La thèse a consisté à concevoir et expérimenter un recours au support virtuel dans une stratégie d'enseignement visant chez l'élève à la compréhension et à la mémorisation à moyen terme du mouvement de flexion-extension du bras.<br />Des supports virtuels utilisant des images différentes (dessin, schéma et photo animée) ont été élaborés sous forme de simulations. L'analyse a essentiellement portée sur l'utilisation seule ou en complément d'un modèle matériel de ces simulations auprès des élèves de 8 à 10 ans de plusieurs écoles élémentaires parisiennes.<br />Les résultats montrent que plus l'image se rapproche du réel meilleure est l'acquisition des concepts liés au phénomène. En ce qui concerne la complémentarité du matériel et du virtuel, la simulation informatique est moins efficace seule qu'utilisée en complément du support matériel, cette complémentarité fonctionnant mieux dans l'ordre matériel puis virtuel.

Le fonctionnement d'un SRI est constitué de plusieurs étapes : l'étape de présentation des besoins par l'utilisateur, celle du traitement de la requête de l'utilisateur par le système, celle de l'évaluation des solutions du système par l'utilisateur et celle de la modification ou mise à jour de la requête par le système ou par l'utilisateur. Dans chacune de ces étapes, la prise en compte des particularités de chaque utilisateur est nécessaire pour rendre le système plus efficace, en particulier par rapport à la pertinence des réponses du système. On exige de l'utilisateur de bien définir ses besoins et d'être capable de les traduire dans le langage du système. Le jugement de pertinence d'une réponse par l'utilisateur dépend des paramètres qui lui sont propres.<br /><br />En ce qui concerne l'utilisateur, nous travaillons sur trois types de connaissance pour le représenter : ses habitudes évocatives, son niveau de connaissance basé sur la notion de catégorie fondamentale, et ses jugements de pertinence sur les solutions du système en réponse à ses requêtes. Par l'observation du fonctionnement d'un centre de documentation et par l'efficacité des résultats obtenus par le dialogue entre l'utilisateur et un médiateur du centre, nous avons orienté nos travaux vers le développement d'un système de recherche coopérative d'information (SRCI). Dans un SRCI, l'utilisateur pourra effectuer sa recherche en collaboration avec un médiateur sur des postes de travail distants.<br /><br />Les perspectives à court terme sont de représenter chaque utilisateur par l'historique de ses activités. Ces activités sont représentées sous forme de documents qui pourront être analysés par notre méthode d'accès et d'analyse de l'information. Nous comptons employer les techniques de raisonnement à base de cas pour exploiter ces analyses pour personnaliser les réponses du système et exploité par un médiateur dans un contexte de recherche coopérative d'information.<br /><br />A plus long terme, nous pensons qu'il faudra étudier le processus de communication (ou de dialogue) entre l'utilisateur et le médiateur dans un contexte de SRCI. Les systèmes que nous avons développé pourront servir d'outils d'observation des comportements de l'utilisateur. Il faudra également étudier l'intégration de ces outils dans un environnement de recherche documentaire permettant non seulement d'obtenir et d'analyser les informations d'une base mais permettant d'accéder aux documents primaires.

