La présente thèse a pour but d’approfondir l’étude du geste dans le cadre de l’interaction Homme Machine. Il s’agit de créer de nouveaux paradigmes d’interaction qui offrent à l’utilisateur de plus amples possibilités d’expression basées sur le geste. Un des vecteurs d’expression du geste, très rarement traité en Interaction Homme Machine, qui lui confère sa coloration et son aspect, est ce que les théoriciens et praticiens de la danse appellent « les qualités de mouvement ». Nous mettons à profit des collaborations avec le domaine de la danse pour étudier la notion de qualités de mouvement et l’intégrer à des paradigmes d’interaction gestuelle. Notre travail analyse les apports de l’intégration des qualités de mouvement comme modalité d’interaction, fournit les outils propices à l’élaboration de cette intégration (en termes de méthodes d’analyse, de visualisation et de contrôle gestuel), en développe et évalue certaines techniques d’interaction.Les contributions de la thèse se situent d’abord dans la formalisation de la notion de qualités de mouvement et l’évaluation de son intégration dans un dispositif interactif en termes d’expérience utilisateur. Sur le plan de la visualisation des qualités de mouvement, les travaux menés pendant la thèse ont permis de démontrer que les modèles physiques masses-ressorts offrent de grandes possibilités de simulation de comportements dynamiques et de contrôle en temps réel. Sur le plan de l’analyse, la thèse a permis de développer des approches novatrices de reconnaissance automatique des qualités de mouvement de l’utilisateur. Enfin, à partir des approches d’analyse et de visualisation des qualités de mouvement, la thèse a donné lieu à l’implémentation d’un ensemble de techniques d’interaction. Elle a appliqué et évalué ses techniques dans le contexte de la pédagogie de la danse et de la performance. / The thesis studies gesture in the context of Human-Computer interaction. It aims at creating new interaction paradigms that offer the user further expressive possibilities based on gestures. The theorists and practitioners of the dance call "movement qualities” (MQ), a notion that conveys expressive content describing the way a gesture is performed. This notion has been rarely taken into consideration in the field of HCI. Our work draws on collaborations with the field of dance to explore the notion of movement qualities and to integrate it as interaction modality. 

The contributions of the thesis are in the formalism of the notion of movement qualities and evaluation of its integration as interaction modality in terms of user experience. 

We also provide computational tools for considering MQ in interactive systems in terms of analysis, representation and gesture control methods. On the representational level, our work have demonstrated that physical models based on masses and springs systems offer great opportunities for simulating dynamics related to MQs and for real-time gesture control. On the analysis level, we developed innovative approaches to automatic real time recognition of movement qualities. Finally, we implemented of a set of interaction techniques based on movement qualities that we applied and evaluated in the context of dance pedagogy and performance.

Le LPC est un complément à la lecture labiale qui facilite la communication des malentendants. Sur le principe, il s'agit d'effectuer des gestes avec une main placée à côté du visage pour désambigüiser le mouvement des lèvres, qui pris isolément est insuffisant à la compréhension parfaite du message. Le projet RNTS TELMA a pour objectif de mettre en place un terminal téléphonique permettant la communication des malentendants en s'appuyant sur le LPC. Parmi les nombreuses fonctionnalités que cela implique, il est nécessaire de pouvoir reconnaître le geste manuel du LPC et de lui associer un sens. L'objet de ce travail est la segmentation vidéo, l'analyse et la reconnaissance des gestes de codeur LPC en situation de communication. Cela fait appel à des techniques de segmentation d'images, de classification, d'interprétation de geste, et de fusion de données. Afin de résoudre ce problème de reconnaissance de gestes, nous avons proposé plusieurs algorithmes originaux, parmi lesquels (1) un algorithme basé sur la persistance rétinienne permettant la catégorisation des images de geste cible et des images de geste de transition, (2) une amélioration des méthodes de multi-classification par SVM ou par classifieurs unaires via la théorie de l'évidence, assortie d'une méthode de conversion des probabilités subjectives en fonction de croyance, et (3) une méthode de décision partielle basée sur la généralisation de la Transformée Pignistique, afin d'autoriser les incertitudes dans l'interprétation de gestes ambigus.

