Les humains virtuels en interaction homme machine sont aujourd’hui établis comme un objet de recherche à part entière. Leurs comportements pensés pour différentes applications sont basés sur les routines d’interaction entre humains. Bien que les humains virtuels aient souvent un corps représenté graphiquement, les recherches actuelles souffrent de deux limitations majeures qui dégradent la crédibilité de l’expérience des utilisateurs : les comportements corporels modélisés manquent d’interactivité sociale et ne prennent pas en compte les différences interindividuelles. Les développements récents en Sciences Humaines promeuvent une approche plus intégrative avec en son cœur le rôle constitutif de l’interaction sociale. La position centrale et interdisciplinaire des humains virtuels dans ce nouvel agenda de recherche est particulièrement importante : ils sont à la fois une manière de mieux étudier les différents phénomènes d’interactions sociales (comme outil expérimental) et une solution potentielle à des défis sociétaux (comme applications). L’objectif principal de cette thèse est de combiner les apports et valoriser les synergies établies entre les sciences de l’informatique et les sciences humaines, afin d’appréhender le rôle modérateur des différences interindividuelles dans le contrôle et la régulation des interactions corporelles. L’objectif à plus long terme de cette contribution vise à développer des humains virtuels interactifs à l’interface de ces domaines, avec l’idée que les besoins des deux champs de recherches contraindraient de manière positive les propositions futures. Pour limiter le cadre de cette thèse, nous nous sommes concentrés sur les mouvements du corps (les aspects statiques du corps ou les autres modalités ne sont pas considérées), sur les mécanismes de couplages bas niveaux et le rôle modérateur des différences interindividuelles avec comme objectif de proposer des prototypes d’humains virtuels comme preuve de concept (plutôt que des logiciels fonctionnels complets) incluant des modèles d’interaction corporelle dyadique. Notre méthodologie peut être résumée en quatre étapes principales. Premièrement, les modèles et hypothèses liant les processus d’interaction sociale aux différences interindividuelles résultent d’une double revue de littérature en sciences de l’informatique et sciences humaines. Ces différences interindividuelles identifiées comme pertinentes apparaissant faiblement associées théoriquement, notre seconde étape consista à étudier leurs associations lors d’une étude à grande échelle. Troisièmement, les interactions corporelles ont été analysées dans deux études de cas qui présentent des intérêts applicatifs et expérimentaux. Dans les deux cas, des corpus multimodaux d’interactions corporelles dyadiques ont été collectés et associés à des mesures de différences interindividuelles. La phase finale fut de développer des prototypes d’humains virtuels inspirés par les analyses précédentes et basés sur les données collectées. Le modèle général portant sur la prise en compte des différences interindividuelles se révèle en accord avec les données collectées (questionnaires d’auto-évaluation) : les relations entre dispositions d’orientations pro-sociales, d’empathie et de régulation émotionnelle furent confirmées. Les deux études de cas validèrent partiellement les hypothèses initiales : certaines différences interindividuelles modulèrent les processus d’interaction corporelle. Ces études contribuent à la définition de modèles d’humains virtuels interactifs parcimonieux. La principale contribution critique de ces deux études de cas au rôle modérateur des différences interindividuelles dans le modèle proposé est la nécessité de prendre en considération le contexte de la tâche avant de définir les hypothèses. L’intégration de ces différences interindividuelles identifiées dans les études de cas aux modèles informatiques interactifs est incluse dans les directions de recherches futures. / In human computer interaction, virtual humans are now established as a specific object of research. They build on human to human interaction routines to serve various application goals. Although Virtual Humans (VH) have bodies, current researches suffer from two major limitations which impair the experienced credibility: modeled bodily behaviors lack of social interactivity and do not account for individual differences. Recent developments in human sciences call for a more integrative approach with at its heart the constitutive role of social interaction. Of particular importance is the central and interdisciplinary position of virtual humans in this new research agenda: they are both a way to better investigate the various socially interactive phenomena (VH as experimental tools) and potential solutions for societal challenges (VH as applications). The main goal of this PhD thesis is to contribute to both computer and human sciences by studying together bodily interaction and individual differences. Central to this study is the long term objective to develop interactive virtual humans at the interface of these domains, with the idea that requirements from both fields would constrain positively future propositions. To limit the scope of the thesis, we focused on