Titre de l'écran-titre (visionné le 14 février 2024) / La thérapie cognitivo-comportementale est le traitement privilégié pour les problèmes de jeu. Toutefois, cette intervention présente encore quelques défis, tels que des taux élevés d'abandon de traitement et des rechutes fréquentes. La restructuration cognitive, considéré comme l'élément central du traitement, peut s'avérer difficile pour les patients. Dans de telles situations, l'utilisation de la thérapie comportementale par exposition pourrait agir comme alternative au traitement usuel. Via l'exposition, les joueurs peuvent développer leur confiance en leur capacité à résister au désir de jouer, leur permettant ainsi de faire face plus efficacement à toute situation suscitant l'envie de jouer. La réalité virtuelle (RV) permettrait d'éveiller chez le joueur un désir de jouer comparable à celui ressenti en temps réel, et ce de façon plus fidèle que l'exposition en imagination. Cependant, aucune étude n'a encore examiné l'utilisation de la RV en tant qu'outil visant le développement de la confiance du joueur en sa capacité à résister au désir de jouer, autrement dit son sentiment d'efficacité personnelle (SEP). Ce mémoire explore l'efficacité de l'exposition en RV pour augmenter le SEP des joueurs. Il est constitué d'une étude à cas unique qui vise à évaluer l'effet d'un traitement d'exposition en RV sur le SEP, le désir de jouer, les pensées dysfonctionnelles, les comportements de jeu et le nombre de critères diagnostiques du trouble lié au jeu d'argent (TLJA). De plus, l'étude vise à recueillir des données sur la satisfaction et l'implication des participantes dans le traitement. Deux femmes à la retraite, présentant un problème de jeu aux appareils de loterie vidéo, ont participé à un programme de traitement de six séances impliquant des sessions d'expositions en RV. Les méthodes de collectes de données incluaient la tenue de journaux d'auto-enregistrements quotidiens et la passation de questionnaires auto-administrés. Des analyses visuelles, statistiques et descriptives ont été effectuées pour évaluer l'effet du traitement sur les variables à l'étude. Les résultats montrent une diminution des comportements de jeu et de la sévérité du TLJA chez les deux participantes, et ces améliorations se sont maintenues un mois après le traitement. Toutefois, l'effet sur les autres variables étudiées est mitigé, alors qu'une seule participante montre des améliorations significatives au niveau du SEP, du désir de jouer et des pensées dysfonctionnelles. La synthèse des résultats montre que certains facteurs pourraient influencer les résultats du traitement, tel que l'objectif ciblé, le niveau de motivation et des limitations liés à l'âge, au revenu et à l'accessibilité du jeu. Des études supplémentaires avec des échantillons plus larges permettront d'en savoir davantage sur l'efficacité de ce traitement.

Ce mémoire de recherche-création s’articule autour de trois concepts : le conte, l’émancipation et la matière. À travers notre étude, nous nous interrogeons afin de savoir en quoi des références au réel intégrées à l’univers merveilleux du conte contribuent à modifier notre perception de la matière. Notre recherche est guidée par une curiosité du monde tangible, en particulier les matières qui nous entourent, et par un désir d’appréhender les enjeux qui se posent entre le réel et le merveilleux dans le texte. Nous avons, dans le volet théorique, observé comment le réel et l’imaginaire pouvaient se nourrir l’un l’autre et ainsi amener celui qui reçoit le texte à être mieux informé au sujet de la matière ainsi qu’à transformer sa vision de celle-ci. Nous avons également constaté quelques limites d’un discours sur le réel dans le merveilleux. Nous nous sommes demandé en quoi trop de références au réel pouvaient entraver le plaisir de se faire conter et nous avons pour cela réfléchi à l’effet de distanciation de Brecht, procédé que nous avons fini par appliquer à notre pratique. Dans la partie création, nous avions pour objectif de développer une écriture de la matière à travers le conte. Le volet création de ce mémoire prend donc la forme d’un recueil en quatre sections, une par matière (nous abordons la terre, l’eau, la roche et le bois). Nous avons aussi élaboré un laboratoire de création, où le texte a pu rencontrer la matière physique. La description ainsi que les images du laboratoire se situent dans les annexes. / This research-creation thesis hinges on three concepts : contes (a French term, sometimes translated as « storytelling » or « folktales », for which there is no exact equivalent in English), emancipation, and matter. It explores how references to reality, which are integrated into the marvellous world of contes, change our perception of matter. The research is guided by my curiosity about the tangible world, especially my surroundings, and a desire to understand the issues that arise between the real and the marvellous in texts. In the theoretical component, I explore how reality and fiction can feed off of one another, providing receivers of a text with more information about matter and transforming their understanding of it. I also identify certain limits to the use of reality discourse in the marvellous, by examining whether too many references to the real can actually hinder the audience’s enjoyment of being told a story. This led me to Brecht’s estrangement effect, which I came to apply in my practice. In the creative component, I strive to develop a method for writing about matter through contes. It takes the form of a four-part collection based on four types of matter : earth, water, rock, and wood. I also develop a creative laboratory, which functions as a crossroads where the text and physical matter intersect. A description and images of the laboratory are included in the appendices.