Cette thèse de doctorat a pour cadre la formation initiale des enseignants des premier et second degrés dans le sud de la France dans les années 2000. Elle vise à étudier la contribution des analyses de pratique mises en œuvre au retour des stages de mise en situation professionnelle au développement professionnel d’enseignants débutants. Une clarification du concept de trace de pratique et une typologie de ces traces sont élaborées. Le cadre théorique des analyses croise les modèles du développement professionnel d’Huberman (1986), des gestes professionnels de Bucheton (2009) et de la compétence de Le Boterf (1994). Cette recherche se fonde sur des observations et verbatims de séances de groupes d’accompagnement professionnel et de formation transversale qui ont été mis en place dans l’académie de Montpellier et elle recourt à des entretiens de professeurs stagiaires et de titulaires première année. Nous montrons que ces dispositifs d’analyse de pratique variés et souvent ajustés aux attentes des enseignants en formation utilisent ou/et font émerger des traces de pratique mises en discussion dans le groupe de formation. Un travail individuel et collectif préalable à la présentation de la situation par l’acteur, réalisé par les pairs sur des traces de pratique, associé à un travail réflexif, augmente les ressources collectives et individuelles du répertoire de l’agir enseignant. Ces dispositifs collectifs en « présentiel » facilitent et accompagnent la poursuite d’un travail effectué individuellement en « distanciel », ce qui se traduit par le développement d’une communauté de pratiques grâce à la mise en œuvre d’une alternance intégrative. / This doctoral thesis is set within the initial training of teachers of primary and secondary education in the South of France in the 2000s. It aims at studying the contribution in the professional development of new teachers of the reflection on practice which is implemented on the trainees’ return from placement. A clarification of the concept of traces of practice and a typology of these traces is elaborated. The theoretical framework for reflection is a cross-reference to the models of Huberman‘s (1986) professional development, of Bucheton’s (2009) professional gestures and of Le Boterf ‘s (1994) skills. This research is based on observations and verbatims from sessions of a tutorial group on practices and cross training which were set up in the Académie of Montpellier and it resorts to interviews of student teachers and of newly qualified teachers. We show that these strategies for reflection on practice varied and often fitted to the expectations of the teacher trainees use or / and bring to the foreground traces of practices discussed in the training group. An individual and collective work done by the peers, prior to the presentation of the situation by the actor, on traces of practice, associated with a reflective work, increases the collective and individual resources of the repertoire of teaching actions. These collective strategies during "on site" sessions help and guide the pursuit of personal work carried out “online ", which results in the development of a community of practice thanks to the implementation of an integrated placement.

La version intégrale de ce mémoire est disponible uniquement pour consultation individuelle à la Bibliothèque de musique de l’Université de Montréal (http://www.bib.umontreal.ca/MU). / Ce mémoire présente les composantes et les résultats des applications d’une démarche de composition musicale basée sur deux approches à la fois complémentaires et indépendantes. L’une concerne une éthique de travail compositionnel qui conduit à de possibles esthétiques sonores, à travers les expérimentations, les questionnements et les observations et recherches des origines d’une pièce. L'autre se rapporte à l'esprit et à l'imagination, à des domaines connexes ou stimuli et à des gestes et concepts proprement musicaux. Les composantes des approches se présentent récursivement et simultanément et tissent un réseau de relations imprévues, chaotiques et ambiguës. Tout au long du processus, l’intuition, contemplative et modératrice, façonne une essence sonore. Deux pièces analysées font preuve des résultats de ces approches. / This thesis presents an approach to music composition based on two processes, which are both complementary and independent of each other, and their application to a musical work. The first process is based on a creative work ethic that involves observation, research of the origins of a piece of music, questioning and experimentation, which ultimately lends itself to create a certain aesthetic. The second process is based on the mind, the imagination, related domains or stimuli, and on musical gestures and concepts. The elements of these two processes can exist simultaneously, and can occur recursively creating a chaotic and ambiguous network of relationships. In this approach, intuition, contemplative and moderate, plays a primordial role in molding the essence of a musical work. Two musical pieces illustrate the validity of such an approach.

