La simulation numérique est un outil d'aide à la conception et à l'audit encore peu utilisé dans le secteur du bâtiment par comparaison avec d'autres secteurs d'activité (électronique, espace, automobile...). Parallèlement, dans le milieu de la recherche connexe au bâtiment, des codes de simulation permettant de répondre à un ensemble de problèmes scientifiques et techniques ont été développés. Malgré leurs performances sur le plan numérique, ces codes manquent d'un certain nombre de fonctionnalités afin que leur utilisation soit simple et productive (assistance à l'utilisateur, vérification de la cohérence, échange de données...). Dans ce but, ce travail de recherche s'attache à la conception d'un Environnement de Simulation Intelligent (ESI) alliant les performances numériques des codes de simulation existants aux possibilités offertes par les systèmes à base de connaissances. Il s'agit de développer au sein de l'ESI une partie symbolique et une partie numérique : la partie symbolique agit alors comme un serveur sémantique qui d'une part supporte des opérations de haut niveau d'abstraction (partage de données entre différents codes de simulation, modélisation du raisonnement...) et, d'autre part, pilote la partie qui assure la résolution numérique du système étudié. Après une brève présentation du processus de modélisation/simulation/analyse des résultats et des modalités du dialogue Homme/Machine associées à l'utilisation des ordinateurs dans ce processus, les composants de l'ESI sont décrits suivant une méthode de spécification formelle basée sur une approche orientée objet. Une première application au secteur du bâtiment, implantée au sein d'une plate-forme logicielle pour la génération de systèmes à base de connaissance développée au CSTB et utilisant le modèle de données intégré du bâtiment issu du projet européen COMBINE, est présentée.

Les spécificités du secteur de la construction engendrent un contexte de travail coopératif que nous pouvons qualifier d'incertain par nature. L'activité de chantier se caractérise par un mode de production in situ. Dès lors, nombreux sont les dysfonctionnements qui peuvent apparaître. Nous citerons, par exemple, les problèmes liés à la nature du sol, aux intempéries ou encore ceux qui sont propres aux interactions entre les intervenants (ex. fourniture en matériaux, interfaces entre les corps de métier...). Aussi, la coordination repose sur un mélange subtil entre interactions implicites et explicites, où l'organisation prend de multiples configurations (hiérarchique, adhocratique ou transversale), et où la qualité du processus collectif repose sur l'autonomie et le sens des responsabilités de chacun des intervenants. Nous faisons l'hypothèse qu'un tel contexte est largement fondé sur la notion de confiance, car celle-ci a la capacité de réduire la perception du risque et de permettre l'action dans un environnement marqué par de nombreuses incertitudes. En conséquence, nous suggérons un rapprochement entre les outils d'assistance à la coordination et la notion de confiance, et nous proposons une nouvelle approche du pilotage de l'activité collective à partir de la représentation de la confiance. Ce travail de doctorat se structure autour de la notion de «confiance dans le bon déroulement de l'activité». Nous suggérons que celle-ci est dépendante de chacune des dimensions de l'activité collective : sa progression, les acteurs chargés de son exécution, les ouvrages en résultant (et leur difficulté de mise en œuvre), ainsi que les documents nécessaires à sa réalisation. Aussi, notre méthode consiste d'abord en l'identification des divers critères de confiance, consolidés par une étude de terrain. Puis, nous établissons un modèle mathématique destiné à évaluer cette confiance à partir des informations issues d'un contexte de coopération. Sur base de ces éléments, s'en suit la proposition d'un prototype dénommé Bat'iTrust, reposant sur une architecture logicielle multi-vues et orientée services. Pour l'utilisateur, la navigation au sein de ce prototype est guidée par un tableau de bord centré sur le concept de confiance. Enfin, la validation de cette proposition repose sur des enquêtes et une phase d'expérimentation qui nous ont permis de confronter nos résultats à des sujets expérimentaux représentatifs du domaine.