Cette thèse cherche à démontrer l’hypothèse selon laquelle la réalité virtuelle au cinéma renvoie à la réalité de notre société placée sous le signe des technologies numériques et que les films qui y ont recours tiennent sur notre monde un discours postmodemiste s'apparentant à celui de Jean Baudrillard. Ainsi, j’y avance qu'un certain nombre d’enjeux sont contenus en puissance dans les technologies numériques et que, alors qu’elles sous tendent désormais l'ensemble de la société occidentale, il est normal que ces questions se retrouvent, de manière directe ou indirecte, dans les discours dont notre réalité fait l’objet. Concrètement, j'aborde la réalité virtuelle en tant que motif au sein d’un corpus de films la mettant en scène. En tant qu'unité de contenu stable, le motif possède un noyau de sens permanent et indépendant, que je tente de cerner en identifiant les thèmes reliés à la nature même du virtuel technoscientifique. Cela dit, le motif comporte aussi un certain potentiel, qui se réalise de diverses manières selon le cas. Je m’intéresse donc également à la façon dont les thèmes sont développés à travers les fables et les discours des différents récits filmiques étudiés. Autrement dit, je tente de relever le potentiel thématique du virtuel technoscientifique, pour ensuite vérifier comment il s’actualise dans les discours postmodemistes et dans des films mettant en scène le motif de la réalité virtuelle. Pour ce faire, je m’applique d’abord à définir les concepts utilisés (réalité, virtuel et réalitévirtuelle) et à établir une typologie du virtuel et de la réalité virtuelle ou de l’image. Au terme de cet exercice, je propose divers modèles du virtuel et des réalités virtuelles, que je regroupe ultimement dans un modèle général du virtuel dans la société postmodeme. Ce modèle est à la fois typologique et dynamique, dans le sens où il expose divers types devirtualité, mais aussi les relations que les éléments présentés entretiennent entre eux. Il mepermet de mettre en relief le nouveau statut du virtuel dans le contexte d’un monde envahi par les technologies numériques et d’appréhender les enjeux qui y sont rattachés. Surtout, ce modèle me permet de formuler diverses questions (par exemple : « À quel type de programme avons-nous affaire ? », « Quelle forme concrète prennent les interfaces dusystème de réalité virtuelle ? », « Quelle forme prend l'espace virtuel ? ») afin d'appréhender efficacement le motif de la réalité virtuelle dans les films de mon corpus. De plus, je me sers de ce modèle pour étayer mon hypothèse quant aux thèmes dont ce motif est porteur (par exemple, celui des apparences trompeuses). Après quoi, j'essaie de définir la postmodemité et les thèmes qui la traversent. Pour ce faire, je me penche sur différents écrits et, plus précisément, sur ceux de Baudrillard, auteur que j'ai privilégié non seulement en raison de son importance dans le champ des sciences humaines, mais également, parce qu'il parle de notre société en termes de réalité virtuelle. Mon objectif est alors de dégager les grandes lignes de ces discours tentant de cerner l'époque actuelle. Puis, j’observe qu’effectivement, certains thèmes qui les parcourent se rapprochent de ceux contenus en puissance dans le virtuel technoscientifique (par exemple, les thèmes des apparences trompeuses, du pouvoir, du destin et du libre-arbitre, de l’identité, des désirs). Ensuite, je procède à une analyse de contenu des films de mon corpus, soit la trilogie cinématographique The Matrix (Andy et Lana Wachowski, 1999, 2003), eXistenZ (David Cronenberg, 1999) ainsi qu'Abre los Ojos (Alejandro Amenábar, 1997) et son remake Vanilla Sky (Cameron Crowe, 2001). Plus concrètement, j’en relève les récits, les thèmes et les discours en fonction du motif de la réalité virtuelle. Pourquoi ces films ? Parce qu’ils mettent en scène un cas limite : une réalité virtuelle idéale. Ils risquent donc d’explorer un plus large spectre de