L'enseignement des sciences vise, entre autres, la compréhension des concepts scientifiques élémentaires. Trop souvent, cet objectif n'est pas atteint (Giordan et de Vecchi, 1987), particulièrement dans le cas des connaissances « contre-intuitives » (Giordan, 1998) qui vont à l'encontre des intuitions. Depuis le début des années 1980, les chercheurs en sciences cognitives ont alors tenté de modéliser le changement conceptuel qui devait se produire lors de l'apprentissage. Le modèle du changement conceptuel original (Posner et al., 1982), qui prévoyait le remplacement d'un concept déficient par un concept adéquat suite à un conflit cognitif, a cependant clairement démontré son insuffisance (Potvin 1998; Samson, 2002). Toutefois, depuis 25 ans, la communauté de recherche s'est efforcée de repenser ce modèle. Parmi les alternatives proposées, deux perspectives principales se dégagent (Ozdemir et Clark, 2007) : les perspectives « Knowledge-as-elements » (DiSessa, 1988, 1993; Brown, 1995; Clark, 2006; Hunt et Minstrell, 1994; Linn, Eylon et Davis, 2004) et « Knowledge-as-theory » (Carey, 1999; Chi, 2005; Ioannides et Vosniadou, 2002; Wellman et Gelman, 1992). Ces deux perspectives servent de cadre d'interprétation pour notre étude qui examine les processus en jeu lors d'un changement conceptuel en sciences. Plus spécifiquement, l'étude porte sur la construction de la réponse des élèves qui sont appelés à se prononcer à propos des deux différents phénomènes contre-intuitifs de changement de phase qui leur sont présentés. La question de recherche est : « l'exposition à un phénomène contre-intuitif de changement de phase entraîne-t-il la production de déclarations précaires? » Une réponse construite instantanément sur la base de déclarations qualifiées de précaires appuierait la perspective « Knowledge-as-elements » (Southerland et al., 2001) tandis qu'une réponse construite à partir d'une structure cognitive cohérente appuierait plutôt la perspective « Knowledge-as-theory ». Pour répondre à cette question, nous avons utilisé la technique de l'entretien d'explicitation (Vermersch, 1994), une technique qui nous a permis de mettre au jour l'itinéraire cognitif des sept élèves de première secondaire que nous avons rencontrés. Durant ces entretiens, nous leur avons présenté des situations réelles de changement de phase, soit la sublimation du gaz carbonique et l'ébullition de l'azote liquide. À partir d'une analyse préliminaire des données, nous avons dégagé un type de réponse construite instantanément : la déclaration précaire, qui se définit comme suit: « type de réponse qui a été construite instantanément de telle sorte que sa formulation présente des indices trahissant des incertitudes conceptuelles ». La déclaration précaire est une proposition théorique inspirée des travaux de Southerland et al. (2001) et de Russ et al. (2008). Nous avons établi six critères de reconnaissance des déclarations précaires. En utilisant notre construit théorique, nous avons réussi à identifier 41 passages présentant des manifestations de déclarations précaires, avec une fidélité interjuge de 88 %. Nous avons caractérisé ces passages et avons constaté que les sujets produisaient à l'occasion des déclarations précaires et privilégiaient certains types de constructions instantanées de réponses. Ce faisant, nous appuyons l'idée que les réponses des élèves relèvent parfois d'une structure cognitive fragmentée, conformément à la perspective KAE. Cette recherche propose des critères des reconnaissance des déclarations précaires qui pourraient être utilisés tant en recherche qu'en intervention pédagogique. Sur le plan de la recherche, le concept de déclaration précaire peut servir à mieux comprendre le changement conceptuel qui s'opère chez l'apprenant au moment où il se produit et ce, tout en tenant compte du contexte. En pédagogie, la déclaration précaire prend la forme d'une réponse formulée par l'élève qui indique sa position cognitive à l'enseignant qui se trouve alors mieux renseigné pour orchestrer un changement conceptuel. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : didactique des sciences, changement conceptuel, changement de phase, phénomène contre-intuitif, instantanéité, déclaration précaire