body movements (not considering static bodily aspects or other modalities), low level coupling mechanisms and the moderating role of individual differences with the aim to propose proof of concept of virtual human prototypes (rather than complete functional software) embedding full body dyadic interaction models. Our research methodology can be summarized in four main steps. First, models and hypotheses linking social interaction processes and individual differences emerged from a review of the literature in both computer and human sciences. As the identified relevant individual differences appeared barely theoretically associated, our second step aimed at investigating their interrelatedness in a large scale study. Thirdly, bodily interactions were analyzed in two case studies which present application and experimental interests. In both cases, corpuses were collected with full body interacting dyads and individual differences measured. The final phase was to develop virtual human prototypes inspired by previous analyses and based on the collected data. The proposed general model of individual differences was shown to be consistent with real word data (collected by self-report questionnaires): dispositions in pro-social orientations, empathy and emotion regulation were closely related. The two case studies partially confirmed our initial hypotheses: various individual differences modulated the bodily interactive processes. These studies enabled the definition of parsimonious virtual human interactive models. The main critical contribution of the two case studies to the proposed model of individual differences is the clear necessity to take into consideration the task context before drawing any hypotheses. Future directions of research are proposed including an integration of individual differences identified in case studies.

La thèse s’intéresse aux pratiques de lecture et d’écriture initiées par le développement des journaux littéraires au XVIIIe siècle. Elle s’appuie sur cinq périodiques représentatifs : « le Nouvelliste du Parnasse » de Desfontaines et Granet, « le Pour et Contre » de Prévost, « le Mercure de France », « l’Année littéraire » de Fréron, et « le Journal des Dames ». Ces périodiques se caractérisent par la place accordée aux lecteurs, par la variété des sujets qu’ils diffusent, et enfin par leur vocation critique.Il s’agira tout d’abord d’envisager le périodique littéraire comme un nouveau moyen d’information et de communication, qui redéfinit les pratiques auctoriales des rédacteurs et qui dessine les contours d’une société de lecteurs. La seconde partie de la thèse déplace l’intérêt du rédacteur au lecteur. Celui-ci est initié à la pratique du commentaire des textes. Cette formation du lecteur contribue à la mise en place d’un espace de dialogue au sein du journal littéraire. L’ensemble des lecteurs se soude en une communauté, aux caractéristiques bien spécifiques, qui fera l’objet de la troisième et dernière partie. Les périodiques recréent un espace de sociabilité, virtuel, qui s’organise dans un mode nouveau de rapport au monde et de rapport à soi, préfigurant le rôle d’internet aujourd’hui.Les lecteurs se sont appropriés un nouvel objet, dont les potentialités sont encore à inventer. Les journaux littéraires se présentent à la fois comme des outils de diffusion d’une culture et comme des manifestations d’une évolution culturelle à dimension sociale. Ils se constituent en un espace médiatique qui témoigne de la rencontre entre un dispositif technique et des usages culturels. / The doctoral thesis is interested in the practices of reading and writing introduced in the literary newspapers of the XVIIIth century. It leans on five representative periodicals : « the Nouvelliste du Parnasse » de Desfontaines and Granet, « the Pour et Contre » de Prévost, « the Mercure de France », « the Année littéraire » of Fréron, and « the Journal des Dames ». Three characteristics distinguish them from the other newspapers of that time : the place granted to the readers, the variety of the subjects treated in this newspapers, and finally their critical vocation.In the first part we will consider the literary periodical as a new means of information and communication, which redefines the auctoriales practices of the editors and which draws the outlines of a reader society. The second part of the thesis shifts the interest of the editor to the reader. He is introduced to the critical practice of texts. This training of the reader contributes to the implementation of a space of dialogue within the literary journal. All the readers bind together and become a community, which has very specific characteristics, that will be the object of the third and last part. Periodicals recreate a virtual space of sociability which gets organized in a new mode of relation to the world and of relation to oneself, prefiguring the role of internet today.The readers appropriated a new object, the potentialities of which are yet to be invented. The literary periodical appears as a tool of broadcasting a culture and as a demonstration of a cultural evolution with social dimension. They are established in a media space which testifies of the meeting between a technical device and cultural uses.