De nos jours, ce ne sont pas que les collections multimédias qui deviennent de plus en plus volumineuses, mais aussi les métadonnées qui les décrivent. L’extraction des métadonnées est très coûteuse en consommation de ressources. Cela pose le problème de la gestion efficace de ces grands volumes de données, en minimisant cette consommation. Le fait que les utilisateurs sont en constante interaction avec les documents multimédias et les métadonnées complique encore plus cette gestion. Dans cette thèse, nous étudions le problème de la gestion de métadonnées en intégrant les interactions des utilisateurs à deux niveaux: dans le processus de création de métadonnées et dans leur enrichissement. La grande variété de standards et normes de métadonnées existants ne sont pas interopérables. Les solutions proposées à ce problème d’interopérabilité se sont focalisées sur la création d’ontologies qui décrivent les contenus multimédias du point de vue sémantique, sans forcément prendre en compte les standards de métadonnées et d’autres informations de plus bas niveau sur les documents. Pour résoudre ce problème nous proposons un format de métadonnées qui intègre les standards et normes les plus utilisés et qui est flexible et extensible en structure et en vocabulaire. Dans le cadre d’un système de gestion des contenus multimédias, le processus d’indexation est celui qui consomme le plus de ressources, à travers les algorithmes d’indexation qui extraient les métadonnées. Dans les systèmes classiques, cette indexation est accomplie avec un ensemble d’algorithmes d’indexation figé dans le temps, sans se soucier de la consommation des ressources ni de l’évolution des besoins de l’utilisateur. Pour prendre en compte les besoins que l’utilisateur spécifie dans sa requête, afin de n’extraire que les métadonnées nécessaires et ainsi limiter d’un côté le volume de métadonnées à gérer et de l’autre la consommation des ressources, nous proposons de répartir le processus d’indexation en deux phases: une fois à l’acquisition des contenus (indexation implicite), et une deuxième fois, si besoin, au moment de l’exécution de la requête de l’utilisateur (indexation explicite) en ayant recours à une liste d’algorithmes d’indexation déterminée principalement en fonction de la requête de l’utilisateur. L’utilisateur est de plus en plus pris en compte dans les systèmes multimédias à travers ses interactions avec le système et le document. Nous proposons d’aller plus loin dans la prise en compte de l’utilisateur, en considérant ses interactions avec les différentes parties du document mais aussi avec les métadonnées qui décrivent le document. Cela a été réalisé à travers l’extension du format de métadonnées proposée, par l’ajout d une température à chaque élément du format, qui varie dans le temps, étant calculée en fonction de la façon dont l’utilisateur interagit avec le document, mais aussi avec les métadonnées dans une période de temps. Nous avons validé nos propositions dans deux domaines différents: la vidéo surveillance et le commerce électronique. Le projet LINDO nous a permis la validation du format des métadonnées et de la sélection des algorithmes d’indexation dans le cadre de l’indexation explicite, dans le cadre de la vidéo surveillance. Dans le domaine du commerce électronique, nous avons exploité les interactions des utilisateurs réels avec un site de vente en ligne pour calculer la température des métadonnées associées aux pages du site pendant une période de deux mois. Nous avons utilisé cette température pour réaliser le reclassement des résultats obtenus pour une requête de l’utilisateur. Nous avons réalisé un test utilisateur sur une vingtaine de personnes. [...] / Nowadays, not only multimedia collections become larger, but also the metadata describing them. The metadata extraction is the most ressource consumming process in the management of multimedia collections. This raises the problem of the efficient management of these large data volumes while minimizing ressource consumption. Users’ constant interactions with multimedia documents and metadata complicate this management process. In this thesis, we adress this problem of metadata management by integrating users’ interactions at two levels: in the process of metadata creation and in their enrichment. The existing metadata standards are heterogenous and not interoperable. The proposed solutions for this interoperability problem focused on creating ontologies that describe the multimedia contents from a semantic point of view, without necessarily taking into account metadata standards and other low level information. To solve this problem, we propose a metadata format that integrates the most widely used metadata standards and which is flexible and extensible in structure and vocabulary. In a multimedia management system, the indexing process is the most resource consumming, through the indexing algorithms that extract metadata. In conventional systems, the indexing is accomplished with a fixed set of indexing algorithms, without considering the resource consumption and users’ changing needs. To take into account the user’s needs, specified in his query, in ordre to extract only the necessary metadata and thus, on one side, to limit the metadata volume and on the other to reduce the resource consumption, we propose to split the indexing process into two phases: first time, at the contents acquisition time (i.e., implicit indexation), and, a second time, if necessary, at the query execution time (i.e., explicit indexation), employing a list of indexing algorithms determined mainly according to the user’s query. The users are more and more taken into account in multimedia systems through their interactions with the system and the documents. We propose to go further in this consideration, by taking into account users’interactions with different parts of the document, and also with the document’s metadata. This was achieved through the extention of the proposed metadata format, by associating a temperature to each metadata element. This temperature is calculated according to the users’ interactions with the document and with the metadata, in a time period. We have validated our proposals in two different domains: vidéosurveillance and e-commerce. The LINDO project has allowed us to validate the metadata format and indexing algorithms selection in the context of explicit indexation, for a video surceillance use case. For the e-commerce, we have used an online shopping site and the interactions of its real users, for a two months period, to calculate the temperature of the metadata associated to the web pages describing the site’s products. We have used this temperature for reranking the results obtained for a user’s query. We conducted a user study with twenty people, which shows that, for some users’ queries, the results reranking helps the users to find faster the desired information. This thesis has addressed the problem of taking into account the user in the multimedia documents management by: (1 )proposing a model metadata that integrates the most used metadata standards; (2) spliting the multimedia indexing in two steps ( implicit and explicit indexation); (3) enriching the metadata according to the users’ interactions with the system, the multimedia documents and the metadata.

