Cette thèse traite de l’utilisation des technologies de Réalité Virtuelle (RV) dans les activités de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Plus précisément, les travaux de recherche portent sur une approche pour la modification directe et interactive d’objets CAO, notamment adaptée aux processus de conception en industrie. Généralement, les logiciels de CAO requièrent des compétences (expérience et connaissance), à la fois sur les fonctionnalités même du logiciel et les représentations utilisées, ainsi que sur les objets CAO concernés (principalement sur leur historique de construction, savoir de quelle façon ils ont été construits). D’un autre coté, la RV apporte de nouveaux paradigmes d’interaction 3d, tels que l’immersion et la perception multi-sensorimotrice (stéréoscopie, audio 3d, haptique, etc.), et il apparaît nécessaire de disposer de middleware intelligents pour gérer les objets CAO dans ces Environnements Virtuels (EV) immersifs. De précédents travaux ont proposé un mécanisme d’édition implicite d’objets CAO permettant la modification du Graphe d’Historique de Construction (GHC) de ces objets à partir de la manipulation de la représentation visuelle 3d de ces objets. Basé sur un processus d’étiquetage des éléments de frontière (B-Rep), et couplé avec un moteur d’inférence, ce mécanisme décrit un chaînage arrière entre ces éléments de frontières et les opérateurs d’un GHC. Cependant, cette approche avait pour limite majeure de proposer un modèle particulier de GHC, ce qui l’empêchait d’être intégrée à des systèmes CAO fermés ou commerciaux tels que ceux utilisés dans l’industrie et en particulier l’industrie automobile. Notre première contribution consiste donc en la proposition d’un modèle et d’une architecture permettant de généraliser ce mécanisme de chaînage arrière à n’importe quel système CAO basé sur les représentations de type B-Rep et GHC. Pour ce faire, nous avons spécifié plusieurs structures d’encapsulation pour la gestion des opérateurs du GHC ainsi que de leurs paramètres, et des composants de B-Rep. Deuxièmement, le précédent étiquetage, désormais attaché à ces structures d’encapsulation et non plus aux éléments de B-Rep directement, a été étendu pour permettre un chaînage arrière multiple. Certains éléments de frontières peuvent en effet être le résultat de plusieurs opérateurs du GHC, être liés à plusieurs éléments "parents", et ainsi plusieurs décisions peuvent être inférées à partir de leur manipulation. Ces avancées rendent possible la modification directe et intuitive d’objets CAO déjà existants (i.e. via le parcours et l’analyse de base de données CAO précédemment créées), en analysant leur GHC et en remplissant nos structures avec les données nécessaires. De plus, le mécanisme de chaînage arrière multiple renforce la capacité du moteur d’inférence, à libérer les utilisateurs, et spécialement les non-experts, de connaissances trop complexes à propos des modèles CAO. Comme preuve de concept de notre modèle, nous présentons un exemple détaillé de notre approche sur le noyau géométrique de CATIA et montrons comment notre modèle permet d’envisager un nouveau concept d’interaction en revue de projet immersive : permettre aux participants de modifier directement les modèles CAO sans quelque interaction sur station de travail. / This thesis addresses the use of Virtual Reality (VR) technologies in the activities of Computer-Aided Design (CAD). More precisely, this research focuses on an approach for direct and interactive modifications of CAD objects, an approach which might be adapted to the conception process in industry. Usually, CAD software requires some skills (experience and knowledge), on the software’s functionalities and representations, as well as on CAD objects (principally on their design history, on the way they were built). Moreover, VR technologies bring new interactive paradigms of 3D interaction, such as immersion and multi-sensorimotor perception stereoscopy, 3D audio, haptics, and so on), and one needs intelligent middleware to manage CAD objects in these immersive Virtual Environments (VE). Some previous work proposed a mechanism allowing implicit edition of CAD objects, from the manipulation of their 3D visual representations. Based on a technique of Boundary Representations (B-Rep) elements labelling, and coupled with an inference engine, this mechanism describes a backward chaining of B-Rep elements towards the operators of a dedicated model of Constructive History Graphs (CHG). However, this approach had a major limitation: since it was based on a specific model of CHG, its integration within commercial CAD softwares used in industry (and especially in automotive industry) was far from obvious. Our first contribution is then to propose a data model and an architecture to generalize this backward chaining mechanism to any of CAD system based on B-Rep and CHG representations. In order to do that, we have designed several encapsulations structures, to manage CHG operators and their parameters, and the B-Rep components. Secondly, the previous labelling, now attached to these structures, has been extended to enable a multi backward chaining. Actually, some B-Rep elements may be the result of several CHG operators, and thus, several decisions may be inferred from their manipulation. These improvements make possible to have direct and interactive modifications of existing CAD objects by parsing their CHG to fill our structures with useful data. Moreover, the multi backward chaining mechanism reinforces the ability of the inference engine to free users, especially non-expert ones, from too complex understandings on CAD models. As a proof of concept of our model, we present an detailed example of our approach on the geometric kernel of CATIA and we show how one can consider new concepts of interaction during immersive project reviews: to allow participants to directly modify CAD objects without any interaction on desktop workstation.

