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

La présente étude est un projet pilote qui vise à concevoir, à implanter et à évaluer une intervention de groupe pour des jeunes du Centre jeunesse de l'Estrie présentant des problèmes de comportement sérieux, et d'en évaluer les effets. L'échantillon de cette étude compte quinze jeunes, dont neuf filles et six garçons, âgés de 14 à 16 ans présentant des problèmes de comportement sérieux et bénéficiant d'un suivi du Centre jeunesse de l'Estrie. Les résultats révèlent qu'il y a une évolution positive significative chez les filles et les garçons ayant participé à l'intervention de groupe de jeunes. Les filles présentent une amélioration significative sur le plan des habiletés sociales plus développées. Les garçons réduisent de manière significative leurs problèmes de comportement intériorisés et extériorisés et nous remarquons une amélioration des habiletés sociales de base. La conception et l'implantation de l'intervention ont été évaluées sur la base des standards du plan d'action proposé par le groupe de consultation, selon une approche d'évaluation de programmes proposés par Chen (2005). L'analyse des standards du groupe de consultation nous a permis de constater que l'intervention, de façon générale, a été implantée fidèlement. Les résultats de cette étude pilote nous signalent la pertinence de poursuivre l'application de ce type d'intervention.

Cette thèse présente une étude qualitative sur les affordances d'un jeu sérieux éducatif (JSÉ) pour l'apprentissage de l'anglais langue seconde (ALS) dans un contexte formel de classe. Les affordances pour l'apprentissage réfèrent aux possibilités d'action offertes par un jeu numérique pour apprendre une langue seconde aux apprenants-joueurs capables de les percevoir. L'étude des affordances des jeux numériques s'avère utile pour identifier les composantes du jeu pouvant soutenir l'apprentissage du point de vue des apprenants-joueurs, ce qui est peu documenté dans la littérature scientifique. D'ailleurs, identifier les composantes du jeu soutenant l'apprentissage s'avère utile pour (1) soutenir les décisions relatives à la conception des JSÉ afin d'optimiser leur potentiel pédagogique et (2) pour appuyer le choix du JSÉ comme outil pédagogique pour l'apprentissage dans un contexte d'éducation formelle similaire. Pourtant, peu d'études se sont penchées sur l'étude des affordances des jeux numériques pour l'apprentissage de l'ALS dans la littérature scientifique. Au meilleur de notre connaissance, aucune étude n'a ciblé l'identification des affordances dans un JSÉ conçu spécifiquement pour l'apprentissage de l'ALS. Les résultats de notre recherche s'adressent aux professionnels de la conception de jeux numériques pour l'apprentissage, aux compagnies de JSÉ, aux enseignants qui sélectionnent le matériel pédagogique pour leurs cours et à tous les professionnels de l'éducation qui conçoivent des formations et des interventions pédagogiques basées sur le jeu numérique. Les assises théoriques de notre étude relèvent de la deuxième génération de la théorie de l'activité (TA) et du concept d'affordance. Les concepts activité, médiation, et agentivité nous permettent de caractériser notre modèle d'étude étant donné que nous nous y sommes appuyés pour étudier les interactions des apprenants-joueurs avec le JSÉ en fonction de leurs intentions ou objets; pour étudier les JSÉ comme artefacts médiateurs de l'apprentissage et du divertissement; ainsi que pour tenir compte des aspects contextuels qui pourraient influencer l'activité dans le jeu des apprenants-joueurs. Afin de répondre à nos questions de recherche, nous avons collecté des données auprès des participants par plusieurs moyens dont des questionnaires, des entrevues semi-dirigées, des rapports de réflexion et des traces numériques relatives à chaque séance de jeu. Nous avons analysé l'activité dans le jeu des quatre étudiantes universitaires de premier cycle, inscrites dans un cours d'ALS et sélectionnées en fonction de leur expérience à jouer à des jeux numériques et leur niveau d'anglais. Cette analyse fut inspirée par les travaux de Reeves et al., (2017) sur les niveaux d'analyse ethnométhodologique des jeux. Dans le cadre de cette étude, l'activité dans le jeu comporte (1) les actions menées par les participantes hors du monde virtuel du jeu mais inscrites au niveau de la classe dans la salle de cours, (2) les interactions des apprenants-joueurs avec le JSÉ à l'écran et (3) la perception des participantes à l'égard du JSÉ. Ainsi, à partir de la perception des étudiants universitaires et des traces numériques de leur activité dans le jeu, nous avons identifié huit affordances perçues qui mobilisent des connaissances linguistiques, sociolinguistiques, discursives et langagières : (1) apprendre de nouveaux mots, (2) prononcer les mots en anglais, (3) percevoir la structure grammaticale, (4) communiquer des messages appropriés selon le contexte, (5) s'entraîner pour communiquer dans la vie réelle, (6) organiser des mots et phrases pour communiquer et agir, (7) s'entraîner en compréhension orale, et (8) s'entraîner en compréhension orale et écrite. Dans cette thèse, les affordances perçues réfèrent aux possibilités pour apprendre l'anglais langue seconde remarquées par les étudiants Cinq sur les huit affordances perçues constituent des affordances réelles, c'est-à-dire, des possibilités pour apprendre l'ALS remarquées et utilisées par les participantes lors de l'activité de jeu: (1) apprendre des nouveaux mots; (2) communiquer des messages appropriés selon le contexte; (3) organiser des mots et des phrases pour communiquer et agir; (4) s'entraîner en compréhension orale; et (5) s'entraîner en