possibles, quant aux problèmes et aux questions soulevés par le virtuel technoscientifique, que des films mettant en scène d’autres cas de figure. Cela fait, je remarque que les thèmes abordés s’apparentent à ceux rattachés aux technologies numériques et que les discours mis de l’avant s’inscrivent dans la foulée du postmodemisme, voire de la pensée de Baudrillard. Enfin, une analyse comparative de ces oeuvres et d’un corpus élargi d’une trentaine de films me permet d’étendre mes conclusions au motif de la réalité virtuelle au cinéma en général. Au terme de cette étude, il m'est possible de confirmer mon hypothèse de départ, tout en la nuançant. Dans un monde où les technologies numériques sont devenues omniprésentes, la réalité n'est plus ce qu'elle était, ce qui ne signifie pas qu'elle ait disparu, pour peu qu'elle ait jamais existé. Une certaine idée de la réalité s'est estompée, celle qui nous la présentait comme substantielle, rationnelle, mais le phénomène demeure, tandis que de nouvelles réalités voient le jour. Ainsi, la réalité se fait dorénavant « méta-réalité ». où se multiplient des « intramondes » (des notions que j'introduirai au final en guise de synthèse des observations contenues dans cette étude), entre lesquels le sujet doit apprendre à naviguer sans se perdre. En fait, la réalité virtuelle entraîne une mise en abyme de la réalité, faisant en sorte que cette dernière se donne désormais pour ce qu'elle est : une fiction. Ce procédé de mise à distance nous ouvre de nouvelles perspectives. A condition que la réalité virtuelle ne cherche pas à remplacer la réalité, auquel cas elle perd sa fonction. Or, la seule chose qui puisse nous prémunir contre une telle éventualité est notre conscience, notre mémoire, l’inscription de nos expériences au sein d’un itinéraire, d’un récit, d’une histoire propre à nous orienter dans ce monde déspatialisé. En seconde partie, je propose un scénario de science-fiction mettant en scène le motif de la réalité virtuelle. Je présente d’abord le projet dans ses grandes lignes (résumé, personnages, synopsis, traitement cinématographique et lieux). Puis, je détaille le scénario en tant que tel. Enfin, je livre ma création à une analyse comparable à celle à laquelle j’ai soumis les film sde mon corpus pour pouvoir la situer par rapport à l’ensemble et approfondir encore davantage ma réflexion. En fait, ma recherche théorique et mon travail de création se sont continuellement nourri l’un l’autre tout au long de ma démarche. Mes découvertes sur le virtuel m’ont permis d’en exploiter différentes dimensions dans mon scénario, tandis que les aventures de mon personnage m ’ont amenée à mieux comprendre certaines notions en les ancrant dans le concret.

Le projet de recherche qui est présenté dans ce mémoire a été réalisé dans le cadre d'une maîtrise en génie mécanique. Le but de ces recherches était de réaliser un mécanisme haptique avec un robot à câbles ayant la capacité de reproduire des contacts brusques et rigides durant une simulation en réalité virtuelle. Un simulateur de combat d'épée élémentaire a donc été construit pour servir de banc d'essai puisque ce genre de simulation nécessite ces genres de contacts. La majeure partie du projet était consacrée à l'élaboration des prototypes d'enrouleurs du mécanisme à câbles. Ces enrouleurs ont été conçus pour créer des impacts en induisant la collision de deux petites pièces métalliques. Les vibrations créées ainsi voyagent des enrouleurs vers l'utilisateur par l'entremise des câbles et l'effecteur et donnent ainsi la sensation de frapper un objet rigide. Les mécanismes ainsi créés sont très innovateurs et démontrent beaucoup de potentiel. Le fonctionnement de ces enrouleurs, ainsi que le processus de conception qui a mené à l'élaboration de ceux-ci est détaillé tout au long de ce mémoire. De plus, la performance de ces mécanismes est évaluée et il y a une liste de recommandations pour créer un prototype plus avancé.

