Cette thèse s'intéresse à définir de nouvelles méthodes cliniques d'investigation permettant de juger de l'impact de l'avance en âge sur la motricité. En particulier, cette thèse se focalise sur deux principales perturbations possibles lors de l'avance en âge : la chute et l'altération de la marche.Ces deux perturbations motrices restent encore mal connues et leur analyse en clinique pose de véritables défis technologiques et scientifiques. Dans cette thèse, nous proposons des méthodes originales de détection qui peuvent être utilisées dans la vie courante ou en clinique, avec un minimum de contraintes techniques.Dans une première partie, nous abordons le problème de la détection de la chute à domicile, qui a été largement traité dans les années précédentes. En particulier, nous proposons une approche permettant d'exploiter le volume du sujet, reconstruit à partir de plusieurs caméras calibrées. Ces méthodes sont généralement très sensibles aux occultationsqui interviennent inévitablement dans le domicile et nous proposons donc une approche originale beaucoup plus robuste à ces occultations. L'efficacité et le fonctionnement en temps réel ont été validés sur plus d'une vingtaine de vidéos de chutes et de leurres, avec des résultats approchant les 100% de sensibilité et de spécificité en utilisant 4 caméras ou plus.Dans une deuxième partie, nous allons un peu plus loin dans l'exploitation des volumes reconstruits d'une personne, lors d'une tâche motrice particulière : la marche sur tapis roulant, dans un cadre de diagnostic clinique. Dans cette partie, nous analysons plus particulièrement la qualité de la marche. Pour cela nous développons le concept d'utilisation de caméras de profondeur pour la quantification de l'asymétrie spatiale au cours du mouvement des membres inférieurs pendant la marche. Après avoir détecté chaque pas dans le temps, cette méthode réalise une comparaison de surfaces de chaque jambe avec sa correspondante symétrique du pas opposé. La validation effectuée sur une cohorte de 20 sujets montre la viabilité de la démarche

L'indentation instrumentée est un outil pratique et puissant pour sonder les propriétés mécaniques des matériaux à petite échelle. Cependant, plusieurs erreurs (rugosité de surface, effet de taille d’indentation, la détermination de premier point de contact, etc.) affectent l'essai d’indentation instrumentée (e.g. non reproductibilité de la courbe d’indentation) et conduisent à des imprécisions dans la détermination des propriétés mécaniques des matériaux analysés. Une approche originale est développée dans cette thèse pour la caractérisation précise des propriétés mécaniques des matériaux. Cette approche fondée sur une analyse statistique des courbes d’indentation avec la prise en compte d’erreur dans la détermination du premier point de contact et des effets de la rugosité de surface. L’approche est basée sur une minimisation de la distance (défini comme l'erreur de la profondeur de contact initiale) entre l’ensemble des courbes expérimentales et celles simulées par le modèle de Bernhard de manière à générer une courbe maitresse « unique » représentative du faisceau de courbes expérimentales. La méthode proposée permet de calculer à partir de cette courbe maitresse la macro-dureté et le module d’Young du matériau en tenant compte des erreurs dues à la rugosité de surface et à l'effet de taille en indentation pour les faibles profondeurs de pénétration. La robustesse de la méthode est prouvée par son application à différents groupes d’échantillons, i.e. panels de matériaux à propriétés mécaniques diverses, différents traitements de surface (polissage, sablage) et différentes pointes d’indentation permettant de générer différents états de contraintes locaux. Une liaison quantitative entre la rugosité de surface et l'écart type de l'erreur de la profondeur de contact initiale est établie grâce à une analyse multi- échelle de la rugosité de la surface. La méthode proposée permet de caractériser les propriétés mécaniques des matériaux sans avoir recours à la préparation de surface pouvant potentiellement altérer ses propriétés (e.g. génération de contraintes résiduelles, contamination de surface…). / Instrumented indentation is a practical and powerful tool for probing the mechanical properties of materials at small scales. However, several errors (surface roughness, indentation size effect, determination of first contact point, etc…) affect the instrumented indentation testing (e.g. the low reproducibility of the indentation curves) and lead to inaccuracies in the determination of mechanical properties of materials analyzed. An original approach is developed in this thesis for the accurate characterization of the mechanical properties of materials. This approach is established by a statistical analysis of the indentation curves with taking account of error in determining the first contact point and effects of the surface roughness. This approach is basing on a minimization of the distance (defined as the initial contact depth error) between the experimental indentation curves and the ones simulated with Bernhard’s model in order to generate a “unique” representative curve which enables to represent all the experimental curves. The proposed method permits to calculate the macro-hardness and the Young’s modulus of materials from this representative curve with the consideration of the errors due to the surface roughness and the indentation size effect for shallow penetration. The robustness of the method is proved by its application to different groups of specimens, i.e. different materials with various mechanical properties, different surface preparation methods (polishing, sandblasting) and different indenter tips to generate different states of local stresses. A quantitative link between the surface roughness and the standard deviation of initial contact depth error is established by a multi-scale surface roughness analyzing. The proposed method enables to characterize the mechanical properties of materials without resorting to the surface preparation which may potentially alter its properties (e.g. generation of residual stresses, surface contamination ...).