Cette thèse vise à avoir une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent la perception visuelle spatiale, et plus particulièrement la perception de la distance égocentrique. Nous cherchons à déterminer les raisons qui font que la distance égocentrique est, en général, sous-estimée lorsque l’observateur est placé dans un dispositif de réalité virtuelle par rapport au monde réel. Dans une première étude, nous montrons que la présence d’indice visuels liés à la parallaxe du mouvement de la tête impacte le comportement de suivi de véhicule des conducteurs en simulateur de conduite de manière différente selon qu’elle est couplée à une vision stéréoscopique ou non. Dans la seconde étude, nous montrons que l’étude de la variabilité interpersonnelle peut se révéler très informative et conduit à penser que le phénomène de sous-estimation de la distance en réalité virtuelle n’est pas généralisable à tous les participants. Dans la troisième étude, par le biais d’un modèle d’identification de facteur de gains, nous proposons une méthode afin de distinguer l’effet des erreurs de perceptions de distance égocentrique de celui des erreurs de perception de la distance parcourue. Les résultats de ces études montrent que la variabilité inter-individuelle doit être prise en compte dans l’évaluation de la perception spatiale. Ils apportent de plus des éléments de preuve en faveur d’une utilisation de différents référentiels spatiaux dépendant de la tâche demandée et pouvant varier significativement d’un individu à l’autre. Ces résultats sont à prendre en compte dès lors qu’on cherche à généraliser au monde réel les résultats d’études effectuées grâce à la réalité virtuelle. / This thesis aims to better understand the mechanisms that underlie spatial visual perception, and more particularly the perception of egocentric distance. We seek to determine the reasons that egocentric distance is, in general, underestimated when the observer is placed in a virtual reality device in relation to the real world. In a first study, we show that the presence of visual cues related to the head motion parallax impacts the drivers behavior in driving simulator differently depending on whether it is coupled to a stereoscopic vision or not. In the second study, we show that the analyse of interpersonal variability can be very informative and leads us to believe that the phenomenon of underestimation of distance in virtual reality is not generalizable to all participants. In the third study, using a gain factor identification model, we propose a method to distinguish the effect of egocentric distance perceptual errors from the perception of distance traveled. The results of these studies show that inter-individual variability must be taken into account in the evaluation of spatial perception. In addition, its provide evidence for the use of different spatial referenceframe that depend on the task requested and can vary significantly from one individual to another. These results are to be taken into account when one seeks to generalize to the real world the results of studies carried out thanks to the virtual reality.