compréhension de l'oral et l'écrit de manière intégrée. Les affordances réelles ont été déclarées par les participantes et peuvent être identifiées sur les traces numériques. Trois affordances perçues n'ont pas été identifiées sur les traces numériques pour des raisons méthodologiques: (1) prononcer les mots en anglais, (2) percevoir la structure grammaticale, et (3) s'entraîner pour communiquer dans la vie réelle. Les affordances pour l'apprentissage de l'ALS identifiées dans le cadre de cette thèse sont associées à des composantes du jeu spécifiques, dont quatre mécaniques du jeu principales et dix-sept objets numériques du jeu (ONJ). Il ressort de cette étude que l'expérience des participantes à jouer à des jeux numériques semble exercer une influence plus forte sur la perception d'affordances pour l'apprentissage de l'ALS que le niveau d'anglais déclaré. Les résultats de cette étude soulèvent le besoin de l'accompagnement pédagogique de la part du professeur durant et à la suite d'une activité basée sur le jeu dans un contexte formel de classe afin de focaliser l'attention des étudiants sur le contenu linguistique et d'éviter la fossilisation de vocabulaire incorrect. Par ailleurs, nous apportons une série de recommandations pour soutenir la conception de jeux numériques pour l'apprentissage des langues secondes. / This thesis presents a qualitative study on the affordances of an educational serious game (ESG) for learning English as a second language (ESL) in a formal classroom setting. Learning affordances refer to the action possibilities offered by a digital game for learning a second language to student-players who can perceive them. The study of digital game affordances is useful for identifying game components that can support learning from the perspective of student-players, which is not well documented in the scientific literature. In fact, identifying game components that support learning could be useful to (1) inform game design decisions when creating games for educational purposes and (2) to inform the selection of ESGs as a pedagogical tool for learning in formal educational settings. Yet, few scientific studies have examined the affordances of digital games for ESL learning. To the best of our knowledge, no study has focused on identifying affordances in an ESG designed specifically for ESL learning. Our findings are relevant to game designers of ESGs, videogame companies creating ESGs, teachers selecting games as instructional materials for their courses, and all educators designing digital game-based interventions. The theoretical framework of our study is based in the second generation of activity theory (AT) and the concept of affordance. In particular, the concepts of activity, mediation, and agentivity characterize our approach to study student-players' interactions with an ESG based on their intentions or objects; to study ESGs as mediating artifacts of learning and entertainment; and to consider contextual aspects that might influence activity in learner-players' play. Data was collected from participants through a variety of instruments including questionnaires, semi-structured interviews, reflection reports, and digital traces of 2 gaming sessions. We analyzed the gaming activity of four undergraduate students enrolled in an ESL course and selected based on their experience playing digital games and their proficiency level of English. This analysis was inspired by the work of Reeves et al., (2017) on ethno-methodological analysis of games. It included (1) participants' actions in the classroom, (2) student-players' interactions with the ESG on screen and (3) participants' perceptions of the ESG. Thus, based on the analysis of students' perceptions and digital traces of their gaming activity, we identified eight perceived affordances that mobilize linguistic, socio-cultural, discursive and language knowledge : (1) learning new words, (2) pronouncing words in English, (3) perceiving grammatical structure, (4) communicating messages appropriate to the context, (5) practicing communication in real life, (6) organizing words and phrases to communicate and act, (7) practicing listening comprehension, and (8) practicing listening and reading comprehension. Perceived affordances refer to the opportunities for learning English as a second language noticed by the students. Five of the eight perceived affordances were coded as real affordances, that is, affordances that are perceived and used by participants as documented in digital traces: (1) learning new words; (2) communicating context-appropriate messages; (3) organizing words and phrases for communication and action; (4) practicing listening comprehension; and (5) practicing listening and reading comprehension in an integrated manner. Three perceived affordances were not identified on the digital traces for methodological reasons: (1) pronouncing words in English, (2) perceiving grammatical structure, and (3) practicing communication in real life. The affordances for learning ESL are associated with specific game components, including 4 chore game mechanics and 17 digital game objects (DGO). Our findings indicate that participants' experience playing digital games had a stronger influence on the perception of affordances for learning than their declared English language proficiency level. The results of this study highlight the need for pedagogical support from the teacher during and after a game-based activity in a classroom setting in order to focus students' attention on language content and avoid the fossilization of incorrect vocabulary. In addition, we provide a series of recommendations to support the design of digital games for second language learning.

