Avec l'émergence des formations en ligne accessibles pour tous, la personnalisation de l'apprentissage devient de plus en plus cruciale et présente de nouveaux défis aux chercheurs du domaine. Il est actuellement nécessaire de tenir compte de l'hétérogénéité du public cible et lui présenter des contenus éducatifs adaptés à ses besoins et sa façon d'apprendre afin de lui permettre de profiter au maximum de ces formations et éviter le décrochage. Ce travail de recherche s'inscrit dans le cadre des travaux sur la personnalisation de l'apprentissage à travers les systèmes hypermédias adaptatifs utilisés en éducation (SHAE). Ces systèmes ont la vocation de personnaliser le processus d'apprentissage selon des critères bien spécifiques, tels que les pré-requis ou plus souvent les styles d'apprentissage, en générant un chemin d'apprentissage adéquat. Les SHAE se basent généralement sur trois modèles principaux à savoir le modèle apprenant, le modèle du domaine et le modèle d'adaptation. Bien que la personnalisation du processus d'apprentissage offerte par les SHAE actuels soit avantageuse pour les apprenants, elle présente encore certaines limites. D'un côté, juste le fait de personnaliser l'apprentissage augmente les chances que le contenu présenté à l'apprenant lui soit utile et sera ainsi mieux compris. Mais d'un autre côté, la personnalisation dans les SHAE existants se contente des critères niveau de connaissances et style d'apprentissage, et elle s'applique seulement à certains aspects qui n'ont pas évolué depuis leur création, à savoir le contenu, la présentation et la navigation. Ceci remet en question la pertinence des objets d'apprentissage attribués aux apprenants et la motivation de ces derniers à faire usage des SHAE sachant que ceux-ci se basent essentiellement sur les questionnaires pour la constitution de leur modèle apprenant. Suite à une étude empirique d'une cinquantaine de SHAE existants, révélant leurs atouts et limites, certains objectifs de recherche ont été identifiés afin d'améliorer l'expérience d'apprentissage à travers ces systèmes. Ces objectifs visent à établir un modèle de SHAE capable de (i) déterminer les données du modèle apprenant de façon implicite à partir des réseaux sociaux tout en répondant aux standards associés à ce modèle afin de construire le modèle apprenant; (ii) favoriser la collaboration entre les différents apprenants qui seraient mieux motivés à apprendre en collaborant; (iii) personnaliser, de façon automatique, de nouveaux aspects à savoir l'approche pédagogique, la collaboration et le feedback selon les traits de personnalité de l'apprenant en plus des trois volets existants. Un modèle de SHAE a été proposé pour répondre à ces objectifs. Ce modèle permet d’extraire les données personnelles de l'utilisateur à partir de ses réseaux sociaux et de prédire ses traits de personnalité selon son interaction avec ces réseaux. Par la suite, il est possible d'adapter les objets d'apprentissage, sur la base d'un système de recommandation, à ces traits de personnalité en plus du style d'apprentissage et du niveau de connaissances des apprenants. L'adaptation aux traits de personnalité de l'apprenant selon le modèle Big Five a permis de personnaliser de nouveaux aspects tels l'approche pédagogique, le type de collaboration et le feedback. Un prototype, "ColadaptLearn", conçu à partir de ce modèle et expérimenté avec un ensemble d'étudiants a permis de valider les choix du prototype pour les objets d'apprentissage, selon les règles préétablies, en les confrontant aux choix faits par les étudiants. Ces données ont été utilisées pour développer un réseau bayésien permettant de prédire les objets d'apprentissage adéquats aux futurs apprenants. Les résultats de l’expérimentation ont montré qu'il y a une bonne concordance entre les choix du prototype et ceux des apprenants, en plus d'une satisfaction de ces derniers par rapport aux feedbacks reçus, ce qui appuie le rajout des nouveaux aspects proposés. Comme suite à cette thèse, il est envisageable d'appliquer le modèle proposé dans des environnements d'apprentissage plus larges de types cours en ligne ouverts et massifs, jeu sérieux ou même des formations mobiles, ce qui contribuerait à mieux valider les propos amenés. Il est aussi possible d’utiliser des techniques