The work done in this master's thesis, presents a new system for the recognition of human actions from a video sequence. The system uses, as input, a video sequence taken by a static camera. A binary segmentation method of the the video sequence is first achieved, by a learning algorithm, in order to detect and extract the different people from the background. To recognize an action, the system then exploits a set of prototypes generated from an MDS-based dimensionality reduction technique, from two different points of view in the video sequence. This dimensionality reduction technique, according to two different viewpoints, allows us to model each human action of the training base with a set of prototypes (supposed to be similar for each class) represented in a low dimensional non-linear space. The prototypes, extracted according to the two viewpoints, are fed to a $K$-NN classifier which allows us to identify the human action that takes place in the video sequence. The experiments of our model conducted on the Weizmann dataset of human actions provide interesting results compared to the other state-of-the art (and often more complicated) methods. These experiments show first the sensitivity of our model for each viewpoint and its effectiveness to recognize the different actions, with a variable but satisfactory recognition rate and also the results obtained by the fusion of these two points of view, which allows us to achieve a high performance recognition rate. / Le travail mené dans le cadre de ce projet de maîtrise vise à présenter un nouveau système de reconnaissance d’actions humaines à partir d'une séquence d'images vidéo. Le système utilise en entrée une séquence vidéo prise par une caméra statique. Une méthode de segmentation binaire est d'abord effectuée, grâce à un algorithme d’apprentissage, afin de détecter les différentes personnes de l'arrière-plan. Afin de reconnaitre une action, le système exploite ensuite un ensemble de prototypes générés, par une technique de réduction de dimensionnalité MDS, à partir de deux points de vue différents dans la séquence d'images. Cette étape de réduction de dimensionnalité, selon deux points de vue différents, permet de modéliser chaque action de la base d'apprentissage par un ensemble de prototypes (censé être relativement similaire pour chaque classe) représentés dans un espace de faible dimension non linéaire. Les prototypes extraits selon les deux points de vue sont amenés à un classifieur K-ppv qui permet de reconnaitre l'action qui se déroule dans la séquence vidéo. Les expérimentations de ce système sur la base d’actions humaines de Wiezmann procurent des résultats assez intéressants comparés à d’autres méthodes plus complexes. Ces expériences montrent d'une part, la sensibilité du système pour chaque point de vue et son efficacité à reconnaitre les différentes actions, avec un taux de reconnaissance variable mais satisfaisant, ainsi que les résultats obtenus par la fusion de ces deux points de vue, qui permet l'obtention de taux de reconnaissance très performant.

On étudie ici comment les Romains de la fin de la République et du début de l’Empire envisagent les opérations de nettoyage corporel. En suivant plusieurs questions pratiques (de quoi se nettoie-t-on ? dans quel but ? où le fait-on, avec quels moyens et comment ?) et en se fondant sur des analyses anthropologiques, archéologiques et lexicologiques, on délimite les domaines dans lesquels les Romains rangent les catégories du sale, du soin corporel et de la juste présentation de soi. Le vocabulaire de la saleté, en particulier, permet de circonscrire un ensemble varié de réalités indésirables : il n’y a pas « une » mais « des » saletés – tout est fonction de contextes – et le lexique reflète cette diversité.La justification de la propreté, au contraire, se fonde sur des prescriptions morales remarquables par leur permanence et leur cohérence tout au long de la période. La propreté doit être entendue comme la traduction concrète de la notion plus large de soin ; et réciproquement, la saleté traduit celle de négligence. Par conséquent, être un bon citoyen, et au-delà, un être humain véritable, cela passe par la propreté – avec une insistance telle qu’elle fait de cet état un marqueur de reconnaissance sociale. Plus on est propre et « brillant », plus on se situe en haut des hiérarchies civiques. Ces prescriptions morales aboutissent à l’émergence de cette réalité bien romaine qu’est le balneum : le lieu privilégié de l’entretien de ce modèle civique, au croisement entre univers moraux, cosmétiques et médicaux. Elles sont appuyées par un ensemble de techniques spécifiques accordant une place privilégiée au frottement du corps, à l’aide d’huile ou de détergents. / This thesis investigates how the Romans envision the operations related to body cleansing at the end of the Republic and the beginning of the Empire. Starting from practical questions – What has to be cleaned? For which purpose? Where does this operation take place? How is it completed? – and leveraging on approaches stemmed from anthropology, archeology and lexicology, we delimitate categories that the Romans link to concepts such as dirtiness, body care or appropriate self-presentation. The terminology of dirtiness, in particular, reveals a manifold set of undesired realities, which nonetheless never appears totally consistent; Depending on the context, there is not one, but several types of dirtiness. On the contrary, the justification of cleanliness is based on a whole range of moral prescriptions which are remarkable by their continuity and their consistency throughout the whole period. It appears that the concept of cleanliness should be understood within the frame of the broader notion of self care. Conversely, dirtiness more generally relates to self negligence. Consequently, being a good citizen, or even living as a genuine human being requires to be clean, to a point where cleanliness becomes a social marker: A clean and “shiny” appearance indicates a higher social status. Hence the growing importance of the balneum as a Roman institution – the place where this model is maintained, across civic, medical and cosmetic representations, through the development of techniques primarily based on body rubbing using oil and detergents.