Approche esthétique de l’œuvre cinématographique de Brian De Palma. La problématique s’articule entre esthétique du montage et violence de l’image. En premier lieu, le texte interroge le mode de découpage privilégié par Brian De Palma en soulignant l'importance du plan-séquence et du split screen. L'usage du plan-séquence est, notamment, rapporté à la question du défaut de vision, phénomène considéré comme central. Un second moment de cette thèse est consacré à l'étude des personnages. Des personnages anti-héros, marginaux. L'accent est particulièrement mis sur le corps féminin. Regard et voyeurisme revient à la question du découpage privilégié par Brian De Palma. Comment Brian De Palma utilise-t-il le regard pour accéder à la violence ? Qu’est-ce que regarder chez Brian De Palma ? Comment les éléments voyeuristes depalmiens se construisent-ils à partir du langage cinématographique ? Le cinéma de Brian De Palma s’annonce aussi savant et complexe, entre classicisme et modernisme. Comment Brian De Palma travaille-t-il l’œuvre hitchcockienne pour offrir une conception nouvelle ? Comment violenter l’image pour extraire son invisible ? / An esthetically pleasing approach to Brian De Palma's cinematographic work. The issue revolves around editing aesthetics and image violence. First, the text questions the cutting mode favored by Brian De Palme, stressing the importance of sequence-shot and split screen. The use of sequence-shot is in particular brought by the issue of lack of vision, a phenomenon considered as central. A second point of this thesis is devoted to the study of the characters. Anti-hero characters, drop outs. Emphasis is particularly placed on the female body. And voyeuristic gaze returns to the issue of cutting by Brian De Palma. How does Brian De Palma use eyes to see violence ? What is the meaning of « looking » to Brian De Palm a? How are De Palma's voyeuristic elements constructed from film language ? Brian De Palma's film also promises to be clever and complex, between classicism and modernism. How does Brian De Palma use Hitchcock's work in order to offer a new design? How assaulting the image to get its unseen part ?

La miniaturisation et l’augmentation de la complexité des circuits intégrés avancés est l’un des axes d’évolution de l’industrie microélectronique. Pour assurer les performances du transistor, une maitrise précise des épaisseurs, de la structure cristalline et de la composition, notamment de la dose d’azote, est indispensable pour chacune des couches des empilements qui constituent les transistors. Or, cette architecture complexe présente de nombreux challenges pour la métrologie. En effet, avec l’alternance de films très minces, les techniques de métrologie usuelles, basées sur des mesures en volume, sont difficiles à mettre en œuvre. Ainsi, une émergence de l’utilisation des techniques à rayons X s’observe, telle que la spectroscopie de photoélectrons à rayons X (XPS) ; méthode adaptée pour l’étude quantitative en épaisseur et en composition chimique sur des films de moins de 10nm. L’objectif principal de cette thèse est d’explorer de nouvelles approches de mise en œuvre de la technique XPS tant dans la méthodologie d’utilisation que dans les structures de tests étudiées. Dans un premier temps, ce travail porte sur l’analyse de la composition et de l’épaisseur de couches minces homogènes de l’empilement de grille des technologies 14nmFDSOI et 28nmFDSOI, composé d’un canal de SiGe et d’un empilement high-k/interfacial layer HfON/SiON. La mesure d’épaisseur par XPS appliquée à l’empilement HKMG HfON/SiON/Si est tout d’abord étudiée afin de valider son utilisation pour un suivi en ligne tout en analysant les effets de diffusion élastique sur cette mesure. Afin de déterminer la composition et l’épaisseur de couches de SiGe sur substrat de silicium, l’étude d’une métrologie hybride entre l’XPS avec la technique de réflectivité des rayons X (XRR) est menée pour en déterminer la faisabilité et la sensibilité. Dans un second temps, ce travail s’intéresse à l’étude d’empilements présentant des compositions hétérogènes avec la profondeur grâce au pARXPS (parallel Angle Resolved XPS), utilisé afin d’obtenir des reconstructions de profils chimiques. Après avoir validé la technique sur des couches HfON, SiON et SiGe, celle-ci est appliquée à des empilements industriels. La prise en compte des profils présents dans le réel empilement de grille a permis d’étudier l’effet de l’oxydation du SiGe sur le profil du germanium ainsi que d’améliorer la justesse et la sensibilité de la mesure des espèces et des épaisseurs des couches HfON et SiON sur un XPS en ligne. Enfin, l’exploration d’utilisations moins conventionnelles de l’XPS (e.g. structures 3D, étude de cristallinité) ouvre de nouvelles perspectives pour la caractérisation des couches minces. / The downscaling and the increasing complexity of integrated circuits is one of