Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Avec l'expansion de l'informatique dans tous les domaines de la vie courante, les interactions avec des agents virtuels sont devenues courantes. Par ailleurs, nous savons que les émotions influencent les interactions entre individus. Dans cette thèse, nous nous plaçons dans le cas de la marche expressive non contrainte pour étudier, dans un premier temps, l'influence des émotions sur les interactions entre deux marcheurs réels. Puis, dans un deuxième temps, nous nous intéressons aux interactions entre un marcheur expressif virtuel et un sujet réel. La première étape de ce travail a consisté à concevoir et valider un protocole expérimental permettant l'analyse de marches expressives non contraintes. Nous avons ainsi capturé les mouvements de deux acteurs dans des tâches de marche seul ou en groupe. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié les données de marche en groupe afin de mettre en évidence l'émergence d'un comportement de synchronisation entre les marcheurs de type meneur-suiveur. Nous avons également montré que les caractéristiques des émotions (comme le dialogue par exemple) peuvent avoir une influence sur cette synchronisation. Enfin, dans la troisième et dernière partie de cette thèse, nous avons étudié l'influence des émotions sur les interactions entre un humain virtuel et un humain réel. Pour cela, nous avons adopté une démarche en trois étapes : conception et analyse d'une base de données de marches expressives entre deux acteurs réels en ligne droite ; validation de la base de données par une étude en perception ; animation d'un humain virtuel grâce aux données de la base de données puis analyse de la marche entre des sujets réels et l'humain virtuel. Les résultats obtenus ont montré une forte similarité entre les deux situations. / With the growing of information technologies in all everyday life situations, interactions with virtual agents are now common. Furthermore, we know that people's emotions influence interactions between them. In this thesis, we consider the case of unconstrained and expressive walk to study the influence of emotions on interactions between two real walkers. Then, we focus on the interactions between a virtual expressive human and a real subject. The first step of this work was to design and validate an experimental protocol allowing the analysis of unconstrained and expressive walks. Thus, we captured the motion of two actors walking alone and walking together. In the second part, we studied the data from the group walk situation and we highlighted the emergence of a leader-follower behavior between the walkers. We also showed that the characteristics of the emotions (eg dialogue) have an influence on this kind of synchronization. Last and not least, we studied the influence of emotions on interactions between a virtual human and a real one. We used a three-step process : creation and analysis of a database of expressive walks along a line between two walkers ; validation of the database through a perceptual study ; animation of a virtual human with the data from the database and analyze of the walk between real subjects and the virtual human. Results showed a strong similarity between the two situations.

La thématique centrale de notre thèse concerne l’étude du transfert de connaissances acquises dans des situations virtuelles (environnements virtuels ou EVs) vers des situations de la vie quotidienne. Plus particulièrement, nous nous sommes intéressés à l’effet du mode de navigation en EV (i.e., avec ou sans joystick) sur la qualité du transfert de connaissances spatiales (un parcours à apprendre). La littérature relative à cet effet révèle des résultats contradictoires, et nous proposons d’apporter des éléments d’explication en examinant les interactions possibles entre le mode de navigation et d’autres facteurs susceptibles d’affecter les performances. Ainsi l’effet du mode de navigation sur le transfert virtuel-réel a été testé en interaction avec les facteurs suivants : la fidélité visuelle de l’EV (Exp. 1), la complexité informationnelle du parcours à apprendre (Exp. 2) et le délai de rétention (Exp. 3 et 4). Le transfert virtuel-réel et les connaissances spatiales ont été mesurés à l’aide de trois tâches de rappel : Wayfinding (i.e., reproduction du parcours appris dans la réalité), dessin à main levé du parcours et classification de photos dans