Modéliser avec des squelettes est une alternative très séduisante aux "points de contrôle" souvent placés à l'extérieur des formes : cette approche, analogue à un fil de fer dans une forme modelée, permet de créer des modèles de toutes géométries et topologies. Pour cela, il faut que les formes définies par chacun des squelettes soient capable de se mélanger de manière lisse. Introduites en informatique graphique dans les années 90, les surfaces implicites sont la principale solution à ce problème. Elles constituent un modèle puissant à la fois pour la modélisation d'objets tridimensionnels et pour leur animation: leur construction par squelette et leurs capacités de mélange par sommation des champs potentiels qui les définissent permettent en effet la conception progressive et le stockage compact d'objets volumiques, ainsi que l'animation de déformations pouvant comprendre des changements de topologie. Les surfaces implicites, et plus particulièrement les surfaces de convolution, forment donc un modèle particulièrement adapté à la modélisation par squelette. Toutefois, elles présentent un certain nombre de défaut qui les ont rendu inutilisables en pratique. Cette thèse propose de nouveaux modèles implicites à squelettes, s'inspirant de la convolution mais basés aussi sur des déformations de l'espace. Ils permettent : - une génération plus aisée de forme le long de squelettes formés de courbes (des arc d'hélices), - un meilleur contrôle des formes tant au niveau de leur épaisseur que de leur mélange, notamment - nos modèles sont invariant par homothétie ce qui les rend plus intuitif, - la génération de surfaces ayant une topologie plus proche de celle des squelettes, - la génération de détails fins engendrés par un bruit procédural, les détails se comportant de manière cohérente avec la surface (et les squelettes) sous-jacente.

Nous nous intéressons aux simulations mécaniques pour des applications de synthèse d'images, particulièrement en temps réel, comme les jeux vidéos ou les simulateurs d'apprentissage de gestes techniques. La simulation physique interactive a fait des progrès remarquables ces dernières années, mais n'a pas encore atteint un niveau de maturité suffisant pour être applicable par des non-spécialistes à une grande variété de modèles. Nous présentons ici des contributions permettant de lever un certain nombre de verrous technologiques. La modélisation d'objets souples repose généralement sur une décomposition en cellules déformables. Nous avons proposé des éléments finis tétraédriques rapides et robustes, et généralisé à des grilles hexaédriques simplifiant grandement les problèmes de maillage et de contrôle de la résolution. La détection et la réponse aux collisions posent des problèmes géométriquement complexes et mécaniquement discontinus, qui causent bien souvent les principaux goulots d'étranglement des simulations. Nous avons proposé des solutions au problème du contrôle du temps de calcul, de la diversité des modèles géométriques des surfaces de contact, ainsi que de la robustesse des réponses et de leur calcul accéléré sur GPU. Une grande attention a été portée aux architectures logicielles permettant d'accroître la modularité et les performances des simulateurs. Nous avons proposé un graphe de scène mécanique permettant de hiérarchiser les modèles et décomposer les algorithmes en modules indépendants. Noua avons également exploré la distribution des simulations sur architectures parallèles, rendue nécessaire par l'évolution des matériels.

Les domaines de la réalité virtuelle et du jeu vidéo convoquent les problématiques émotionnelles dans leurs objectifs respectifs de présence et de flow zone. Cependant, la question des méthodologies d'induction d'émotions dans les environnements virtuels de ces médiums n'a pas été largement questionnée. Après avoir défini ce que sont les émotions dans la littérature philosophique, psychologiste et physiologiste, nous cherchons à montrer les liens supposés existants entre l'émotion et les états extatiques de présence en réalité virtuelle et de flow zone dans les jeux vidéo. Nous commençons donc par montrer combien le niveau de connaissance des médiums peut influencer la sensibilité aux inductions d'émotions dans les environnements virtuels. Puis nous mettons en place une stratégie inductive d'émotions basée sur une gestion itérative des niveaux de challenge en lien avec les niveaux de compétences acquises.Nous avons validé au travers de deux expériences empiriques ayant impliquées 176 participants, une méthodologie d'induction d'émotions basée sur un schéma circomplexe. Ce schéma, construit autour de la valence et le niveau d'activation des émotions, permet d'induire des émotions dans les cinq composantes essentielles de la conception d'environnements virtuels pour la réalité virtuelle ou les jeux vidéo : la chromatique, la luminosité, la vitesse des mouvements, la dimension des espaces et le volume des interactions sociales.Mots clés : réalité virtuelle, jeu vidéo, émotions, présence, flow zone.