Les progrès récents dans le domaine de l'infographie et la capacité des ordinateurs personnels de rendre les scènes 3D réalistes ont permis de développer des environnements virtuels dans lesquels plusieurs utilisateurs peuvent co-exister et travailler ensemble pour atteindre un objectif commun. Ces environnements sont appelés Environnements Virtuels Collaboratifs (EVCs). Les applications potentielles des EVCs sont dans les domaines militaire, medical, l'assemblage, la conception assistee par ordinateur, la teleoperation, l'éducation, les jeux et les réseaux sociaux. Un des problemes liés aux EVCs est la faible connaissance des utilisateurs concernant l'état, les actions et les intentions de leur(s) collaborateur(s). Ceci reduit non seulement la performance collective, mais conduit également à des résultats non satisfaisants. En outre, les tâches collaboratives ou coopératives réalisées sans aide ou assistance, sont plus difficiles et plus sujettes aux erreurs. Dans ce travail de thèse, nous étudions l'influence de guides multi-modaux sur la performance des utilisateurs lors de tâches collaboratives en environnement virtuel (EV). Nous proposons un certain nombre de guides basés sur les modalites visuelle, auditive et haptique. Dans ce contexte, nous étudions leur qualité de guidage et examinons leur influence sur l'awareness, la co-presence et la coordination des utilisateurs pendant la réalisation des tâches. A cette effet, nous avons développé une architecture logicielle qui permet la collaboration de deux (peut être étendue à plusieurs utiliateurs) utilisateurs (distribués ou co-localisés). En utilisant cette architecture, nous avons développé des applications qui non seulement permettent un travail collaboratif, mais fournissent aussi des assistances multi-modales aux utilisateurs. Le travail de collaboration soutenu par ces applications comprend des tâches de type "Peg-in-hole", de télé-manipulation coopérative via deux robots, de télé-guidage pour l'écriture ou le dessin. Afin d'évaluer la pertinence et l'influence des guides proposés, une série d'expériences a ete effectuée au LISA (Laboratoire d'Ingénierie et Systemes Automatisés) à l'Université d'Angers et au Laboratoire IBISC (Informatique, Biologie Integrative et Systemes Complexes) à l'Université d'Evry. Dans ces expériences, les utilisateurs ont été invités à effectuer des tâches variées, dans des conditions différentes (avec et sans guides). L'analyse a été effectuée sur la base du temps de réalisation des tâches, des erreurs et de l'apprentissage des utilisateurs. Pour les évaluations subjectives des questionnaires ont été utilisés. Ce travail contribue de manière signicative au développement de systèmes collaboratifs pour la téléoperation, la simulation d'assemblage, l'apprentissage de gestes techniques, la rééducation, la conception assistée par ordinateur et le divertissement.

L'être humain utilise trois systèmes sensoriels distincts pour réguler le maintien de la station debout: la somesthésie, le système vestibulaire, et le système visuel. Le rôle de la vision dans la régulation posturale demeure peu connu, notamment sa variabilité en fonction de l'âge, du type développemental, et des atteintes neurologiques. Dans notre travail, la régulation posturale induite visuellement a été évaluée chez des participants au développement et vieillissement normaux âgés de 5-85 ans, chez des individus autistes (développement atypique) âgés de 12-33 ans, ainsi que chez des enfants entre 9-18 ans ayant subi un TCC léger. À cet effet, la réactivité posturale des participants en réponse à un tunnel virtuel entièrement immersif, se mouvant à trois niveaux de vélocité, a été mesurée; des conditions contrôles, où le tunnel était statique ou absent, ont été incluses. Les résultats montrent que la réactivité (i.e. instabilité) posturale induite visuellement est plus élevée chez les jeunes enfants; ensuite, elle s'atténue pour rejoindre des valeurs adultes vers 16-19 ans et augmente de façon linéaire en fonction de l'âge après 45 ans jusqu'à redevenir élevée vers 60 ans. De plus, à la plus haute vélocité du tunnel, les plus jeunes participants autistes ont manifesté significativement moins de réactivité posturale comparativement à leurs contrôles; cette différence n'était pas présente chez des participants plus âgés (16-33 ans). Enfin, les enfants ayant subi un TCC léger, et qui étaient initialement modérément symptomatiques, ont montré un niveau plus élevé d'instabilité posturale induite visuellement que les contrôles, et ce jusqu'à 12 semaines post-trauma malgré le fait que la majorité d'entre eux (89%) n'étaient plus symptomatiques à ce stade. En somme, cela suggère la présence d'une importante période de transition