l’ordre chronologique. Nos résultats montrent que l’impact du mode de navigation sur la qualité du transfert n’est pas le même selon les facteurs manipulés (i.e., fidélité visuelle, complexité du parcours et délai de rétention) et selon la tâche de rappel utilisée. Ces résultats nous ont permis de préciser le lien entre exploration active et systèmes représentationnels notamment à la lumière des théories sur le traitement cognitif d’informations spatiales (i.e., le modèle L-R-S et l’approche des graphes). Ces résultats permettent également de préciser les situations favorisant le transfert virtuel-réel, ce qui offre un intérêt particulier dans les enjeux notamment d’utilisation de la réalité virtuelle dans le diagnostic et/ou la réhabilitation cognitive. / The main theme of this thesis is the transfer of knowledge acquired in virtual situations (virtual environments or VEs) to situations in everyday life. We focused particularly on the effect of the navigation mode in VE (i.e., with or without joystick) on the quality of the transfer of spatial knowledge (learning a pathway). Previous publications on this effect presented contradictory findings and our aim was to elucidate this situation by examining possible interactions between the navigation mode and other factors likely to affect performance. Consequently, the effect of the type of movement control on virtual-real transfers was tested in interaction with the following factors: the visual fidelity of the VE (Exp. 1), the informational complexity of the route to be learned (Exp. 2), and retention delay (Exp. 3 and 4). Virtual-real transfers and spatial knowledge were measured using three recall tasks: Wayfinding (i.e., reproducing the route in the real world), freehand drawing of the path, and organizing photos in chronological order. Our findings revealed that the impact of the movement control on the transfer varied according to the factors manipulated (i.e., visual fidelity, route complexity, and retention delay), as well as the recall task used. These results clarified the connection between active exploration and representational systems, especially in light of theories on the cognitive processing of spatial information (i.e., the L-R-S model and the graph approach). These results also identified situations that facilitated virtual-real transfer, which is of particular interest when virtual reality is to be used in cognitive diagnosis and/or rehabilitation.

La première partie de cette thèse concerne la gestion des très grands catalogues astronomiques. Deux grands projets de cartographie du ciel dans l'infrarouge proche, DENIS et 2MASS, étaient en cours pendant ce travail de thèse. Je présente les méthodes de compression, sans perte d'information et préservant une indexation sur la base des positions célestes, développées pour les catalogues de sources ponctuelles de ces deux relevés. Le codage optimisé permet un gain de compression d'un facteur 1.5 à 2 par rapport à des algorithmes de type LZ77. Les premières versions des catalogues DENIS et 2MASS sont pleinement intégrées aux services du CDS (VizieR, Aladin), et donc interrogeables par le Web, avec des temps d'accès moyens inférieurs à 20 microsecondes par source. Dans le cadre du projet DENIS, le travail de validation des données a permis, dans un premier temps, la première diffusion publique pour ce relevé (\url(http://cdsweb.u-strasbg.fr/denis-public/)). La comparaison des données réduites par les deux chaînes de traitement DENIS (LDAC et PDAC) a ensuite permis de définir des critères de filtrage et d'utiliser les données PDAC pour l'étude de la structure Galactique. La deuxième partie de la thèse s'appuie sur une version modifiée du modèle de synthèse de populations stellaires de Besançon. Les lois de densité du disque ont été modifiées pour pouvoir simuler un disque stellaire gauchi et/ou évasé. Les comparaisons avec les données PDAC indiquent une échelle de longueur $h_R=2.5$~kpc pour le disque, avec une troncature à $R=14$~kpc. Je discute une méthode de reconstruction tridimensionnelle de l'extinction par ajustement du modèle sur les données DENIS. Le gauchissement du disque galactique est observé entre $l=230$ et 330\degres\xspace, et se traduit par une inclinaison du disque stellaire vers $b<0$, comme pour le gaz. Le gauchissement commence près de la position du Soleil ($R=8.4$~kpc), et l'origine de l'évasement montre une dépendance en longitude.