Le trouble obsessionnel-compulsif (TOC) se caractérise par la présence de pensées, images ou impulsions qui provoquent une détresse (obsessions) qui est habituellement soulagée par des rituels mentaux ou comportementaux (compulsions). De nos jours, le traitement reconnu comme étant le plus efficace est la thérapie cognitive comportementale (TCC), et plus particulièrement la technique d’exposition et de prévention de la réponse (EX/PR). Dans la plupart des études ainsi que dans les contextes pratiques, les individus souffrant du TOC sont habituellement traités par l’exposition in vivo, c’est-à-dire qu’ils sont exposés à des stimuli contaminés réels. Toutefois, ce traitement comporte des limites. Les études récentes démontrent l’efficacité des environnements virtuels à induire une réaction d’anxiété chez les phobiques ainsi que son potentiel comme outil dans le cadre d’exposition dans le traitement de troubles anxieux (Robillard et al., 2003). Dans un premier temps, une recension des écrits portant sur la possibilité de l’utilisation de cette technologie dans le traitement du TOC est effectuée et la question de la contribution de la réalité virtuelle dans la TCC du TOC est explorée. Dans un deuxième temps, nous examinons l’efficacité d’un environnement virtuel à induire une détresse chez les personnes souffrant d’un TOC (n = 12) à sous-type de contamination en comparant les résultats aux mesures subjectives et objectives à ceux d’un groupe contrôle (n = 20). Les résultats aux ANOVAs à mesures répétées ont démontré une réaction d’anxiété significativement plus élevée chez le groupe souffrant du TOC comparé au groupe contrôle. Dans un troisième temps, nous examinons à l’aide d’un devis à niveaux de bases multiples en fonction des individus l’efficacité d’un traitement cognitif comportemental d’une durée de 12 sessions avec exposition in virtuo quant à la réduction des symptômes chez trois participantes souffrant d’un TOC à sous-type principal de contamination. Des analyses de séries chronologiques ont été menées sur les données et ont révélées une amélioration statistiquement significative chez les participantes. Ces études préparent le terrain pour des études contrôlées effectuées à partir d’un échantillon plus large en plus de montrer le potentiel de la réalité virtuelle dans le traitement de troubles anxieux chroniques et complexes.

Le principal objectif de ce travail de thèse est de valider l’hypothèse générale selon laquelle les conducteurs automobiles sélectionnent un mode d’action et le régulent en percevant des possibilités de dépassement, appelées affordances. À travers trois études réalisées sur simulateur de conduite, nous avons montré tout d’abord que les conducteurs prennent la décision d’initier un dépassement en fonction d’une affordance définie par le ratio entre les propriétés du système agent-environnement (la vitesse minimale satisfaisante pour réussir un dépassement (MSV)) et la propriété de l’agent (vitesse maximale du véhicule conduit (Vmax)). Nous avons ensuite mis en évidence que la décision d’initier un dépassement dépendait majoritairement de l’affordance de haut niveau MSA/Amax, définie par le ratio entre une propriété du système agent-environnement (accélération minimale satisfaisante pour réussir un dépassement (MSA)) et la propriété de l’agent (accélération maximale du véhicule conduit (Amax)). Enfin, nous avons démontré la capacité des conducteurs à exploiter des possibilités de dépassement définies par le ratio entre les propriétés du système agent-environnement (MSA) et les propriétés de l’agent (accélération maximale du véhicule conduit en 4ème (Amax 4ème) et accélération maximale du véhicule conduit en 3ème (Amax 3ème)). La formalisation de ces affordances nous a ainsi permis d’élargir le domaine d’application de l’affordance-based control (Fajen, 2007a) à des tâches de dépassement très proches de situations réelles. De futures recherches permettront d’identifier les invariants optiques sous-jacents au dépassement et d’étudier les modalités de leur prise en compte. / The main objective of this thesis is to validate the general hypothesis that car drivers select a mode of action and regulate it by perceiving overtaking possibilities called affordances. Through three experiments carried out on driving simulator, we firstly showed that car drivers take the decision to initiate an overtaking on the basis of an affordance defined by the ratio between the properties of the agent-environment system (minimum satisfactory velocity to succeed an overtaking (MSV)) and the agent property (maximum speed of the vehicle driven (Vmax)). Secondly, we have highlighted that the decision to initiate an overtaking depended mainly on a high order affordance, the MSA/Amax, defined by the ratio between a property of the agent-environment system (minimum satisfactory acceleration to succeed an overtaking (MSA)) and the property of the agent (maximum acceleration of the vehicle driven (Amax)). Thirdly, we showed that drivers are able to exploit the overtaking opportunities defined by the ratio between the properties of the agent-environment system (MSA) and the agent’s properties (maximum acceleration of the vehicle driven in 4th gear (Amax 4th) and maximum acceleration of the vehicle driven in 3rd gear (Amax 3rd)). The formalization of these possibilities for action allowed us to expand the scope of the affordance-based control (Fajen, 2007a) to the overtaking tasks which are close of situations encountered in daily life and to take a new look at this kind of tasks. Future research will be needed to identify the optical invariant underlying the overtaking and to study how they are taken into account, especially when a competition between affordances occurs.