Un des enjeux actuels de la synthèse sonore est le contrôle perceptif (i.e. à partir d’évocations) des processus de synthèse. En effet, les modèles de synthèse sonore dépendent généralement d’un grand nombre de paramètres de bas niveau dont la manipulation nécessite une expertise des processus génératifs. Disposer de contrôles perceptifs sur un synthétiseur offre cependant beaucoup d’avantages en permettant de générer les sons à partir d’une description du ressenti et en offrant à des utilisateurs non-experts la possibilité de créer et de contrôler des sons intuitivement. Un tel contrôle n’est pas immédiat et se base sur des hypothèses fortes liées à notre perception, notamment la présence de morphologies acoustiques, dénommées ``invariants'', responsables de l’identification d’un évènement sonore.Cette thèse aborde cette problématique en se focalisant sur les invariants liés à l’action responsable de la génération des sons. Elle s’articule suivant deux parties. La première a pour but d’identifier des invariants responsables de la reconnaissance de certaines interactions continues : le frottement, le grattement et le roulement. Le but est de mettre en œuvre un modèle de synthèse temps-réel contrôlable intuitivement et permettant d’effectuer des transitions perceptives continues entre ces différents types d’interactions (e.g. transformer progressivement un son de frottement en un son de roulement). Ce modèle s'inscrira dans le cadre du paradigme ``action-objet'' qui stipule que chaque son résulte d’une action (e.g. gratter) sur un objet (e.g. une plaque en bois). Ce paradigme s’adapte naturellement à une approche de la synthèse par modèle source-filtre, où l’information sur l’objet est contenue dans le ``filtre'', et l’information sur l’action dans la ``source''. Pour ce faire, diverses approches sont abordées : études de modèles physiques, approches phénoménologiques et tests perceptifs sur des sons enregistrés et synthétisés.La seconde partie de la thèse concerne le concept de ``métaphores sonores'' en élargissant la notion d’objet à des textures sonores variées. La question posée est la suivante : étant donnée une texture sonore quelconque, est-il possible de modifier ses propriétés intrinsèques pour qu’elle évoque une interaction particulière comme un frottement ou un roulement par exemple ? Pour créer ces métaphores, un processus de synthèse croisée est utilisé dans lequel la partie ``source'' est basée sur les morphologies sonores des actions précédemment identifiées et la partie ``filtre'' restitue les propriétés de la texture. L’ensemble de ces travaux ainsi que le paradigme choisi offre dès lors de nouvelles perspectives pour la constitution d’un véritable langage des sons. / Perceptual control (i.e. from evocations) of sound synthesis processes is a current challenge. Indeed, sound synthesis models generally involve a lot of low-level control parameters, whose manipulation requires a certain expertise with respect to the sound generation process. Thus, intuitive control of sound generation is interesting for users, and especially non-experts, because they can create and control sounds from evocations. Such a control is not immediate and is based on strong assumptions linked to our perception, and especially the existence of acoustic morphologies, so-called ``invariants'', responsible for the recognition of specific sound events.This thesis tackles the problem by focusing on invariants linked to specific sound generating actions. If follows two main parts. The first is to identify invariants responsible for the recognition of three categories of continuous interactions: rubbing, scratching and rolling. The aim is to develop a real-time sound synthesizer with intuitive controls that enables users to morph continuously between the different interactions (e.g. progressively transform a rubbing sound into a rolling one). The synthesis model will be developed in the framework of the ``action-object'' paradigm which states that sounds can be described as the result of an action (e.g. scratching) on an object (e.g. a wood plate). This paradigm naturally fits the well-known source-filter approach for sound synthesis, where the perceptually relevant information linked to the object is described in the ``filter'' part, and the action-related information is described in the ``source'' part. To derive our generic synthesis model, several approaches are treated: physical models, phenomenological approaches and listening tests with recorded and synthesized sounds.The second part of the thesis deals with the concept of ``sonic metaphors'' by expanding the object notion to various sound textures. The question raised is the following: given any sound texture, is it possible to modify its intrinsic properties such that it evokes a particular interaction, like rolling or rubbing for instance? To create these sonic metaphors, a cross-synthesis process is used where the ``source'' part is based on the sound morphologies linked to the actions previously identified, and the ``filter'' part renders the sound texture properties. This work, together with the chosen paradigm offers new perspectives to build a sound language.

