasingly dynamic context, user experience (UX) allows the anticipation of users’ and designers’ expectations in order to offer the most satisfying experience as possible. In addition, through the anticipation of user experience, we are able to predict more precisely the adoption level of a technological solution by future users. We have understood today that the only technological dimension is no longer enough to ensure the success of a hardware and/or software product. However, this must fit to the use that user will have of it, and more, it must provide a unique experience, through sensations, perceptions, emotions and thinking, inducing the highest satisfaction possible.A consensus has been established since a long time about the fact that play, create, learn together are more effective and fun than a lonely activity. Share and communicate is a primary need, it is through social interactions with our peers that we are able to fulfill many of our needs, from the most pragmatic to the most ethereal. We have, through the empirical study conducted as part of this thesis, brought a better understanding of the impact of social interactions (vocal mode) on the user experience process in a 3D-IVE (3D Immersive Virtual Environment). Through a literature review based on existing studies of the impact of social interaction on virtual presence (feeling of being there) or on users’ engagement (flow), we propose a more holistic view of this impact by a study focused on the overall user experience.With this aim, we have conducted three experiments immersing pairs of users in a 3D-IVE. By the division of participants into two samples, one being able to vocally communicate, the other not being so, we were able to compare quantitative and qualitative data to highlight the impact of social interactions (voice) on the user experience. Obtained quantitative results have confirmed our assumptions regarding the beneficial impact of social interaction (voice) on user performance. Surprisingly, we also observed that the perceived virtual presence tended to be higher when participants that were not able to communicate vocally, relied on the natural phenomenon of “translucence”. However, we had to balance these results, given to focus groups that have arisen differences regarding to the apprehension of performances, virtual and social presence. This triangulation between objective quantitative, subjective quantitative and qualitative data has confirmed the variable nature of the UX (depending on the user and time) and the strong influence of the nature of the activity of the experimentation.Our studies have validated the ability of simple immersive environments (Minecraft game software) to generate a high level of virtual presence and engagement, and in general, a high level of satisfaction among users. We also provide an insight into methods to be used in this type of context regarding to the design of tasks. Indeed, the same task presented differently can induce a quite dissimilar experience. Despite the difficulty to generalize a result due to the highly variable nature of user experience, we believe that our work will contribute to a greater understanding of the impact of vocal social interactions on UX in 3D-IVEs.

Les abeilles en libre vol montrent des capacités cognitives visuelles remarquables mais les bases neurales sous-jacentes ne peuvent pas être étudiées chez des insectes en vol. À l'inverse, le cerveau des abeilles immobilisées est accessible mais ne permet pas d'explorer l'apprentissage visuel. Pour dépasser cette limite, notre objectif a été d'établir un dispositif de réalité virtuelle pour pouvoir tester l'apprentissage visuel sur des abeilles attachées. Dans un premier temps, les abeilles ont été testées sur leur capacité à discriminer des couleurs en s'appuyant sur les renforcements positifs ou négatifs qui leur étaient associés. Ces expériences ont permis de mettre en évidence le rôle de la vision active dans la réalité virtuelle et l'importance de la phototaxie dans ce type de système. Grâce à ce dispositif, un apprentissage non élémentaire en réalité virtuelle, le patterning négatif, a été mis en place. Ainsi il a été montré que les abeilles étaient capables de résoudre cette tache en réalité virtuelle malgré sa complexité. Enfin, en s'appuyant sur le protocole de discrimination de couleurs, l'activation du cerveau a été étudiée au cours d'un test de mémoire des couleurs en analysant l'expression de gènes considérés comme des marqueurs de l'activité neurale. Les résultats de cette thèse, fournissant deux protocoles de réalité virtuelle solides pour étudier les apprentissages visuels élémentaires et non élémentaires, constituent une avancée considérable vers la possibilité de comprendre les bases neurales sous-jacentes à ces apprentissages chez l'abeille qu'ils soient simples ou complexes. / Free flying bees are known for their impressive visual cognition abilities, but the neural bases underlying those are poorly studied because of the difficulty to explore the brain in a flying insect. Conversely, it is possible to have access to the brain with tethered bees but, until now, no studies explored visual learning. To bypass this limitation, our aim was to establish a virtual reality device to test visual learning in tethered bees. First, bees were tested for their abilities to learn to discriminate colors according to the reinforcement associated to each of them. These experiments allowed to highlight the role of the active vision in virtual reality and the importance of phototaxis in this kind of device. Driven by these good results, we explored the non- elementary visual learning in bees and, more specifically, the negative patterning. The results suggest that bees were able to resolve this task in virtual reality despite its complexity. Finally, using the protocol of color discrimination, the brain activation has been explored during a color memory recall thanks to a quantification of immediate early genes considered as neural markers. This thesis provides two solid virtual reality protocols to study elementary and non-elementary visual learning in honey bees. This constitutes a huge advance and will allow to go further towards the understanding of the neural bases of simple and complex visual learning.