Ce travail de recherche présente des concepts généraux pour l'évaluation de la performance des environnements de réalité virtuelle qui sont pertinents pour l'activité de conception des produits manufacturés. De plus il, vise à présenter aussi le contexte de la recherche pour l'industrie automobile thaïlandaise, car cette thèse soulaite elevelopper de nouvelles connaissances au profit de l'économie thaïlandaise. Cette recherche couve plusieurs contextes concernant l'interaction homme machine mais aussi l'évaluation de la réalité virtuel pour dans les secteurs industriels et éducatifs. L'état de l'art pertinent pour cette recherche comprend les thématiques: interface utilisateur, les problèmes liés aux facteurs humains, mais aussi l'évaluation de l'utilisabilité, le souhait ici est d'aller plus loin vers l'évaluation de l'utilité des système realité virtuelle. Nous devons identifier des critères abstraits d'évaluation dont, l'affordance, l'ergonomie, l'intuitivité, la tangibilité et la fatigue qu'implique ces environnement. Cette évaluation de l'environnement de réalité virtuelle nécessite le développement el' une method adapté à ces critères. Nous sommes spécifiquement intéressé par les étapes de conception ou de préparation de la fabrication, et plus particulièrement dus les activités d'assemblage et de simulation de mouvements. La conception d'un environnement de réalité virtuelle et la mise en œuvre d'une application informatique qui soutient l'évaluation de ces activités sont présentées. L'objectif principal d'une telle application reste l'évaluation de la performance des environnements de réalité virtuelle pour soutenir les tâches des concepteurs et des ingénieurs.Cette recherche a conduit à deux expériences: la première pour valider l'évaluation et la comparaison de la performance d'un environnement de realité virtuel par l'utilisation de capteurs de base mesmont la complétude de la tâche, sa durée et l'instabilité des gestes de l'utilisateur. La tâche testée connect ne l'assemblage de vis permettant l'analyse des mouvements de base tels que la translation, la rotation, l'orientation et l'insertion dans les alésages. Nous avons mis en œuvre l'expérience sur quatre environnements et avons invité 40 participants à notre protocole expérimental. La deuxième expérience a été organisée autour d'une simulation de mécanisme de came à barillet qui fonctionne avec un seul mouvement de rotation mais qui fournit une trajectoire 3D de complexe. Les experts en conception peuvent avoir des difficultés à anticiper le comportement de ce système. Ils éprouvent généralement des difficultés lors du réglage des paramètres de conception pour s'assurer que le mécanisme fonctionne bien. On étudie donc la capacité de la réalité virtuelle à surpasser ces difficultés. Si cette capacité est démontrée, il est également prévu d'évaluer et de comparer les performances du système d'environnement de la réalité virtuelle par l'utilisation d'une technique d'évaluation abstraite de haut niveau associée aux capteurs de bas niveau. Trente participants ont été impliqués dans cette expérience où les deux capteurs de base ont été capturés et des critères de haut niveau ont été évalués via un questionnaire. Encore une fois, les quatre environnements, y compris la stéréoscopie ou le dispositif haptique, ont été utilisés pour établir des comparaisons à l'égard de cette nouvelle tâche. / The aim of this research introduces general concepts for performance assessment of virtual reality environments which are relevant to the design activity of manufactured products. Moreover, it aims to present also the context of the research respect to the Thai automotive industry, because this thesis expect to build new knowledge for the benefit of Thailand economy. This research covers several contexts of Human-Computer Interaction research as well as evolution of the VR assessment in the industrial and educational sector. The state of the art with direct relevance for the current research includes: user interface, human factor issues but also usability assessment but the wish here is to go a step further towards utility assessment. This research focuses on abstract level assessment criteria including: affordance, ergonomics, intuitiveness, tangibility, and tiredness assessments. We propose and analyse an assessment method of virtual reality for given activities. We are specifically concerned by activities involved at design stage or at manufacturing preparation stage and we have a deep focus on assembly activity and motion simulation. The design of a virtual reality environment and the implementation of a computer application that supports the evaluation of these activities are presented. The