De nombreuses études des RCPGs révèlent que leur activation n’implique pas que deux états conformationnels, l’un activé et l’autre inactivé, mais une diversité plus importante de ces états, impliquant également des états intermédiaires. Nous avons utilisé la simulation par dynamique moléculaire et l’analyse des interactions intramoléculaires non-covalentes pour étudier la plasticité structurale du récepteur CCR5 sous sa forme monomérique et dimérique. En couplant notre analyse avec diverses données expérimentales, nous avons pu proposer trois architectures dimériques du récepteur et associer des mouvements et des interactions clefs aux états conformationnels de CCR5 libre, lié à un agoniste, lié à un agoniste inverse et constitutivement activé ou inactivé par mutation d’acides aminés. Nous avons également développé une méthode d’identification des motifs d’interactions intramoléculaires transmembranaires, permettant de discriminer les états d’activations des RCPGs. / Many studies reveal that GPCR activation does not simply involve two conformational states, one activated and the other inactivated, but a variety of these states coupled to intermediate states. By using molecular dynamics simulations and analyzing non-covalent intramolecular interactions, we studied the structural plasticity of monomeric and dimeric CCR5. By coupling our analysis with various experimental data, we identified three dimeric organizations states of the receptor and associated key motions and intramolecular interactions to free CCR5, bound to an agonist, bound to an inverse agonist and constitutively activated or inactivated by mutated residues. We have also developed a method to identify intramolecular transmembrane interactions patterns, which allow the discrimination of GPCRs activation states.

La grande distribution affiche une politique anti-gaspillage et a ainsi proposé dès 2014des Fruits et Légumes (F&Ls) « moches » [109] à la vente. Mais ces ventes sont temporaires et locales,et ont des effets peu étudiés sur le comportement des consommateurs. Nous proposons ici d'étudier si un magasin virtuel immersif (dans lequel nous contrôlons les F&Ls) peut être utilisé pour étudier le comportement des consommateurs confronté à des F&Ls « moches ». Afin d'avoir assez de F&Ls pour remplir le magasin virtuel, nous avons généré des F&Ls d'apparences variables de manière semi-procédurale comme suit :(1) nous générons le maillage avec des Cylindres Généralisés (CGs) [6] ; puis (2) gêneront les couleurs avec un système de particule.Nous avons réalisé 2 études comparatives (resp.N=142 et N=196). L'une portant sur le comportement consommateur lorsque les F&Ls sont plus ou moins anormaux (8F&Ls séparés en 4 groupes : sans déformation,légèrement déformés, déformés et fortement déformés). Ces différences n'avaient pas d'incidences sur le comportement. L'autre portait sur le comportement consommateur lorsque l'environnement est plus ou moins immersif (8 F&Ls sans déformation et 8 F&Ls déformés, séparés en 3groupes : magasin laboratoire, magasin virtuel non immersif et magasin virtuel immersif). Il existe des différences entre ces environnements sur le comportement. Enfin, nous avons étudié si la représentation virtuelle du consommateur avait un effet lors de l'achat des produits (incluant, mais ne se limitant pas aux F&Ls) nous avons donc réalisé une étude (N=29) avec 2 groupes : avatar obèse et avatar non-obèse. Il existe des différences localisées entre ces représentations sur le comportement consommateur. / The retail sector has an anti-waste policyand has therefore offered “ugly” FaVs (Fruits and Vegetables) for sale as early as 2014 [109]. But these sales remain temporary and local and have little studied effects on consumer behavior. We propose here to study if an immersive virtual store (in which we control the FaVs) can be used to study consumer behavior confronted to “ugly” FaVs To have enough “ugly” FaVs to fill the virtual store, we developed a method capable of generatings emiprocedural FaVs. To do so we: (1) generate the mesh with Generalized Cylinders (GCs) [6]; then (2) generate the colors with a particle system.We conducted 2 comparative studies (N=142 andN=196 respectively). The first study focused on consumer behavior when the FaVs are abnormal (8 FaVs separated into 4groups: no deformation, slightly deformed, deformed and strongly deformed). These differences had no impact on consumer behavior. The other study focused on consumer behavior when the environment is more or less immersive (8 FaVs without deformation and 8 FaVs with deformation, separated into 3 groups: laboratory store, non immersive virtual store and immersive virtual store).There are differences between these environments on consumer behavior. Finally, we studied if the virtual representation of the consumer had an impact during the purchase of products (including, but not limited to, FaVs). To do so we carried out a third consumer study (N=29) (2groups: obese avatar and non-obese avatar). There are very localized differences between these representations on consumer behavior.

