La connaissance mondiale déclarée double environ tous les 9 ans (Kozmetsky, Smilor 1999) Parallèlement, le langage écrit ou verbal demeure le mode de transmission privilégié de la connaissance dans les organisations et sur le Web où aucune lingua franca n’a émergé, et qui est dès lors fractionné en contenus sinophone, anglophone, hispanophone, arabophone, hindiphone etc. Nous utilisons les travaux de Dehaene et al sur la mémoire épisodique dans son détournement par les calculateurs prodiges pour théoriser et concevoir une nouvelle interface homme-machine spatialisée qui permette à l’utilisateur individuel et en groupe de visualiser, de manipuler mentalement et d’échanger plus de connaissances. La théorisation et la conception de cette gamme d’interfaces, basées sur des algorithmes de spatialisation de listes, et l’unique objet de notre thèse. / Could we flow knowledge faster and better? Why is this a problem in the first place? How can we tackle it technologically? What could be a prototype solution? This work unifies these questions in the outline of a single, refutable paradigm of noodynamics - the study of knowledge flows - and nooconomics, the economy of knowledge. This paradigm will answer the question “Why”. Neuroergonomics (“brain ergonomics”), and biomimicry, will be summoned in answer to the question “How”. Their contribution will follow from the simplest knowledge flow equation that is proposed in this work. Two original optimisation problems are also posed in software neuroergonomics and biomimetics: the Mindscape and Serendipity Problem. A case of theoretical neuroergonomics, or neuroergonomics ex ante is proposed with the study of Hyperwriting, a written grapheme-loceme association, or a glyphic method for externalising spatial memory. Its application to the design of user interface will finally found neuroergonomic design, or neuromimicry, with the example of a collegial interface to augment multiscale knowledge flows: Chréage. The anatomy of this prototype mindscape will be the conclusion of this work, and its answer to the question “What”?

Ce travail de thèse présente une approche clinique et thérapeutique visant à fournir de nouvelles techniques de soins pour les patients atteints de troubles neurocognitifs et notamment de maladie d’Alzheimer. Les serious exergames sont des jeux vidéo sérieux intégrant une activité physique. Ils peuvent constituer des outils de production d’environnement enrichi pour les utilisateurs, en associant notamment exercice physique et entraînement cognitif. L’objectif de cette thèse est d’explorer en quoi les serious exergames peuvent contribuer à la prise en charge non médicamenteuse des troubles neurocognitifs. Dans ce travail, nous avons réalisé deux types de contribution. Les premières contributions sont générales, l’une présente notre approche clinique intégrative combinant exercice physique et entraînement cognitif via l’utilisation de serious exergames, et l’autre présente des recommandations concernant l’usage des serious games. Les secondes contributions sont de nature expérimentale. La première expérimentation vise à vérifier une des bases théoriques de notre approche clinique. Les deux expérimentations suivantes constituent une évaluation de la mise en œuvre de notre approche. / This thesis presents a clinical and therapeutic approach aiming to create new care for patients with neurocognitive disorder. Serious exergames are serious video games integrating physical activity. Serious exergames could be tools to product enriched environment associating physical exercise and cognitive training. The aim of this thesis is to investigate whether serious exergames can contribute to the non-pharmacological management of neurocognitive disorders. In this thesis we have made two types of contributions. The first type are general contributions. One presents our integrative clinical approach associating physical exercise and cognitive training using serious exergames. The other one presents recommendations concerning the use of serious exergames. The second type of contributions are experimental. The first one aims to confirm a theoretical base of our clinical approach. The two other experiments assess the implementation of our approached in a population of patients with neurocognitive disorder.