d'apprentissage automatique autres que les réseaux bayésiens pour la prédiction des objets d'apprentissage adaptés. Finalement, il serait intéressant d'explorer d'autres sources de données qui pourraient fournir plus d'informations sur l'apprenant de façon implicite tels ses centres d'intérêt ou ses émotions auxquels un SHAE pourrait s'adapter. / With the growth of online learning accessible to all, learning personalization is becoming increasingly crucial and presents new challenges for researchers. It is currently essential to take into account the heterogeneity of the target audience and adapt educational content to their needs and learning style in such a way that they are able to fully benefit from these learning forms and prevent them from dropping out. This research work addresses learning personalization through adaptive educational hypermedia systems (AEHS). These systems are designed to customize the learning process according to specific criteria, such as prerequisites or, more often, learning styles, by generating a suitable learning path. AEHS are generally based on three main models: the learning model, the domain model and the adaptation model. Although the learning process customization offered by current AEHS is beneficial to learners, it still has some limitations. On one hand, just the fact of personalizing learning increases the likelihood that the content presented to the learner will be useful and thus better understood. But on the other hand, customization in existing AEHS is limited to the criteria knowledge level and learning style and applies only to certain aspects which have not evolved since their creation, namely content, presentation and navigation. This questions the relevance of the learning objects assigned to learners and their motivation to use such AEHS, knowing that they rely essentially on questionnaires to build their learner model. After conducting an empirical study of 50 existing AEHS, revealing their strengths and limitations, some research objectives were identified to improve the learning experience through such systems. These objectives aim to establish an AEHS model which is able to (i) implicitly identify the learning model data on the basis of social networks while meeting the associated standards; (ii) promote collaboration between different learners who would be better motivated to learn while collaborating; (iii) automatically customize new aspects such as the teaching approach, collaboration and feedback according to learners' personality traits in addition to the three existing ones. An AEHS model has been proposed to meet these objectives. This model makes it possible to extract the user's personal data from his social networks and to predict his personality traits depending on his interaction with these networks. Thereafter, it is possible to adapt the learning objects, on the basis of a recommendation system, to these personality traits in addition to the criteria learning style and knowledge level. Adapting to the learner's personality traits according to the Big Five model enabled the customization of new aspects such as the pedagogical approach, the collaboration type and the feedback. A prototype, "ColadaptLearn", based on this model and experimented with a group of students, validated the prototype's choices for learning objects while confronting them to the students' choices. These data were then used to build a Bayesian network to predict the appropriate learning objects for future learners. The experimental results showed that there is a good match between the prototype choices and those of learners, in addition to learners' satisfaction regarding the feedback received, which supports the addition of the proposed new aspects. As a follow-up to this thesis, it is possible to apply the proposed model in a larger learning environment such as massive open online courses (MOOC), serious games or mobile learning, which would help to validate the proposals made. It is also possible to use other automatic learning techniques than Bayesian networks to predict suitable learning objects. Finally, it would be interesting to explore other data sources that could implicitly provide more information about the learner, such as his or her interests or emotions that an SHAE could adapt to.