Depuis les années 1990, on a souvent critiqué et questionné notamment à l’époque du edutainment et du CBT (Computer-based training), l’intégration des jeux sur ordinateur dans les situations d’apprentissage sans apporter d’études concluantes sur le sujet (Egenfeldt-Nielsen, 2005; p.265). L’émergence des environnements d’apprentissage constructivistes, des approches pédagogiques constructivistes centrées sur les apprenants et des modèles de design pédagogique a tout de même facilité leur intégration des jeux éducatifs dans les écoles. Mais la venue d’une troisième génération de jeux éducatifs, fondée sur le socioconstructivisme et le constructiviste, a relancé le débat de cette intégration d’environnements d’apprentissage complexes en système ouvert (Squire, 2008). En d’autres mots, le développement de jeu sérieux à partir d’un outil de création favorise un « apprentissage par le design » (Kafai, 2005) tout en faisant émerger une nouvelle forme de « pensée design » ou design thinking où les apprenants deviennent des « créateurs de connaissances » (Perkins, 1991) Ce mémoire analyse les conditions préalables au design et développement lors de la mise en œuvre d’un modèle de design pédagogique où les apprenants eux-mêmes interviennent en tant qu’apprentis-concepteurs, cela afin de créer un jeu sérieux. Mots-clés : Apprentissage par le design, co-conception, processus de design pédagogique, modèle de design pédagogique, système, jeu sérieux. / Since the 90s, integrating computer-based educational gaming into the learning process has been amply studied and criticized for not producing conclusive evidence, especially within the context of edutainment and CBT (Egenfeldt-Nielsen, 2005; p.265). Nonetheless, the emergence of constructivist learning environments, constructivist- centered learning approaches and instructional design models are providing new ways for integration of educational game in classrooms. A third generation of educational gaming initiated by socio-constructivists and constructivism has provided complex open system learning environments. In others words, the development of serious gaming assisted by various authoring software is providing what has been termed learning through design or learning by design (Kafai, 2005) but it is also bringing about a new form of design thinking by students who are increasing being seen as knowledge creators (Perkins, 1991). This thesis analyses the requisite design and development conditions prior to the implementation of a user-based design model. Keywords: Learning through design, co-conception, instructional design and model, serious games.