dans la maturation des systèmes sous-tendant l'intégration sensorimotrice impliquée dans le contrôle postural vers l'âge de 16 ans, et d'autres changements sensorimoteurs vers l'âge de 60 ans; cette sur-dépendance visuelle pour la régulation posturale chez les enfants et les aînés pourrait guider l'aménagement d'espaces et l'élaboration d'activités ajustés à l'âge des individus. De plus, le fait que l'hypo-réactivité posturale aux informations visuelles chez les autistes dépende des caractéristiques de l'environnement visuel et de l'âge chronologique, affine notre compréhension des anomalies sensorielles propres à l'autisme. Par ailleurs, le fait que les enfants ayant subi un TCC léger montrent des anomalies posturales jusqu'à 3 mois post-trauma, malgré une diminution significative des symptômes rapportés, pourrait être relié à une altération du traitement de l'information visuelle dynamique et pourrait avoir des implications quant à la gestion clinique des patients aux prises avec un TCC léger, puisque la résolution des symptômes est actuellement le principal critère utilisé pour la prise de décision quant au retour aux activités. Enfin, les résultats obtenus chez une population à développement atypique (autisme) et une population avec atteinte neurologique dite transitoire (TCC léger), contribuent non seulement à une meilleure compréhension des mécanismes d'intégration sensorimotrice sous-tendant le contrôle postural mais pourraient aussi servir comme marqueurs sensibles et spécifiques de dysfonction chez ces populations. Mots-clés : posture, équilibre, vision, développement/vieillissement sensorimoteur, autisme, TCC léger symptomatique, réalité virtuelle. / Maintaining upright stance is essential for the accomplishment of several goal-directed behaviors, such as walking. Humans use three distinct sensory systems to regulate their posture: the somatosensory, the vestibular and the visual systems. The role of vision in postural regulation remains poorly understood, notably its variability across the life-span, developmental type and neurological insult. Hence, visually-driven postural regulation was examined in typically developing and aging participants (5-85 years-old), as well as in atypically developing individuals with autism (12-33 years-old) and in children having sustained mTBI (9-18 years-old). In order to do so, participants' postural reactivity was assessed in response to a fully immersive virtual tunnel moving at 3 different velocities; control conditions were also included wherein the tunnel was either static or absent. Results show that visually-induced postural reactivity was strongest in young children, then attenuated to become adult-like between 16-19 years of age, and started increasing again linearly with age after 45 years until becoming strong again around 60 years. Moreover, at the highest tunnel velocity, younger autistic participants showed significantly less postural reactivity compared to age-matched controls and young adults (16-33 years-old). Finally, children having sustained mTBI, who were initially moderately symptomatic, exhibited increased visually-induced instability compared to their matched controls up to 12 weeks post-injury, although most of them (89%) were no longer highly symptomatic. Altogether, this suggests the presence of an important transition period for the maturation of the systems underlying sensorimotor integration in postural control at around 16 years of age, and further sensorimotor changes after 60 years of age; this over-reliance on vision for postural regulation in childhood and late adulthood could guide the design of age-appropriate facilities/ activities. Furthermore, the fact that postural hypo-reactivity to visual information present in autism is contingent on both the visual environment and on chronological age, enhances our understanding of autism-specific sensory anomalies. Additionally, the fact that children with mTBI show balance anomalies up to 3 months post-injury, even when they are no longer highly symptomatic may be related to altered processing of dynamic visual information and could have implications for the clinical management of mTBI patients, since symptoms resolution is commonly used as a criterion for return to activities. Finally, results stemming from populations with atypical development (autism) and with so-called transient neurological insult (mild TBI) not only contribute to enhance our understanding of sensorimotor integration mechanisms underlying postural control, but could also consist of sensitive and specific markers of dysfunction in these populations. Keywords : posture, balance, vision, sensorimotor development/ aging, autism, symptomatic mTBI, virtual reality.