La numérisation des plans-reliefs est un enjeu important pour la préservation de la centaine de maquettes de la collection, mais aussi pour la valorisation des anciennes places fortes françaises. Nous proposons ainsi une rétroconception des plans-reliefs appliquée aux fortifications bastionnées. L'approche KASToR (Knowledge based Approach: from Scale Model To 3D Replica) a pour centre une ontologie de la fortification bastionnée élaborée à partir de traités d'architecture militaire. Une bibliothèque d'objets paramétriques a ensuite été implémentée dans Grasshopper, un outil de programmation visuelle, afin de segmenter sémantiquement les relevés pour y ajuster automatiquement les ouvrages de fortification paramétriques. Notre proposition permet ainsi d'optimiser et de corriger la géométrie, mais également d'enrichir sémantiquement les données relevées, conditions auxquelles doivent répondre dorénavant les modèles 3D pour leur intégration dans des systèmes d'information / The digitizing of plans-reliefs is a critical issue for the preservation of the one-hundred scale models of the collection but also for valorization of the ancient French strongholds. Hence, we propose a reverse engineering of the plans-reliefs applied on the bastioned fortification. The KASToR approach (Knowledge based Approach: from Scale Model To 3D Replica) is based on an ontology of bastioned fortification which has been created thanks to treatises of military architecture. Then, a library of parametric objects is implemented in Grasshopper, a visual programming tool, in order to segment the surveys for the automatic adjustment of the parametric fortification works. Our proposal allows the geometrical correction and optimization but also the semantic enhacement of raw data, which are the conditions that now must be meet by 3D models for their integration in information systems

Les travaux entrepris dans le cadre de cette thèse de doctorat portent sur l'impact de différentes modalités perceptives et graphiques pouvant affecter l'expérience utilisateur en environnement virtuel immersif. Le positionnement de nos recherches s'inscrit dans un contexte où une majorité d’applications de réalité virtuelle reposent sur une reconduction de la vision à la première personne induisant un transfert naturel de nos mécanismes perceptifs. Cependant, il est fréquent que ces applications recourent à une représentation partielle, voire omettent l'intégration d'entités visuelles figurant la présence de l'utilisateur et limitant dès lors l'induction d'un sentiment d'incarnation au sein de l'environnement virtuel.Dans ce contexte, notre étude contribue à étendre les connaissances concernant l'influence du point de vue et de la fidélité visuelle des avatars sur l'expérience utilisateur. Sur un plan théorique, nos travaux proposent une articulation des notions de présence et d'incarnation au travers d'un méta-modèle reposant sur des intrications identifiées entre ces concepts lors de notre revue de littérature. Sur un plan expérimental, les trois études menées dans le cadre de nos recherches permettent d'identifier plusieurs facteurs impactant les sentiments de présence et d'incarnation, le comportement des utilisateurs ainsi que les performances en ce qui concerne la navigation et les interactions. Notre première expérimentation démontre la possibilité d'avoir recours au point de vue à la troisième personne en réalité virtuelle tout en conservant un sentiment d'incarnation élevé. Nos résultats permettent également d'identifier les potentialités octroyées par les points de vue à la première et à la troisième personne en matière de perception, de navigation et d'interaction. Nous avons conduit par la suite des études portant sur la fidélité visuelle qui démontrent l'impact positif de la similarité entre l'apparence des utilisateurs et celle de leur avatar sur l'évaluation de l'attractivité des modèles et sur le processus de sélection de personnages. Enfin, les résultats de notre troisième expérimentation démontrent l'impact positif de la véracité des avatars sur le sentiment d'incarnation, ainsi que son effet sur l'expérience subjective et le comportement des utilisateurs en environnement virtuel immersif. / The work undertaken in this doctoral thesis focuses on the impact of different perceptual and graphical modalities that can affect user experience in immersive virtual environment. Our research takes position in a context where a majority of virtual reality applications are based on a first-person perspective leading to a natural transfer of our perceptual mechanisms. However, these applications often use partial representation or even omit the integration of visual entities representing the presence of the user and thus limiting the induction of a sense of embodiment within the virtual environment.In this context, our study contributes to expanding the knowledge concerning the influence of perspective and avatar visual fidelity on user experience. On a theoretical level, our work proposes an articulation of the notions of presence and embodiment through a meta-model based on intrications identified between these concepts during our literature review. On an experimental level, the three studies conducted as part of our research make it possible to identify several factors impacting the sense of presence and embodiment, user behavior and performance in terms of navigation and interaction. Our first experiment demonstrates the possibility of using a third-person perspective in virtual reality while maintaining a high sense of embodiment. Our results also make it possible to identify the potentialities enabled by first- and third-person in terms of perception, navigation and interaction. Afterward, we conducted studies on visual fidelity that demonstrate the positive impact of the similarity between users' appearance and that of their avatar on the evaluation of models' attractiveness and on the character selection process. Finally, the results of our third experiment demonstrate the positive impact of avatars' truthfulness on the sense of embodiment, as well as its effect on the subjective experience and behavior of users in immersive virtual environment.