main objective of such application remains the assessment of the performance of virtual reality environments to support the tasks of designers and engineers.This research consists of two main activities: The first experience to validate the evaluation and comparison of the performance of the VRES by the use of low basic sensors consisting of docking quality, task duration, and gesture instability sensor. The experimental task is a set of simple screw assemblies allowing the analysis of the basic movements such as translation, rotation, orientation, and insertion into the holes. We have implemented the experiment on four environments and invited 40 participants to our experiment protocol. The second experience was thus organized around a barrel cam mechanism simulation which is operated with a single rotation motion but which provides a complex cam 3D trajectory. Even design experts may have some difficulties to anticipate the behaviour of this system. They usually experience difficulties when tuning design parameters to ensure that the mechanism is working well. It is thus investigated virtual reality capacity to overpass these difficulties. If this capacity is demonstrated, it is also expected to evaluate and compare the performance of the virtual reality environment system by the use of high level abstract assessment technique combined with low level sensors. Thirty participants have been involved in an experience where both basic sensors and high level assessment criteria were captured. Four virtual reality environments including either stereoscopy or haptic force-feedback device were compared respect to a given task.

D’abord subordonnée au diagnostic différentiel en neurologie, la neuropsychologie a connu, avec l’avènement des techniques d’imagerie, un remaniement de ces objectifs avec notamment pour préoccupation nouvelle d’évaluer l’implication des altérations des fonctions cognitives dans la vie quotidienne du sujet (Parsons, 2012). Un constat, qui s’est dégagé à travers la littérature, porte sur le caractère peu généralisable des conclusions posées sur base des outils neuropsychologiques classiques aux comportements du quotidien (Chaytor & Schmitter-Edgecombe, 2003). Nombreux sont les scientifiques aujourd’hui à s’accorder sur la nécessité de disposer d’outils proches des situations de vie quotidienne afin d’affiner la compréhension des mécanismes cognitifs impliqués dans les activités de la vie courante et in fine de promouvoir une évaluation des habiletés fonctionnelles. La réalité virtuelle s’est ainsi rapidement imposée dans l’évaluation de la composante de multitâche et dans la simulation de tâches de haut niveau impliquant différentes fonctions cognitives simultanément (Parsey & Schmitter-Edgecombe, 2013).Ce travail de doctorat s’inscrit dans un projet pluridisciplinaire plus global (R.O.G.E.R.) dont l’objectif est le développement d’un programme d’évaluation des fonctions cognitives en réalité virtuelle. Cette thèse s’est consacrée plus particulièrement à l’évaluation d’une fonction cognitive, à savoir la mémoire prospective qui implique de se rappeler d’actions à effectuer dans le futur. Cette fonction cognitive, pourtant indispensable au bon fonctionnement de notre vie quotidienne, nous fait parfois défaut et ce même dans les situations les plus critiques qui relèvent d’une question de vie ou de mort. Prenons pour exemple les actes manqués des pilotes d’avion avertis qui conduisent parfois à des conséquences dramatiques (Dismukes, 2016). A l’instar de Plancher et Piolino (2017) pour son homologue rétrospectif, notre intérêt pour la conception d’un outil d’évaluation de la mémoire prospective trouve deux raisons principales :cette forme de mémoire est vulnérable à l’âge et à la pathologie, ce qui en fait une plainte récurrente. De par sa complexité, une évaluation écologique est d’une importance toute particulière.Notre apport se situe principalement dans la mise au point d’une interface de réalité virtuelle permettant de concevoir des scénarios personnalisés. En effet, les nombreux atouts que l’on concédera au programme R.O.G.E.R sont ceux relayés à travers la littérature comme des avantages généraux liés à la réalité virtuelle (e.g. la pertinence écologique, la capacité à délivrer des stimuli complexes de façon standardisée ou l’immersion dans un contexte dépourvu de risques) (Rizzo & Koenig, 2017). Le principal avantage du programme se situe dans la mise à disposition des utilisateurs d’un éditeur de scénarios ne nécessitant aucune connaissance technique spécifique. Le programme R.O.G.E.R. s’adresse ainsi à la communauté des chercheurs et cliniciens désireux de créer des scénarios sur-mesure au sein de deux environnements 