Les travaux réalisés au cours de cette thèse s'inscrivent dans la problématique de localisation en temps réel d'une caméra par vision monoculaire. Dans la littérature, il existe différentes méthodes qui peuvent être classées en trois catégories. La première catégorie de méthodes considère une caméra évoluant dans un environnement complètement inconnu (SLAM). Cette méthode réalise une reconstruction enligne de primitives observées dans des images d'une séquence vidéo et utilise cette reconstruction pour localiser la caméra. Les deux autres permettent une localisation par rapport à un objet 3D de la scène en s'appuyant sur la connaissance, a priori, d'un modèle de cet objet (suivi basé modèle). L'une utilise uniquement l'information du modèle 3D de l'objet pour localiser la caméra, l'autre peut être considérée comme l'intermédiaire entre le SLAM et le suivi basé modèle. Cette dernière méthode consiste à localiser une caméra par rapport à un objet en utilisant, d'une part, le modèle de ce dernier et d'autre part, une reconstruction en ligne des primitives de l'objet d'intérêt. Cette reconstruction peut être assimilée à une mise à jour du modèle initial (suivi basé modèle avec mise à jour). Chacune de ces méthodes possède des avantages et des inconvénients. Dans le cadre de ces travaux de thèse, nous proposons une solution unifiant l'ensemble de ces méthodes de localisation dans un unique cadre désigné sous le terme de SLAM contraint. Cette solution, qui unifie ces différentes méthodes, permet de tirer profit de leurs avantages tout en limitant leurs inconvénients respectifs. En particulier, nous considérons que la caméra évolue dans un environnement partiellement connu, c'est-à-dire pour lequel un modèle (géométrique ou photométrique) 3D d'un objet statique de la scène est disponible. L'objectif est alors d'estimer de manière précise la pose de la caméra par rapport à cet objet 3D. L'information absolue issue du modèle 3D de l'objet d'intérêt est utilisée pour améliorer la localisation de type SLAM en incluant cette information additionnelle directement dans le processus d'ajustement de faisceaux. Afin de pouvoir gérer un large panel d'objets 3D et de scènes, plusieurs types de contraintes sont proposées dans ce mémoire. Ces différentes contraintes sont regroupées en deux approches. La première permet d'unifier les méthodes SLAM et de suivi basé modèle, en contraignant le déplacement de la caméra via la projection de primitives existantes extraites du modèle 3D dans les images. La seconde unifie les méthodes SLAM et de suivi basé modèle avec mise à jour en contraignant les primitives reconstruites par le SLAM à appartenir à la surface du modèle (unification SLAM et mise à jour du modèle). Les avantages de ces différents ajustements de faisceaux contraints, en terme de précision, de stabilité de recalage et de robustesse aux occultations, sont démontrés sur un grand nombre de données de synthèse et de données réelles. Des applications temps réel de réalité augmentée sont également présentées sur différents types d'objets 3D. Ces travaux ont fait l'objet de 4 publications internationales, de 2 publications nationales et d'un dépôt de brevet.

La réalité virtuelle est un domaine touchant à plusieurs disciplines. Par le biais de l'interaction 3D l'Homme peut accomplir des tâches dans un environnement virtuel en utilisant des techniques d'interaction 3D. Ces techniques sont souvent mono-tâches et s'appuient sur l'utilisation de matériel de réalité virtuelle bien spécifique. Le passage d'une tâche de l'interaction 3D à une autre est le plus souvent à la charge de l'utilisateur, ou bien du programmeur. Cependant de nombreux problèmes sont présents dans ces systèmes, dits de réalité virtuelle. En effet, des problèmes matériels le plus souvent dû aux technologies utilisées sont présents et peuvent induire un comportement erratique du système. De plus, il peut arriver que les techniques d'interaction 3D ne soient pas adaptées à l'application de réalité virtuelle, ou que celles-ci soient trop complexes à utiliser pour le novice. Tous ces problèmes nuisent à l'immersion de l'être humain dans l'environnement virtuel ainsi qu'aux performances de l'interaction 3D et donc à l'accomplissement de la tâche dans l'application de réalité virtuelle. L'objectif de ce travail est de proposer un système d'interaction 3D adaptative. Par interaction 3D adaptative, on cherche à définir une interaction 3D qui soit continue tant au niveau des données qu'au basculement d'une tâche à l'autre. Nous avons donc modélisé et conçu un ensemble de composants pour accomplir cet objectif. Nous avons modélisé une technique d'interaction 3D pouvant être utilisé de manière continue même lors du basculement d'une tâche. Nous avons également conçu un système qui permet d'automatiser le basculement d'une tâche de l'interaction 3D vers une autre en estimant la tâche que souhaite accomplir l'utilisateur. Enfin, un dernier composant a pour rôle d'améliorer la précision et de garantir la continuité du tracking.