Les objets connectés ont aujourd’hui pénétré les foyers et, poussés par une société tournée de plus en plus vers le bien-être, ces capteurs mesurent et proposent dorénavant une grande variété de données physiologiques. L’arrivée à maturité des technologies de la réalité virtuelle, couplée avec l’avènement des objets connectés, permet et favorise dès lors de nouvelles perspectives dans la proposition d’expériences immersives enrichies. De nombreux travaux dans le domaine de la réalité virtuelle rapportent l’exploitation des signaux physiologiques. Ceux-ci se basent principalement sur du matériel médical, qui possède des contraintes d’utilisation forte, reste souvent encombrant et limite de fait la mobilité des utilisateurs. Pour tenter de pallier ces limites, nos travaux se concentrent donc sur l’utilisation originale des wearables (objets connectés portés) comme substituts aux capteurs physiologiques traditionnels dans le cadre d’applications immersives. Ce travail de thèse se positionne à mi-chemin entre une étude de faisabilité technologique et une étude fondamentale sur l’expérience utilisateur (UX).Dans ce contexte, l’objectif de nos recherches est de contribuer à la connaissance concernant l’impact de l’utilisation des données physiologiques dans des environnements virtuels immersifs. Nous étudierons en particulier l’influence d’un biofeedback cardiaque, via des capteurs connectés grand public, sur l’engagement utilisateur et le sentiment d’agentivité. Nous avons ainsi mené deux expérimentations nous permettant d’étudier l’impact des différentes modalités de biofeedback sur l’expérience utilisateur. Notre première expérimentation met en place un biofeedback cardiaque dans un jeu d’horreur en réalité virtuelle, permettant d’augmenter le sentiment de peur. Les résultats de cette expérimentationconfortent l’intérêt de l’utilisation de capteurs connectés comme moyen de captation physiologique dans des expériences de réalité virtuelle immersive. Ils mettent également en avant l’impact positif de ce biofeedback sur la dimension d’engagement de l’expérience utilisateur. La deuxième expérience porte sur l’utilisation de l’activité cardiaque comme une mécanique d’interaction obligatoire. Elle est découpée en deux parties, la première permettant de quantifier le niveau de compétence des participants dans le contrôle de leur activité cardiaque et la seconde les plongeant dans une suite de tâches en réalité virtuelle ; le contrôle cardiaque est de fait nécessaire pour les réussir. Les résultats de cette expérience démontrent la possibilité d’utiliser la dite mécanique pour des expériences virtuelles immersives et indiquent un impact positif sur le sentiment d’agentivité, lié au niveau de compétence des participants. Sur un plan théorique, cette thèse propose une synthèse des modèles de l’expérience utilisateur en environnement virtuel et soumet par ailleurs les bases d’un modèle que nous nommons « l’immersion physiologique ». / The internet of things has now entered every home and, with a society more and more focused towards wellness, these sensors measure and offer henceforth a wide variety of physiological data. Virtual reality technologies reaching maturity, coupled with the advent of the internet of things, allow consequently new opportunities to propose improved immersive experiences. If we identify nowadays many virtual reality studies reporting the usage of physiological data, they mainly use medical equipment, which poses strong usability constraints, is often cumbersome and limits mobility. In an attempt to overcome these limitations, this study therefore focuses on the original usage of smart wearables as substitutes for traditional sensors in immersive applications. Thus, this thesis is positioned halfway between a technological feasibility study and a fundamental user experience study.In this context, the objective of our study is to contribute to knowledge about the impact of the use of physiological data in immersive virtual environments. More precisely, the impact of biofeedback, via off-the-shelf smart wearables, on user engagement and the sense of agency. We have thus carried out two experiments allowing us to study the impacts of the different biofeedback modalities on user experience. Our first experiment implements a biofeedback based on heart rate in a virtual reality horror game, allowing to enhance the feeling of fear. The results of this experiment confirm the interest of using smart wearables to capture physiological data for immersive virtual reality experiences. They also highlight the positive impact of this biofeedback on user engagement. The second experiment focuses on the use of cardiac activity as a mandatory interaction mechanism. This experiment is divided into two parts, the first one quantifying the participants’ level of competency in heartrate control and the second one immersing them in a series of tasks in virtual reality ; heartrate control is necessary to complete the different steps of the experience. The results of this experiment demonstrate the possibility of using the said interaction mechanic for virtual reality experiences and indicate a positive impact on the sense of agency, linked with the level of competency of the participants. On a theoretical level, this thesis proposes a synthesis of user experience models in virtual environment and submit the foundations of a model that we call "physiological immersion".