La coopération dans les activités de conception/construction en Architecture, Ingénierie et Construction est un enjeu essentiel dans les mutations que connaît le secteur. La complexité de l'organisation des acteurs nous conduit à appréhender trois configurations structurelles identifiables : hiérarchique, transversale et adhocratique, et à mettre en évidence les mécanismes de coordination associés. Nous concluons sur la nécessaire flexibilité de la coordination pour d'améliorer la qualité de la conduite des projets. Cette dimension flexible nous ammène à placer l'individu au cœur de la coopération, en envisageant des outils favorisant sa perception du contexte.<br />Après une description de ce domaine, l'étude établit un état de l'art des outils supportant les activités coopératives en phase chantier. Ensuite, notre approche, basée sur les modèles, a pour objectif de fédérer les différentes dimensions présentes dans toute coopération. Nous décrivons ainsi le contexte d'une activité collective dans le domaine de la construction et nous caractérisons les différentes « vues » que mettent en œuvre les outils d'assistance.<br />Nous présentons enfin deux propositions d'outils. Image.Chantier est destiné à la diffusion du compte-rendu de chantier. Bat'iViews est une interface multi-vues de navigation dans le contexte de coopération. Cet outil a pour objectif de favoriser la compréhension du contexte, et vise à supporter l'ajustement mutuel entre acteurs.<br />La validation de ce travail de recherche est double. L'approche par les modèles se concrétise dans le développement des prototypes d'outils, et une validation « métier », justifie l'intérêt des outils pour favoriser la flexibilité de la coordination.

L'extraction automatique de connaissances à partir des données peut être considérée comme la découverte d'informations enfouies dans de très grands volumes de données. Les approches Actuelles, pour évaluer la pertinence des informations extraites, se distinguent en deux catégories : les approches objectives qui mettent en oeuvre des mesures d'intérêt afin d'évaluer les propriétés statistiques des modèles extraits et les approches subjectives qui confrontent les modèles extraits à des connaissances exprimées sur le domaine et nécessitent généralement l'interrogation d'experts. Toutefois, le choix de modèles pertinents en regard de la connaissance métier d'un expert reste un problème ouvert et l'absence de formalisme dans l'expression des connaissances nuit à la mise au point de techniques automatiques de confrontation des modèles permettant d'exploiter toute la richesse sémantique des connaissances expertes. L'approche KEOPS que nous proposons dans ce mémoire, répond à cette problématique en proposant une méthodologie qui intègre les connaissances des experts d'un domaine tout au long du processus de fouille. Un système d'information dirigé par une ontologie (ODIS) joue un rôle central dans le système KEOPS en permettant d'organiser rationnellement non seulement la préparation des données mais aussi la sélection et l'interprétation des modèles générés. Une mesure d'intérêt est proposée afin de prendre en compte les centres d'intérêt et le niveau de connaissance des experts. Le choix des modèles les plus pertinents se base sur une évaluation à la fois objective pour évaluer la précision des motifs et subjective pour évaluer l'intérêt des modèles pour les experts du domaine. Enfin l'approche KEOPS facilite la définition de stratégies pour améliorer le processus de fouille de données dans le temps en fonction des résultats observés. Les différents apports de l'approche KEOPS favorisent l'automatisation du processus de fouille de données, et ainsi, une dynamique d'apprentissage peut être initiée pour obtenir un processus de fouille particulièrement bien adapté au domaine étudié. KEOPS a été mise en oeuvre dans le cadre de l'étude de la gestion des relations avec les allocataires au sein des Caisses d'Allocations Familiales. L'objectif de cette étude a été d'analyser la relation de service rendu aux allocataires afin de fournir aux décideurs des connaissances précises, pertinentes et utiles pour l'amélioration de ce service.