Cette thèse présente une étude qualitative sur les affordances d'un jeu sérieux éducatif (JSÉ) pour l'apprentissage de l'anglais langue seconde (ALS) dans un contexte formel de classe. Les affordances pour l'apprentissage réfèrent aux possibilités d'action offertes par un jeu numérique pour apprendre une langue seconde aux apprenants-joueurs capables de les percevoir. L'étude des affordances des jeux numériques s'avère utile pour identifier les composantes du jeu pouvant soutenir l'apprentissage du point de vue des apprenants-joueurs, ce qui est peu documenté dans la littérature scientifique. D'ailleurs, identifier les composantes du jeu soutenant l'apprentissage s'avère utile pour (1) soutenir les décisions relatives à la conception des JSÉ afin d'optimiser leur potentiel pédagogique et (2) pour appuyer le choix du JSÉ comme outil pédagogique pour l'apprentissage dans un contexte d'éducation formelle similaire. Pourtant, peu d'études se sont penchées sur l'étude des affordances des jeux numériques pour l'apprentissage de l'ALS dans la littérature scientifique. Au meilleur de notre connaissance, aucune étude n'a ciblé l'identification des affordances dans un JSÉ conçu spécifiquement pour l'apprentissage de l'ALS. Les résultats de notre recherche s'adressent aux professionnels de la conception de jeux numériques pour l'apprentissage, aux compagnies de JSÉ, aux enseignants qui sélectionnent le matériel pédagogique pour leurs cours et à tous les professionnels de l'éducation qui conçoivent des formations et des interventions pédagogiques basées sur le jeu numérique. Les assises théoriques de notre étude relèvent de la deuxième génération de la théorie de l'activité (TA) et du concept d'affordance. Les concepts activité, médiation, et agentivité nous permettent de caractériser notre modèle d'étude étant donné que nous nous y sommes appuyés pour étudier les interactions des apprenants-joueurs avec le JSÉ en fonction de leurs intentions ou objets; pour étudier les JSÉ comme artefacts médiateurs de l'apprentissage et du divertissement; ainsi que pour tenir compte des aspects contextuels qui pourraient influencer l'activité dans le jeu des apprenants-joueurs. Afin de répondre à nos questions de recherche, nous avons collecté des données auprès des participants par plusieurs moyens dont des questionnaires, des entrevues semi-dirigées, des rapports de réflexion et des traces numériques relatives à chaque séance de jeu. Nous avons analysé l'activité dans le jeu des quatre étudiantes universitaires de premier cycle, inscrites dans un cours d'ALS et sélectionnées en fonction de leur expérience à jouer à des jeux numériques et leur niveau d'anglais. Cette analyse fut inspirée par les travaux de Reeves et al., (2017) sur les niveaux d'analyse ethnométhodologique des jeux. Dans le cadre de cette étude, l'activité dans le jeu comporte (1) les actions menées par les participantes hors du monde virtuel du jeu mais inscrites au niveau de la classe dans la salle de cours, (2) les interactions des apprenants-joueurs avec le JSÉ à l'écran et (3) la perception des participantes à l'égard du JSÉ. Ainsi, à partir de la perception des étudiants universitaires et des traces numériques de leur activité dans le jeu, nous avons identifié huit affordances perçues qui mobilisent des connaissances linguistiques, sociolinguistiques, discursives et langagières : (1) apprendre de nouveaux mots, (2) prononcer les mots en anglais, (3) percevoir la structure grammaticale, (4) communiquer des messages appropriés selon le contexte, (5) s'entraîner pour communiquer dans la vie réelle, (6) organiser des mots et phrases pour communiquer et agir, (7) s'entraîner en compréhension orale, et (8) s'entraîner en compréhension orale et écrite. Dans cette thèse, les affordances perçues réfèrent aux possibilités pour apprendre l'anglais langue seconde remarquées par les étudiants Cinq sur les huit affordances perçues constituent des affordances réelles, c'est-à-dire, des possibilités pour apprendre l'ALS remarquées et utilisées par les participantes lors de l'activité de jeu: (1) apprendre des nouveaux mots; (2) communiquer des messages appropriés selon le contexte; (3) organiser des mots et des phrases pour communiquer et agir; (4) s'entraîner en compréhension orale; et (5) s'entraîner en compréhension de l'oral et l'écrit de manière intégrée. Les affordances réelles ont été déclarées par les participantes et peuvent être identifiées sur les traces numériques. Trois affordances perçues n'ont pas été identifiées sur les traces numériques pour des raisons méthodologiques: (1) prononcer les mots en anglais, (2) percevoir la structure grammaticale, et (3) s'entraîner pour communiquer dans la vie réelle. Les affordances pour l'apprentissage de l'ALS identifiées dans le cadre de cette thèse sont associées à des composantes du jeu spécifiques, dont quatre mécaniques du jeu principales et dix-sept objets numériques du jeu (ONJ). Il ressort de cette étude que l'expérience des participantes à jouer