Cette thèse traite des langages à objets en héritage multiple et typage statique exécutés avec des machines virtuelles. Des analogies sont à faire avec Java bien que ce langage ne soit pas en héritage multiple.Une machine virtuelle est un système d'exécution d'un programme qui se différencie des classiques compilateurs et interpréteurs par une caractéristique fondamentale : le chargement dynamique. Les classes sont alors découvertes au fil de l'exécution.Le but de la thèse est d'étudier et de spécifier une machine virtuelle pour un langage à objets en héritage multiple, pour ensuite spécifier et implémenter des protocoles de compilation/recompilation. Ces derniers devront mettre en place les optimisations et les inévitables mécanismes de réparations associés.Nous présenterons d'abord l'architecture et les choix réalisés pour implémenter la machine virtuelle : ceux-ci utilisent le langage Nit en tant que langage source ainsi que le hachage parfait, une technique d'implémentation de l'héritage multiple.Ensuite nous présenterons les spécifications pour implémenter des protocoles de compilation/recompilation ainsi que les expérimentations associées.Dans ce cadre, nous avons présenté une extension des analyses de préexistence et de types concrets, pour augmenter les opportunités d'optimisations sans risque. Cette contribution dépasse la problématique de l'héritage multiple. / This thesis is about object-oriented languages in multiple inheritance and static typing executed by virtual machines.We are in the context of a Java-like language and system but in multiple inheritance.A virtual machine is an execution system which is different from static compilers and interpreters since they are in dynamic loading.This characteristic makes classes to be discovered during the execution.The thesis' goal is to study, specify and implement a virtual machine for an object-oriented language in multiple inheritance and then in a second step to specify and implement compilation/recompilation protocols.These protocols are in charge of optimizations and unavoidable repairing.We will present the architecture of the virtual machine : the used language is Nit, and perfect hashing as the multiple inheritance implementation technique. Then we will present the protocols and the experiments.In this thesis, we have presented an extension of preexistence and concrete types analysis to increase optimization opportunities. This contribution is not limited to multiple inheritance object-oriented languages.

Les communautés virtuelles ont de plus en plus d’influence dans nos activités quotidiennes. Qu’elles soient sociales, d’affaires, professionnelles, d’apprentissage, ces communautés sont en concurrence pour la conquête de l'Internet, en ciblant une audience de plus en plus large et en proposant une offre de services de plus en plus variée. Par voie de conséquence, le succès ou l'échec de ces communautés dépend largement des services proposés dont la diversité, la qualité et l'adaptation sont les facteurs clés de satisfaction des clients. C’est pourquoi la démarche SOA (Service Oriented Architecture /Architecture Orientée Service) favorise la vision d'environnements ouverts où services, fournisseurs et clients sont indépendants les uns des autres, grâce au découplage et à l'allocation dynamique des services. Malheureusement, les environnements de communautés virtuelles ne prennent pas vraiment en compte les principes SOA et sont considérés fermés d’un point de vue des services offerts car ceux-ci sont limités aux fonctionnalités de la plateforme qui les hébergent. Cette dépendance des services vis-à-vis de la plateforme est considérée comme une limitation qui influence d'une manière négative le succès et la durabilité des communautés virtuelles. Du point de vue des membres d’une communauté, cette limitation entraine le départ de certains d’entre eux, et/ou impose à ses membres de joindre d'autres communautés afin de bénéficier des services offerts par ces dernières qui ne sont pas disponibles dans leur communauté d'origine. Du point de vue de l’environnement, l'introduction de nouveaux services nécessite de modifier la plateforme existante, et peut demander dans certains cas une migration vers une autre plateforme, ce qui peut perturber la communauté en question lorsque celle-ci est opérationnelle avec des membres en ligne. Dans ce contexte, ce travail a pour but de palier les limites de la gestion de services dans les communautés virtuelles afin de satisfaire les besoins de leurs membres, d'assurer une meilleure gestion des services d'un point de vue individuel et d'un point de vue de la communauté, et de