the microelectronics industry development axes. To insure the transistor performances, a precise mastering of thickness, crystalline structure and composition, notably the nitrogen dose, is mandatory for each stack layer. Yet, this complex architecture arises new challenges for metrology. Indeed, with the alternation of very thin films, conventional metrology techniques, based on volume measurements, are difficult to implement. This is why, an increasing use of X-rays techniques can be noticed, such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS); a well-established method for the quantitative thickness and chemical composition study of ultrathin films (<10nm). Thus, the major aim of this thesis is to explore new ways to implement XPS technique, in both the usage methodology and the test structures studied. First, this work focuses on a composition and thickness analysis of homogeneous thin films of the 14nmFDSOI and 28nmFDSOI technologies gate stack composed of an SiGe channel and a High-k/interfacial layer (HK/IL) HfON/SiON stack. The XPS thickness measurement applied to the HK/IL is firstly studied for purposes of validating its application for in-line monitoring, as well as analyzing the inelastic diffusion effects on this measurement. In order to determine the composition and thickness of SiGe layers on silicon substrate, the study of an hybrid metrology, between XPS and the X-ray reflectivity (XRR) technique, is carried out to determine the feasibility and the sensibility of this method. Secondly, this work focuses on the study of heterogeneous stack along the depth thanks to pARXPS (parallel Angle Resolved XPS), used to obtain chemical profile reconstructions. After a validation step of this technique on HfON, SiON and SiGe layers, it is used on industrial stacks. Taking into account the profiles into the real industrial gate stack allows us to study the SiGe oxidation effects on the germanium profile and to improve the accuracy and the sensibility of the composition and the thickness measurements of HfON and SiON layers with the industrial in-line XPS. Finally, the exploration of less conventional ways to use XPS (e.g. 3D structures, crystallinity study…) opens new perspectives for the characterization of thin films.

Le texte est l'une des sources d'informations les plus répandues et les plus persistantes. L'analyse de contenu du texte se réfère à des méthodes d'étude et de récupération d'informations à partir de documents. Aujourd'hui, avec une quantité de texte disponible en ligne toujours croissante l'analyse de contenu du texte revêt une grande importance parce qu' elle permet une variété d'applications. À cette fin, les méthodes d'apprentissage de la représentation sans supervision telles que les modèles thématiques et les word embeddings constituent des outils importants.L'objectif de cette dissertation est d'étudier et de relever des défis dans ce domaine.Dans la première partie de la thèse, nous nous concentrons sur les modèles thématiques et plus précisément sur la manière d'incorporer des informations antérieures sur la structure du texte à ces modèles.Les modèles de sujets sont basés sur le principe du sac-de-mots et, par conséquent, les mots sont échangeables. Bien que cette hypothèse profite les calculs des probabilités conditionnelles, cela entraîne une perte d'information.Pour éviter cette limitation, nous proposons deux mécanismes qui étendent les modèles de sujets en intégrant leur connaissance de la structure du texte. Nous supposons que les documents sont répartis dans des segments de texte cohérents. Le premier mécanisme attribue le même sujet aux mots d'un segment. La seconde, capitalise sur les propriétés de copulas, un outil principalement utilisé dans les domaines de l'économie et de la gestion des risques, qui sert à modéliser les distributions communes de densité de probabilité des variables aléatoires tout en n'accédant qu'à leurs marginaux.La deuxième partie de la thèse explore les modèles de sujets bilingues pour les collections comparables avec des alignements de documents explicites. En règle générale, une collection de documents pour ces modèles se présente sous la forme de paires de documents comparables. Les documents d'une paire sont écrits dans différentes langues et sont thématiquement similaires. À moins de traductions, les documents d'une paire sont semblables dans une certaine mesure seulement. Pendant ce temps, les modèles de sujets représentatifs supposent que les documents ont des distributions thématiques identiques, ce qui constitue une hypothèse forte et limitante. Pour le surmonter, nous proposons de nouveaux modèles thématiques bilingues qui intègrent la notion de similitude interlingue des documents qui constituent les paires dans leurs processus générateurs et d'inférence.La dernière partie de la thèse porte sur l'utilisation d'embeddings de mots et de réseaux de neurones pour