peuvent intéragir à travers des avatars. Les jeux en ligne comme Quake et World of Warcraft sont les applications les plus populaires pour les NVEs. Au début de l'année 2003, est apparu Second Life (SL), un monde virtuel où les avatars peuvent créer une nouvelle vie sociale. La principale caractéristique innovatrice de SL est le contenu créé par les utilisateurs: les avatars participent au développement de l'environnement virtuel par la création d'objets tels que des voitures, des arbres et des bâtiments. SL est devenu rapidement le monde virtuel le plus populaire, avec plus de 16 millions d'utilisateurs en Septembre 2009. L'état de l'art pour la conception des NVEs est principalement une architecture Client/Serveur où plusieurs serveurs maintiennent l'état du monde virtuel pour le transférer aux utilisateurs. Cette architecture est très chère puisqu'une grande quantité de serveurs doivent être déployés, exploités et maintenus. Par ailleurs, cette architecture ne passe pas à l'échelle. Ces inconvénients motivent la conception des architectures innovatrices tels que l'architecture Pair-à-Pair (P2P). Idéalement, une architecture P2P pour les NVEs passe à l'échelle, car chaque utilisateur consacre une partie de ses ressources (stockage, CPU, bande passante) à la gestion du monde virtuel. En outre, le P2P peut considérablement réduire le coût pour le fournisseur du monde virtuel. Il y a trois contributions majeures dans cette thèse. Premièrement, en raison du manque de statistiques sur les mondes virtuels (par exemple, mouvement des avatars et distribution des objets), nous procédons à une analyse exhaustive de SL. Pour cette raison, on a implémenté deux applications qui surveillent, pendant un mois, objets, avatars, Qualité d'Expérience des utilisateurs et performance des serveurs dans la partie publique de SL. Deuxièmement, nous concevons une gestion distribuée des objets pour les NVEs générées par ses utilisateurs. Nous intégrons cette infrastructure de communication sur Kad, le réseau P2P utilisé par des millions d'utilisateurs d'eMule, et réalisons des expériences à grande échelle. Ensuite, nous concevons Walkad un réseau P2P structuré spécialement conçu pour gérer les objets générés par les utilisateurs dans un monde virtuel. Troisièmement, nous étudions la faisabilité d'une gestion distribuée des avatars en utilisant la triangulation de Delaunay. D'abord, nous évaluons la performance de la triangulation de Delaunay par des expériences réalisées dans SL grâce à un client modifié que nous avons développé. Successivement, nous concevons et évaluons deux optimisations pour la triangulation de Delaunay: (1) un algorithme de clustering qui améliore la réactivité des interactions entre les avatars en présence de larges groupes d'avatars; (2) le Réseau Delaunay Social, un réseau P2P qui résout le problème de la sécurité dans un NVE en utilisant les relations d'amitié qui existent entre les avatars.

Dans les jeux multijoueurs, où plusieurs joueurs participent à une même partie et communiquent entre eux à travers un réseau, les joueurs peuvent avoir des visions différentes du jeu en raison des délais de communication. Ceci engendre des incohérences encore plus importantes sur les réseaux mobiles tels que les réseaux 3G où les délais de communication peuvent atteindre plusieurs secondes. Des algorithmes doivent donc être mis en place pour maintenir la cohérence entre les joueurs. Ces algorithmes sont assez complexes et difficiles à programmer et mettre au point. Le but de cette thèse est de proposer une architecture logicielle qui découple la conception du jeu, de ses besoins de communication en proposant une infrastructure de communication qui pourra être interchangeable en fonction des technologies ; cette infrastructure prend la forme originale d'un composant de synchronisation. Ainsi, les conséquences des propriétés physiques du transport des informations pourront être plus ou moins masquées en intégrant dans cette infrastructure les algorithmes adéquats.