Ces travaux s’inscrivent dans le cadre de la navigation endovasculaire assistée par ordinateur. L’objectif principal est d’étudier et de proposer de nouvelles solutions pour la localisation et le suivi des dispositifs endovasculaires en mouvement par rapport aux structures anatomiques, considérées comme immobiles ou mobiles. Il s’agit à terme de faciliter le geste interventionnel, en maximisant la précision et la fiabilité des procédures, tout en minimisant le recours aux rayons X et au produit de contraste. Les travaux et résultats obtenus concernent : - L’étude d’approches de recalage permettant de fusionner des données 3D pré-opératoires décrivant les structures anatomiques et des données intra-opératoires de localisation 3D électromagnétique (positions d’un cathéter équipé d’un capteur magnétique en son extrémité). Dans le contexte du traitement des anévrismes aortiques abdominaux, deux méthodes de recalage ne nécessitant pas de marqueur externe et exploitant uniquement les trajectoires endovasculaires (avec hypothèse de correspondance totale ou partielle) ont été proposées. Les tests ont été réalisés sur fantôme physique. Bien que la précision de localisation des systèmes électromagnétiques soit encore limitée, ceux-ci pourraient être utilisés pour aider la navigation endovasculaire, comme par exemple, lors du cathétérisme d’artères collatérales. - L’élaboration d’une méthode de tracking des calcifications et de repères dans les séquences d’images fluoroscopiques, dans le contexte des procédures d’implantation endovasculaire de valve aortique (TAVI). Nous avons proposé une méthode de tracking par modèle d’apparence adaptatif (TMAA). L'approche a été évaluée sur 13 séquences fluoroscopiques dans le cadre des procédures TAVI valve native et 5 séquences fluoroscopiques dans le cadre des procédures TAVI valve-in-valve. Elle fournit une erreur de localisation moyenne inférieure à 1 mm et un temps de traitement de 32,23 ms/trame. L’évaluation de cette méthode et son application sur données patients ont permis de montrer la précision et la compatibilité du tracking avec une utilisation clinique. / This work is part of computer-assisted endovascular navigation. The aim of this thesis is to study and to propose new solutions for the localization and the tracking of moving endovascular devices within anatomical structures, which can be considered fixed or moving. The objective is to facilitate the endovascular intervention, by maximizing the accuracy and reliability of procedures, while minimizing the use of X-rays and contrast agents. The works concern : - The study of registration approaches to align pre-operative 3D data describing the anatomical structures and intra-operative 3D electromagnetic data (positions of a catheter equipped with a magnetic sensor at its tip). In the context of the treatment of abdominal aortic aneurysms (AAA), two fiducial-free registration methods that exploit only the endovascular trajectories (with total or partial correspondence hypothesis) have been proposed. The tests were performed on an AAA phantom. Although the localization accuracy of electromagnetic systems is still limited, these could be used to assist endovascular navigation (e.g., catheterization of collateral arteries). - The elaboration of a method to track calcifications and markers in fluoroscopic sequences, in the context of transcatheter aortic valve implantation (TAVI) procedures. We proposed a method of tracking by adaptive appearance model (TMAA). The approach was evaluated on 13 fluoroscopic sequences as part of TAVI native valve procedures and 5 fluoroscopic sequences as part of TAVI valve-in-valve procedures. The average localization error was less than 1 mm and the average processing time was 32.23 ms/frame. The evaluation of this method and its application on patient data has made it possible to show the precision and the compatibility of the tracking with a clinical use.