La maltraitance des enfants est un problème critique qui touche environ un milliard d'enfants dans le monde chaque année. Les blessures qui persistent toute leur vie, les handicaps ou même la mort sont des conséquences risquées découlant de la maltraitance des enfants. Plusieurs approches, y compris les Jeux Sérieux (SGs), ont été conçues pour éduquer les individus sur la maltraitance des enfants et comment la prévenir. Cependant, les SGs qui sont présentement en existence se concentrent uniquement sur l’intimidation ou les abus sexuels chez les enfants et non sur toutes les formes possibles de maltraitance des enfants. De plus, la plupart des ressources concernant la prévention de la maltraitance des enfants s'adressent aux adultes et non aux enfants. Ce travail se concentre sur la conception d'un SG appelé ZeroAbuse qui englobe les quatre types de maltraitance des enfants: Physique, Émotionnel, Abus Sexuel et Négligence. Il combine les principes d'apprentissage, les éléments pour immerger le joueur dans le jeu et les critères de qualité des programmes de prévention. ZeroAbuse s'adresse aux enfants âgés de 9 à 11 ans, qui sont exposés de manière homogène à tous les types de maltraitance. Il tient également compte des compétences cognitives et physiques propres aux enfants de cet âge. La conception du SG a pris en compte les perspectives d'experts en prévention de la maltraitance des enfants et a été testée sur la population cible afin d’améliorer l'expérience de jeu et valider l'approche d'apprentissage. / Child abuse is a critical problem affecting approximately one billion children worldwide annually. Lifelong injuries, disabilities, or even fatalities are risky consequences derived from child abuse. Several approaches, including Serious Games (SGs), have been designed to educate individuals about child abuse and how to prevent it. However, existing SGs focus only on bullying or sexual abuse and not all possible forms of child abuse. In addition, most of the existing resources for child abuse prevention are aimed at adults and not at children. This work focuses on designing an SG called ZeroAbuse that encompasses the four types of child abuse: Physical, Emotional, Sexual abuse and Neglect. It combines the principles of learning, the elements to immerse the player into the game, and the quality criteria of prevention programs. ZeroAbuse is aimed at children aged 9 to 11 years, given that they show homogeneous participation in all types of abuse. It also considers the cognitive and physical competencies of children at this age. The SG design considers the perspectives of experts in child abuse prevention and was tested on the target population to enhance the game experience and validate the learning approach.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La thérapie génique, qui consiste à modifier le génome d'un individu, est la progression logique de l'application de la recherche fondamentale à la médecine. Au moment où l'on célèbre le décryptage du génome humain, surgissent les premières guérisons par la thérapie génique qui soulèvent l'espoir d'un traitement par la génétique pour des maladies jusqu'ici incurables. Paradoxalement, est survenu au même moment le décès d'un adolescent au cours d'un essai clinique de thérapie génique aux Etats-Unis démontrant les risques sérieux de la thérapie génique et notre manque de connaissances scientifiques. À la lumière de ces derniers épisodes, il est important de réévaluer l'encadrement normatif des essais cliniques de la thérapie génique au Canada. Nous devons nous demander si la thérapie génique, hautement expérimentale, diffère d'un point de vue juridique, des autres types de recherche biomédicale. Une analyse comparative de différents modèles normatifs encadrant la thérapie génique permet de faire ressortir les avantages et les inconvénients de chacun. Le modèle québécois a intégré simplement la thérapie génique aux régimes normatifs préexistants (celui de l'expérimentation et celui des drogues). Le modèle français se distingue par l'insertion d'un régime d'exception dans le Code de la santé publique et le Code civil pour encadrer de façon spécifique la thérapie génique. Le Royaume-Uni offre un modèle intéressant d'auto-régulation alors que les États-Unis ont des normes spécifiques malheureusement restreintes aux recherches financées par les fonds publics. Il subsiste plusieurs lacunes dans l'encadrement canadien et québécois. Afin de l'améliorer, le Canada et le Québec devraient notamment se pencher sur la création d'une autorité nationale spécialisée et de normes spécifiques à la thérapie génique, l'implantation d'une évaluation structurée