Cette thèse est une contribution au développement du processus de conception d'instruments chirurgicaux innovants, plus particulièrement pour la conception d'instruments dans le domaine de la chirurgie minimalement invasive pour lesquels la collaboration du chirurgien et de l'ingénieur est indispensable. L'objet de recherche de cette thèse est de mieux connaître la pratique de conception dans ce domaine particulier dans le but de proposer un modèle amélioré de processus de conception. L'étude bibliographique montre l'écart important entre l'approche médicale (validation clinique) et l'approche de l'ingénierie (conception innovante). Pour combler cet écart, un moyen peut être la mise en place de nouvelles méthodes de conception permettant une étroite collaboration entre l'ingénieur et le chirurgien. Dans ce contexte, il s'agit de trouver un équilibre entre les méthodes d'ingénieries pures et les méthodes centrées utilisateurs. Nous basant sur la recherche-action comme méthode de recherche de ce travail, nous nous sommes lancés dans l'action de conception d'un instrument chirurgical innovant, le projet Protige, afin d'observer et de capturer cette expérimentation. Les différentes analyses du corpus de ce projet nous ont aidés à découvrir et identifier de nouveaux aspects du processus de conception, comme la coévolution du produit et de l'usage et le rôle de l'utilisateur expert dans le processus. Finalement, nous avons proposé une modélisations descriptive de processus de conception, incluant les concepts d'émulation et de Conception Centrée Utilisateur Expert (Expert-UCD) pour ensuite formaliser une méthode prescriptive de processus de conception pour les instruments chirurgicaux innovants. Ce modèle a été éprouvé sur un nouveau cas de conception d'un instrument pour la chirurgie minimalement invasive. Une architecture informatique a été proposée comme support de cette proposition de modèle.

Les surfaces tactiles ayant connu un grand essor ces dernières années, le grand public les utilise quotidiennement pour de multiples tâches, telles que la consultation d'e-mail, la manipulation de photos, etc. En revanche, très peu d'applications 3D existent sur ces dispositifs, alors que de telles applications pourraient avoir un grand potentiel dans des domaines variés, telles que la culture, l'architecture, ou encore l'archéologie. La difficulté majeure pour ce type d'applications est d'interagir avec un espace défini en trois dimensions à partir d'une modalité d'interaction définie en deux dimensions. Les travaux effectués dans cette thèse explorent l'association entre surfaces tactiles et manipulation de contenu 3D pour le grand public. Les premières études ont été réalisées afin de comprendre comment l'utilisateur réagit pour manipuler un objet virtuel 3D avec une surface tactile sans lui imposer de techniques d'interaction particulières. De par les connaissances acquises sur les utilisateurs, les travaux suivants présentent l'élaboration de nouvelles techniques d'interaction ainsi que leur évaluation.

Les surfaces tactiles ayant connu un grand essor ces dernières années, le grand public les utilise quotidiennement pour de multiples tâches, telles que la consultation d'e-mail, la manipulation de photos, etc. En revanche, très peu d'applications 3D existent sur ces dispositifs, alors que de telles applications pourraient avoir un grand potentiel dans des domaines variés, telles que la culture, l'architecture, ou encore l'archéologie. La difficulté majeure pour ce type d'applications est d'interagir avec un espace défini en trois dimensions à partir d'une modalité d'interaction définie en deux dimensions. Les travaux effectués dans cette thèse explorent l'association entre surfaces tactiles et manipulation de contenu 3D pour le grand public. Les premières études ont été réalisées afin de comprendre comment l'utilisateur réagit pour manipuler un objet virtuel 3D avec une surface tactile sans lui imposer de techniques d'interaction particulières. De par les connaissances acquises sur les utilisateurs, les travaux suivants présentent l'élaboration de nouvelles techniques d'interaction ainsi que leur évaluation. / Since the emergence of tactile surfaces in recent years, the general public uses them every day for multiple tasks, such as checking email, photo manipulation, and so on. However, very few 3D applications on these devices exist, although such applications may have great potential in various fields, such as culture, architecture, or archeology. The major difficulty for such applications is to interact with a defined space in three dimensions from an interaction modality defined in two dimensions. Work in this thesis explores the association between tactile surfaces and manipulation of 3D content for the general public. The first studies were conducted to understand how the user tends to manipulate a 3D virtual object with a touch surface without imposing specific interaction techniques. Throughout knowledge gained by users, the following works are developing new interaction techniques and their evaluation.