garantir une évolution dynamique des services au sein de la communauté. L’objectif principal est donc de " Fournir le bon service, au bon utilisateur, au bon moment et avec la bonne qualité". L’hypothèse fondatrice de ce travail est que les communautés virtuelles peuvent être construites en commençant par un ensemble minimal de services de base, cet ensemble pouvant ensuite être étendu par l'ajout de nouveaux services selon les besoins des membres de la communauté. En adoptant cette approche, nous proposons un cadre de gestion de services qui aborde les difficultés rencontrées par les communautés virtuelles et leurs membres. En conséquence, le focus porte sur la satisfaction de ces membres plutôt que sur le service lui-même ou le fournisseur du service. Ainsi, nous définissons une nouvelle structuration des services au sein d’une communauté qui s’appuie sur une classification en différentes catégories fonctionnelles. Puis, nous étendons l'architecture SOA avec les concepts nécessaires pour modéliser ces catégories et leur associer un ensemble de propriétés non fonctionnelles de Qualité de Service (QdS ou QoS en anglais) utilisées par un système de médiation pour proposer les services adaptés aux besoins des usagers. Une description des unités fonctionnelles de ce système, ainsi que la façon dont elles opèrent, coopèrent et collaborent afin d'accomplir l’objectif défini ci-dessus constitue le cœur de notre contribution. / Virtual Communities are dominating our daily activities from different insights. Social, Business, Professional, Educational and many virtual communities are competing among each other to conquer the internet by targeting more audience through the services they provide. Consequently, the success or failure of virtual communities depends to a great extent on its services. In a world driven by services, diversity, quality and adaptation are key factors to achieve customer satisfaction. Accordingly the Service Oriented Architecture (SOA) approach promotes the vision of open environments where services, providers and consumers are considered independently from one another thanks to decoupling and dynamic allocation of services. But virtual communities environment did not really care about SOA and are considered closed with respect to the services they provide since they are bounded to the capabilities of the platform that host them. This implies the delivery of services inside the virtual communities is dependent on the platform used which is considered a limitation that have negative influence on the success and sustainability of virtual communities. From a member perspective this limitation causes community members to leave the community, and/or imposes them to join other virtual communities to benefit from the services they host and that are not available in their home virtual communities. From an environment perspective, introducing new services into these communities require modifications on the existing platforms or might require a complete shift to another platform in some cases which might affect the target community in case it is operational with active users. In this context, our research work aims to overcome the limitation in managing services of virtual community to satisfy community members’ needs, to provide better service management from a member perspective as well as from a community perspective, and to guarantee dynamic evolution of services inside the community. Our main objective is “To provide the right service to the right user in the right time with the required quality of service”. Our assumption is that virtual communities can be built starting from a minimal set of basic services and then add more services based on the needs of the community members. This drives us to adopt this approach and propose a service management framework that address the challenges faced by virtual communities and their members. Accordingly, we approach the problem from a members’ perspective and choose to work on members’ satisfaction more than we care about the service itself or the provider of the service. Thus, we define a new structure of services within a community that is based on a classification into different functional categories. Then, we extend SOA with the concepts necessary to model these categories and associate a set of non-functional properties of Quality of Service (QoS ) used by a mediation system to offer services best suited to the needs of members. Finally, we provide a description of the functional units of the system and how they operate, cooperate and collaborate to achieve the aforementioned objective. This is the core of our contribution.