La conception du « roman total » proposé par Romain Gary met fin au « chef d’œuvre ». Traversant « le siècle des ténèbres », Romain Gary trouve une part de responsabilité de l’art et de l’artiste dans l’impuissance de la culture face à l’horreur existante. Pourtant, bien qu’il mette l’accent sur la fonction sociale de l’art, Romain Gary n’adhère pas à l’art engagé, ni au roman réaliste ou au Nouveau roman. Il ne cherche pas à imposer ses idées au lecteur, mais veut lui ouvrir un espace de liberté. L’art doit être une jouissance pour qu’il finisse par devenir une force éthique. Il amène une prise de conscience de ce qui manque à la réalité. L’esthétique garyenne consiste à rendre au lecteur son autonomie de pensée. Nombre de ses personnages incarnent la figure de l’artiste sous différentes formes provocatrices : picaro, dandy, clown, etc. Pour Romain Gary, créer, c’est jouir et la jouissance est une révolte métaphysique contre la condition de la vie et contre la souffrance. Les artistes dans ses romans figurent bien ceux qui mènent cette lutte. Transgresseurs des valeurs et des ordres établis, les artistes chez l’auteur tiennent à se libérer de la réalité. Cette libération s’effectue d’une part à travers la création d’un monde imaginaire, d’autre part à travers le dépassement de soi ou la création de soi. Transformant leur vie comme une œuvre de leur imagination, les artistes garyens témoignent d’une identité multiple et en « devenir ». / Néant

Dans un environnement économique à faible croissance et à forte concurrence, l'avance technologique est importante, mais très souvent ne suffit plus. Pour être compétitif, il convient aussi, de faire le bon produit, c'est-à dire le produit qui correspond aux réels besoins, attentes et caractéristiques des utilisateurs. Par conséquent, l'usage du produit devient une source d'innovation pour les entreprises industrielles. Pour intégrer l'usage d'un produit en conception, nous choisissons d'étudier les phases de convergence multidisciplinaire sur le couple produit/usage car ce sont des phases de collaboration forte entre les acteurs métiers tout au long du processus de conception. Les différentes disciplines, connaissances et pratiques impliquées dans les projets de conception, rendent le transfert des connaissances difficile entre les acteurs métiers durant ces phases. Face à cette problématique, nous nous intéressons plus particulièrement aux Objets Intermédiaires de Conception (OICs) (ex.prototype virtuel, maquette physique, etc.) comme moyen pour faciliter l'échange et la communication entre les acteurs métiers. Notre objectif est d'améliorer la collaboration entre les acteurs à travers l'étude des OICs et une meilleure compréhension des apports de ces objets. Dans nos travaux de thèse, nous indiquons l'intérêt de l'ajout d'interactions dédiées aux acteurs métier à l'OIC pour améliorer la qualité de la collaboration sur le couple produit/usage. Cela a été montré à travers le développement et la validation d'un outil d'annotation et sketching 2D (Virtusketches) en environnement virtuel immersif. Nos résultats montrent des différences significatives entre prototype virtuel (sur une plateforme de réalité virtuelle) et modèle CAO (sur un système CAO) concernant la qualité de collaboration et les objectifs des acteurs métier durant des revues de projets de conception. Nous proposons aussi une approche méthodologique DCDO (Démarche méthodologique de Choix et de Définition des OICs) pour le choix et la définition des OICs. L'une des originalités de cette approche réside dans le fait de considérer tous lesaspects liés à la définition de l'OIC dans le contexte de la convergence sur le couple produit/usage. Cette approche méthodologique a été implémentée et mise en pratique dans un module de revue de projet en environnement PLM(Product Lifecycle Management). / In our economic environment with low growth and high competition, technological advance is important, but often not enough. To be competitive, it is also necessary to propose a product which corresponds to the real needs, expectations and characteristics of users. Therefore, product use becomes a source of innovation by industrial companies. In order to integrate product use in design process, we choose to study the multidisciplinary convergence phases about the product and its related use because they are phases of strong collaboration between design actors. However, different disciplines, knowledge and practices involved in design projects, make the transfer of knowledge between design actors difficult. To this end, we are particularly interested in Intermediary Objects of Design (IOs) (ex. Virtual prototype, physical prototype, etc.) as a means to facilitate the exchange and communication between design actors. Our goal is to improve collaboration between design actors through the study of IOs, a better understanding of theirs contributions and the definition of a methodology that allows designactors to define these objects depending on their own needs and expectations. In this context, we indicate the interest of adding interactions dedicated to design actors through the IOs to improve the quality of collaboration. This has been shown through the developing and validating an annotation and 2D (Virtusketches) sketching tool in immersive virtual environment. Our results also show significant differences between a virtual prototype using (virtual reality platform) and CAD model (using CAD system) concerning the quality of collaboration and the realized objectives in design reviews. We also propose a methodological approach for the choice and the definition of IOs (DCDO). One of the originalities of this approach lies in the fact to consider all aspects related to the definition of the IOs in the context of convergence on the product/use couple. This methodological approach has been implemented and put into practice using an application to prepare project reviews in PLM (Product Lifecycle Management).environment.