L'interaction Homme-machine s'articule autour de plusieurs points-clés : établissement et maintien de l'échange, compréhension des signaux et réaction. Mes travaux de recherche s'inscrivent dans le thème de l'Interaction/Communication/Relation Homme-Machine avec pour fil conducteur l'aide à la personne en situation de handicap. Au cours de mes projets, j'ai traité la problématique de l'aide aux personnes en situation de handicap suivant quatre axes : * la réalisation d'aide technique dans le cadre de la communication écrite (interface de saisie de textes), * l'interaction émotionnelle (modèle d'affect computationnel), * la stimulation cognitive, * le robot compagnon ou compagnon artificiel Ce mémoire aborde également le thème pluridisciplinaire de l'acceptabilité et de l'intercompréhension dans les interactions et l'évaluation de l'acceptabilité d'un robot comme partenaire d'interaction par l'homme.

Les sgbd orientes objets integrent les concepts des langages a objets et les mécanismes des sgbd. Ces propriétés les rendent bien adaptes au développement de systèmes d'applications regroupant plusieurs applications interactives opérant sur des données persistantes partagées (si, agl...). L'état de l'art développe porte sur la programmation, les bases de données et les interfaces homme-machine et montre qu'il existe différentes techniques spécifiques adaptées au développement de certaines parties de ces applications. Cependant, aucune methode de conception actuelle ne prend en compte la conception complète et détaillée d'un système d'applications et le concepteur est insuffisamment guide pour programmer une application a l'aide d'un sgbdoo. Notre methode mosaic permet de développer un système d'applications programme a l'aide d'un sgbdoo. Notre approche consiste a privilégier une décomposition dirigée par les objets au détriment de l'habituelle séparation entre la base de données et les programmes d'application. Ainsi une application comporte deux composants principaux. Le corps de l'application est constitue d'objets applicatifs, modèles du domaine d'application, et le gestionnaire de dialogue de l'application est compose d'objets interactifs, modèles du dialogue. Les objets applicatifs, persistants ou temporaires, sont a la fois des modules logiciels et des conteneurs de données potentiellement persistantes ou temporaires. Les objets interactifs regroupent les informations et les actions présentées a l'utilisateur et assurent leur cohérence. Un système d'applications est compose d'une base d'objets applicatifs persistants et d'applications. Le modelé mosaic permet d'étudier les dimensions structurelles, fonctionnelles et dynamiques des objets et du système d'applications dans sa globalité. Des langages textuels et graphiques, un outil, une démarche et des regles de traduction de mosaic vers le langage peplom et vers le sgbdoo o2 complètent ce modèle. Nos propositions sont illustrées par un exemple d'application programme a l'aide d'o2

Présentation d'un outil complet de description interactive et de visualisation en temps réel d'animations. Le système développé implémente des concepts originaux aussi bien au niveau du matériel conduisant a une architecture originale dédiée a l'animation temps réel, qu'au niveau du logiciel

Les travaux pluridisciplinaires de cette thèse, contribuent à deux domaines : les Interfaces Homme-Machine (IHM), en particulier la Réalité Augmentée (RA), et les Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur (GMCAO), domaine concret de mise en oeuvre de la RA. La contribution est double : d'une part elle enrichit et organise les concepts d'IHM pour la RA en adoptant un point de vue centré sur la tâche, et d'autre part elle améliore l'utilisabilité par les cliniciens des systèmes de GMCAO. La fusion du monde réel et du monde virtuel ouvre des voies nouvelles pour la conception de systèmes de RA, comme les systèmes de GMCAO. Mais les limites sont mal cernées. Dans ce contexte, nous avons identifié des caractéristiques intrinsèques des systèmes de RA et établi un espace taxinomique. Afin de caractériser plus finement la dualité de l'interaction (Utilisateur-Monde Réel et Utilisateur-Monde Virtuel), nous avons défini la notation ASUR. Pour décrire l'interaction, ASUR identifie les entités intervenant dans le système, en particulier les adaptateurs, composants ASUR réalisant le lien entre les deux mondes. L'utilisation d'ASUR, par ces aspects descriptifs, taxinomiques et conceptuels constitue la base de notre démarche de conception ergonomique et logicielle de systèmes de RA. Cette démarche se fonde en outre sur l'étude de propriétés ergonomiques au sein de la description ASUR d'un système et sur l'adaptation du modèle d'architecture PAC-Amodeus aux systèmes de RA. En collaboration avec le chirurgien, nous avons appliqué et testé nos résultats méthodologiques sur une application concrète de chirurgie cardiaque. Cette application, CASPER, assiste le chirurgien lors de la réalisation d'une ponction péricardique, en lui procurant des informations de guidage du geste clinique sur un écran. Une re-conception de CASPER nous a amené à implémenter un casque semi-transparent permettant de visualiser ces informations directement sur le patient.