Les progrès de la technologie des capteurs, des communications sans fil et de l'Internet des Objets ont favorisé le développement des réseaux de capteurs multimédias. Ces derniers sont composés de capteurs interconnectés capables de fournir de façon omniprésente un suivi fin d’un espace connecté. Grâce à leurs propriétés, les réseaux de capteurs multimédias ont suscité un intérêt croissant ces dernières années des secteurs académiques et industriels et ont été adoptés dans de nombreux domaines d'application (tels que la maison intelligente, le bureau intelligent, ou la ville intelligente). L'un des avantages de l'adoption des réseaux de capteurs multimédias est le fait que les données collectées (vidéos, audios, images, etc.) à partir de capteurs connexes contiennent des informations sémantiques riches (en comparaison avec des capteurs uniquement scalaires) qui permettent de détecter des événements complexes et de mieux gérer les exigences du domaine d'application. Toutefois, la modélisation et la détection des événements dans les reséaux de capteurs multimédias restent une tâche difficile à réaliser, car la traduction de toutes les données multimédias collectées en événements n'est pas simple.Dans cette thèse, un framework complet pour le traitement des événements complexes dans les réseaux de capteurs multimédias est proposé pour éviter les algorithmes codés en dur et pour permettre une meilleure adaptation aux évolution des besoins d’un domaine d'application. Le Framework est appelé CEMiD et composé de :• MSSN-Onto: une ontologie nouvellement proposée pour la modélisation des réseaux de capteurs,• CEMiD-Language: un langage original pour la modélisation des réseaux de capteurs multimédias et des événements à détecter, et• GST-CEMiD: un moteur de traitement d'événement complexe basé sur un pipeline sémantique.Le framework CEMiD aide les utilisateurs à modéliser leur propre infrastructure de réseau de capteurs et les événements à détecter via le langage CEMiD. Le moteur de détection du framework prend en entrée le modèle fourni par les utilisateurs pour initier un pipeline de détection d'événements afin d'extraire des données multimédias correspondantes, de traduire des informations sémantiques et de les traduire automatiquement en événements. Notre framework est validé par des prototypes et des simulations. Les résultats montrent que notre framework peut détecter correctement les événements multimédias complexes dans un scénario de charge de travail élevée (avec une latence de détection moyenne inférieure à une seconde). / The dramatic advancement of low-cost hardware technology, wireless communications, and digital electronics have fostered the development of multifunctional (wireless) Multimedia Sensor Networks (MSNs). Those latter are composed of interconnected devices able to ubiquitously sense multimedia content (video, image, audio, etc.) from the environment. Thanks to their interesting features, MSNs have gained increasing attention in recent years from both academic and industrial sectors and have been adopted in wide range of application domains (such as smart home, smart office, smart city, to mention a few). One of the advantages of adopting MSNs is the fact that data gathered from related sensors contains rich semantic information (in comparison with using solely scalar sensors) which allows to detect complex events and copes better with application domain requirements. However, modeling and detecting events in MSNs remain a difficult task to carry out because translating all gathered multimedia data into events is not straightforward and challenging.In this thesis, a full-fledged framework for processing complex events in MSNs is proposed to avoid hard-coded algorithms. The framework is called Complex Event Modeling and Detection (CEMiD) framework. Core components of the framework are:• MSSN-Onto: a newly proposed ontology for modeling MSNs,• CEMiD-Language: an original language for modeling multimedia sensor networks and events to be detected, and• GST-CEMiD: a semantic pipelining-based complex event processing engine.CEMiD framework helps users model their own sensor network infrastructure and events to be detected through CEMiD language. The detection engine of the framework takes all the model provided by users to initiate an event detection pipeline for extracting multimedia data feature, translating semantic information, and interpret into events automatically. Our framework is validated by means of prototyping and simulations. The results show that our framework can properly detect complex multimedia events in a high work-load scenario (with average detection latency for less than one second).