Nos travaux s'inscrivent dans le cadre de la prise en charge des dysfonctionnements cognitifs par les technologies de la réalité virtuelle. Les technologies de la réalité virtuelle ont montré leurs potentiels dans la proposition de stratégies d'intervention rééducative innovantes. Elles permettent de simuler des activités de vie quotidienne (AVQ), de les répéter autant que nécessaire, de les graduer, et de contrôler la situation. Les environnements virtuels utilisés permettent de délivrer aux patients des informations variées et multimodales aux finalités diverses : affichage de l'environnement 3D et des objets le constituant, compréhension de la tâche, augmentation de la saillance de certains objets, ou encore délivrance d'instructions liées à l'interaction avec l'environnement. Alors se pose la question de la prise en considération effective par le patient de ces informations délivrées par le système virtuel. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'amélioration de la performance des sujets dans une tâche de vie quotidienne simulée. Il s'agit d'étudier l'impact des caractéristiques de l'information délivrée par le système virtuel sur la performance des participants dans le processus de rééducation cognitive par les technologies de la réalité virtuelle. Les travaux abordant cette question dans la littérature évoquent l'effet des caractéristiques de l'information virtuelle sur la performance des sujets sains principalement dans des tâches d'orientation spatiale et de navigation dans des environnements virtuels simples et pauvres en information. Pour répondre à cette question nous avons étudié l'échange d'informations entre l'utilisateur et le système virtuel puis nous avons proposé une taxonomie de l'information virtuelle. Ensuite, une étude théorique sur notre dispositif expérimental le Virtual Action Planning Supermarket (le VAP-S) a été proposée. Sur la base des études précédentes, l'étape suivante a été de mettre en place de nouvelles fonctionnalités dans le VAP-S permettant d'augmenter de façon paramétrable l'information présente dans l'environnement avec des stimuli additionnels. Pour ce faire, nous avons défini un " Stimulus Logiciel Ajouté " par toute information, additionnelle, délivrée par le système virtuel, qui vient augmenter l'information présente dans l'environnement virtuel et dont l'absence de l'environnement virtuel n'interdit pas l'accomplissement de la tâche. Nous nous sommes intéressés aux SLA visuels et sonores. Grâce à trois études expérimentales nous avons étudié le lien qui existe entre les caractéristiques de l'information délivrée par le système virtuel et la performance des sujets dans la tâche. La première étude concerne l'effet de l'augmentation du champ visuel physique sur la performance. Elle a permis de montrer que chez les sujets sains et chez les sujets cérébrolésés, une meilleure visibilité des objets virtuels et un moins grand nombre d'erreurs de sélection peuvent être obtenus en utilisant un grand écran et un champ visuel physique large. La seconde étude concerne l'effet des SLA non contextuels sur la performance. Elle a permis de montrer que la performance des sujets sains et des patients cérébrolésés diminue en présence de SLA non contextuels dans l'environnement. La troisième étude, sur les SLA contextuels, a permis de montrer que la délivrance de stimuli liés à l'interaction permet d'améliorer la performance des sujets sains et des patients cérébrolésés dans la tâche, même s'ils ne sont pas informés du lien sémantique qui existe entre les stimuli délivrés et la tâche. En perspective, il serait souhaitable de pouvoir confirmer les résultats trouvés dans nos études en testant l'effet des autres SLA intégrés dans le VAP-S. Il serait également intéressant de mettre en place des études sur l'effet de la combinaison de SLA (auditif et visuel) sur la performance dans la tâche.

Cette thèse s'intéresse a l'apprentissage du comportement des avions dans le ciel. À partir de ces comportements l'objectif est de pouvoir générer du trafic aérien de manière autonome, légère et flexible pour alimenter une simulation. Les méthodes actuelles de simulation aériennes demandent beaucoup de préparation avant la simulation pour concevoir le scénario et d'interventions humaines pendant la simulation pour que le trafic aérien soit réaliste. Générer du trafic est une tâche complexe car le comportement des avions dépend de beaucoup de variables et des décisions de plusieurs d'acteurs : le contrôleur aérien décide de la trajectoire à suivre parmi toutes les possibilités qu'il perçoit, puis le pilote réagit plus ou moins rapidement de façon plus ou moins strict. Un système multi-agent adaptatif observe des trajectoires d'avions réelles pour apprendre comment les avions se comportent dans la réalité. Les différents agents impliquées coopèrent et modifient les liens qui les relient. Ce réseau entre les agents fini par représenter le comportement global de l'ensemble des avions et peut être interrogé par des agents avions en simulation pour savoir ce qu'ils doivent faire en fonction de leur situation courante. Nous présentons EVAA (Environnement Virtuel Auto-Adaptatif) capable d'apprendre le comportement des avions et de générer du trafic en fonction de ces comportements de manière totalement autonome. / This thesis is about learning the behavior of the aircrafts in the sky. With those behaviors the goal is to generate traffic in an autonomous and flexible way into a simulation. The current methods of air traffic simulation need to prepare the scenario before the simulation and the interventions of humans during the simulation to make the traffic realistic. Traffic generation is a complex task because the behaviors of the planes depends on many variables and several actors : the air traffic controller decide what trajectory to follow among many possibilities, then the pilot react , more or less promptly, to this order in a, more or less rigorous, way. An adaptive multi-agent system monitors trajectories of real aircrafts to learn how the planes behave in the real sky. The agents involved in this process cooperate and update the links between them to create a network representing the global behavior of all aircrafts. This network can then be queried by an aircraft agent in a simulation to know what it should do according to its current situation. We present EVAA (Self-Adaptive Virtual Environment) able to learn the behavior of aircrafts and to generate air traffic by using those behaviors in a autonomous way.