des risques de dissémination d'OGMs et l'établissement d'un suivi à long terme des participants. / Gene therapy, the modification of the genome of an individual, is a logical outcome of the application of fundamental research to medicine. At a time when we celebrate the completion of the human genome sequencing, we witness the first successful gene therapy, which brings high expectations that gene therapy will provide new treatments for non curable diseases. Paradoxically, we also witnessed, in the United-States, the death of a teenager due to a gene therapy demonstrating the serious risks associated with gene therapy, and the Jack of scientific knowledge on the subject. As a result of these events, it is important to evaluate the normative framework on gene therapy clinica1 trials in Canada. From a juridical point of view, one should questioned if gene therapy, which is highly experimental, is different from other types of biomedical research. A comparative analysis of various types of normative frameworks affecting gene therapy reveals potential advantages and disadvantages of each model. In Canada-Quebec, gene therapy was simply integrated within the existing normative framework (about experimentation and drugs). A distinguishing characteristic of the French model is the inclusion of exceptions in the Code of Public Health and in the Civil Code to regulate gene therapy. The United-Kingdom bas an interesting model of self-regulation, while the United-States bas specific norms, which unfortunately only apply to federally funded research. The Quebec and Canadian frameworks reveal many gaps. Effort to improve the situation in Canada-Québec should, for example, consider creating a specialized central authority, setting norms specific to gene therapy, introducing long-term monitoring of participants, and providing a structured evaluation process of the risks of GMOs' dissemination.

Nous avons développé un jeu sérieux afin d’enseigner aux utilisateurs à dessiner des diagrammes de Lewis. Nous l’avons augmenté d’un environnement pouvant enregistrer des signaux électroencéphalographiques, les expressions faciales, et la pupille d’un utilisateur. Le but de ce travail est de vérifier si l’environnement peut permettre au jeu de s’adapter en temps réel à l’utilisateur grâce à une détection automatique du besoin d’aide de l’utilisateur ainsi que si l’utilisateur est davantage satisfait de son expérience avec l’adaptation. Les résultats démontrent que le système d’adaptation peut détecter le besoin d’aide grâce à deux modèles d’apprentissage machine entraînés différemment, l’un généralisé et l’autre personalisé, avec des performances respectives de 53.4% et 67.5% par rapport à un niveau de chance de 33.3%. / We developed a serious game in order to teach users how to draw Lewis diagrams. We integrated an environment able to record in electroencephalographic signals, facial expressions, and pupil diameters to the serious game. The goal of this work is to determine whether such an environment enabled the serious game to detect in real-time whether or not the user needs help and adapt itself accordingly, and if the experience is more enjoyable for the users if the game tries to adapt itself. Results show that two approaches were promising in order to detect the level of help needed, both training a machine learning models but one using a general data set and the other a personalized (to the user) data set, with their respective performances being 53.4% and 67.5% compared to a chance baseline of 33.3%.

Les Learning Games sont des environnements d’apprentissage, souvent informatisés, qui utilisent des ressorts ludiques pour catalyser l’attention des apprenants et ainsi faciliter leur apprentissage. Ils ont des atouts indéniables mais présentent également certaines limites, comme des situations d’apprentissage trop artificielles. Ces limites peuvent être dépassées par l’intégration d’interactions en Réalité Mixte dans les Learning Games, que nous appelons alors des Mixed Reality Learning Games (MRLG). La Réalité Mixte, qui combine environnements numériques et objets réels, ouvre de nouvelles possibilités d’interactions et d’apprentissage qui gomment les limites précédentes et qu’il faut repérer et explorer. Dans ce contexte, nous nous intéressons au processus de conception des MRLG. Dans un premier temps, nous présentons une étude sur l’utilisation de la Réalité Mixte dans les domaines de l’apprentissage et du jeu, incluant un état de l’art des MRLG. Cette étude montre que, malgré de nombreux atouts, la conception des MRLG reste difficile à maîtriser. En effet, il n’existe ni méthode ni outil adapté à la