trois applications d'exploration de texte. Tout d'abord, nous abordons la classification du document polylinguistique où nous soutenons que les traductions d'un document peuvent être utilisées pour enrichir sa représentation. À l'aide d'un codeur automatique pour obtenir ces représentations de documents robustes, nous démontrons des améliorations dans la tâche de classification de documents multi-classes. Deuxièmement, nous explorons la classification des tweets à plusieurs tâches en soutenant que, en formant conjointement des systèmes de classification utilisant des tâches corrélées, on peut améliorer la performance obtenue. À cette fin, nous montrons comment réaliser des performances de pointe sur une tâche de classification du sentiment en utilisant des réseaux neuronaux récurrents. La troisième application que nous explorons est la récupération d'informations entre langues. Compte tenu d'un document écrit dans une langue, la tâche consiste à récupérer les documents les plus similaires à partir d'un ensemble de documents écrits dans une autre langue. Dans cette ligne de recherche, nous montrons qu'en adaptant le problème du transport pour la tâche d'estimation des distances documentaires, on peut obtenir des améliorations importantes. / Text is one of the most pervasive and persistent sources of information. Content analysis of text in its broad sense refers to methods for studying and retrieving information from documents. Nowadays, with the ever increasing amounts of text becoming available online is several languages and different styles, content analysis of text is of tremendous importance as it enables a variety of applications. To this end, unsupervised representation learning methods such as topic models and word embeddings constitute prominent tools.The goal of this dissertation is to study and address challengingproblems in this area, focusing on both the design of novel text miningalgorithms and tools, as well as on studying how these tools can be applied to text collections written in a single or several languages.In the first part of the thesis we focus on topic models and more precisely on how to incorporate prior information of text structure to such models.Topic models are built on the premise of bag-of-words, and therefore words are exchangeable. While this assumption benefits the calculations of the conditional probabilities it results in loss of information.To overcome this limitation we propose two mechanisms that extend topic models by integrating knowledge of text structure to them. We assume that the documents are partitioned in thematically coherent text segments. The first mechanism assigns the same topic to the words of a segment. The second, capitalizes on the properties of copulas, a tool mainly used in the fields of economics and risk management that is used to model the joint probability density distributions of random variables while having access only to their marginals.The second part of the thesis explores bilingual topic models for comparable corpora with explicit document alignments. Typically, a document collection for such models is in the form of comparable document pairs. The documents of a pair are written in different languages and are thematically similar. Unless translations, the documents of a pair are similar to some extent only. Meanwhile, representative topic models assume that the documents have identical topic distributions, which is a strong and limiting assumption. To overcome it we propose novel bilingual topic models that incorporate the notion of cross-lingual similarity of the documents that constitute the pairs in their generative and inference processes. Calculating this cross-lingual document similarity is a task on itself, which we propose to address using cross-lingual word embeddings.The last part of the thesis concerns the use of word embeddings and neural networks for three text mining applications. First, we discuss polylingual document classification where we argue that translations of a document can be used to enrich its representation. Using an auto-encoder to obtain these robust document representations we demonstrate improvements in the task of multi-class document classification. Second, we explore multi-task sentiment classification of tweets arguing that by jointly training classification systems using correlated tasks can improve the obtained performance. To this end we show how can achieve state-of-the-art performance on a sentiment classification task using recurrent neural networks. The third application we explore is cross-lingual information retrieval. Given a document written in one language, the task consists in retrieving the most similar documents from a pool of documents written in another language. In this line of research, we show that by adapting the transportation problem for the task of estimating document distances one can achieve important improvements.