à des jeux numériques semble exercer une influence plus forte sur la perception d'affordances pour l'apprentissage de l'ALS que le niveau d'anglais déclaré. Les résultats de cette étude soulèvent le besoin de l'accompagnement pédagogique de la part du professeur durant et à la suite d'une activité basée sur le jeu dans un contexte formel de classe afin de focaliser l'attention des étudiants sur le contenu linguistique et d'éviter la fossilisation de vocabulaire incorrect. Par ailleurs, nous apportons une série de recommandations pour soutenir la conception de jeux numériques pour l'apprentissage des langues secondes. / This thesis presents a qualitative study on the affordances of an educational serious game (ESG) for learning English as a second language (ESL) in a formal classroom setting. Learning affordances refer to the action possibilities offered by a digital game for learning a second language to student-players who can perceive them. The study of digital game affordances is useful for identifying game components that can support learning from the perspective of student-players, which is not well documented in the scientific literature. In fact, identifying game components that support learning could be useful to (1) inform game design decisions when creating games for educational purposes and (2) to inform the selection of ESGs as a pedagogical tool for learning in formal educational settings. Yet, few scientific studies have examined the affordances of digital games for ESL learning. To the best of our knowledge, no study has focused on identifying affordances in an ESG designed specifically for ESL learning. Our findings are relevant to game designers of ESGs, videogame companies creating ESGs, teachers selecting games as instructional materials for their courses, and all educators designing digital game-based interventions. The theoretical framework of our study is based in the second generation of activity theory (AT) and the concept of affordance. In particular, the concepts of activity, mediation, and agentivity characterize our approach to study student-players' interactions with an ESG based on their intentions or objects; to study ESGs as mediating artifacts of learning and entertainment; and to consider contextual aspects that might influence activity in learner-players' play. Data was collected from participants through a variety of instruments including questionnaires, semi-structured interviews, reflection reports, and digital traces of 2 gaming sessions. We analyzed the gaming activity of four undergraduate students enrolled in an ESL course and selected based on their experience playing digital games and their proficiency level of English. This analysis was inspired by the work of Reeves et al., (2017) on ethno-methodological analysis of games. It included (1) participants' actions in the classroom, (2) student-players' interactions with the ESG on screen and (3) participants' perceptions of the ESG. Thus, based on the analysis of students' perceptions and digital traces of their gaming activity, we identified eight perceived affordances that mobilize linguistic, socio-cultural, discursive and language knowledge : (1) learning new words, (2) pronouncing words in English, (3) perceiving grammatical structure, (4) communicating messages appropriate to the context, (5) practicing communication in real life, (6) organizing words and phrases to communicate and act, (7) practicing listening comprehension, and (8) practicing listening and reading comprehension. Perceived affordances refer to the opportunities for learning English as a second language noticed by the students. Five of the eight perceived affordances were coded as real affordances, that is, affordances that are perceived and used by participants as documented in digital traces: (1) learning new words; (2) communicating context-appropriate messages; (3) organizing words and phrases for communication and action; (4) practicing listening comprehension; and (5) practicing listening and reading comprehension in an integrated manner. Three perceived affordances were not identified on the digital traces for methodological reasons: (1) pronouncing words in English, (2) perceiving grammatical structure, and (3) practicing communication in real life. The affordances for learning ESL are associated with specific game components, including 4 chore game mechanics and 17 digital game objects (DGO). Our findings indicate that participants' experience playing digital games had a stronger influence on the perception of affordances for learning than their declared English language proficiency level. The results of this study highlight the need for pedagogical support from the teacher during and after a game-based activity in a classroom setting in order to focus students' attention on language content and avoid the fossilization of incorrect vocabulary. In addition, we provide a series of recommendations to support the design of digital games for second language learning.

