La plupart des applications qui intègrent le son 3D en environnement virtuel sont limitées à la simulation acoustique. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'apport du son 3D dans l'interaction en environnement virtuel. Nous avons développé une technique de stimulation sonore appelée: Sensation Artificielle Spatialisée Auditive (SASA), basée sur la création d'effets sonores. Cette technique restitue des sensations de spatialisation de son permettant la localisation précise (en azimut et en élévation) de sources sonores. Afin d'améliorer le temps de localisation de sources sonores, nous avons développé un modèle qui intègre la fonction HRTF (Head-Related Transfer Function) avec la technique SASA. Pour simuler la profondeur de sources sonores, nous avons développé une technique basée sur la combinaison entre l'indice d'intensité et les différences interaurales de temps. Les techniques développées dans le cadre de cette thèse ont été utilisées pour le guidage auditif afin de fournir des informations spatiales en azimut, en élévation et en profondeur. Nous avons appliqué cette technique dans la simulation chirurgicale pour assister l'opérateur dans la phase de triangulation. Nous avons validé cette approche en termes de performance de manipulation et du retour d'informations de l'utilisateur. Les résultats obtenus des travaux de cette thèse sont prometteurs pour l'utilisation de son 3D dans l'interaction en environnement virtuel.

Le cadre de nos recherches est la diffusion d'informations en Langue des Signes Française via un signeur virtuel, par combinaison de segments d'énoncés préenregistrés. Notre étude porte sur une proposition de modèle de coarticulation pour ce système de diffusion. Le phénomène de coarticulation est encore très peu étudié dans le domaine des langues des signes : en puisant dans différents domaines (langues vocales, gestes) nous proposons une définition de ce qu'est la coarticulation en langue des signes, et nous présentons une méthodologie d'analyse de ce phénomène, en nous focalisant sur les configurations des mains et la direction du regard. Nous détaillons les différents aspects de la création et de l'annotation de corpus, et de l'analyse de ces annotations. Des calculs statistiques quantitatifs et qualitatifs nous permettent de proposer un modèle de coarticulation, basé sur des relâchements et des tensions de configurations des mains. Nous proposons et mettons en oeuvre une méthodologie d'évaluation de notre modèle. Enfin nous proposons des perspectives autour des utilisations potentielles de ce modèle pour des recherches en traitement d'image et en animation de personnages 3d s'exprimant en langue des signes française.

Depuis quelques années, la plupart des constructeurs automobiles innovent en faisant appel aux techniques de la réalité virtuelle (RV). Cette approche possède un fort potentiel en termes de gain de temps et de réduction des coûts. Elle permet également d'évaluer de nouvelles approches liées au processus de conception lui-même. Cependant, un certain nombre de verrous technologiques et méthodologiques subsistent. Ils concernent en particulier (i) la simplification et la physicalisation des maquettes numériques issues des logiciels de CAO, (ii) le développement de configurations visuo-haptiques adaptées aux différentes tâches impliquées par le prototypage virtuel, et (iii) l'identification des retours sensoriels les plus pertinents, permettant à l'opérateur d'effectuer ces tâches efficacement. Un ensemble de problématiques soulevées par le service R&D de Valeo Lighting Systems (Angers) nous a conduit à traiter les trois aspects évoqués ci-dessus. Les tâches étudiées sont l'accessibilité, l'extraction et la manipulation de lampes sur prototype virtuel à l'échelle 1:1. Dans le manuscrit, nous commençons par aborder les limites du prototypage réel et les apports liés au prototypage virtuel. Ces apports sont examinés en particulier pour les phases de création et de validation des prototypes. Puis, nous présentons un état de l'art exhaustif des dispositifs d'affichage et des interfaces à retour d'effort, que nous avons classées en fonction de leur architecture mécanique et de leur support de référence. Ensuite, nous traitons la simplification et l'intégration de maquettes virtuelles ainsi que l'intégration du modèle biomécanique de l'opérateur humain. Différentes simulations permettant de valider la méthodologie d'intégration proposée sont décrites. Celles-ci sont basées sur l'utilisation de notre plate-forme de réalité virtuelle. Enfin, nous décrivons une série cohérente et progressive d'expérimentations permettant d'évaluer la pertinence et l'influence de différentes modalités sensorielles (visuelle, sonore, vibro-tactile, et kinesthésique) sur la performance humaine. L'objectif est d'identifier les avantages et inconvénients de ces retours d'information dans différentes configurations matérielles. Les résultats sont analysés via différents indicateurs de performance (temps de réalisation des tâches, précision de placement). Des données subjectives sont également recueillies via l'observation des sujets pendant l'exécution des tâches et à partir de questionnaires.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur le prototypage virtuel des systèmes embarqués hétérogènes. La complexité des systèmes embarqués fait qu'il est difficile de trouver une solution optimale. Ainsi, les approches adoptées par les ingénieurs reposent sur la simulation qui requiert le prototypage virtuel. L'intérêt du prototypage virtuel est de fournir des modèles exécutables de systèmes embarqués afin de les étudier du point de vue fonctionnel et non-fonctionnel. Notre contribution consiste en la définition d'une nouvelle approche à composants pour le prototypage virtuel des systèmes embarqués, appelé 42. 42 n'est pas un nouveau langage pour le développement des systèmes embarqués, mais plutôt un outil pour la description et l'assemblage de composants pour les systèmes embarqués, au niveau système. Un modèle pour le prototypage virtuel des systèmes embarqués doit prendre en compte leur hétérogénéité. Des approches comme Ptolemy proposent un catalogue de MoCCs (Models of Computation and Communication) qui peuvent être organisés en hiérarchie afin de modéliser l'hétérogénéité. 42 s'inspire de Ptolemy dans l'organisation hiérarchique de composants et de MoCCs. Cependant, les MoCCs dans 42 ne sont pas fournis sous forme de catalogue, ils sont décrits par des programmes qui manipulent un petit ensemble de primitives de base pour activer les composants et gérer les communications entre eux. Une approche à composants comme 42 requiert un formalisme de spécification de composants. Nous étudierons les moyens proposés par 42 pour décrire les composants. Nous nous intéresseront particulièrement aux contrats de contrôle de 42. 42 est indépendant de tout langage ou formalisme. Il est conçu dans l'optique d'être utilisé conjointement avec les approches existantes. Nous donnerons une preuve de concept afin de montrer l'intérêt d'utiliser 42 et les contrats de contrôle associés aux composants, conjointement avec des approches existantes.