Le point de départ de cette recherche concerne la question suivante : l’acquisition de la lecture, peut-il être plus ou moins efficace en fonction de la langue dans laquelle il s’effectue? Deux catégories pour classer les langues on été définies dans ce travail. Premièrement, la notion de famille linguistique est à la base d’une description des langues à partir d'une perspective historique et culturelle. Deuxièmement la notion de profondeur orthographique est mobilisée, celle-ci différencie les langues en fonction de la correspondance entre l'orthographe et la phonétique. Ces catégories ont été mises en rapport avec les bases de données PIRLS 2001 et 2006 (étude internationale sur la lecture menée par l'IEA), afin de relier la performance en lecture et la langue dans laquelle les élèves ont répondu au test. Toutefois, il est clair que la langue n'est pas un facteur isolé, car elle fait partie d'un ensemble complexe de déterminants; ainsi, des facteurs liés aux élèves et au milieu scolaire ont également été incorporés dans l'étude. En outre, il a été tenu compte de la multidimensionnalité du processus de lecture, en distinguant dans les analyses les différents domaines mesurés par l’enquête : lecture d'informative, littéraire, et compréhension des processus d'ordre complexe et simple. Pour répondre aux questions de cette recherche nous avons élaboré un modèle statistique hiérarchique capable de rendre compte de la relation entre la compréhension de la lecture, la langue et les facteurs qui y sont associés. En dernière analyse, les facteurs contextuels (individuels et scolaires) se sont révélés être plus importants que la langue elle-même. En outre, les déterminants du niveau en lecture dépendent des systèmes éducatifs observés dans cette enquête. / The starting point of this research is the question, may reading acquisition be more or less effective depending on the language in which it is perform? Two categories for classifying the languages have been developed. First the notion of linguistic family is employed to describe the languages from a cultural and historical perspective. Secondly, the notion of orthographic depth is used for differentiating the languages according to the correspondence between orthography and phonetic. These categories have been related to the databases PIRLS 2001 and 2006 (international assessments about reading developed by the IEA), the aim being to connect reading achievement to the language in which students answered the test. However, it is clear that the language is not an isolated factor, but part of a complex structure of determinants of reading. Therefore, factors related to students and schools have also been incorporated to this research. Moreover, the multidimensionality of the reading process has been taken into account by distinguishing in the analysis the different aspects that made the process according to PIRLS: informative reading, literary reading, process comprehension of high and low order. To answer to the questions proposed by this research a hierarchical statistical model (multilevel) was developed, it was able to account for the connection between reading achievement, language and other associated factors. As a result, contextual factors (home and school) were more significant than language. Moreover, determinacy may vary if taking into account educational systems.

Suite à l’amélioration des outils de capture et de stockage des données, ces dernières années ont vu les quantités de données à traiter croître énormément. De nombreux travaux, allant du traitement automatique à la visualisation d’information, ont alors été mis en place, mais certains domaines sont encore trop spécifiques pour en profiter. C’est le cas du Renseignement d’Origine ÉlectroMagnétique (ROEM). Ce domaine ne fait pas uniquement face à de grandes quantités de données mais doit aussi gérer des données et des usages complexes ainsi que des populations d’utilisateurs ayant de moins en moins d’expérience. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à l’usage de l’existant et des nouvelles technologies appliquées à la visualisation pour proposer des solutions à la combinaison de problématiques comme les données en grandes quantité et les données complexes. Nous commençons par présenter une analyse du domaine du ROEM qui a permis d’extraire les problématiques auxquelles il doit faire face. Nous nous intéressons ensuite aux solutions gérant les combinaisons de telles problématiques. L’existant ne contenant pas directement de telles solutions, nous nous intéressons alors à la description des problématiques de visualisation et proposons une caractérisation de ces problématiques. Cette caractérisation nous permet de décrire les représentations existantes et de mettre en place un outil de recommandation des représentations basé sur la façon dont l’existant résout les problématiques. Enfin nous nous intéressons à identifier de nouvelles métaphores pour compléter l’existant et proposons une représentation immersive permettant de résoudre les problématiques du ROEM. Ces contributions permettent d’analyser et d’utiliser l’existant et approfondissent l’usage des représentations immersives pour la visualisation d’information. / As a result of the improvement of data capture and storage, recent years have seen the amount of data to be processed increase dramatically. Many studies, ranging from automatic processing to information visualization, have been performed, but some areas are still too specific to take advantage of. This is the case of ELectromagnetic INTelligence(ELINT). This domain does not only deal with a huge amount of data but also has to handle complex data and usage as well as populations of users with less and less experience. In this thesis we focus on the use of existing and new technologies applied to visualization to propose solutions to the combination of issues such as huge amount and complex data. We begin by presenting an analysis of the ELINT field which made it possible to extract the issues that it must faces. Then, we focus on the visual solutions handling the combinations of such issues but the existing work do not contain directly such solutions. Therefore, we focus on the description of visual issues and propose a characterization of these issues. This characterization allows us to describe the existing representations and to build a recommendation tool based on how the existing work solves the issues. Finally, we focus on identifying new metaphors to complete the existing work and propose an immersive representation to solve the issues of ELINT. These contributions make it possible to analyze and use the existing and deepen the use of immersive representations for the visualization of information.