Dans les jeux multijoueurs, où plusieurs joueurs participent à une même partie et communiquent entre eux à travers un réseau, les joueurs peuvent avoir des visions différentes du jeu en raison des délais de communication. Ceci engendre des incohérences encore plus importantes sur les réseaux mobiles tels que les réseaux 3G où les délais de communication peuvent atteindre plusieurs secondes. Des algorithmes doivent donc être mis en place pour maintenir la cohérence entre les joueurs. Ces algorithmes sont assez complexes et difficiles à programmer et mettre au point. Le but de cette thèse est de proposer une architecture logicielle qui découple la conception du jeu, de ses besoins de communication en proposant une infrastructure de communication qui pourra être interchangeable en fonction des technologies ; cette infrastructure prend la forme originale d'un composant de synchronisation. Ainsi, les conséquences des propriétés physiques du transport des informations pourront être plus ou moins masquées en intégrant dans cette infrastructure les algorithmes adéquats. / Multiplayer games users' have increased since the widespread use of the internet. Withthe arrival of rich portable devices and faster cellular wireless networks, multiplayer games on mobile phones and PDAs are becoming a reality. For multiplayer games to be playable, they should be highly interactive, fair and should have a consistent state for all the players. Because of the high wireless network latency and jitters, the issue of providing interactive games with consistent state across the network is non-trivial. In this thesis, we propose different approaches for achieving consistency in mobile multiplayer games in the face of high latency and large and variable jitters. Although absolute consistency is impossible to achieve because information takes time to travel from one place to another, we exploit the fact that strong consistency is not always required in the virtual world and can be relaxed in many cases. Our proposed approach uses the underlying network latency and the position of different objects in the virtual world to decide when to relax consistency and when to apply strong consistency mechanisms. We evaluate our approach by implementing these algorithms in J2ME based games played on mobile phones. The algorithms for consistency mechanism are very complex and are often intermixed with the game core logic's code, which makes it hard to program a game and to change its code in the future. We propose to separate the consistency mechanisms from the game logic and put them in a distributed component responsible for both consistency maintenance and communication over the network. We call this reusable component a Synchronization Medium.

Les environnements virtuels permettent de représenter des personnes par des humains virtuels ou avatars. Le sentiment de présence virtuelle entre utilisateurs est renforcé lorsque l’avatar ressemble à la personne qu’il représente. L’avatar est alors classiquement un clone de l’utilisateur qui reproduit son apparence et sa voix. Toutefois, la possibilité de cloner l’expressivité des gestes d’une personne a reçu peu d’attention jusqu’ici. Expressivité gestuelle combine le style et l’humeur d’une personne. Des paramètres décrivant l’expressivité ont été proposés dans des travaux antérieurs pour animer les agents conversationnels. Dans ce travail, nous nous intéressons à l’expressivité des mouvements du poignet. Tout d’abord, nous proposons des algorithmes pour estimer trois paramètres d’expressivité à partir des trajectoires dans l’espace du poignet : la répétition, l’étendue spatiale et l’étendue temporelle. Puis, nous avons mené une étude perceptive sur la pertinence de l’expressivité des gestes pour reconnaître des personnes. Nous avons animé un agent virtuel en utilisant l’expressivité estimée de personnes réelles, et évalué si des utilisateurs peuvent reconnaître ces personnes à partir des animations. Nous avons constaté que des gestes répétitifs dans l’animation constituent une caractéristique discriminante pour reconnaître les personnes, tandis que l’absence de répétition est associée à des personnes qui répètent des gestes ou non. Plus important, nous avons trouvé que 75% ou plus des utilisateurs peuvent reconnaître une personne (parmi deux proposée) à partir d’animations virtuelles qui ne diffèrent que par leurs étendues spatiales et temporelles. L’expressivité gestuelle apparaît donc comme un nouvel indice pertinent pour le clonage d’une personne / Virtual environments allow human beings to be represented by virtual humans or avatars. Users can share a sense of virtual presence is the avatar looks like the real human it represents. This classically involves turning the avatar into a clone with the real human’s appearance and voice. However, the possibility of cloning the gesture expressivity of a real person has received little