La thèse « Immersion visuelle hyper-réaliste et multi-sensorielle 3D » a été réalisée dans le cadre d’un contrat CIFRE établi entre les Arts et Métiers d’une part et Renault SAS d’autre part. Elle propose un modèle de score permettant d’évaluer objectivement de la capacité d’un système d’affichage immersif à reproduire le bon niveau de stimulation sensorielle pour un utilisateur, par rapport à ce qu’il recevrait dans la réalité et à la modélisation du système visuel humain.Dans un premier temps nous nous sommes intéressé à poser les bases du modèle : celui-ci est composé de douze critères, répartis équitablement en une somme d’indices de vision et d’indices d’immersion. Chaque critère se voit attribuer, dans la mesure du possible, une note de 0 à 100. La note de 0 représente l’incapacité du système visuel à percevoir ou à utiliser les informations visuelles, tandis que la note de 100 incarne la capacité maximale.Une note de 80 est également assignée pour la performance standard. Chaque critère se voit assigner une pondération en fonction de la tâche réalisée en environnement virtuel. Nous réalisons dans un second temps une série d’expérimentations afin de compléter les informations disponibles dans la littérature, pour l’établissement des critères. On s’intéresse plus particulièrement au contraste et à la latence. La première expérimentation consiste en la transposition et la validation d’un modèle de performance visuelle en Réalité Virtuelle. Dans la seconde, on compare les effets de la latence sur une tâche donnée, entre un simulateur de type CAVE et un casque de Réalité Virtuelle.La thèse propose un certain nombre de résultats tant théoriques et méthodologiques qu’expérimentaux. En condition d’immersion virtuelle, les critères de contraste et de luminance sont importants pour la perception visuelle. Les expériences réalisées montrent qu’un modèle adapté aux conditions d’immersion virtuelle est nécessaire. Par ailleurs, on montre que des seuils d’influence de la latence sur la performance semblent exister. On vérifie également la pertinence de corrélations entre performance, présence et mal du simulateur, en fonction de la latence et du système immersif. / The thesis "Hyper-realistic and multi-sensorial 3D visual immersion" was carried out within the framework of a CIFRE contract established between Arts et Métiers on the one hand and Renault SAS on the other. It proposes a score model to objectively evaluate the ability of an immersive display system to reproduce the right level of sensory stimulation for a user, compared to what he would receive in reality and to the modeling of the human visual system.First, we were interested in laying the foundations of the model: it is composed of twelve criteria, equitably divided into a sum of vision indices and immersion indices. Each criterion is given, as far as possible, a score from 0 to 100. A score of 0 represents the visual system’s inability to perceive or use visual information, while a score of 100 represents maximum capacity. A score of 80 is also assigned for standard performance. Each criterion is assigned a weight according to the task performed in the virtual environment.We then carry out a series of experiments to complete the information available in the literature, to establish the criteria. Contrast and latency are of particular interest. The first experiment consists in the transposition and validation of a visual performance model in Virtual Reality. In the second, we compare the effects of latency on a given task, between a CAVE simulator and a HMD.The thesis proposes a number of theoretical, methodological and experimental results. In virtual immersion conditions, contrast and luminance criteria are important for visual perception. Experiments show that a model adapted to virtual immersion conditions is necessary. Furthermore, we show that thresholds of latency influence on performance seem to exist. The relevance of correlations between simulator performance, presence and cyber-sickness is also checked, depending on the latency and the immersive system.

Cette étude explore la figure du compagnon imaginaire créé durant l'enfance dans son articulation à la métapsychologie du double psychique et à la clinique d’orientation psychanalytique. La revue de la littérature sur le thème des compagnons imaginaires permet de dégager un continuum du phénomène allant de l’objet transitionnel « virtuel » de l’enfant qui joue, à la manifestation d’une structuration pathologique où le compagnon imaginaire se confond avec le fantôme porteur de trauma transgénérationnel voire avec le persécuteur hallucinatoire. Le motif du double psychique, schème organisateur de la dynamique en jeu dans la création d'un compagnon imaginaire, forme le cœur de notre étude qui vise à mettre en lumière le processus de subjectivation lui-même tel qu’il s’exprime à travers la formation des doubles (compagnons imaginaires entre autres). Trois cas cliniques issus de ma pratique clinique de thérapies individuelles sont proposés pour présenter différentes modalités de travail autour des doubles psychiques dans le cadre analytique. Les deux observations de terrain faisant l’objet d’une étude quantitative (38 enfants au total) et statistique proviennent d'un protocole projectif inédit mis en place en collaboration avec le milieu scolaire. A travers ces cliniques diverses nous proposerons de penser le double comme un fantasme originaire, un organisateur psychique qui s’enracine dès l’expérience pré-natale dans la filière de la relation d’objet virtuelle et plus précisément de la relation d’objet placentaire. Le compagnon imaginaire se définit en dernier terme comme un médium malléable, intermédiaire et transitionnel support de créativité et d’élaboration psychique. / An imaginary companion is a frequently encountered childhood fantasy, but also sometimes in adolescent or even adults day dreams. Imaginary companions refer to real object or invisible characters attributed with human feelings by the subjet.In spite of the incidence of this psychical manifestation and the number of studies on this subjet there is still a large divergence between interpretations of the phenomenon. A first school of thought (Freud, Nagera, Bach, Benson and Pryor) consider that imaginary companions is very curent and play a specific positive role in the development of the child. At the opposite, more recents authors (Pirlot, Dewulf & Potencier, Pirlot & Lefrançois, Sirois) analyse this fantasy as a symptoma of psychic disorder relevant to dedicated trauma : the psychological effect of both mourning and secret on the intergeneration relation and child development. For them imaginary companion is a defense mechanism (a cleavage angainst depression and depersonalisation) indicative of psychotic psychopathology. Such companions allow children to master creatively a variety of narcissistic mortifications suffered in reality and to displace unacceptable affects. These studies leads me to make the hypothesis that such companions allow children to master creatively a variety of narcissistic mortifications suffered in reality and to displace unacceptable affects. As a projective test or a moldable medium the way a child create his imaginary companion is a personification of the ability of children to fantasize and, as a dream or a play, are a useful source of information about the inner difficulties, struggles, developmental stresses and conflicts.