L'instabilité des ouvrages souterrains est une cause importante d'accidents tant pendant leur réalisation que pendant leur exploitation. La rétro-analyse d'accidents passés est l'une des méthodes permettant d'améliorer la prévention de tels accidents ainsi que la conception et le dimensionnement des nouveaux projets. Une recherche bibliographique a permis d'établir une base de données de cas d'accidents rencontrés dans les ouvrages souterrains à travers le monde. Ces cas, actuellement au nombre de 230, concernent les phases de construction et d'exploitation d’ouvrages, chaque cas étant caractérisé par plusieurs variables associées aux phénomènes d'instabilité et aux caractéristiques géométriques et géomécaniques de l’ouvrage. Les causes et les conséquences d’instabilités ont été également analysées dont celles liées au contexte géologique et en particulier aux caractéristiques géotechniques des terrains traversés. Cette base de données a permis d’effectuer plusieurs analyses sur les instabilités des ouvrages dont la plus importante est une analyse factorielle de correspondances qui a éclairé les liaisons entres les phénomènes d’instabilités et les différentes modalités de ses variables explicatives. Cette étude propose deux modèles numériques représentatifs des tunnels maçonnés, appuyant sur la modélisation numérique et la technique des plans d’expériences elle porte également sur l’analyse du comportement mécanique de la structure du soutènement en maçonnerie et son évolution en fonction de temps où l’influence des certains paramètres mécaniques du soutènement en maçonnerie a été quantifiée et évaluée par différentes méthodes d’analyses dont l’analyse de la variance et la modélisation par régression multiple / The instability of the underground works is an important cause of many accidents during their construction and exploitation. Experience feedback of previous accidents is one of used methods that allows improving the prevention of such accidents during the design and the construction of new underground works projects. A bibliographical search enabled us to establish a database of tunnels and underground constructions accidents in the world. These database contains currently 230 case related to the two phases of construction and exploitation of underground constructions, each case was characterized by several variables associated to instability phenomena, to geometrical and géomechanicals characteristics of the concerned underground construction. The causes and the consequences of instabilities phenomena were also analysed especially those related to the particular geological context and the géotechnical characteristics of the surrounding ground. The established database enabled us to carry out several analyses on instabilities phenomena like as a factorial correspondence analysis, which aims to discover the relations between instabilities phenomena and their explanatory variables. This study proposes two representative numerical models of vaulted tunnels supported by masonry structure. Biased on the numerical simulation and the experimental design technique, it also relates to the analysis of the mechanical behaviour of the masonry structure support and its evolution in the time, where the influence of certain mechanical parameters of masonry structure was quantified and evaluated by various analyses methods such as multivariate variance analysis and the linear modelling by multiple regression

Il est admis depuis quelque temps déjà qu’une interaction, pour être utile et efficace, doit être pensée “en contexte”. Cependant ce contexte reste une notion floue regroupant de nombreux concepts la rendant difficile à exploiter lors de la conception de techniques d’interaction. La présente thèse se concentre sur la partie spatiale du Contexte dans le cadre des environnements de bureau et de la gestion des fenêtres.Nous avons tout d’abord conçu et implémenté un ensemble de techniques d’interaction regroupées sous l’ap- pellation PowerTools. Ces interactions ont comme particularité de conserver la disposition des éléments à l’écran et de garder l’interaction localisée autour du point d’attention de l’utilisateur. Deux de ces techniques, DeskPop et StackLeafing s’intéressent plus particulièrement à la navigation entre les fenêtres (et le bureau) pendant une interaction de glisser-déposer. DeskPop permet de révéler et d’interagir avec l’espace du bureau sans pour autant déplacer ou cacher les fenêtres. StackLeafing elle, propose d’utiliser le non-chevauchement des fenêtres pour les regrouper en couches et ainsi pouvoir parcourir l’ensemble des fenêtres plus rapidement que par la simple inspec- tion individuelle. TimeShift pour sa part propose une méthode de déclenchement des historiques de copier-coller et glisser-déposer permettant de conserver l’interaction autour du point d’attention de l’utilisateur. La conception des PowerTools nous