conception de ce type d’environnements. Dans un second temps, nous analysons et modélisons l’activité de conception des MRLG à travers la littérature et des expériences de conception, dont une menée dans le cadre du projet SEGAREM. Cette démarche révèle des verrous spécifiques tels que l’absence d’aide à la modélisation (ou formalisation), à la créativité et à la vérification de la cohérence des idées. Nous éclairons nos réponses à ces besoins par un recensement des outils utilisés dans les domaines liés aux MRLG : situations d’apprentissage, jeux et environnements de la Réalité Mixte. Ceci nous amène à proposer deux outils conceptuels : un modèle de description de MRLG (f-MRLG) et des aides à la créativité sous la forme de propositions puis de recommandations. Le modèle de description a pour objectif de formaliser l’ensemble des éléments constituant un MRLG, mais aussi d’être un moyen d’identifier les éléments à définir, de structurer et de vérifier les idées. Les listes de propositions et recommandations ont pour but d’aider le concepteur à faire des choix cohérents par rapport à la situation d’apprentissage visée, en particulier en ce qui concerne les types de jeux et les dispositifs de Réalité Mixte. Une première évaluation de ces propositions a conduit à leur amélioration. Ces propositions sont à l’origine de la conception et du développement d’un outil auteur informatisé : MIRLEGADEE (Mixed Reality Learning Game DEsign Environment). MIRLEGADEE est basé sur LEGADEE, un environnement auteur pour la conception de Learning Games. Une expérimentation auprès de 20 enseignants et concepteurs de formation a validé le bienfondé de cet outil qui guide effectivement les concepteurs dans les phases amont du processus de conception de MRLG malgré des limites pour l’accompagnement de tâches complexes. / Game-based learning is one efficient pedagogical concept that uses game principles to incite learners to engage into learning activities. Learning Games (LG) are commonly known as digital environments. They have undeniable assets but also some limits, such as the artificiality of the learning context. In the mean time, new technologies have been increasingly developed, thus providing new perspectives in game-based learning. In particular, Mixed Reality (MR) technologies merge both real and digital worlds. Mixed Reality Learning Games (MRLG) offer real benefits for teaching: they enable active pedagogy trough the physical immersion of learners, “in situ” information while practicing and authentic context. In our work, we focus on the design process of MRLG. The first part of the thesis presents how Mixed Reality is used for educational and gaming purposes. An analysis of existing MRLG shows both their assets and the complexity of their design. MRLG designers have to cope with all the difficulties of learning design, game design and mixed reality design at the same time, and with the integration of all aspects in a coherent way. Besides, there is a lack of specific tool or methodology. In order to understand the specific needs of MRLG designers, we analyze and model the MRLG design activity from MRLG design processes described in papers and existing methodologies for LG and MR. We also illustrate and clarify MRLG design needs with the observation of a MRLG design activity in the SEGAREM project. We highlight some needs for modeling, creativity, and verification of coherence. To meet the identified needs, the third part is dedicated to a state of the art of tools available for learning design, game design and Mixed Reality design. This study leads us to three solutions to assist MRLG design: a model, a set of tools for creativity, and an authoring tool. We first propose a model called f-MRLG to describe fully and clearly a MRLG. f-MRLG is a support to MRLG design as it helps designer to organize their ideas and to identify which elements must be described. It also reinforces mutual comprehension in a team. Our second proposal is a set of tools for creativity: lists of possibilities, examples and suggestions for game types and Mixed Reality systems choices. We conducted a first experiment on the two proposals, which led to their improvement. These two proposals drove to the design and development of an authoring tool, named MIRLEGADEE (MIxed Reality LEarning GAme DEsign Environment), to support the MRLG design. This tool is an extension of LEGADEE, which already supports the design of learning games using a computer. An experiment with 20 teachers and training designers validated that MIRLEGADEE successfully guides the designers in the MRLG design process, in spite of limits for the support of complex tasks.