Dans cette recherche, nous présentons le concept de «Réalité Évoquée» (« Evoked Reality ») afin d'essayer de relier différentes notions entourant la présence et la réalité au sein d'un cadre commun. Nous introduisons et illustrons le concept en tant que « illusion de la réalité » (Réalité Évoquée) qui évoque un « sentiment de présence » (Présence Évoquée) dans nos esprits. Nous distinguons les concepts de « Réalité Média-Évoquée » et « Réalité Auto-Évoquée » et nous les définissons clairement. Le concept de « Réalité Évoquée » nous permet d'introduire un modèle tripolaire de la réalité, qui remet en cause le modèle classique des deux pôles. Nous présentons également un modèle graphique appelé « Reality-Presence Map » (Carte Réalité-Présence) qui nous permet de localiser et d'analyser toutes les expériences cognitives concernant la présence et la réalité. Nous explorons également les qualia et la subjectivité de nos expériences de Réalité Évoquée. Deux expériences ont été réalisées : l'une dans le domaine de la Réalité Média-Évoquée et l'autre dans celui de l'Auto-Évoquée. Les expériences nous ont permis de valider nos hypothèses et de réaliser que nos recherches empiriques pouvaient encore être poussées plus loin encore. Enfin, nous illustrons les différentes implications et nous examinons les applications et les utilisations possibles de notre concept, en particulier dans le domaine de la recherche sur la présence. En outre, nous proposons d'étendre la recherche sur la présence au-delà du domaine de la réalité virtuelle et des moyens de communication et de l'étudier dans une perspective plus large que celle des sciences cognitives. Nous sommes convaincus que ce concept de Réalité Évoquée et le modèle proposé peuvent avoir des applications significatives dans l'étude de la présence et dans l'exploration des possibilités qui dépassent la réalité virtuelle. / In this research, we introduce the concept of "Evoked Reality" in an attempt to bring together various ideas on presence and reality onto a common platform. The concept we propose and illustrate is in fact an 'illusion of reality' (Evoked Realty) that simply evokes a 'sense of presence' (Evoked Presence) in our minds. We clearly define and differentiate between a Media-Evoked and a Self-Evoked Reality. That helped us introduce the Three Pole Reality Model that redefines the classical Two Pole Reality Model. We also present a graphical model called Reality-Presence Map, which would help us locate and analyse every possible cognitive experience relating to presence and reality. We also explore the qualia and subjectivity of our experiences of Evoked Reality. Two experiments were conducted, one in the area of Media-Evoked Reality and one in Self-Evoked Reality. The experiments in fact lead to fruitful conclusions regarding our hypotheses and help us understand what could be further empirically studied. Ultimately, we illustrate different implications and shed light on prospective applications and uses of our concept, especially in the area of research on presence. In addition, we strongly suggest that we must open up presence research beyond the domain of virtual reality and communication media, and examine it from a broader perspective of cognitive science. We strongly believe that this concept of Evoked Reality and the proposed model may have significant applications in the study of presence, and in exploring the possibilities beyond virtual reality.