3D interactifs (i.e. une salle d’entrainement et une maison).Nos choix de développement s’inscrivent dans une volonté d’introduire le programme R.O.G.E.R dans une pratique clinique future. Ce travail de développement d’une interface paramétrable, qui a constitué un travail de grande ampleur, a permis ensuite d’aboutir à la conception de multiples scénarios :un scénario de familiarisation, un scénario de pré- exposition et un scénario de mémoire prospective. Le principal atout de notre scénario de mémoire prospective (VREPT) est d’arriver à concilier le réalisme de l’immersion (complexité des situations, liberté d’action et interactions avec l’environnement) tout en maximisant le contrôle expérimental. Aucune tâche de mémoire prospective en réalité virtuelle ne propose, à notre connaissance, ces interactions diverses avec l’environnement qui le rend si proche des situations du quotidien (e.g. présence d’événements imprévisibles qui imposent au sujet d’y réagir, interaction avec des personnages virtuels tels que le chien et de multiples avatars). En effet, l’expérience est rendue plus immersive grâce à la possibilité donnée aux sujets de réaliser des actions dans l’environnement avec, à la clé, la possibilité d’en observer les conséquences. Le sujet est amené à vivre une histoire proche du réel dans laquelle il est acteur de ses actions, tout en gardant la standardisation nécessaire à l’évaluation neuropsychologique. / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse reprend la critique de l’expression de « musées virtuels » des muséologues, remplacée par celle de cybermusée. Elle refait la recherche de ce que signifie la notion de virtuel dans ce domaine de Bernard Deloche, en particulier, à nouveaux frais. Partant des conceptions de Bergson et Deleuze, elle les compare avec le sens utilisé dans le domaine scientifique et technologique, en particulier dans celui de la réalité virtuelle. Les cybermusées relevant des arts numériques, ils auront tendance à utiliser ce sens, qui est réduit à être un champ de possibles, déchargé de la caractéristique créative de la notion philosophique. Une analogie entre le référent du champ muséal, la mémoire pure et le flux des micro-perceptions permet de chercher une définition du type de muséologie qui pourrait être à l’œuvre dans un cybermusée. Une figure proprement muséale du cybermusée est trouvée dans l’usage des métaphores paysagères des systèmes de visualisation des grands ensembles de données, retravaillées pour le terrain du patrimoine et autres objets muséaux numériques. L’immersion dans un environnement à la fois esthétique et cognitif est atteint. Des conceptions esthétiques des images numériques résolvent le problème de l’absence de « chose vraie » : l’esthétique anesthétique de Diodato, l’intimisme fragmentaire et génétique de Chirollet et Weissberg, et l’association d’images selon Aby Warbourg. Le cybermusée poursuit alors le même but que le musée imaginaire d’André Malraux, prenant en compte les spécificités du médium numérique. La thèse comprend une création de prototypes de cybermusées qui expérimente les idées de la réflexion théorique et les fait avancer. / This thesis takes into account the critic of the expression of « virtual museums » made by some museologists who replace dit by the term « cybermuseum ». It comes back to the research of what virtual means in this topic that Bernard Deloche did, with new understandings. Coming from Bergsonian and Deleuzian approaches, it compares them with the meaning given to it in scientific and technological disciplines, especially for virtual reality, since cybermuseums are an expression of digital arts using this kind of technology. Cybermuseums tend to use this last meaning, which is a reduction to the field of possibility, affranchised of its philosophical creative characteristic. An analogy between museal field referent and pure memory or flux of microperception allows to look for a definition of a cybermuseum specific type of museology. A proper museal cybermuseum figure is found in information landscape metaphors from infoviz, which are rethought for digital museums typical uses. Immersion in together esthetical and cognitive environment is then reached. Esthetical conceptions of digital image solve the problem of a digital museum without « real things » : the anesthetic esthetic of Diodato, fragmentary intimism and genesis of Chirollet and Weissberg, image association of Aby Warburg. Cybermuseum therefore pursue a similor goal as Malraux’s « museum without walls », by taking into account digital medium specifities. The thesis contains a creation of cybermuseums prototypes which experiment theoretical ideas and makes them go forward.