Equipes et communautés virtuelles deviennent un mode relationnel collectif largement généralisé. Elles possèdent des caractéristiques spécifiques : distances géographiques, rencontres physiques rares voire inexistantes, aptitude à inclure des grands nombres, facilité d’entrée-sortie, communication écrite dominante, ou effacement du statut social. Elles disposent d’un important bouquet d’outils web 2.0 collaboratifs avec des capacités propres, telles que la mémorisation des échanges, la possibilité du synchrone et de l’asynchrone, le dialogue multiple simultané, l’anonymat éventuel. La collaboration à distance réclame l’acquisition d’un nouveau savoir-faire devenu impératif, que nous appelons le management virtuel. Basée sur l’Analyse Systémique et l’Adaptive Structuration Theory, cette recherche propose un modèle, une mesure et une méthode d’aide au management virtuel. Le modèle est une représentation d’une entité virtuelle en trois dimensions fonctionnelles : la valeur ajoutée collective, la satisfaction des membres, et la flexibilité des frontières. Il s’appuie sur le concept d’adjacence, qui ajoute aux deux rôles d’un individu – l’agent, membre agissant pour la collectivité et l’acteur, stratège agissant pour lui - celui de personne connectée à d’autres individus ou communautés de même domaine d’intérêt. Toute entité virtuelle possède des individus adjacents et communautés adjacentes, en dehors d’elle, et intéressant le management virtuel. La mesure de la e-collaboration comprend celles de l’usage et de l’intérêt pour 18 outils collaboratifs. Elle a été réalisée auprès d’un échantillon de 199 entreprises pendant trois ans. The traitement de cette base de données a permis la création du modèle. Elle révèle des sous-groupes hostiles ou en faveur de la e-collaboration et indique sous quelles conditions elle est envisageable. Elle donne des tendances. Ainsi, les pratiques de community management commencent à être exploitées en interne dans le management d’équipes virtuelles. L’échantillon de grandes entreprises a montré aussi que la e-collaboration est en avance dans un pays émergent, le Vietnam, par rapport à la France. La recherche propose enfin une méthode, dénommée VEMS, Virtual Entities Management Support. Elle part d’une analyse de l’environnement et de la définition d’une stratégie en trois dimensions, puis détermine les fonctions de l’équipe ou de la communauté, les attitudes et les outils adéquats. Elle offre un choix de 18 fonctions et 79 attitudes déduites des recommandations de la littérature et enrichies des observations de l’échantillon. Cette méthode a été appliquée à cinq entités virtuelles de nature très différentes : internes chez un industriel et une banque, externes chez un réseau social, une communauté de fans de web séries, et une autre de fans de cuisine. Ces communautés possèdent de 160.000 à 40 membres. Pour chacune, une stratégie a pu être déployée, avec une série précise d’attitudes et d’outils, point de départ d’un programme opérationnel. Cinq fonctions et 22 attitudes sont communes à toutes les entités étudiées, dont six concernent les adjacences. Elles peuvent être considérées comme le fondement du management virtuel. La méthode a été également déployée auprès de quatre communautés de marques d’un même secteur à faible engagement. Quatre scénarios ont été déduits, dont la participation dans une communauté adjacente, préférable à celui de la création d’une communauté propre. / Virtual teams and communities become a widely spread collective relational mode. They have specific characteristics: geographical distances, physical meetings rare or nonexistent, ability to include large numbers, ease of input-output, dominant written communication, erasure of social status. They can benefit from a large number of web 2.0 collaborative tools with their own capacities, such as the storage of communications, the possibility of synchronous and asynchronous dialogue, multiple simultaneous exchanges, eventual anonymity. The e-collaboration requires the acquisition of a new imperative skill that we call virtual management. Based on the Systemic Analysis and Adaptive Structuration Theory, this research proposes a model, a measurement and a method, the Virtual Entities