La consommation collaborative est souvent présentée comme la nouvelle économie du partage et prône l’usage vs la propriété. Il semble pourtant que certaines pratiques collaboratives soient sources d’hyperconsommation et encouragent au contraire le consumérisme. Dans le cadre de la présente recherche doctorale, nous cherchons à identifier et comprendre les modalités de la montée en compétences marchandes des consommateurs. Nous étudions ce processus à travers les dispositifssociotechniques dans le contexte de la consommation collaborative. Nos résultats révèlent que certaines pratiques collaboratives permettent l’expression de l’Homme-entrepreneur et alimentent la logique néolibérale plutôt que de la remettre en question. Ils montrent également que les dispositifs sociotechniques sont omniprésents et capables de former en masse des consommateurs, les amenant àse conduire tels des conso-marchands au sein d’une hétérotopie « consumériste ». Notre travail souligne en outre que les conso-marchandes étudiées, dans la pratique du vide-dressing, développent certes leur entrepreneurialité mais veulent néanmoins préserv er un espace entre le jeu et le sérieux pour continuer à « jouer à la marchande ». / Collaborative consumption is often presented as the new economy of sharing and advocates usage vs. ownership. However, it seems that certain collaborative practices are sources of hyperconsumption and that they actually encourage consumerism. As part of this doctoral research, we seek to identify and understand the rise of commercial skills among consumers. We take a sociotechnical dispositives approach to study this process in the context of collaborative consumption. Our results demonstrate that certain collaborative practices allow the expression of the entrepreneurial subject and fuel the neoliberal logic rather than question it. They also show that socio-technical dispositives are omnipresent and capable of mass shaping consumers, leading them to behave like consumer-seller within a "consumerist" heterotopy. Furthermore, our results reveal how the consumersellers studied, in the context of a jumble sale, certainly develop their entrepreneurship but nevertheless want to preserve a certain distance between game and reality to continue to "play shop".

L’objectif principal de cette étude est de mettre à jour l’œuvre de Sébastien Le Camus († 1677), un nom derrière lequel se cache également celui de son fils, Charles Le Camus († 1717), lui-même compositeur. Les 32 airs connus du père ont été rassemblés dans un recueil d’auteur posthume publié en 1678 à l’initiative du fils. En faisant appel à la métaphore du cercle avec ce recueil au centre, nous parcourons, en périphérie, l’ensemble des sources écrites qui permettaient la diffusion du genre de l’air, sérieux et spirituel, dans la seconde moitié du XVIIe siècle et au début du XVIIIe siècle : les recueils collectifs musicaux et poétiques imprimés chez Ballard, les manuscrits conservés en France et à l’étranger, un roman – Clélie de Madeleine de Scudéry – et un périodique, le Mercure galant. Les 211 airs de Sébastien et Charles Le Camus collectés à ce jour ont été détachés de ces sources pour être maintenant rassemblés dans un catalogue (vol. 3) et dans une édition musicale moderne (vol. 4). La dynastie en miniature amène à s’interroger à la fois sur l’objet « partition » et sur la notion d’auteur, questionnée puis mise au centre de notre étude (vol. 1 et 2). En maniant finement cette notion plastique, nous offrons au musicien et au musicologue une analyse tant du contexte de création des airs que du matériau musical en tant que tel. Cette analyse, qui propose un va-et-vient entre la théorie et la pratique contemporaines de nos auteurs, amène à voir l’air comme un genre en mouvement dont la vie dépend tant de son succès dans les réseaux de sociabilité que de sa faculté à être composé, décomposé et recomposé pour s’adapter aux circonstances de son exécution. / The main goal of this study is to unveil the work of Sébastien Le Camus († 1677), behind whose name one also finds that of his son, Charles Le Camus († 1717), himself a composer. A collection of the father’s 32 known airs was published posthumously in 1678 upon the son’s initiative. By means of a metaphor, where that collection is at the centre of a circle, we navigate on the circle’s periphery through the set of written sources that allowed for diffusion of the genre of the French air, both secular and sacred, in the second half of the 17th century and at the beginning of the 18th century: The collections of airs and song-texts published by Ballard, the manuscripts kept in France and abroad, a novel – Clélie by Madeleine de Scudéry – and a periodical, the Mercure galant. The 211 airs by Sébastien and Charles Le Camus collected to date, extracted from those sources, are now gathered in a catalogue (vol.3) and in a modern music edition (vol.4). The miniature dynasty leads to explore the « score » as an object as well as the notion of author, first questioned and then set at the core of our study (vol.1 and 2). By subtle handling of that flexible notion, we offer to musicians and musicologists an analysis of both the airs’ creation context and the music material itself. This analysis, based on a constant dialogue between the theory and the practice of our authors’ time, leads to viewing the air as a dynamic genre whose life depends on its success within social milieus as much as on its ability to be composed, decomposed and recomposed according to the requirements of its performance context.