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La présente recherche nous a permis de concevoir, de développer et d’évaluer un système d’apprentissage multimédia interactif. Le système a été bâti pour faciliter l’apprentissage de la géométrie descriptive, domaine dans lequel les étudiants ont des difficultés de visualisation spatiale. L’approche pédagogique privilégiée a été le constructivisme. Les activités et les exercices ont été créés de façon à ce que l’étudiant puisse manipuler des images pour construire ses concepts. Le système fonctionne sur Internet et invite l’étudiant à découvrir, à jouer, à résoudre des énigmes, à revoir ses erreurs. Tout ce que l’étudiant fait est enregistré sur le serveur, ce qui permet au professeur de faire un diagnostic et une évaluation de l’étudiant. Le système a été évalué par un groupe d’étudiants, par des experts en géométrie descriptive et en technologie éducative. Un modèle d’analyse qualitative a été adopté pour permettre le recueil et l’analyse des données générées par ces individus. Les résultats obtenus indiquent que le but de la recherche a été atteint. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

Autrefois enfermés à l'intérieur des écrans, les médias numériques s'invitent aujourd'hui au cœur même du quotidien. Informatique ubiquitaire, objets connectés, dispositifs de réalité «mixte» et «augmentée» ... font advenir de nouveaux modes d'expérience spatiale. Pourtant, la portée de cette rupture est encore mal comprise, soit parce que l'on confond expérience esthétique et démonstration technique, soit parce que l'on peine à dépasser les registres traditionnels de la fonction, de l'information et de la fiction. Quelles conséquences pour le design d'espaces? La première partie de cette thèse analyse la terminologie en usage afin de montrer qu'elle ne permet pas de rendre compte de l'expérience esthétique qu'il s'agît de décrire, et propose la notion d'entr'espace comme outil susceptible de la caractériser. Les enjeux sont déplacés depuis le champ strict du numérique vers le cadre plus large de l'histoire du design en vue de mettre en évidence la manière spécifique au design de se saisir des questions soulevées par ces moments de rupture. La deuxième partie explore les tensions qui traversent l'entr'espace en partant du paradigme baroque. Alors que ces dispositifs numériques sont souvent conçus sans prendre en compte les relations spatiales que pourtant ils articulent, l'hypothèse développée est que c'est précisément au niveau de ces relations, considérées dans toute leur épaisseur sensible, que se situent les principaux enjeux. La troisième partie, enfin, propose des axes de réflexion prospectifs en explorant la manière dont l'entr'espace transforme notre expérience de l'habiter à travers les notions de matière, interaction, vie et existence. / Formerly confined inside computer screens, digital media dwells today at the very heart of everyday environments. Ubiquitous computing connected objects, «mixed» and «augmented» reality ... bring about new modes of spatial experience. This breakthrough, however, has not yet been fully acknowledged. Dominant lines of thought either mistake aesthetic experience and technological demonstration, or struggle to get beyond traditional notions of function, information and fiction. What are the consequences for spatial design practice? The first part of this thesis discusses current terminology in order to show its ineffectiveness in describing the precise nature of the aesthetic experience, and proposes the notion of interspace as a conceptual tool to characterize it adequately. The stakes are shifted from the sole realm of the digital towards the larger frame of design history in order to show the specific way that design as a discipline has taken to size the questions rose by analogous technological breakthroughs in the past. The second part explores the tensions that run through interspaces departing from the Baroque paradigm. Whilst such digital devices are often designed without consideration for the spatial relationships they nevertheless organize, the main hypothesis is that it is precisely at the level of such relationships -their fullest sensorial wealth considered-that the highest stakes are. The third and last part introduces prospective lines of thought by exploring the way interspaces transform our experience of dwelling through the notions of matter, interaction, life and existence.

Ce mémoire présente une contribution à l'évaluation des systèmes interactifs basés sur des architectures orientées agents. Avec l'apparition de nouvelles architectures et de nouveaux systèmes à base d'agents, de nouvelles problématiques d'évaluation des systèmes interactifs orientés agents apparaissent. Notre contribution consiste à proposer un principe de couplage entre une architecture à base d'agents du système interactif et son évaluation. En se basant sur ce principe, un système d'aide à l'évaluation basé sur un mouchard électronique baptisé MESIA (Mouchard électronique pour l'Evaluation des Systèmes interactifs Orientés Agent) a été proposé. Nous avons utilisé ce mouchard, dans le cadre du projet SART (Système d'Aide à la Régulation de Trafic), pour évaluer un Système d'Aide à l'Information des voyageurs (SAI). Une première évaluation a permis de valider globalement la maquette proposée. Les perspectives de recherche, visant en particulier à améliorer le système d'aide à l'évaluation proposé et à effectuer une évaluation dans un cadre réel de fonctionnement du SAI, terminent ce mémoire de cette thèse.