attention so far. Gesture expressivity combines the style and mood of a person. Expressivity parameters have been defined in earlier works for animating embodied conversational agents.In this work, we focus on expressivity in wrist motion. First, we propose algorithms to estimate three expressivity parameters from captured wrist 3D trajectories: repetition, spatial extent and temporal extent. Then, we conducted perceptual study through a user survey the relevance of expressivity for recognizing individual human. We have animated a virtual agent using the expressivity estimated from individual humans, and users have been asked whether they can recognize the individual human behind each animation. We found that, in case gestures are repeated in the animation, this is perceived by users as a discriminative feature to recognize humans, while the absence of repetition would be matched with any human, regardless whether they repeat gesture or not. More importantly, we found that 75 % or more of users could recognize the real human (out of two proposed) from an animated virtual avatar based only on the spatial and temporal extents. Consequently, gesture expressivity is a relevant clue for cloning. It can be used as another element in the development of a virtual clone that represents a person

Les environnements virtuels (EVs) sont de plus en plus utilisés dans le domaine de la recherche et de la clinique avec pour avantage que chaque environnement peut être adapté au besoin du participant mais avec pour inconvénient que la pluralité des variables mesurées lors des tests virtuels rend la performance du sujet de plus en plus difficile à expertiser. L’objectif de la thèse est de proposer une approche permettant de qualifier, de façon la plus pertinente possible, la performance du participant dans un EV en tentant de comprendre la charge mentale associée à chaque technique d’interaction et comment celle-ci peut venir influencer la performance du participant. Cinquante-trois participants ont réalisé des tâches dans un EV avec une des cinq techniques d’interaction disponible : la souris, le gamepad, le Razer Hydra, le Razer Hydra avec un tracking de tête et le Razer Hydra avec un casque de RV. Ils étaient attribués à une des deux conditions de difficulté de la tâche : une facile et une difficile avec des tâches additionnelles. Le rythme cardiaque du participant était enregistré et ceux-ci ont renseigné des questionnaires de charge mentale, présence et cybermalaise. L’expérimentation a permis de mettre en avant que la différence de charge mentale entre les différentes techniques d’interaction est faible et que celle-ci se manifeste plus sensiblement lorsque les techniques sont regroupées par leurs caractéristiques. Ainsi les techniques avec une sélection en 3D et un steering effectué par les mouvements de la tête demande plus de charge mentale. Le degré d’expertise avec l’utilisation d’une technique d’interaction n’est pas lié à une modulation de la charge mentale. Cependant les utilisateurs qualifiés d’experts sont plus à même d’explorer le VMT que les novices. De plus, la charge mentale est plus perçue dans les conditions où la difficulté de la tâche est faible alors que dans le cas où la difficulté de la tâche est élevée, ce sont les problèmes d’utilisabilité des techniques d’interaction qui s’expriment. Les participants qui ont une charge mentale élevée ont un score plus faible que les participants qui ont une faible charge mentale, en particulier lors des tâches qui réclament des fonctions cognitives variées. / Virtual environments (Ves) can be modulated and be adapted to the need of each user but the several variables used during cognitiv assessment during virtual tests give the user’s performance uneasy to expertise. The objective of the thesis is to propose an approach to qualify user performance taking acount of his/her workload during the task realization. Fifty-three participants realiazed tasks in a VE with one of five interaction technique: mouse, gamepad, Razer Hydra, Razer Hydra and head tracking and Razer Hydra and HMD. They participate in one of the two conditions: the easy one or the more difficult with additionnal tasks. Heart rate, workload, presence and cybersickness were measured. Results showed that there is only a weak difference of workload accross the several interaction technique and the difference is stronger when interaction technique are grouped according their similiarities. Interaction with 3D selection and with head steering ask for more workload. User habilities with the use of an interaction technique is not related to workload but experts are more likely to explore the VE. What’s more the perceived workload is higher in easy condition whereas usability issues are perceived higher in hard condition. Users with high workload have lower score than those with low workload especially for tasks with high cognitiv demand.