Les jeux vidéo font aujourd'hui partie de la culture de nombreux étudiants au même titre que la télévision, les films ou les livres. Or depuis quelques années, les étudiants se détournent des sciences. La recherche dans le domaine de l'enseignement de l'informatique aborde les problèmes du recrutement et du maintien des étudiants dans les formations informatiques. Une approche prometteuse consiste à utiliser la culture vidéoludique des étudiants pour les motiver à investir du temps dans la pratique de la programmation. Dans ce cadre, les travaux présentés portent sur la conception, la réalisation et l'évaluation d'un jeu sérieux pour l'apprentissage des fondamentaux de la programmation. Ce jeu est basé sur un jeu de stratégie temps réel où la programmation est un moyen d'interaction. Grâce au système Prog&Play, le jeu sérieux a pu être déployé et évalué dans différents contextes d'enseignements.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les jeux sérieux connaissent aujourd’hui un succès retentissant, notamment dans le milieu éducatif où ils sont utilisés pour reconfigurer l’activité des apprenants. Ces jeux sérieux sont des dispositifs ludiques, qui reprennent souvent les codes culturels et l’apparence des jeux vidéo pour transmettre un ensemble de savoirs et de savoir-faire. Le changement proposé est de taille : transposer le jeu au travail, et exploiter le potentiel pédagogique de l’activité de jeu. Mais le jeu sérieux est un dispositif qui n’existe que par la coordination de plusieurs mondes sociaux, issus des secteurs publics et privés. Il opère des médiations techniques, d’épreuves d’intéressement en opérations de traduction, de sorte que les acteurs de l’innovation parviennent à stabiliser de larges chaînes sociotechniques jusqu’à son arrivée dans la salle de classe, où apprenants et enseignant en façonnent le cadre d’usage. La question de ses usages soulève donc une problématique englobant celle de l’activité de travail en classe ; la façon dont l’outil s’inscrit au cœur de l’activité des acteurs qui portent à son terme l’innovation par le jeu. L’usage du jeu sérieux est mis en tension par des problématiques techniques, politiques, professionnelles, marchandes et scientifiques. Cette thèse est cofinancée par la région Midi-Pyrénées et l’INU J.-F. Champollion d’Albi. Elle propose de mettre en concordance les sociologies de l’activité, des usages, des politiques publiques et des marchés pour analyser le développement et les usages d’un jeu sérieux, Mecagenius®, développé à l’INU Champollion d’Albi par l’équipe Serious Game Research Lab. En privilégiant l’analyse vidéo-ethnographique des usages, d’entretiens semi-directifs et de corpus de littérature grise, ce travail porte sur l’activité des acteurs qui font l’innovation par le jeu ; les conditions de leur coordination, leur appropriation de l’objet technique, et la capacité du jeu à reconfigurer leur activité. / Serious games meet a great success, especially in education where they intend to transform the learners’ activity. The serious games are playful devices, which are often based on the cultural codes and appearances of video games in order to transmit a set of knowledges and professional skills. This is a significant cultural switch: to transpose the game to working activity with the intention of exploiting the pedagogical potential of the playing activity. But the serious game can only exist through the coordination of various social worlds from public and private sectors. It operates technical mediations during mutual determination of the innovation’s interest and translation operations, so that innovation actors manage to stabilize wide sociotechnical chains until the game arrives in the classroom where learners and teachers shape its frame of use. Therefore, the question of its usage raises an issue encompassing the one about class's academic activity; how does the game fits in the heart of the professional’s activity? The use of the serious games are tensed by technical, political, professional, market and scientists' dimensions. This thesis is co-financed by the Region Midi-Pyrénées and the INU J.-F. Champollion in Albi. It aims at converging the sociology of activity, use, public policies and markets to analyze the development and use of a serious game, Mecagenius®, developed at the INU Champollion in Albi by the Serious Game Research Lab team. By focusing on the video-ethnographic analysis of use, semi-directive interviews and analysis of a grey literature corpus, it focuses on actors’ activity: their coordination, the way they use the serious game and the ability of the game to transform their activity.

L’être humain est doté d’une grande capacité à traiter l’information temporelle, particulièrement visible dans notre tendance à bouger avec la pulsation de la musique. Cette pulsation est appelée beat. Les capacités rythmiques sont sous-tendues par un réseau neuronal complexe, incluant les régions auditives (cortex auditif, gyrus temporal supérieur), les régions motrices et pré-motrices (les ganglions de la base, les cortex moteur et pré-moteur) et les régions de coordination motrices (par ex., le cervelet). Lorsque ces régions sont affectées par des maladies neurologiques ou développementales, les capacités rythmiques peuvent être atteintes. C’est le cas dans la maladie de Parkinson ou la dyslexie par exemple. Les déficits de rythme sont associés à des déficits moteurs et cognitifs. Une autre forme de troubles du rythme est le cas des mauvais synchroniseurs (anglais « beat deaf »), des sujets sans troubles neurologiques qui ont des difficultés à se synchroniser et/ou à percevoir le rythme.Dans cette dissertation, deux questions sont posées. Tout d’abord, est-il possible d’étendre nos connaissances des différences inter-individuelles dans les capacités de rythme avec un outil systématique, de manière à mieux comprendre les mécanismes sous-tendant le traitement du rythme ? Ensuite, les capacités de rythme peuvent-elles être entraînées, avec de potentielles applications dans