Management Support. The model is a representation of a virtual entity in three functional dimensions: the collective value, member satisfaction, and flexible frontiers. It is based on the concept of adjacency, which adds to the two roles of the individual - the agent acting for the community, and the actor acting for himself - the person connected to other individuals or communities with the same area of interest. Any virtual entity is connected to adjacent individuals and communities, an area of interest of the virtual management. The proposed measurement of e-collaboration includes the use and the interest for 18 collaborative tools. It was conducted with a sample of 199 companies for three years. This database processing has enabled the creation of the model. It reveals subgroups hostile or for e-collaboration and under what conditions it is interesting. It provides trends. Thus, the practice of community management begins to be used internally in the management of virtual teams. The sample of large firms also showed that e-collaboration is ahead in an emerging country, Vietnam, compared with France. The research also proposes a Virtual Entities Management Support method, called VEMS. It starts with an analysis of the environment, the definition of a strategy in three dimensions, and then determines the functions of the team or community, the attitudes and its appropriate tools. It offers a choice of 18 functions and 79 attitudes derived from the literature recommendations and enriched with the sample observations. This method has been applied to five virtual entities of different kinds: internal to an industrial manufacturer and a large bank, external to a social network, a community of fans of web series, and another community of fans of cookery. This entities include from 40 up to 160,000 members. For each, a strategy has been defined, with a specific set of attitudes and tools, the starting point of an operational program. Five functions and 22 attitudes are common to all the entities studied, six of which relate to adjacencies. They can be considered as the foundation of virtual management. The method has also been deployed to four brand communities of a sector with low consumer engagement. Four scenarios were deducted, including the participation to an adjacent community, preferable to the creation of a brand community.

Les littératures lesbiennes francophones montrent, d’une part, que les lesbiennes sont absentes du réel, car leur existence est réduite à l’(in)visibilité publique, sociale et historique, sur laquelle elles n’ont pas le contrôle et qui voile leur capacité à se réfléchir et s’inventer par et pour elles-mêmes. D’autre part, elles développent un système de reconnaissance politique en parallèle du modèle dominant. L’objectif de cette thèse est de montrer ce que permettent la littérature, et spécifiquement les littératures lesbiennes francophones, pour conjurer cette absence des lesbiennes. Il est question, plus particulièrement, de montrer que cette occultation est freinée par des pratiques du tiers espace. Il s’agit d’une notion qui émerge des études postcoloniales, géographiques et queer of color. Elle dénote une manière de reconfigurer deux éléments, lieux, ou perspectives en un troisième qui dépasse leur condition première d’existence afin de rendre le réel plus habitable. En tant qu’outil littéraire, nous avançons qu’il s’agit autant d’une manière de lire que d’écrire. Dans la première partie, nous étudierons les trois principales cultures du visible mises en scène dans notre corpus à travers une pratique de lecture du tiers espace, c’est-à-dire en tournant notre regard vers de nouveaux lieux d’autorité dans lesquels les personnages parviennent à définir leur identité au-delà de ces cultures. Dans la deuxième partie, nous nous attarderons sur le réalisme virtuel en tant que pratique d’écriture du tiers espace. Nous nous pencherons sur ses deux dimensions, documentaire et interactive, qui réinventent aussi bien le passé que la prise de parole. Notre recherche est aussi audacieuse : elle ose nommer un corpus, celui des littératures lesbiennes francophones, participant à combattre l’absence réelle des lesbiennes de l’espace public, social et historique.