a conduit à effectuer trois études plus théoriques portant sur le contexte spatial et qui ont donné lieu à des expériences utilisateurs en laboratoire.La première de ces études considère l’acquisition de cibles surgissantes ou animées où nous faisons varier le délai d’apparition et d’animation. Il s’avère que l’animation ou l’apparition soudaine d’une cible reste très proche au niveau des performances du pointage classique (cible statique toujours affichée) pour des délais d’apparition ou d’animation très court (en dessous de 200 ms). Cependant, le cas non statique conduit à plus d’erreurs et, dès que le délai dépasse 200 ms, on observe des différences de performance avec le cas statique. Ces résultats montrent que des techniques telles que StackLeafing et DeskPop qui conservent les cibles potentielles statiques et visibles possèdent un avantage par rapport aux techniques classiques.La seconde étude porte sur la profondeur en gestion des fenêtres. Elle a pour but de déterminer si l’application d’un effet graphique sur les fenêtres peut aider les utilisateurs à mieux percevoir la profondeur de couches de fenêtres comme utilisé dans la technique StackLeafing. Cette étude compare trois effets, appelés indices visuels de profondeur : ombres, flou, et luminosité. Ces indices sont appliqués à des scènes composées de fenêtres disposées en couches (ensemble de fenêtres ne se recouvrant pas), les indices de flou et de luminosité étant appliqués de manière plus forte pour les couches plus profondes. Les sujets devaient alors déterminer le nombre total de couches de la scène. L’expérience montre que l’indice le plus efficace est la luminosité.Enfin, la conception de TimeShift à également porté à notre attention la difficulté d’intégrer de nouvelles tech- niques d’interaction dans un environnement existant. Dans le cas de l’implémentation des historiques de copier- ou-déplacer, nous avons utilisé des interactions “temporisées”. Pour généraliser ces interactions temporelles, nous proposons que l’utilisateur communique avec le système par la reproduction de motifs rythmiques. Nous avons défini un vocabulaire propice à l’interaction homme-machine puis nous avons mené des expériences utilisateurs pour évaluer les capacités de reproduction et de mémorisation d’association de rythmes à des commandes. Les ex- périences montrent que le type d’interaction rythmique que nous proposons est effectivement adapté à l’Interaction Homme-Machine.La proposition de départ de cette thèse était de modifier le moins possible la disposition des éléments affichés et de conserver l’interaction autour du point d’attention de l’utilisateur afin de conserver le contexte et la mémoire spatiale de ce dernier. Nous avons tout d’abord conçu et intégré un ensemble de techniques dans un environnement réel. Puis, nous avons élaboré et mené des expériences en laboratoire afin de mieux comprendre les implications des choix de conception. / It is already well known that for an interaction to be useful, it must be thought “in context”. Unfortunately, this Context remains quite a blurry notion encompassing a lot of different concepts, making it hard to use when designing new interaction techniques. This thesis focus on the spatial part of this context in the field of window management and desktop usage.First, we designed and implemented a set of interaction techniques we called PowerTools. These interactions have the particularity of keeping the position and size of on-screen objects and to keep interaction around the user’s focus of attention. Two of these techniques, DeskPop and StackLeafing more precisely focus on the navigation between windows (and desktop) while using a drag-and-drop interaction. DeskPop allow to uncover and interact with the desktop’s content without requiring to hide or move opened windows. StackLeafing’s purpose is to use the non overlapping of windows to group them in layers, thus allowing to search through them by group instead of individually. On the other hand, TimeShift offer a triggering technique for copy-and-paste histories whose particularity is to keep the interaction around the user’s point of interest.The desing of these PowerTools brought us to conduct three more theorical studies on the spatial context which in turn led to controlled user experiments.The first of these studies looked at the the acquisition of popping and animated targets where we made the delay of apprarition or animation vary. It turns out that the cases where the target is animated or pops are really close to the traditionnal static case in term of pointing performance for small delays (under 200 ms). However, the non static cases lead to more pointing errors and once the delay goes above the 200 ms limit, we observe a drop in performance compared to the static case. These results show that techniques akind to StackLeafing and DeskPop that keep the potential target visible and