l’entraînement des domaines cognitifs et moteurs associés chez les patients atteints de troubles rythmiques ?Dans la première partie de la section expérimentale, j’ai utilisé la Battery for the Assessment of Auditory Sensorimotor and Timing Abilities (BAASTA) pour évaluer systématiquement et caractériser les capacités rythmiques perceptives et sensorimotrices des individus. Les résultats obtenus à certaines tâches corrèlent hautement avec d’autres, alors que certaines tâches sont totallement indépendantes les unes des autres. Cela révèle que la batterie peut distinguer les mécanismes en commun ou différents d’une tâche à l’autre. Dans une autre étude, 20 sujets sains adultes ont été soumis à la BAASTA à deux semaines d’intervalle. La performance dans la plupart des tâches reste stable en phase de re-test. Finalement, la BAASTA a été utilisée auprès de sujets beat deaf. J’ai montré que deux individus ont des difficultés dans la perception du rythme, par exemple dans une tâche consistant à estimer si un métronome est aligné au rythme de la musique (Beat Alignment Test, BAT) alors qu’ils peuvent se synchroniser avec les mêmes stimuli. Le fait que la synchronisation au beat puisse être fonctionnelle alors que la perception est déficitaire est reporté pour la première fois. De plus, les sujets beat deaf bénéficient comme les sujets contrôles de la régularité d’une séquence (timing implicite) dans une tâche dans laquelle le but est de répondre le plus rapidement possible à une cible après une séquence de sons standards.Dans la deuxième partie de la section expérimentale, je présente un jeu sérieux pour l’entraînement des capacités de rythme (Rhythm Workers) conçu durant la thèse. J’ai développé un protocole d’entraînement des capacités de rythme progressive et conduit une étude pilote sur 20 sujets qui ont joué pendant deux semaines. Les participants ont montré une bonne adhésion au jeu et une bonne motivation à jouer. Des résultats encourageants sur l’évolution des capacités rythmiques, testés avec la version de la BAT issue de la BAASTA avant et après l’entraînement, sont présentés.En résumé, dans cette dissertation, j’ai contribué au développement d’outils pour l’évaluation et l’entraînement des capacités de rythme. Cela a permis de conduire des études pour mieux comprendre les mécanismes de traitement du rythme et d’ouvrir la voie à l’utilisation de jeux de rythme dans la réhabilitation et la remédiation cognitive et motrice. / Humans are highly skilled in processing temporal information. This is particularly visible in our compelling sense of rhythm that manifests in our tendency to move to the beat of music. Deliberately or spontaneously, we have a tendency to clap our hands, tap our feet, or dance with music. These skills are sustained by a complex neuronal network involving auditory regions (auditory cortex, superior temporal gyrus), motor and pre-motor areas (basal ganglia, motor and pre-motor cortices), as well as motor coordination regions (e.g., the cerebellum). However, rhythm skills can be disrupted in neurological diseases like Parkinson’s disease or in neuro-developmental diseases such as dyslexia. Rhythm deficits are associated with movement and cognitive disorders. Another form of rhythm disability is beat deafness, a specific condition in which healthy individuals encounter particular difficulties in synchronizing to the beat.In this dissertation, I aim at addressing two questions. First, is it possible to extend our knowledge of inter-individual differences to rhythm skills in order to better understand mechanisms underlying rhythmic processing with a systematic tool? Second, can rhythm skills be trained in order to improve the associated motor and cognitive domains in patient populations revealing rhythm disorders?In the first part of the experimental section, I used the Battery for the Assessment of Auditory Sensorimotor and Timing Abilities (BAASTA) to systematically test and characterize subjects’ perceptual and sensorimotor timing skills. I found that the results of some tasks were highly correlated with the ones of other tasks and that, on the contrary, some tasks were totally independent from each other. This reveals that the battery can discriminate between tasks involving different and common mechanisms. In a further study, 20 healthy adults were submitted twice to BAASTA at a two-week interval. The performance in most of the tasks remained stable at retest. Finally, BAASTA was used in beat-deaf individuals. I showed that two individuals performed poorly on rhythm perception tasks, such as detecting or estimating whether a metronome is aligned to the beat of the music or not (Beat Alignment Test [BAT]). Yet, they could tap to the beat of the same stimuli. The fact that synchronization to a beat can occur in the presence of poor perception is reported for the first time in this study. On top of that, beat-deaf participants benefited similarly to controls from a regular temporal pattern (implicit timing) in a task in which they had to respond as fast as possible to a different target pitch after a sequence of standard tones.In the second part of the experimental section, I present a serious game for training rhythmic skills (Rhythm Workers) designed during the doctorate. I developed a progressive rhythm training protocol with stimuli varying in rhythmic difficulty. I conducted a proof-of-concept pilot study on 20 individuals who played the game for 15 days. Participants in the experimental groups showed high compliance and motivation in playing the game. Encouraging results were found on the evolution of their rhythmic skills, as tested with the BAT taken from BAASTA that was submitted to the participants before and after the training.In sum, in this dissertation contributed to the development of tools for the assessment and training of rhythmic skills. This enabled us to design studies to better understand rhythm processing mechanisms and to pave the way for the use of rhythm games in cognitive and motor remediation and rehabilitation.