Il est aujourd’hui reconnu que la réussite des étudiants à l’université repose sur leurs capacités à autoréguler leur apprentissage, c’est-à-dire à 1) fixer des objectifs adaptés à la tâche, 2) déployer des stratégies d’apprentissage efficaces et 3) vérifier régulièrement si ces objectifs ont été atteints. Or, lorsqu’ils apprennent des documents complexes, ceux-ci ont tendance à traiter passivement l’information et à surestimer la qualité de leur apprentissage. Cette thèse vise à déterminer si le fait d’insérer des tests d’entraînement au sein d’un document multimédia amène les étudiants à traiter plus activement les informations. Pour ce faire, nous avons réalisé quatre expériences au cours desquelles des étudiants recevaient ou non des tests d’entraînement pendant qu’ils apprenaient un cours de neurosciences. Afin d’évaluer les effets des tests sur l’activité cognitive et métacognitive des participants, nous avons combiné un questionnaire d’estimation de l’apprentissage à un protocole de verbalisation. Nos résultats montrent que les participants qui bénéficient de tests estiment plus précisément la qualité de leur apprentissage et obtiennent de meilleures performances que les participants non testés. Par ailleurs, ces meilleures performances s’expliquent par un déploiement de stratégies d’apprentissage plus adaptées à l’exigence de la tâche. Enfin, ces effets bénéfiques disparaissent lorsque l’exigence des tests d’entraînement diffère de celles de l’évaluation finale. L’ensemble de nos résultats permet de mieux comprendre les mécanismes sous-tendant l’effet des tests sur l’apprentissage ainsi que d’identifier les conditions qui favorisent leur efficacité. / It is generally accepted that students need to effectively self-regulate their learning to succeed in university, that is to 1) establish appropriate goals, 2) use effective learning strategies and 3) frequently monitor if their goals have been met. Unfortunately, when students learn complex document, they tend to process the information in a passive way and be overconfident regarding the quality of their learning. The purpose of this thesis is to study if inserting regular practice tests in a multimedia document can promote a more active learning. To pursue this thesis’ aim, four experiments were conducted whereby students were exposed to a neuroscience course and were provided with or not, different types of practice tests. We used a judgment of learning questionnaire and a think aloud protocol to assess the impact of practices tests on cognitive and metacognitive processes. Results showed that, compared with control groups, participants in the practice testing groups were significantly less overconfident in their ability to recall recently learned information and performed better on a post-test questionnaire. Furthermore, enhanced learning performance was explained by the use of more efficient learning strategies. However, when test requirement mismatched those of the final test, practice tests brought none of these beneficial effects and was therefore unhelpful for students learning. Overall, the studies’ results gave us a better insight into the psychological mechanism underlying the testing effect on learning and identify the conditions that favor it.

Au Burkina Faso la promotion des TIC donne lieu à une production de discours d'accompagnement de la part de divers acteurs issus d'associations, de structures étatiques, du secteur privé et d'institutions de coopération internationale. Ces discours sont à caractère promotionnel, normatif, prescriptif. Ces discours sont motivés par des enjeux, parfois divergents, qui conduisent à la mise en place de stratégies d'acteurs pour tirer le meilleur profit de cette promotion. Les discours promotionnels des TIC au Burkina soutiennent l'idée selon laquelle ces dispositifs contribueraient à l'amélioration des conditions de vie des Burkinabé. Ce travail confronte d'une part les discours notamment ceux de nature prescriptive et les actions menées par les promoteurs et d'autre part les usages réels des Burkinabé. Il est question ici de faire ressortir les écarts entre usages promus et usages réels ; pour montrer que ce qui détermine les " usages TIC " des Burkinabé, qu'il s'agisse d'usages allant dans le sens de l'amélioration de leurs conditions de vie ou non, relève plus de l'appréhension du potentiel apport de ces dispositifs pour leurs activités (privées ou professionnelles) que des discours d'accompagnement. Les différents promoteurs des TIC au Burkina en sont aussi utilisateurs. Ce travail analyse les usages de certains promoteurs et ceux de populations rencontrées. Les incidences socioculturelles des pratiques TIC des Burkinabé sont aussi analysées ici.

