La TV 3D stéréoscopique (S-3DTV) est supposée améliorer la sensation de profondeur des observateurs mais possiblement en affectant d'autres facteurs de l'expérience utilisateur. L'évaluation subjective (avec observateurs) est la méthode la plus directe pour qualifier la qualité d'expérience (QoE). Cependant, les méthodes conventionnelles ne sont pas adaptées à l'évaluation de la QoE dans le cas de la S-3DTV. Cette thèse a pour but de, premièrement proposer de nouvelles méthodologies pour évaluer la QoE dans pareil contexte ; deuxièmement investiguer les impacts de choix technologiques de la diffusion S-3DTV sur la QoE ; troisièmement proposer des recommandations pour optimiser la QoE. Sur les aspects méthodologiques, l'idée clé repose sur une approche multidimensionnelle de la QoE via la définition de plusieurs indicateurs. La fatigue visuelle fait l'objet d'une étude expérimentale particulière en utilisant des questionnaires, tests de vision et analyse de signaux EEG dans des conditions de visualisation optimisés. D'autres indicateurs ont été mesurés pour investiguer quantitativement l'impact de l'acquisition, la représentation, la compression et la transmission du contenu S-3DTV sur la QoE. De plus, les règles améliorées de captation stéréoscopiques, de budget de profondeur "confortable", de débit de diffusion ont été élaborées et validées au travers des études expérimentales.

La technologie multimédia vise à améliorer l'expérience visuelle des spectateurs, notamment sur le plan de l'immersion. Les développements récents de la TV HD, TV 3D, et TV Ultra HD s'inscrivent dans cette logique. La qualité d'expérience (QoE) multimédia implique plusieurs dimensions perceptuelles. Dans le cas particulier de la TV 3D stéréoscopique, trois dimensions primaires ont été identifiées dans la littérature: qualité d'image, qualité de la profondeur et confort visuel. Dans cette thèse, deux questions fondamentales sur la QoE sont étudiés. L'une a pour objet "comment évaluer subjectivement le caractère multidimensionnel de la QoE". L'autre s'intéresse à une dimension particuliére de QoE, "la mesure de l'inconfort et sa prédiction?". Dans la première partie, les difficultés de l'évaluation subjective de la QoE sont introduites, les mérites de méthodes de type "Comparaison par paire" (Paired Comparison en anglais) sont analysés. Compte tenu des inconvénients de la méthode de Comparaison par paires, un nouveau formalisme basé sur un ensemble de comparaisons par paires optimisées, est proposé. Celui-ci est évalué au travers de différentes expériences subjectives. Les résultats des tests confirment l'efficacité et la robustesse de ce formalisme. Un exemple d'application dans le cas de l'étude de l'évaluation des facteurs influençant la QoE est ensuite présenté. Dans la seconde partie, l'influence du mouvement tri-dimensionnel (3D) sur l'inconfort visuel est étudié. Un modèle objectif de l'inconfort visuel est proposé. Pour évaluer ce modèle, une expérience subjective de comparaison par paires a été conduite. Ce modèle de prédiction conduit à des corrélations élevées avec les données subjectives. Enfin, une étude sur des mesures physiologiques tentant de relier inconfort visuel et fréquence de clignements des yeux présentée.