Les systèmes de recherche d'information ont pour fonction de permettre à l'utilisateur d'accéder à des documents qui contribuent à résoudre le problème d'information qui motive sa recherche. Ainsi le système peut être vu comme un instrument de prédiction de la pertinence des documents du corpus pour l'utilisateur. Les indices traditionnellement utilisés par le système pour estimer cette pertinence sont de nature thématique, et sont fournis par l'utilisateur sous la forme d'un ensemble de mots-clés : la requête. Le système implémente donc une fonction de correspondance entre documents et requête qui modélise la dimension thématique de la pertinence. Cependant l'éventail des utilisations et des utilisateurs des systèmes va s'élargissant, de même que la nature des documents présents dans les corpus, qui ne sont plus seulement des documents textuels. Nous tirons deux conséquences de cette évolution. D'une part, l'hypothèse que le facteur thématique de pertinence est prépondérant (et donc seul sujet à modélisation dans les systèmes), ne tient plus. Les autres facteurs, nombreux, de la pertinence interviennent d'une manière telle qu'ils compromettent les performances des systèmes dans le contexte d'une utilisation réelle. Ces autres facteurs dépendent fortement de l'individu et de sa situation de recherche d'information, ce qui remet en cause la conception de la pertinence système comme une fonction de correspondance qui ne prend en compte que les facteurs de la pertinence qui ne dépendent pas de l'utilisateur. D'autre part, la nature de l'utilisation interactive du système contribue à définir la situation de recherche de l'utilisateur, et en cela participe aux performances du système de recherche d'information. Un certain nombre de caractéristiques de l'interaction sont directement liées à la modélisation de la pertinence système et à des préoccupations spécifiques à la problématique de la recherche d'information. Notre thèse s'appuie sur les travaux réalisés sur les facteurs de la pertinence pour un individu, pour définir un modèle de conception de la pertinence système qui prend en compte les facteurs qui relèvent de l'utilisation interactive du système et de la nécessité d'adaptation de la fonction de correspondance à la situation de recherche particulière dans laquelle l'utilisateur se trouve. Ainsi, nous définissons trois nouvelles fonctions du système de recherche d'information, en termes d'utilisation du système : permettre la détection de la pertinence des documents retrouvés, permettre la compréhension des raisons de leur pertinence système, et permettre de procéder à une reformulation du problème d'information dans le cadre d'un processus itératif de recherche. La notion de schéma de pertinence se substitue à celle de requête, en tant qu'interface entre la pertinence système et l'utilisateur. Ce schéma de pertinence intègre deux types de paramètres permettant l'adaptation du système à la situation de recherche : d'une part les paramètres sémantiques, qui recouvrent non seulement la dimension thématique de la pertinence mais aussi d'autres critères de pertinence liés aux caractéristiques indexées des documents, et d'autre part les paramètres pragmatiques qui prennent en compte les facteurs de la pertinence liés aux conditions dans lesquelles l'utilisateur réalise les tâches qui lui incombent dans l'interaction. Nous appliquons ce modèle de conception de la pertinence système dans le cadre d'une application de recherche d'images, dont le corpus est indexé de façon à couvrir plusieurs dimensions de la pertinence outre la dimension thématique. Notre prototype nous permet de montrer comment le système s'adapte en fonction des situations qui se présentent au cours d'une session de recherche.