La notion de trajectoire fait l'objet de nombreux travaux en informatique. La trajectoire de vie a plusieurs particularités qui la distinguent des trajectoires habituellement considérées dans ces travaux. C'est d'abord son emprise temporelle, qui est celle de la vie, de l'existence du sujet observé. C'est ensuite son emprise thématique, celle-ci pouvant potentiellement concerner de multiples aspects de la vie d'un objet ou d'un individu. C'est enfin, l'utilisation métaphorique du terme de trajectoire, qui renvoie davantage au sens de la trajectoire qu'à la description d'une simple évolution dans le temps et l'espace. La trajectoire de vie est utilisée par l'expert (sociologue, urbaniste...) qui souhaite mettre en perspective dans le temps les informations sur les individus pour mieux les comprendre. Les motivations d'étude de la trajectoire de vie sont différentes selon les cas d'application et les thématiques considérées : le rapport au travail, la vie familiale, la vie sociale, la santé, la trajectoire résidentielle...Nous proposons une approche d'étude des trajectoires de vie, basée sur le Web Sémantique, qui en permet la modélisation, la collecte et l'analyse. Cette approche est concrétisée par une architecture logicielle. Cette architecture repose sur un patron de conception d'ontologie de trajectoire de vie, ainsi que sur un modèle de facteurs explicatifs d'évènements de vie. Pour la modélisation,nous avons conçu des algorithmes qui permettent la création d'une ontologie de trajectoire de vie en exploitant le patron et le modèle précédents. Pour lacollecte de données, nous avons développé des APIs permettant de faciliter i)la construction d'une interface de collecte de données conforme aux modéles ;ii) l'insertion des données collectées dans un Triple Store. Notre approche permet la représentation, et, par suite, la collecte et l'exploitation d'informations multi-granulaires, qu'elles soient spatiales, temporelles ou thématiques.Enfin, pour permettre l'analyse des trajectoires, nous proposons des fonctions génériques, implémentées en étendant le langage SPARQL. L'approche méthodologique et les outils proposés sont validés sur un cas d'application visant à étudier les choix résidentiels d'individus en mettant en exergue les caractéristiques de leur trajectoire résidentielle et les éléments explicatifs de celle-ci. / The notion of trajectory is the subject of many works in computer science. The life trajectory has several peculiarities which distinguish it from the trajectories usually considered in these works. It is first of all its temporal hold, which is the life, the existence of the observed subject. It is then its thematic hold, this one potentially concerning multiple aspects of the life of an object or an individual. Finally, it is the metaphorical use of the term trajectory, which refers more to the meaning of the trajectory than to the description of a simple evolution in time and space. The life trajectory is used by the expert (sociologist, urban planner ...) who wishes to put in perspective the information on individuals to better understand their choices. The motivations for studying the life trajectory are depending on the application and themes considered: the relation to work and employment, family life, social life, health, residential trajectory ...We propose a Semantic Web based approach to study life trajectories, which allows their modeling, collection and analysis. This approach is embodied by a software architecture whose components are configurable for each application case. This architecture is based on a life trajectory ontology design pattern, as well as a model of explanatory factors for life events. To operationalize the proposed modeling, we designed algorithms that allow the creation of a life trajectory ontology by exploiting the previous pattern and model. For data collection, we developed APIs to facilitate i) the construction of a model-compliant data collection interface; and ii) the insertion of the collected data into a Triple Store. Our approach allows the representation, and hence the collection and exploitation of multi-granular information, whether spatial, temporal or thematic. Finally, to allow the analysis of the trajectories, we propose generic functions, which are implemented by extending the SPARQL language.The methodological approach and the proposed tools are validated on a case study on residential choices of individuals in the Grenoble metropolitan area by highlighting the characteristics of their residential trajectory and the explanatory elements of it, including from their personal and professional trajectories.