Réalisé en cotutelle avec l'Université de Grenoble. / La complexité des mondes virtuels ne cesse d’augmenter et les techniques de modélisation classiques peinent à satisfaire les contraintes de quantité nécessaires à la production de telles scènes. Les techniques de génération procédurale permettent la création automatisée de mondes virtuels complexes à l’aide d’algorithmes, mais sont souvent contre-intuitives et par conséquent réservées à des artistes expérimentés. En effet, ces méthodes offrent peu de contrôle à l’utilisateur et sont rarement interactives. De plus, il s’agit souvent pour l’utilisateur de trouver des valeurs pour leurs nombreux paramètres en effectuant des séries d’essais et d’erreurs jusqu’à l’obtention d’un résultat satisfaisant, ce qui est souvent long et fastidieux. L’objectif de cette thèse est de combiner la puissance créatrice de la génération procédurale avec un contrôle utilisateur intuitif afin de proposer de nouvelles méthodes interactives de modéli- sation de mondes virtuels. Tout d’abord, nous présentons une méthode de génération procédurale de villages sur des terrains accidentés, dont les éléments sont soumis à de fortes contraintes de l’environnement. Ensuite, nous proposons une méthode interactive de modélisation de cascades, basée sur un contrôle utilisateur fin et la génération automatisée d’un contenu cohérent en regard de l’hydrologie et du terrain. Puis, nous présentons une méthode d’édition de terrains par croquis, où les éléments caractéristiques du terrain comme les lignes de crêtes sont analysés et déformés pour correspondre aux silhouettes complexes tracées par l’utilisateur. Enfin, nous proposons une métaphore de peinture pour la création et l’édition interactive des mondes virtuels, où des tech- niques de synthèse d’éléments vectoriels sont utilisées pour automatiser la déformation et l’édition de la scène tout en préservant sa cohérence. / The complexity required for virtual worlds is always increasing. Conventional modeling tech- niques are struggling to meet the constraints and efficiency required for the production of such scenes. Procedural generation techniques use algorithms for the automated creation of virtual worlds, but are often non-intuitive and therefore reserved to experienced programmers. Indeed, these methods offer fewer controls to users and are rarely interactive. Moreover, the user often needs to find values for several parameters. The user only gets indirect control through a series of trials and errors, which makes modeling tasks long and tedious. The objective of this thesis is to combine the power of procedural modeling techniques with intuitive user control towards interactive methods for designing virtual worlds. First, we present a technique for procedural modeling of villages over arbitrary terrains, where elements are subjected to strong environmental constraints. Second, we propose an interactive technique for the procedural modeling of waterfall sceneries, combining intuitive user control with the automated generation of consistent content, in regard of hydrology and terrain constraints. Then, we describe an interactive sketch-based technique for editing terrains, where terrain features are extracted and deformed to fit the user sketches. Finally, we present a painting metaphor for virtual world creation and editing, where methods for example-based synthesis of vectorial elements are used to automate deformation and editing of the scene while maintaining its consistency.

This examination paper looks into the role of phonetics today in teaching French language to Swedish learners and analyzes the content of upper secondary schoolbooks with regards to phonetic elements. Starting from the statements that French is perceived by Swedish learners as a difficult language and that oral expression has grown in importance in modern language courses’ syllabus, it is believed here that phonetics should be of utmost importance when learning French. As far as language didactics is concerned, it is a fact that research on the subject is almost inexistent. Very little seems to be done to develop and use tools to address phonetics aspects of the language in teaching, especially in learning manuals, that is a hypothesis. The objective here was, therefore, to see whether this could be confirmed. The results show that it is partly the case. Finally, a discussion is raised about ineffectiveness of intuitive learning and all that phonetics has to offer in the teaching of French to Swedish learners.