L'extraction des paramètres de surface est une activité essentielle des Sciences de la vie et de la Terre. Ce mémoire propose une nouvelle méthodologie pour l'analyse des paramètres biophysiques et géophysiques, appelée Réalité Terrain Étendue, et qui mêle les avantages des relevés terrain et de la télédétection. Nous nous sommes en particulier attachés aux avantages de la télédétection basse altitude et d'un système micro-drone multi-caméras pour la cartographie de la dynamique de la végétation à l'échelle des individus. Cette problématique pose de nombreuses contraintes sur notre système car l'identification des arbrisseaux nécessite des capteurs innovants et une adaptation aux cycles phénologiques pour améliorer leur capacité de discrimination. La télédétection basse altitude semble être une solution intéressante en terme de résolution spatiale et de souplesse opérationnelle, et le développement des micro-drones civils permet des outils d'autant plus performants et fiables pour les missions terrain. Nous avons donc mis en place un système complet de drone avec une charge utile spécifique emportant simultanément trois appareils photographiques pour l'acquisition à la demande d'images obliques, stéréoscopiques ou multispectrales et permettant le développement de nouvelles méthodes d'identification de la végétation. Enfin, en participant à un relevé terrain du Muséum national d'Histoire naturelle, nous avons validé l'intérêt de notre système pour la cartographie de la dynamique de la végétation. Ce travail s'ouvre sur de nombreuses applications et perspectives de recherche, comme l'extraction de paramètres biophysiques par stéréo-restitution et l'agriculture de précision / Retrieval of land surface parameters is an essential part of life and Earth sciences activities, as they are the key to understand the complex phenomena that take place in the biosphere. This thesis proposes a new methodology for biophysical and geophysical surface para-meters analysis, that we call Extended Ground Truth, and that mix the advantages of the field ope-rations and those of remote sensing. We have especially focused our work on the benefits of low altitude remote sensing with a multi-cameras Unmanned Aerial System for vegetation dynamics mapping at subject scale. This problematic raises strong constraints on the system, as the identification of small bushes implies new type of sensors and the adaptation to the phenological cycles to improve the discrimination capacity of the sensors. Low altitude remote sensing seems a good solution in terms of resolution and operational flexibility and the technical revolution behind the spreading of civilian micro-UAV allows all the more capable and reliable tools for field operations. We therefore developed an Unmanned Aerial System with a specific payload that can lift up three digital cameras at once, allowing on demand oblique, stereoscopic or multispectral synchronous acquisitions and thus the development of new identification methods of the vegetation. Finally, we have participated in a field operation on a test site of the National Natural History Museum and confirmed the interest of our tool for vegetation dynamics mapping. This work leads to many other researches, per example in the field of biophysical parameters extraction from stereoscopic images, and other application fields like precision farming

Lorsque nous cherchons un ami dans une foule ou attendons un proche sur le quai d’une gare, l’identification de cette personne nous est souvent possible grâce à la reconnaissance de sa démarche. Plusieurs chercheurs se sont intéressés à la façon de se mouvoir de l’être humain en étudiant le mouvement biologique. Le mouvement biologique est la représentation, par un ensemble structuré de points lumineux animés, des gestes d’un individu en mouvement dans une situation particulière (marche, golf, tennis, etc.). Une des caractéristiques du patron de mouvement biologique peu étudiée et néanmoins essentielle est sa taille. La plupart des études concernées utilisent des patrons de petite taille correspondant à une personne située à 16 mètres de l’observateur. Or les distances d’interaction sociale, chez l’humain, sont généralement inférieures à 16 mètres. D’autre part, les résultats des études portant sur la perception des patrons de mouvement biologique et le vieillissement demeurent contradictoires. Nous avons donc, dans un premier temps, évalué, dans une voûte d’immersion en réalité virtuelle, l’importance de la distance entre l’observateur et le patron de mouvement biologique, chez des adultes jeunes et des personnes âgées. Cette étude a démontré que l’évaluation de la direction de mouvement d’un patron devient difficile pour les personnes âgées lorsque le patron est situé à moins de 4 mètres, alors