Cette thèse traite des mesures des flux d'information dans les systèmes informatiques. Nous exploitons les similarités entre des différents scénarios où la sécurité est une préoccupation, et nous appliquons les concepts de la théorie de l'information pour évaluer le niveau de protection offerte. Dans le premier scénario, nous considérons le problème de la définition des fuites d'information dans les systèmes interactifs où les éléments secrets et les éléments observables peuvent s'alterner au cours du calcul. Nous montrons que l'approche classique de la théorie de l'information qui interprète des systèmes tels que des canaux bruités (simples) n'est plus valide. Toutefois, le principe peut être récupéré si l'on considère les canaux d'un type plus compliqué, que, dans Théorie de l'information sont connus en tant que canaux avec mémoire et rétroaction. Nous montrons qu'il existe une correspondance parfaite entre les systèmes interactifs et ce type de canaux. Dans le deuxième scénario, nous considérons le problème de la vie privée dans les bases de données statistiques. Dans la communauté des bases de données, le concept de Differential Privacy est une notion qui est devenue très populaire. En gros, l'idée est qu'un mécanisme d'interrogation aléatoire assure la protection suffisante si le rapport entre les probabilités que deux ensembles de données adjacentes donnent la même réponse est lié par une constante. On observe la similarité de cet objectif avec la principale préoccupation dans le domaine des flux de l'information: limiter la possibilité de déduire les éléments secrets à partir des éléments observables. Nous montrons comment modéliser le système d'interrogation en termes d'un canal d'information-théorique, et l'on compare la notion de Differential Privacy avec le concept information mutuelle basé sur le travail de Smith. Nous montrons que Differential Privacy implique une borne sur l'information mutuelle, mais pas vice-versa. Nous avons également réfléchir à l'utilité du mécanisme de randomisation, ce qui représente la proximité entre les réponses aléatoires et les vraies, en moyenne. Nous montrons que la notion de Differential Privacy implique une borne serrée sur l'utilité, et nous proposons une méthode qui, sous certaines conditions, construit un mécanisme de randomisation optimale. Déménagent de l'accent mis sur des approches quantitatives, nous abordons le problème de l'utilisation des équivalences des processus pour caractériser des propriétés de protection d'information. Dans la littérature, certains travaux ont utilisé cette approche, fondée sur le principe selon lequel un protocole P avec une variable x satisfait de ces biens si et seulement si, pour chaque paire de secrets s1 et s2, P [s1 / x] est équivalent à P [s2 / x]. Nous montrons que, en présence de non-déterminisme, le principe ci-dessus repose sur l'hypothèse que le scheduler "travaille pour le bénéfice du protocole", et ce n'est généralement pas une hypothèse valable. Parmi des équivalences non-secoures, en ce sens, il y a l'équivalence des traces complètes et la bisimulation. Nous présentons un formalisme dans lequel on peut spécifier schedulers valides et, en conséquence, des versions sécurité des équivalences sur dessus. Nous montrons que notre version de bisimulation est toujours une congruence. Enfin, nous montrons que nos équivalences de sécurité peuvent être utilisées pour établir les propriétés de protection d'information.

Les nouvelles technologies en matière d'accès à l'information, de communication sans-fil et de localisation d'informations ouvrent la voie à des innovations majeures dans l'utilisation des systèmes informatiques. Ces avancées permettent d'imaginer de nouveaux usages informatiques dont la mise en œuvre motive le développement de méthodes de conception appropriées. Plus particulièrement, l'informatique mobile combine désormais des enjeux conceptuels tels que l'accès à des services par un utilisateur en mobilité, la généralisation d'outils de localisation, la compréhension de systèmes complexes par un public non-expert ou l'importante variabilité des situations d'exécution. Cette thèse propose un cadre de conception qui adresse certains des enjeux pour la mobilité des systèmes d'information. Dans cette perspective, les attentes des utilisateurs et les contraintes technologiques inhérentes à la mobilité des constituants du système définissent un espace contextuel dont les dimensions sont prises en compte dès les premières étapes de la conception. Le modèle proposé établit comme point d'entrée une description de l'espace géographique du système pour différencier un ensemble de contextes d'exécution. L'énoncé de ces contextes permet de corréler les attentes des utilisateurs avec les capacités techniques de la plate-forme et d'offrir le niveau fonctionnel le plus acceptable dans une situation donnée. Dans un second temps, les différentes fonctionnalités et les données mises en œuvre dans chaque contexte d'exécution peuvent être ordonnées ou filtrées afin d'optimiser la présentation des informations aux utilisateurs. Ces recommandations sont produites par l'analyse conjointe des préférences d'utilisateurs selon leurs interactions et leurs comportements spatiaux. Deux cadres expérimentaux viennent illustrer les propositions du modèle. La conception d'un système mobile de suivi de compétition nautique prend en compte différents contextes d'exécution et adapte un niveau de service à des situations dégradées. Un système de documentation et de visite de campus illustre les algorithmes de recommandation et affine la présentation d'informations localement à chaque contexte d'exécution.