La mécatronique est l'intégration de différentes sciences et techniques de la mécanique, de l'automatique, de l'électronique et de l'informatique. L'évolution rapide des marchés concurrents exige la diminution du temps de développement d'un produit tout en augmentant la qualité et la performance du système. Il est donc nécessaire d'augmenter l'efficacité du processus de conception. Pour répondre à cette nécessité, en complément des outils d'analyse, la simulation, et spécialement le prototypage virtuel, est devenu l'une des clés technologiques. Il est difficile de trouver des outils de simulation capables d'analyser des systèmes pluridisciplinaires dépendants de différents domaines. Pourtant, un environnement qui permet une simulation intégrée multidisciplinaire de systèmes mécatroniques est nécessaire pour une évaluation fonctionnelle plus précise de la conception du produit et pour améliorer la qualité et l'efficacité de cette conception. La présente contribution décrit une méthode de conception et de simulation des systèmes mécatroniques. On identifie d'abord le modèle de comportement et le modèle géométrique 3D associé. Ensuite, le modèle de comportement est vu comme un système dynamique hybride formé de deux automates hybrides couplés (Partie Opérative, Partie Commande). Nous présentons ensuite les simulateurs OpenMASK, OpenModelica, le standard IEEE1516 HLA et les travaux reliés à cette architecture de simulation distribuée. Dans une démarche descendante, nous présentons ensuite notre approche et notre expérimentation pour intégrer les fonctionnalités de HLA dans ces simulateurs, pour distribuer les éléments de modélisation de systèmes mécatroniques de haut niveau et enfin pour compléter Modelica sur le formalisme des automates hybrides qui nous est indispensable. Nous proposons des extensions pour intégrer le temps réel en vue de simulations interactives. Nous appliquons enfin cette approche sur les simulateurs cités en utilisant le bus HLA CERTI sous un environnement Linux à partir d'un exemple représentatif d'un système mécatronique

L'objectif de cette thèse est d'évaluer l'effet des réductions de la dette extérieure consenties dans le cadre de l'initiative PPTE sur la croissance. Après un rappel, dans le premier chapitre, des spécificités de la dette des PPTE, nous présentons, dans le deuxième chapitre, les caractéristiques de l'Initiative PPTE. Elle vise à rétablir la soutenabilité de la dette et à encourager la lutte contre la pauvreté. L'objectif de croissance n'y est pas explicite. Le troisième chapitre établit un lien entre la soutenabilité et la croissance à travers le modèle de fardeau virtuel. Celui-ci met en exergue l'impact néfaste du surendettement sur l'investissement. Toutefois, deux limites apparaissent. La première tient aux hypothèses du modèle. La seconde est liée à la méthode d'estimation empirique. Le quatrième chapitre aborde une des limites. Nous montrons l'importance des préférences intertemporelles dans la relation dette-investissement, lorsque l'accès aux capitaux est limité. La dette ne nuit à l'investissement qu'en cas de faible préférence pour le lissage. Forte dans les PPTE, elle remet en question l'approche du fardeau virtuel. Pour s'en assurer, nous proposons, dans les deux chapitres suivants, deux études centrées sur les PPTE. Elles confirment l'absence de fardeau virtuel puisque le stock de dette n'influe ni sur l'investissement, ni sur la croissance. Le service de la dette exerce un effet positif ce qui corrobore les conclusions du quatrième chapitre. Une évaluation des premiers résultats des réductions est présentée dans le septième chapitre. Une croissance légèrement plus élevée est observée mais ne découle pas de l'investissement mais d'une meilleure gouvernance.

- Recherche en traitement d'images sur la mesure du mouvenment d'objets déformables<br>-enseignement à distance collaboratif (Campus virtuel EDEN3)<br>-formation à distance et travail distant collaboratif : quels apports des EIAH pour les remote labs, ...