Nous analysons l’identification des opportunités d’investissement dans le cas spécifique du financement de l’amorçage des firmes porteuses d’innovation. L’absence d’informations pertinentes et objectives au démarrage remet en cause la capacité postulée des investisseurs à évaluer objectivement la rentabilité des firmes entrepreneuriales. Ainsi, nous étudions la vraie stratégie psycho-cognitive sous-jacente à la création du sens autour du potentiel des projets en se focalisant sur un acteur spécifique, le Business Angel (BA). Nous postulons que cet investissement suit un processus de jugement intuitif. L’analyse qualitative des notes d’observation et des entretiens permet de construire un modèle décrivant la manière dont le BA produit in situ de nouveaux construits utiles dans sa perception. Nous mettons aussi en évidence des comportements réflexifs réduisant l’erreur dans sa décision. Ainsi, l’intuition du BA doit être vue comme une réelle approche de transformation situationnelle d’indicateurs à travers des manipulations langagières. Nous offrons une nouvelle perspective dans la compréhension du comportement des capital-risqueurs qui sont susceptibles d’accompagner financièrement les firmes innovantes dès leur phase de démarrage. Nos résultats sont aussi généralisables à des contexte où l’aptitude intuitive devant une source d’efficience décisionnelle. Nous faisons des propositions théoriques qui orienteront les études futures. / We analyze the investment opportunities’s identification in the specific case of the innovative firm financing. The absence of relevant and objective informations at the early stage weaken the investor’s postulated ability inestimating objectively the profitability of the entrepreneurial firms. Then, we study the real cognitivestrategy underlying the sensemaking process around the potential of the projects by focusing on a specific actor, the Business angel (BA). We argue that this investment follows a process of intuitive judgment.The research design is a qualitative inductive approach with data collected by observation and interviews. We build a model of how the BA cognitively interpret the innovative firm’s potential in order to invest. We highlight also cognitive practices in reducting biais and errors during the sensemaking process. The BA’s intuition atearly stage must be viewed as a processus of meaning construction through labelling and speech articulation. This thesis contributes to a better understanding ofventure capitalist behaviors at early stage as well as a better comprehension of how meaning can be created intuitively in uncertain context. Theoretical propositions are made for future researchs.

Cette thèse s'est intéressée aux relations entre les mouvements biologiques et la perception sonore en considérant le cas spécifique des mouvements graphiques et des sons de frottement qu'ils génèrent. L'originalité de ces travaux réside dans l'utilisation d'un modèle de synthèse sonore basé sur un principe perceptif issu de l'approche écologique de la perception et contrôlé par des modèles de gestes. Des stimuli sonores dont le timbre n'est modulé que par des variations de vitesse produites par un geste ont ainsi pu être générés permettant de se focaliser sur l'influence perceptive de cet invariant transformationel. Une première étude a ainsi montré que l'on reconnait la cinématique des mouvements biologiques (la loi en puissance 1/3), et que l'on peut discriminer des formes géométriques simples juste à partir des sons de frottement produits. Une seconde étude a montré l'existence de prototypes dynamiques sonores caractérisant les trajectoires elliptiques, mettant ainsi en évidence que les prototypes géométriques peuvent émerger d'un couplage sensorimoteur. Enfin, une dernière étude a montré qu'une cinématique évoquée par un sonore influence significativement la cinématique et la géométrie d'un geste dans une tâche de reproduction graphique du mouvement d'un point lumineux. Ce résultat révèle l'importance de la modalité auditive dans l'intégration multisensorielle des mouvements continus dans une situation jamais explorée. Ces résultats ont permis le contrôle de modèles de synthèse par des descriptions gestuelles et la création d'outils de sonification pour l'apprentissage de gestes et la réhabilitation d'une pathologie motrice, la dysgraphie. / This thesis focused on the relations between biological movements and auditory perception in considering the specific case of graphical movements and the friction sounds they produced. The originality of this work lies in the use of sound synthesis processes that are based on a perceptual paradigm and that can be controlled by gesture models. The present synthesis model made it possible to generate acoustic stimuli which timbre was directly modulated by the velocity variations induced by a graphic gesture in order to exclusively focus on the perceptual influence of this transformational invariant. A first study showed that we can recognize the biological motion kinematics (the 1/3 power law) and discriminate simple geometric shapes simply by listening to the timbre variations of friction sounds that solely evoke velocity variations. A second study revealed the existence of dynamic prototypes characterized by sounds corresponding to the most representative elliptic trajectory, thus revealing that prototypical shapes may emerged from sensorimotor coupling. A final study showed that the kinematics evoked by friction sounds may significantly affect the dynamic and geometric dimension in the visuo-motor coupling. This shed critical light on the relevance of auditory perception in the multisensory integration of continuous motion in a situation never explored. All of these theoretical results enabled the gestural control of sound synthesis models from a gestural description and the creation of sonification tools for gesture learning and rehabilitation of a graphomotor disease, dysgraphia.