Cette thèse s'intéresse à la relation sujet-objet – l'expérience d'apprentissage vécu par des étudiants universitaires dans le cadre du jeu sérieux Laboratorium of Epidemiology (LOE). Elle porte essentiellement sur la modélisation de phénomènes d'apprentissage – Appropriation et Authenticité – et se veut multidisciplinaire en rassemblant Psychologie de l'Education, Didactique des Mathématiques et Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain. Le terrain d'expérimentation de cette thèse se place dans le cadre d'un module de Biostatistique dans lequel le jeu sérieux LOE a été implémenté de manière écologique et pérenne. La problématique de recherche porte sur les phénomènes d'appropriation et d'authenticité qui sont formalisés et illustrés, en s'appuyant sur la Théorie des Situations Didactiques (TSD) de Brousseau. Des traces d'activité, des interactions verbales et des entretiens directs ont été analysés au cours de trois années d'utilisation du jeu LOE. Ce travail a permis la construction de concepts tels que « l'appropriation de rôle » par des étudiants dans le contexte d'un jeu sérieux, « l'appropriation de problèmes » par les étudiants que ce soit à travers leurs interactions individuelles avec l'objet (le jeu) ou dans la recherche collaborative de solution aux problèmes, et enfin « la perception de l'authenticité » du jeu. Ainsi, cette thèse montre comment appropriation et authenticité découlent de l'interaction individu-objet. L'appropriation est un élément de l'expérience d'apprentissage à partir duquel l'individu fait sien un objet d'apprentissage dans un processus actif de développement transformationnel dans lequel l'individu reconstruit l'objet qu'il s'approprie à sa manière. Dans le modèle proposé, le processus s'établit par des catégories non nécessairement consécutives : accepter, tester, faire des choix, anticiper et maîtriser. La perception de l'authenticité d'un jeu sérieux par un individu est favorisée par des attributs de l'environnement informatique en raison de l'impact qu'ils produisent chez l'individu. L'authenticité d'un environnement informatique est définie comme un compromis entre trois dimensions élémentaires : réalisme, cohérence interne et pertinence didactique. Une meilleure compréhension de ces phénomènes à la base du processus d'apprentissage contribuera aux études futures sur la qualité de l'enseignement et sur la conception de nouveaux outils, en particulier ceux basés sur le jeu de rôle et l'immersion. / This thesis is interested in the relation subject-object – the learning experience lived by university students in the case of the serious game Laboratorium of Epidemiology. ( LOE). It concerns essentially the modelling of learning phenomena in Didactics of Mathematics – Appropriation and Authenticity – and aims to be multidisciplinary by gathering Psychology of the Education, Didactics of the Mathematics and Technology Enhanced Learning. The thesis field experiment takes place within a discipline of Biostatistics in which the serious game LOE was implemented in an ecological and permanent manner. The search problem concerns the phenomena of appropriation and authenticity which are formalized and illustrated, supported by Brousseau's Theory of the Situations. Tracks of activity, verbal interactions and direct interviews were analysed during the three years of use of the game LOE. This work allowed the construction of concepts such as the "role appropriation" by students in the context of a serious game, the "appropriation of problems" by the students whether individually through interactions with the object (the game) or collaboratively seeking a solution to the problems, and finally "the perception of the authenticity" of the game. In this way, this thesis shows how appropriation and authenticity ensues from the interaction individuals-objects. The appropriation is an element of the learning experience from which individuals makes their own learning objects in an active process of transformational development in which individuals reconstruct the object they appropriate their own away. In the proposed model, the process becomes established by categories not necessarily consecutive: accept, make out a will, choose, anticipate and master. The perception of the authenticity of a serious game by an individual is favoured by attributes of the IT environment due to the impact such attributes produce within individuals. The authenticity of an IT environment is defined as a compromise amongst three elementary dimensions: realism, internal coherence and didactic relevance. A better understanding of these phenomena on the basis of the learning process will contribute to future studies on the quality of teaching and on the design of new tools, in particular those based on role-playing and immersion.