Reproduction de : Thèse de doctorat : Informatique : Le Mans : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 213-224.

La croissance prévisionnelle du trafic aérien est telle que les moyens de gestion actuels doivent évoluer et être améliorés et l'automatisation de certains aspects de cette gestion semble être un moyen pour gérer cet accroissement du trafic tout en gardant comme invariant un niveau de sécurité constant. Toutefois, cette augmentation du trafic pourrait entraîner un accroissement de la variabilité de la performance de l'ensemble des moyens de gestion du trafic aérien, en particulier dans le cas de dégradation de cette automatisation. Les systèmes de gestion du trafic aérien sont considérés comme complexes car ils impliquent de nombreuses interactions entre humains et systèmes, et peuvent être profondément influencés par les aspects environnementaux (météorologie, organisation, stress ...) et tombent, de fait, dans la catégorie des Systèmes Sociotechniques (STS) (Emery & Trist, 1960). A cause de leur complexité, les interactions entre les différents éléments (humains, systèmes et organisations) de ces STS peuvent être linéaires et partiellement non linéaires, ce qui rend l'évolution de leur performance difficilement prévisible. Au sein de ces STS, les systèmes interactifs doivent être utilisables, i.e. permettre à leurs utilisateurs d'accomplir leurs tâches de manière efficace et efficiente. Un STS doit aussi être résilient aux perturbations telles que les défaillances logicielles et matérielles, les potentielles dégradations de l'automatisation ou les problèmes d'interaction entre les systèmes et leurs opérateurs. Ces problèmes peuvent affecter plusieurs aspects des systèmes sociotechniques comme les ressources, le temps d'exécution d'une tâche, la capacité à d'adaptation à l'environnement... Afin de pouvoir analyser l'impact de ces perturbations et d'évaluer la variabilité de la performance d'un STS, des techniques et méthodes dédiées sont requises. Elles doivent fournir un support à la modélisation et à l'analyse systématique de l'utilisabilité et de la résilience de systèmes interactifs aux comportements partiellement autonomes. Elles doivent aussi permettre de décrire et de structurer un grand nombre d'informations, ainsi que de traiter la variabilité de chaque élément du STS et la variabilité liée à leurs interrelations. Les techniques et méthodes existantes ne permettent actuellement ni de modéliser un STS dans son ensemble, ni d'en analyser les propriétés d'utilisabilité et de résilience (ou alors se focalisent sur un sous-ensemble du STS perdant, de fait, la vision systémique). / The current European Air Traffic Management (ATM) System needs to be improved for coping with the growth in air traffic forecasted for next years. It has been broadly recognised that the future ATM capacity and safety objectives can only be achieved by an intense enhancement of integrated automation support. However, increase of automation might come along with an increase of performance variability of the whole ATM System especially in case of automation degradation. ATM systems are considered complex as they encompass interactions involving humans and machines deeply influenced by environmental aspects (i.e. weather, organizational structure) making them belong to the class of Socio-Technical Systems (STS) (Emery & Trist, 1960). Due to this complexity, the interactions between the STS elements (human, system and organisational) can be partly linear and partly non-linear making its performance evolution complex and hardly predictable. Within such STS, interactive systems have to be usable i.e. enabling users to perform their tasks efficiently and effectively while ensuring a certain level of operator satisfaction. Besides, the STS has to be resilient to adverse events including potential automation degradation issues but also interaction problems between their interactive systems and the operators. These issues may affect several STS aspects such as resources, time in tasks performance, ability to adjust to environment, etc. In order to be able to analyse the impact of these perturbations and to assess the potential performance variability of a STS, dedicated techniques and methods are required. These techniques and methods have to provide support for modelling and analysing in a systematic way usability and resilience of interactive systems featuring partly autonomous behaviours. They also have to provide support for describing and structuring a large amount of information and to be able to address the variability of each of STS elements as well as the variability related to their interrelations. Current techniques, methods and processes do not enable to model a STS as a whole and to analyse both usability and resilience properties. Also, they do not embed all the elements that are required to describe and analyse each part of the STS (such as knowledge of different types which is needed by a user for accomplishing tasks or for interacting with dedicated technologies). Lastly, they do not provide means for analysing task migrations when a new technology is introduced or for analysing performance variability in case of degradation of the newly introduced automation. Such statements are argued in this thesis by a detailed analysis of existing modelling techniques and associated methods highlighting their advantages and limitations. This thesis proposes a multi-models based approach for the modelling and the analysis of partly-autonomous interactive systems for assessing their resilience and usability. The contribution is based on the identification of a set of requirements needed being able to model and analyse each of the STS elements. Some of these requirements were met by existing modelling techniques, others were reachable by extending and refining existing ones. This thesis proposes an approach which integrates 3 modelling techniques: FRAM (focused on organisational functions), HAMSTERS (centred on human goals and activities) and ICO (dedicated to the modelling of interactive systems). The principles of the multi-models approach is illustrated on an example for carefully showing the extensions proposed to the selected modelling techniques and how they integrate together. A more complex case study from the ATM World is then presented to demonstrate the scalability of the approach. This case study, dealing with aircraft route change due to bad weather conditions, highlights the ability of the integration of models to cope with performance variability of the various parts of the STS