static have an advantage over classic techniques.The second study looked at the depth dimension in window management. Its purpose was to see if applying some graphical effect on windows could help users better perceive the depth windows layers like the ones used in the StackLeafing technique. This study compared three depth visual cues: shadows, blur and luminance. These cues were used in scenes composed of windows group into layers (set of windows that does not everlap). The blur and luminance cues were applied more strongly on “distant” windows than on closer ones. Participants had then to guess the number of layers in the scene. This sudy shows that the luminance cue is a clear winner.Finally, the desing of TimeShift also brought our attention on the difficulty to integrate a new interaction tech- nique into an existing system. In the case of copy-and-paste histories conception, we used “timed” interactions. In order to generalise this temporal interactions we propose to use rhythmic patterns as a mean to communicate with interactive systems. We defined a vocabulary suited for human-computer interaction. We then evaluated through user studies the capacity for non experts to reproduce and memorise the association of such patterns and commands. These studies indeed show that the type of rhythmic patterns we defined are usable in the context of human-computer-interaction.the starting point of this thesis was to keep the on-screen elements static and to keep the interaction around the user’s locus of attention in order to preserve the user’s memory and spatial context. First, we integrated a set of techniques insite a real environment. Then, in order to better understand conception choices, we designed and ran controlled experiments.

Cette thèse porte sur l'analyse visuelle de scènes intérieures capturées par des caméras de profondeur dans le but de convertir leurs données en information de haut niveau sur la scène. Elle explore l'application d'outils d'analyse géométrique 3D à des données visuelles de profondeur en termes d'amélioration de qualité, de recalage et de consolidation. En particulier, elle vise à montrer comment l'abstraction de formes permet de générer des représentations légères pour une analyse rapide avec des besoins matériels faibles. Cette propriété est liée à notre objectif de concevoir des algorithmes adaptés à un fonctionnement embarqué en temps réel dans le cadre d'appareils portables, téléphones ou robots mobiles. Le contexte de cette thèse est l'exécution d'un procédé d’interaction 3D temps réel sur un appareil mobile. Cette exécution soulève plusieurs problématiques, dont le placement de zones d'interaction 3D par rapport à des objets environnants réels, le suivi de ces zones dans l'espace lorsque le capteur est déplacé ainsi qu'une utilisation claire et compréhensible du système par des utilisateurs non experts. Nous apportons des contributions vers la résolution de ces problèmes pour montrer comment l'abstraction géométrique de la scène permet une localisation rapide et robuste du capteur et une représentation efficace des données fournies ainsi que l'amélioration de leur qualité et leur consolidation. Bien que les formes géométriques simples ne contiennent pas autant d'information que les nuages de points denses ou les ensembles volumiques pour représenter les scènes observées, nous montrons qu’elles constituent une approximation acceptable et que leur légèreté leur donne un bon équilibre entre précision et performance. / This PhD thesis focuses on the problem of visual scene analysis captured by commodity depth sensors to convert their data into high level understanding of the scene. It explores the use of 3D geometry analysis tools on visual depth data in terms of enhancement, registration and consolidation. In particular, we aim to show how shape abstraction can generate lightweight representations of the data for fast analysis with low hardware requirements. This last property is important as one of our goals is to design algorithms suitable for live embedded operation in e.g., wearable devices, smartphones or mobile robots. The context of this thesis is the live operation of 3D interaction on a mobile device, which raises numerous issues including placing 3D interaction zones with relation to real surrounding objects, tracking the interaction zones in space when the sensor moves and providing a meaningful and understandable experience to non-expert users. Towards solving these problems, we make contributions where scene abstraction leads to fast and robust sensor localization as well as efficient frame data representation, enhancement and consolidation. While simple geometric surface shapes are not as faithful as heavy point sets or volumes to represent observed scenes, we show that they are an acceptable approximation and their light weight makes them well balanced between accuracy and performance.