L'exploitation des documents multimédias pose des problèmes de représentation des informations textuelles et visuelles contenues dans ces documents. Notre but est de proposer un modèle permettant de représenter chacune de ces informations et de les combiner en vue de deux tâches : la catégorisation et la recherche d'information. Ce modèle représente les documents sous forme de sacs de mots nécessitant la création de vocabulaires spécifiques. Le vocabulaire textuel, généralement de très grande taille, est constitué des mots apparaissant dans les documents. Le vocabulaire visuel est quant à lui construit en extrayant des caractéristiques de bas niveau des images. Nous étudions les différentes étapes de sa création et la pondération tfidf des mots visuels dans les images, inspirée des approches classiquement utilisées pour les mots textuels. Dans le contexte de la catégorisation de documents textuels, nous introduisons un critère qui sélectionne les mots les plus discriminants pour les catégories afin de réduire la taille du vocabulaire sans dégrader les résultats du classement. Nous présentons aussi dans le cadre multilabel, une méthode permettant de sélectionner les différentes catégories à associer à un document. En recherche d'information, nous proposons une approche analytique par apprentissage pour combiner linéairement les résultats issus des informations textuelles et visuelles, permettant d'améliorer significativement la recherche. Notre modèle est validé pour ces différentes tâches en participant à des compétitions internationales telles que XML Mining et ImageCLEF et sur des collections de taille conséquente

Le Web 3D atteint actuellement un nouveau stade de maturité grâce à la convergence de nouvelles technologies et l'émergence de nouveaux standards permettant l'exploitation du matériel graphique depuis les navigateurs Web. Malgré l'émergence de ces technologies, nous pouvons constater une faible pénétration des contenus 3D sur le Web, due entre autre au manque d'outils de création de haut niveau facilitant la production d'interfaces graphiques 3D pour le Web. Afin de palier ce manque, nous proposons un formalisme basé sur les technologies Web permettant de définir des métaphores complètes, attractives et efficientes pour la visualisation de grands ensembles de données, ainsi que la génération des interfaces graphiques 3D correspondantes. Ce formalisme doit être flexible en termes d'extensibilité, de modularité, de généricité en ce qui concerne les formats de données en entrée et en sortie du système, ainsi qu'en terme de gamme d'interfaces graphiques 3D pouvant être définies par le concepteur d'une interface Web. Le pipeline de création que nous proposons permet la description de métaphores de visualisation d'information prenant en compte à la fois la structuration des données (la façon dont l'utilisateur explore et accède aux données), et la présentation (la géométrie et la présentation des données) et les interactions utilisateur. Les interfaces générées peuvent être de complexité variable allant des interfaces graphiques 3D immersives à l'intérieur desquelles l'utilisateur final est représenté par un avatar et peut interagir avec d'autres utilisateurs, à des interfaces graphiques 3D très simples.

Cette thèse porte sur le traitement des requêtes par similarité sur les données de haute dimensionnalité, notamment multimédias, et, parmi elles, les images plus particulièrement. Ces requêtes, notamment celles des k plus proches voisins (kNN), posent des problèmes de calcul de par la nature des données elles-mêmes et de la taille de la base des données. Nous avons étudié leurs performances quand une méthode de partitionnement est appliquée sur la base de données pour obtenir et exploiter des classes. Nous avons proposé une taille et un nombre optimaux de ces classes pour que la requête puisse être traitée en temps optimal et avec une haute précision. Nous avons utilisé la recherche séquentielle comme base de référence. Ensuite nous avons proposé des méthodes de traitement de requêtes parallèles sur une grappe de machines. Pour cela, nous avons proposé des méthodes d'allocation des données pour la recherche efficace des kNN en parallèle. Nous proposons de même, un nombre réduit de noeuds sur la grappe de machines permettant néanmoins des temps de recherche sous-linéaires et optimaux vis-à-vis des classes déterminées précédemment. Nous avons utilisé des donnés synthétiques et réelles pour les validations pratiques. Dans les deux cas, nous avons pu constater des temps de réponse et une qualité des résultats supérieurs aux méthodes existantes, lesquelles, au-delà d'un faible nombre des dimensions, deviennent inefficaces.