Nous assistons à une invasion de la technologie dans notre quotidien. Les moyens technologiques sont de plus en plus sophistiqués et variés. L'éducation n'échappe pas à cette diversité, au contraire, nombreux sont les moyens qui servent à améliorer l'apprentissage. Un nouveau né dans le domaine des NTIC (Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication) s'appelle SAMI, Système d'Apprentissage Multimédia Interactif. Comme son nom l'indique, le SAMI est un système qui présente un cours, un document d'apprentissage, ou l'information qu'on veut véhiculer à l'aide d'approches pédagogiques, de séquences vidéos et audio, sans oublier le côté interactif et motivant qui favorise énormément l'apprentissage. Nous avons tenté dans cette recherche d'évaluer le SAMI « Réviso » suivant les règles de deux approches d'évaluation. Réviso est conçu pour les étudiants d'un cours universitaire, Grammaire et Rédaction (FRN - 19617 ). Ces étudiants, qui constituent la population cible, n'ont pas réussi l'examen de français exigé par le Ministère de l'Éducation du Québec. Les responsables du cours ont recours à la technologie pour venir en aide à ces étudiants et cela en s'approchant le plus possible des besoins des étudiants. Pour ce faire, avec l'aide du GRAIM (Groupe de Recherche en Apprentissage Interactif Multimédia), une équipe s'est formée pour concevoir un SAMI et l'intégrer dans le cadre du cours en question. Ainsi l'équipe des responsables souhaite instaurer une démarche pédagogique favorisant l'apprentissage individualisé. Le but de la présente recherche est de mettre Réviso sur le banc d'essai, de trouver les lacunes existantes afin de les corriger et d'offrir aux étudiants un produit pédagogique efficace et facile à utiliser. Pour atteindre ce but nous avons analysé quatre systèmes d'évaluation et nous en avons utilisé deux pour réviser le SAMI Réviso.

Par ce travail de recherche, nous visions avant tout à définir et à valider un ensemble de règles de design qui permettraient de mieux exploiter les différents médias dans les SAMI. Pour mettre ces principes de design à l’épreuve, nous avons conçu un SAMI et une instrumentation originale qui tire partie de tout le potentiel des NTIC. Ce qui ressort le plus de la mise à l'essai du simulateur et de la validation de nos principes est la préférence de nos étudiants pour les messages écrits au détriment des messages audiolinguistiques apprécié les séquences vidéo surtout quand elles servaient à “raconter” des histoires et les mettaient ainsi en situation réaliste de résolution de problème. Finalement, les messages audiolinguistiques ont été spécialement efficaces pour donner des directives aux étudiants. Nous en concluons que si ses capacités propres sont bien exploitées, chaque type de message et chaque média permet de répondre à des situations spécifiques au bénéfice de certains étudiants et d’atteindre certains objectifs pédagogiques précis. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2018

Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte d'un certain nombre de projets qui visent la conception, le développement et l'évaluation de systèmes robotiques mobiles pour l'autonomie des personnes à domicile. Deux aspects complémentaires mais néanmoins distincts sont considérés dans ce travail de thèse: 1. La définition d'une interface graphique qui permet aux utilisateurs d'accéder aisément aux fonctionnalités du robot ; 2. La mobilité du système, portant cette interface, dans des environnements intérieurs encombrés, relativement à la personne et dans un certain contexte. Le type d'interface proposée pour l'interaction est un aspect très important notamment en raison de la population cible : des séniors, non experts, souffrants souvent de troubles cognitifs. Les règles générales pour la conception d'une interface sont indépendantes de la technologie et doivent s'inspirées des principes relevant de la psychologie cognitive et des sciences sociales. Afin de rendre l'interface du robot parfaitement adaptée à chaque utilisateur, une méthode de sélection d'icônes a été proposée et expérimentée avec les patients de l'hôpital gériatrique Broca. Les problèmes relatifs à la mobilité autonome du support de l'interface sont particulièrement complexes. Ils reposent sur deux questions centrales qui sont d'une part la localisation de la personne dans l'espace d'évolution du robot et d'autre part la définition de comportements d'interaction. Pour la détection et la localisation de la personne, un détecteur des jambes par laser 2D a été implémenté. La vitesse de la personne et sa trajectoire sont calculées en appliquant un filtre de Kalman étendu sur les données issues du laser. Pour répondre au besoin de donner au robot un comportement flexible par rapport à l'utilisateur, au contexte et aux événements qui se produisent de façon imprévisible, nous avons implémenté un moteur de décision exploitant le logiciel SpirOps. Les entrées de ce moteur décisionnel sont des informations extraites des différents capteurs. Ces informations sont exploitées avec des méthodes de logique floue utilisant une base des règles que nous avons définie et paramétrée pour produire en sortie du moteur des valeurs d'intérêt associés à chaque action que le robot peut exécuter. Le robot peut alors décider dynamiquement quelle est l'action la plus logique et adéquate à réaliser dans les différentes situations.

Les systèmes interactifs évoluent peu à peu et tendent vers des interactions plus transparentes où les objets physiques et les entités numériques se rencontrent et s'entremêlent. Ces formes avancées d'interaction sont maintenant connues sous des qualificatifs multiples tels que réalité augmentée, interfaces tangibles, interaction mixte ou encore Systèmes Interactifs Mixtes (SIM). L'émergence de ces paradigmes s'accompagne d'un impact fort sur la conception de ces systèmes interactifs, conduisant notamment les concepteurs à devoir manipuler plus de variables et à devoir explorer un espace de conception plus vaste. Face à cette complexité, de nouveaux formalismes sont apparus pour décrire les fondements de ces systèmes et les représenter. Malgré ces avancées théoriques, les propositions de conception restent principalement limitées à un même ensemble de technologies et de manipulations. De plus, les méthodologies de conception utilisées pour les IHM traditionnelles ne sont pas confrontées à ce verrou lié à l'exploration des possibles. En conséquence, pour contribuer à l'essor des SIM nous proposons une approche de conception appelée " Model Assisted Creativity Session " (MACS), combinant modèle formel de l'interaction mixte et activité de conception collaborative et créative. L'objectif de cette approche est tout d'abord de permettre une exploration plus systématique de l'espace de conception au travers de la manipulation des concepts exprimés par un formalisme du domaine. En outre, il s'agit de mettre à disposition un langage de référence pour une équipe pluridisciplinaire afin de faciliter la collaboration entre des participants ayant différents champs de compétences. L'intérêt est donc d'offrir une représentation partagée du problème et de permettre aux équipes pluridisciplinaires d'explorer l'espace de conception jusque dans ses limites les plus retranchées, les conduisant ainsi à atteindre des espaces innovants et créatifs. Sur la base d'une analyse des principes fondamentaux de la conception collaborative et créative et d'une revue des ressources de conception existantes dans le domaine des SIM, nous identifions un ensemble de principes permettant de décrire les contours d'une telle méthode. Nous introduisons ensuite les principes de mise en œuvre de la méthode MACS. Nous étudions ensuite les limites posées par la compréhension par des novices de deux formalismes de l'interaction mixte. Puis nous décrivons un ensemble de cas d'étude et analysons l'impact de l'utilisation du modèle sur le déroulement d'une séance de conception de SIM au travers d'une analyse de protocole verbal et comportemental. Nous montrons notamment que cette méthode permet d'aider les participants à se focaliser sur le problème de conception, à faire référence au modèle pour exprimer leurs idées et que les concepts exprimés par la notation accompagnent le processus de génération d'idées. Nous concluons la présentation de nos travaux par l'illustration de SIM issus de cette méthode ainsi que par la présentation d'un outil interactif visant à accompagner le déroulement de ces séances de conception collaboratives et créatives.

Thèse de doctorat--Informatique et réseaux--Paris--ENST, 2006. / Bibliogr. p. 207-210. Résumé en français et en anglais.

Thèse doctorat : Informatique : Villeurbanne, INSA : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 227-242.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de l'information et de la communication : Paris 8 : 2001. / Titre provenant de l' écran titre. Bibliogr. : f. 493-519.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de l'éducation : Lyon 2 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.