que les résultats des jeunes sont comparables pour toutes distances, à partir d’un mètre et au-delà. Cela indique que les gens âgés peinent à intégrer l’information occupant une portion étendue de leur champ visuel, ce qui peut s’avérer problématique dans des espaces où les distances d’interaction sont inférieures à 4 mètres. Nombre de recherches indiquent aussi clairement que les gens âgés s’adaptent difficilement à des situations complexes. Nous avons donc cherché, dans un second temps, à minimiser ces altérations liées à l’âge de l’intégration des processus complexes, en utilisant une tâche adaptée à l’entraînement et à l’évaluation de l’intégration de ces processus : la poursuite multiple d’objets dans l’espace ou 3D-MOT (3 Dimensions Multiple Object Tracking). Le 3D-MOT consiste à suivre simultanément plusieurs objets d’intérêt en mouvement parmi des distracteurs également en mouvement. Nous avons évalué les habiletés de participants jeunes et âgés à une telle tâche dans un environnement virtuel en 3D en déterminant la vitesse maximale de déplacement des objets à laquelle la tâche pouvait être exécutée. Les résultats des participants âgés étaient initialement inférieurs à ceux des jeunes. Cependant, après plusieurs semaines d’entraînement, les personnes âgées ont obtenu des résultats comparables à ceux des sujets jeunes non entraînés. Nous avons enfin évalué, pour ces mêmes participants, l’impact de cet entraînement sur la perception de patrons de mouvement biologique présentés à 4 et 16 mètres dans l’espace virtuel : les habiletés des personnes âgées entraînées obtenues à 4 mètres ont augmenté de façon significative pour atteindre le niveau de celles obtenues à 16 mètres. Ces résultats suggèrent que l’entraînement à certaines tâches peut réduire les déclins cognitivo-perceptifs liés à l’âge et possiblement aider les personnes âgées dans leurs déplacements quotidiens. / When searching for a friend in a crowd or waiting for a loved one at the train station, we often rely heavily on their gait to identify them. The movements of the human body have generated much research interest, and biological motion has been used to study these displacements. Biological motion is described by points at each joint and provides a representation of an individual during a particular action (walking, playing golf, tennis, etc.). Size is one of the defining characteristics of biological motion patterns, and yet, has been overlooked. Most work has used small patterns, corresponding to a person moving at a distance of 16 m from the observer, but much of our social interactions occur at distances closer than this. Furthermore, our representations of the environment can change as we age, but studies assessing the effects of age on the perception of biological motion have yielded inconsistent results. Therefore, using a fully immersive virtual-reality environment, our first goal was to evaluate the impact of distance between observer and pattern, on biological motion perception in both young and older adults. Results indicate that identifying walking direction becomes difficult at distances closer than 4 m for older observers, whereas performance is maintained in younger participants at all distances further away than 1m. This suggests that older participants exhibit difficulty when information must be integrated across a large expanse of their visual field, which could impede them in any situation where interactions occur within a distance of 4m. Much work has suggested further, that older participants adapt to complex environments with greater difficulty. The second goal was to minimize this age-related change to the integration of complex scenes, by using a task devised to both train and assess such integration processes: Multiple Object Tracking in 3-dimentional space, or 3D-MOT. 3D-MOT consists of tracking several moving objects of interest, among similarly moving distractors. In a 3-D virtual-reality environment, we measured the maximum speed at which the objects could travel, for younger and older observers to complete the task with no errors. Initial results indicated that older observers’ performance was worse than that of younger observers. However, after several weeks of training, older observers’ performance improved and became similar to that of untrained younger observers. Finally, our third goal was to evaluate, for these 3D-MOT-trained older observers, the effect of training on biological motion perception at distances of 16 and 4m in virtual space. Findings indicate that performance at 4 m, for older observers who received 3D-MOT training, improved significantly to reach 16 m levels. This suggests that training of this type can reduce age-related perceptuo-cognitive deficits and can possibly aid the elderly in their daily travels.