De nos jours, l'intégration des opérations de désassemblage lors de la conception des produits est un enjeu crucial. On estime que dans la phase initiale de la conception d'un produit, le coût des opérations de désassemblage représente environ 30% de son coût total. Ainsi, la simulation des opérations de désassemblage de produits industriels trouve un fort intérêt pour des simulations interactives grâce à des programmes d'immersion et en temps réel. Dans ce contexte, dans un premier temps, cette thèse présente une méthode de génération des séquences de désassemblage possibles pour le désassemblage sélectif. La méthode est basée sur les niveaux les plus bas du graphe de désassemblage des produits. Au lieu de considérer les contraintes géométriques pour chaque paire de composants, la méthode proposée tient compte des contacts (relations géométriques entre les composants) et des collisions afin de générer le Graphe Géométrique de Contacts et de Désassemblage (DGCG). Celui-ci est ensuite utilisé pour la génération des séquences de désassemblage permettant ainsi de réduite le nombre de séquences possibles en ignorant les composants non liés avec la cible. Une application de simulation a été développée, intégrée dans un environnement de réalité virtuelle (RV) permettant ainsi la génération du nombre minimum de séquences possibles de désassemblage.Dans un second temps, une méthode d'évaluation des opérations de désassemblage par analyse géométrique 3D de l'amovibilité dans un environnement RV est proposée. Elle est basée sur sept nouveaux critères qui sont: la visibilité d'une pièce, les angles de désassemblage, le nombre des changements d'outils, le changement d'orientation des trajectoires, la stabilité des sous-ensembles, les angles de rotation du cou et flexion du corps. Tous ces critères sont présentés par des coefficients sans dimension calculés automatiquement par l'application développée, permettant ainsi d'évaluer la complexité des séquences de désassemblage. A cet effet, un environnement mixte de réalité virtuelle pour le désassemblage (VRDE) est développé, basé sur le langage de programmation Python, en utilisant deux bibliothèques : VTK (Visualisation Toolkit) et ODE (Open Dynamics Engine), les formats d'échange étant fichiers: STEP, WRL et STL. L'analyse des résultats obtenus démontrent la fiabilité de l'approche proposée fournissant ainsi une aide non négligeable pour l'évaluation des séquences de désassemblage lors de processus de développement de produits (PDP). Les autres conséquences de ce travail consistent à classer les critères en fonction de leur importance. A cet effet, des coefficients de modération peuvent être attribués à chacun d'eux permettant ainsi une méthode d'évaluation plus complète. / Integration of disassembly operations during product design is an important issue today. It is estimated that at the earliest stages of product design, the cost of disassembly operations almost represents 30 % of its total cost. Nowadays, disassembly operation simulation of industrial products finds a strong interest in interactive simulations through immersive and real-time schemes. In this context, in the first place, this thesis presents a method for generating the feasible disassembly sequences for selective disassembly. The method is based on the lowest levels of a disassembly product graph. Instead of considering the geometric constraints for each pair of components, the proposed method considers the geometric contact and collision relationships among the components in order to generate the so-called Disassembly Geometry Contacting Graph (DGCG). The latter is then used for disassembly sequence generation thus allowing the number of possible sequences to be reduced by ignoring any components which are unrelated to the target. A simulation framework was developed integrated in a Virtual reality environment thus allowing generating the minimum number of possible disassembly sequences. Secondly, a method for disassembly operation evaluation by 3D geometric removability analysis in a Virtual environment is proposed. It is based on seven new criteria which are: visibility of a part, disassembly angles, number of tools' changes, path orientation changing, sub-assembly stability, neck score and bending score. All criteria are presented by dimensionless coefficients automatically calculated, thus allowing evaluating disassembly sequences complexity. For this purpose, a mixed virtual reality disassembly environment (VRDE) is developed based on Python programming language, utilizing VTK (Visualization Toolkit) and ODE (Open Dynamics Engine) libraries. The framework is based on STEP, WRL and STL exchange formats. The analysis results and findings demonstrate the feasibility of the proposed approach thus providing significant assistance for the evaluation of disassembly sequences during Product Development Process (PDP). Further consequences of the present work consist in ranking the criteria according to their importance. For this purpose, moderation coefficients may be allocated to each of them thus allowing a more comprehensive evaluating method.