Les décisions de régulation de charge sur une ressource agrégée comprenant plusieurs exemplaires de même type, sont abordées dans une perspective pluridisciplinaire, conciliant aspects Humains et Automatiques. La tentative est de répondre à un besoin double d'Autonomie décisionnelle et d'Ergonomie des outils d'aide proposés aux responsables de telles décisions. Pour cela, l'approche présentée repose sur une décomposition du système décisionnel en centres, liés entre eux par des relations du type «amont-aval», les décisions prises en amont étant traduites en termes de contraintes devant être respectées par l'aval. L'originalité réside alors dans l'analyse des raisonnements, représentations mentales et mécanismes automatiques liés aux diverses marges laissées par un jeu de contraintes (délais, dates, quantités de ressource,...) pesant sur le centre de régulation: • à un niveau agrégé des décisions, il s'agira de raisonner sur des marges de charge et de capacités de ressource, en exploitant certains mécanismes automatiques de glissements, dits de vases communicants. De telles marges sont révélées par une décomposition temporelle de l'horizon en Structure Adjacente, faisant elle-même l'objet d'une première étape décisionnelle. • à un niveau plus détaillé, et compte tenu du niveau précédent, ou amont, il s'agira de raisonner sur des marges de temps, et éventuellement de séquencements et d'affectations des opérations de fabrication, en exploitant certains mécanismes automatiques de déductions et de propagations issus de l'Analyse Sous Contraintes. L'Interface Homme-Machine MARGE: Module d'Aide à la décision de Régulation, Graphique et Ergonomique, constitue une application des éléments théoriques précédents, et s'inscrit dans une démarche itérative de conception/validations ergonomiques menée avec une équipe de recherche en Psychologie du Travail

De nombreux outils interactifs permettent de manipuler efficacement des objets individuellement en appliquant notamment les principes de la manipulation directe. Les interactions avec de multiples objets quant à elles n'ont été que peu étudiées. Notre thèse est qu'il est important de concevoir des interactions permettant la manipulation synchrone d'objets multiples qui soient efficaces, tout en favorisant la conception exploratoire. A partir d'enquêtes menées en contexte, nous décrivons une analyse de besoins ayant permis d'établir un ensemble d'exigences relatives aux interactions sur les ensembles. Nous présentons quatre outils interactifs qui illustrent des concepts d'interaction sur des structures : les liens de délégation, qui s'inspirent du mécanisme de délégation des langages à prototypes en permettant d'établir explicitement des dépendances entre objets (et de créer des clones) et d'étendre la portée des interactions en les propageant ; ManySpector, un nouveau type d'inspecteur de propriétés qui révèle une structuration implicite d'une scène et qui permet de construire, par des interactions instrumentales, des requêtes graphiques et de sélection ; IHR, un outil pouvant créer automatiquement une hiérarchie de propriétés déléguées ; et Histoglass, une lentille déplaçable qui permet de réutiliser localement les propriétés et les actions passées de l'utilisateur. Nous présentons par ailleurs les résultats d'évaluations menées auprès d'utilisateurs afin de mesurer l'intérêt des concepts apportés par les outils conçus. L'ensemble de ce travail nous a conduit à l'ébauche d'un nouveau paradigme d'interaction : " l'interaction structurelle ", qui étend les paradigmes de la manipulation directe et de l'interaction instrumentale.