Ce travail de recherche examine la possibilité d'intégration des principes de conception centrée utilisateurs dans un processus de conception de systèmes d'information interactifs (SII). L'approche de l'analyse de l'activité produit une description des stratégies d'utilisation de ce type de systèmes. Cette description doit servir de base afin de spécifier le système à développer. L'hypothèse avancée est que pour réussir leur intégration, les données d'une analyse des usages doivent être représentées dans un formalisme le plus proche possible du langage de développement. Afin de réaliser cette intégration nous avons mis au point la méthode RAMSES. RAMSES propose une méthodologie centrée utilisateur de conception de SII en cinq étapes : recueil des données, analyse des données recueillies, modélisation du système s'appuyant sur les flux d'information, spécification et évaluation des spécifications. Cette méthode a été appliquée à la conception d'un système d'information voyageurs multimodal (SIVM). <br />En premier lieu, nous avons étudié le domaine d'application du système à concevoir : l'information multimodale des voyageurs de transports en commun confrontés à une perturbation du trafic. Nous avons construit et mis en œuvre la méthodologie de recueil et d'analyse des besoins des usagers dans différentes situations nominales et perturbées. Afin de modéliser les données recueillies, nous avons adopté un paradigme de représentation à base d'objets et de relations qui représentent les acteurs, les sites, les outils et leurs interactions. Nous avons construit un modèle générique des connaissances acquises lors de l'analyse des besoins des utilisateurs. Ce modèle a, par la suite, été transcrit dans le formalisme UML à des fins de spécification du système à concevoir. Dans la dernière partie, nous avons implémenté une application informatique basée sur ce modèle. Cette application est un outil d'aide à la conception visant à assister la validation des spécifications du système d'information interactif à concevoir.

Ce mémoire a pour objectif l'étude des interactions qui interviennent dans les environnements où plusieurs surfaces d'affichage et dispositifs de pointage sont mis à disposition du ou des utilisateurs, que ces environnements soient distribués ou non. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux techniques de type drag-and-drop dans le contexte du mur-écran.<br /><br />Le drag-and-drop est une technique très répandue qui atteint ses limites dans certaines conditions d'utilisation. Ces limites peuvent être physiques -- avec des écrans interactifs par exemple -- ou dues à l'implémentation. D'une part, ce mémoire propose plusieurs évolutions du drag-and-drop, avec comme objectif de dépasser les limites physiques du drag-and-drop. En particulier, il devient possible de dépasser les limites de la loi de Fitts ainsi que les limites physiques des surfaces d'affichage. Un ensemble de techniques de types drag-and-drop issues de l'état de l'art ou proposées dans ce mémoire font l'objet d'études utilisateurs. A l'issue de ces études, deux techniques ressortent principalement : le push-and-pop et le push-and-throw accéléré.<br /><br />D'autre part, afin de dépasser les limites dues à l'implémentation du drag-and-drop, nous proposons un modèle d'implémentation pour le drag-and-drop et l'ensemble de ses évolutions. Ce modèle d'implémentation s'appuie sur le modèle d'interaction instrumentale. Ce modèle d'implémentation est mis en oeuvre dans l'API PoIP, elle-même utilisée dans l'application Orchis. Grâce à ce modèle, il est possible d'effectuer des opérations de type drag-and-drop distribuées, la technique d'interaction pouvant être personnalisée en fonction des contraintes matérielles ou des préférences de l'utilisateur.