Cette thèse explore l'application de la planification HTN afin d'animer une section d'infanterie dans un simulateur informatique temps réel. Afin de produire des plans en ligne pour près de 40 soldats, on montre qu'il est possible d'optimiser le planificateur pour un domaine HTN en compilant les éléments de planifications en structures statiques et en procédures C++. On montre ensuite que la structure du problème se prête à une combinaison de la planification HTN avec la planification par abstraction, obtenue en modélisant des effets abstraits aux tâches composées. Sous certaines conditions, la recherche de solutions est alors accélérée en détectant les réseaux de tâches pour lesquels aucune solution n'est exécutable. Enfin, on montre que la structure du problème permet aussi de formuler des fonctions d'évaluation exploitables dans un algorithme de recherche heuristique non admissible, capable de retourner rapidement des solutions presque optimales. / This thesis explores the application of HTN planning to the animation of an infantry platoon in a real-time simulation software. In order to achieve online planning for nearly 40 soldiers, we show that it is possible to optimize the planner for one HTN domain with a compilation of planning elements into C++ static structures and procedures. Then, we demonstrate that the problem structure lends itself to a combination of HTN planning with abstraction planning, achieved with the modelisation of abstract effects for compound tasks. In some conditions, we can detect those task networks that never lead to any executable solution, and therefore improve the search. Eventually, we show that the problem structure enables to formulate evaluation functions that can be input into a non admissible heuristic search algorithm, and that near optimal solutions can be obtained within a short run-time.

Le jeu sérieux semble une piste pertinente pour ouvrir le musée à un jeune public et fournir une présentation originale des œuvres, tirant partie des possibilités des outils numériques. Des propositions existent déjà mais, à ma connaissance, sans réflexion globale sur la nature et les objectifs de ces jeux : quel type de jeu construire pour les musées ? Quelles expériences sont recherchées par les visiteurs joueurs ? Comment leur procurer à la fois une expérience satisfaisante de jeu et de visite ?L'étude que j'ai menée ici, à partir de l'analyse de travaux des projets de médiation numérique auxquels j'ai participé, d'études académiques sur les jeux sérieux et l'expérience des visiteurs et des joueurs et de mon expérience professionnelle dans le domaine de la médiation et du développement informatique, apporte des réponses à ces différentes questions. Elle propose la notion de "jeu de visite", adapté à un public plus différencié et en conçoit une modélisation autour de la notion de "mission adaptable". Elle permet une modification dynamique des constituants du jeu et de son contexte d'exécution, en fonction de l'expérience recherchée par et pour le visiteur joueur. / Serious games seem a relevant proposition for a more open offer for young audience and a more creative works' presentations taking advantages of the opportunities of digital technologies. Such proposition already exist but, as far as I know, what they should be exactly has never been studied. What kind of games are the more appropriate for museums ? Which experiences do gaming visitors expect ? How to manage their satisfaction about their visit and about playing a real game ? These are the questions this PhD thesis contribute to answer.I based my reflection and my proposals on the analyse of projects devoted to cultural mediation in which I participated, on the research studies about serious games, visitors and gamers experience and on my professional background in cultural mediation and software engineering. I propose the notion of "visit game", appropriate for a more differentiated public, and build a model of this type of game around the concept of "adaptable mission". It allows to dynamically modify its components and its context of execution, depending on the experience expected by and for the gaming visitor.