L'objet de cette thèse est la perception dans les environnements immersifs de jeux de données complexes, une des applications est la visualisation scientifique de données volumiques scalaires issues de simulations de modèles physiques. Un exemple classique de ceci est la distribution de températures à l'intérieur d'un habitacle de véhicule.Dans la première partie de ce travail, notre objectif est d'étudier les limites perceptives dans le cadre d'un rendu volumétrique de données scientifiques dans un système de réalité virtuelle offrant la vision en stéréoscopie, et le suivi du point de vue de l'utilisateur. Nous étudions l'effet sur la perception de l'utilisateur de trois facteurs principaux : la taille des points utilisés pour le rendu, la densité du nuage de points, et enfin la position par rapport à l'utilisateur du premier plan de coupe. Nous présentons une étude dans laquelle une tâche de pointage est proposée à un ensemble d'utilisateurs. Les déplacements de celui-ci ainsi que les performances de pointage sont mesurées. L'étude a permis d'évaluer l'impact des paramètres de rendu du nuage de points et proposer un rendu améliorant la perception.La seconde partie du travail propose d'ajouter une dimension interactive à la première approche en permettant à l'utilisateur d'explorer plus activement la scène. L'hypothèse d'une meilleure compréhension des données par l'action est ici mise en avant. Nous évaluons une méthode d'interaction et quatre méthodes de rendu associées. L'approche proposée est de n'afficher qu'un sous ensemble des données volumiques, en l'occurrence des isosurfaces, et de permettre à l'utilisateur de naviguer par une gestuelle naturelle et interactive dans l'ensemble des isosurfaces du jeu de données explorées, dans cadre de manipulation directe. Une nouvelle étude est proposée, dans laquelle l'utilisateur doit effectuer une tâche de recherche et de pointage d'une propriété locale dans un jeu de températures 3D. Cette étude a permis de choisir une méthode de rendu adaptée à l'affichage immersif d'isosurfaces et de valider l'approche interactive pour l'exploration de données. / The objective in this case is not only to be realistic, but also to provide new and intelligible ways of model representation. This raises new issues in data perception. The question of perception of complex data, especially regarding visual feedback, is an open question, and it is the subject of this work. This PhD thesis studied the human perception in Immersive Virtual Environments of complex datasets, one of the applications is the scientific visualization of scalar values stemming from physics models, such as temperature distribution inside a vehicle prototype.The objective of the first part is to study the perceptive limits of volumetric rendering for the display of scientific volumetric data, such as a volumetric temperature distribution rendering using point cloud. We investigate the effect on the user perception of three properties of a point cloud volumetric rendering: point size, cloud density and near clipping plane position. We present an experiment where a series of pointing tasks are proposed to a set of users. User behavior and task completion time are evaluated during the test. The study allowed to choose the most suitable combination of these properties, and provided guidelines for volumetric data representation in VR immersive systems.In the second part of our work, we evaluate one interaction method and four display techniques for exploring volumetric datasets in virtual reality immersive environments. We propose an approach based on the display of a subset of the volumetric data, as isosurfaces, and an interactive manipulation of the isosurfaces to allow the user to look for local properties in the datasets. We also studied the influence of four different rendering techniques for isosurface rendering in a virtual reality system. The study is based on a search and point task in a 3D temperature field. User precision, task completion time and user movement were evaluated during the test. The study allowed to choose the most suitable rendering mode for isosurface representation, and provided guidelines for data exploration tasks in immersive environments.