Thèse en cotutelle internationale avec l'Université de Caen Normandie en France / La réalité virtuelle s’est imposée comme un nouveau paradigme de la recherche et des applica-tions scientifiques. La capacité de cette technologie à simuler des situations complexes sur me-sure offre aux chercheurs la possibilité d’étudier des comportements possédant contrôle méthodo-logique et dimension écologique. Cette dernière est rendue possible par l’émergence du sentiment de présence, la sensation « d’être là », phénomène au cœur des études in virtuo. Le présent tra-vail s’inscrit dans un cadre méthodologique et fondamental visant à faire avancer l’émergence d’un corps de connaissances sur la réalité virtuelle et son sentiment de présence. En effet, la compréhension globale de ce dernier demeure très limitée, notamment au regard de ses liens avec la performance en réalité virtuelle. Que ce soit dans un but de diagnostic ou d’investigation du comportement humain, la question de la relation entre sentiment de présence et performance est pourtant cruciale : si la présence favorise la performance, par exemple la performance à un test neuropsychologique, celle-ci devient un biais systématique inhérent à l’outil qu’il est néces-saire de contrôler pour toute expérimentation rigoureuse. Si cette question demeure peu étudiée dans la littérature c’est parce qu’elle est largement complexifiée par les interactions entre tout un ensemble de variables adjacentes – genre, cybermalaises, style cognitif, expérience des jeux vi-déo –, mais aussi parce que la performance peut prendre des myriades de formes différentes et qu’il est ainsi particulièrement ardu d’inférer une causalité directionnelle. Afin d’explorer cette question, le présent travail propose trois expérimentations sur trois différents types d’évaluation : fonctions exécutives, cognition spatiale, apprentissage sémantique. Les données ainsi recueillies font également l’objet d’analyses transversales destinées à comparer les expérimentations. En-semble, ces résultats semblent distinguer l’existence de deux composants de la réalité virtuelle. Le premier, le profil cognitif, est constitué par les facteurs humains individuels interagissant avec les facteurs systèmes – notamment le degré d’intégration de la tâche – pour moduler le deu-xième, l’expérience utilisateur. De cette expérience utilisateur dépendent le sentiment de pré-sence, la performance, mais aussi leur relation. Ce modèle, présenté en conclusion, est discuté au regard d’approches théoriques différentes de la cognition et permet de dresser une liste de recommandations et de perspectives pour les utilisateurs de la réalité virtuelle, notamment les possibilités d’estimer a priori l’expérience utilisateur d’un individu. / Virtual reality has emerged as a new paradigm for research and scientific applications. The ability of this technology to simulate complex custom-made situations offers researchers the opportunity to study behaviours with a laboratory methodological control and an ecological dimensions. The latter is made possible by the emergence of the feeling (or “sense”) of presence, the sensation of "being there", a phenomenon at the heart of in virtuo studies. The present work is part of a meth-odological and fundamental framework aimed at advancing the emergence of a body of knowledge on virtual reality and its sense of presence. The global understanding of the sense of presence remains very limited, especially with regard to its links with performance in virtual reality. Whether it is for diagnostic purposes or for the investigation of human behaviour, the question of the relationship between the sense of presence and performance is crucial: if presence promotes performance, for example by increasing scores during a neuropsychological test, it becomes a systematic bias inherent to the tool that must be controlled in any rigorous experiment. This ques-tion remains little studied in the literature, mostly because it is complexified by the interactions between a whole set of adjacent variables – gender, cybersickness, cognitive style, video game experience – but also because performance can take many different forms, making it particularly difficult to infer directional causality. In order to explore this question, the present work proposes three experiments on three different types of evaluation: executive functions, spatial cognition, semantic learning. The data collected in this way is also the object of transversal analyses de-signed to compare the experiments. Together, these results seem to suggest the existence of two components of virtual reality. The first, the cognitive profile, is made up of individual human factors interacting with system factors – notably the degree of integration of the task into the virtual envi-ronment – to build the second, the user experience. The sense of presence and performance, but also their relationship depends on the user experience. This model, presented in conclusion, is discussed with regard to different theoretical approaches to cognition, notably the ecological and computational theories. This discussion makes it possible to draw up a list of recommendations and perspectives for virtual reality users, including the possibilities of estimating a priori the user experience of an individual immersed in virtual reality.