Cette recherche en sciences de l’éducation s’intéresse aux pratiques enseignantes. L’hypothèse générale est que les futurs enseignants ont des pratiques différentes selon qu’ils disposent ou pas d’une expérience professionnelle antérieure significative. Les pratiques enseignantes sont entendues au sens de Bandura comme l’articulation entre des dimensions relevant de la personne, du comportement et du contexte. La démarche s’avère donc comparative entre ces deux populations, mais également heuristique quant aux pratiques dans toutes leurs dimensions. Concernant notre recueil de données, nous avons, après une phase exploratoire, proposé un questionnaire complété par de futurs enseignants (N=324) en formation à l’ESPE de La Réunion en 2013 et se destinant à l’enseignement, dans le premier ou le second degré. Nous avons également procédé à des observations de séances (N=12) en collège. La mise à l’épreuve de l’empirie permet de valider l’hypothèse générale, comparative, de différences significatives sur certains éléments de pratiques, notamment des dimensions sociocognitives. Du point de vue heuristique, nous avons repéré une spécificité du contexte réunionnais par rapport au contexte métropolitain concernant le comportement. / This research in Sciences of Education focuses on teaching practices. The general hypothesis is that the future teachers hold different practices as they have or not a previous significant amount of work experience. The teaching practices shall be understood in accordance with Bandura’s meaning as the structuring between dimensions pertaining to the person, the behaviour and the background. Therefore, the approach turns out to be comparative between these two populations, but also heuristic as for the practices in all their dimensions. Concerning our data collection, after an exploratory phase, we proposed a questionnaire filled in by future teachers (N=324) who trained in the vocational school ESPE de La Réunion in 2013 and sought to prepare for a career in primary and secondary education. Our study included observations of sessions (N=12) in secondary school. The testing of empiricism offers to validate the general and comparative hypothesis of significant differences on some elements of practices, in particular concerning the socio-cognitive dimensions. From a heuristic perspective, we identified a specificity of the Reunionese environment compared with the mainland France background as far as the behaviour is concerned.

The work done in this master's thesis, presents a new system for the recognition of human actions from a video sequence. The system uses, as input, a video sequence taken by a static camera. A binary segmentation method of the the video sequence is first achieved, by a learning algorithm, in order to detect and extract the different people from the background. To recognize an action, the system then exploits a set of prototypes generated from an MDS-based dimensionality reduction technique, from two different points of view in the video sequence. This dimensionality reduction technique, according to two different viewpoints, allows us to model each human action of the training base with a set of prototypes (supposed to be similar for each class) represented in a low dimensional non-linear space. The prototypes, extracted according to the two viewpoints, are fed to a $K$-NN classifier which allows us to identify the human action that takes place in the video sequence. The experiments of our model conducted on the Weizmann dataset of human actions provide interesting results compared to the other state-of-the art (and often more complicated) methods. These experiments show first the sensitivity of our model for each viewpoint and its effectiveness to recognize the different actions, with a variable but satisfactory recognition rate and also the results obtained by the fusion of these two points of view, which allows us to achieve a high performance recognition rate. / Le travail mené dans le cadre de ce projet de maîtrise vise à présenter un nouveau système de reconnaissance d’actions humaines à partir d'une séquence d'images vidéo. Le système utilise en entrée une séquence vidéo prise par une caméra statique. Une méthode de segmentation binaire est d'abord effectuée, grâce à un algorithme d’apprentissage, afin de détecter les différentes personnes de l'arrière-plan. Afin de reconnaitre une action, le système exploite ensuite un ensemble de prototypes générés, par une technique de réduction de dimensionnalité MDS, à partir de deux points de vue différents dans la séquence d'images. Cette étape de réduction de dimensionnalité, selon deux points de vue différents, permet de modéliser chaque action de la base d'apprentissage par un ensemble de prototypes (censé être relativement similaire pour chaque classe) représentés dans un espace de faible dimension non linéaire. Les prototypes extraits selon les deux points de vue sont amenés à un classifieur K-ppv qui permet de reconnaitre l'action qui se déroule dans la séquence vidéo. Les expérimentations de ce système sur la base d’actions humaines de Wiezmann procurent des résultats assez intéressants comparés à d’autres méthodes plus complexes. Ces expériences montrent d'une part, la sensibilité du système pour chaque point de vue et son efficacité à reconnaitre les différentes actions, avec un taux de reconnaissance variable mais satisfaisant, ainsi que les résultats obtenus par la fusion de ces deux points de vue, qui permet l'obtention de taux de reconnaissance très performant.

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