Dans la présente thèse, nous proposons une grille de lecture - ancrée dans la théorie du don de Marcel Mauss - et permettant de comprendre les échanges effectués dans le cadre des réseaux sociaux numériques (RSN). Cet éclairage que nous présentons, nous amène à définir et à conceptualiser " le lien social virtuel " qui explique la continuité d'utilisation de ces plates-formes de socialisation en ligne. Il nous permet également d'effectuer une taxonomie des utilisateurs des RSN en fonction de leurs comportements de " donneurs " et de " receveurs " sur ces sites. C'est ainsi que nous avons pu identifier quatre profils : " les connectés " et " les réseauphiles " (catégorie de continueurs) puis " les désenchantés " et " les déconnectés " (catégorie de discontinueurs). Nous suivons une démarche de recherche mixte puisque nous adoptons à la fois des méthodes quantitatives et qualitatives qui s'enrichissent mutuellement et nous permettent de répondre à notre problématique de recherche

Few studies have investigated the credibility of computer simulations, from the user’s perspective. This thesis tackles the credibility question, construed as inextricably linked to the judgments of actors who deal with simulations. The theoretical part of this work consists in a typology of credibility-related judgments pertaining to various media . This analysis leads to the development of a judgment construct applying specifically to interactive simulation, and based on the notion of verisimilitude, the quality of appearing true or real. The empirical part is an exploratory study that investigated the perceptions of potential users of a simulation-based learning environment (the VPLab). This study aimed to show the pertinence of verisimilitude in examining credibility discourse, and to explore themes for future research. Its specific objectives were to uncover: (1) users’ preoccupations and representations relating to the VPLab’s verisimilitude, (2) the cues enabling users to make judgments about the VPLab, and (3) the roles played by such cues in the expression of judgments. Following a qualitative and descriptive approach, the investigation included in-depth interviews with thirteen university science students. As part of the results, several varied research themes were developed and the complex nature of user verisimilitude judgments was highlighted. Furthermore, connections appeared between these judgments and individual traits of users, such as prior use of certain computer applications. The influence of various aspects of the environment on its verisimilitude was also considered. ----- [Version française] ---->>>> Peu d’ouvrages traitent de la crédibilité des simulations informatiques, du point de vue de leurs utilisateurs. Ce mémoire examine cette question sous l’angle des jugements de divers acteurs concernés par ces technologies. Son volet théorique définit une typologie de jugements associés à la crédibilité de divers media et propose un concept de jugement propre aux simulations interactives, fondé sur la notion de vraisemblance. Son volet empirique consiste en une étude exploratoire des perceptions des utilisateurs potentiels d’un environnement d’apprentissage fondé sur la simulation (le laboratoire virtuel de physique). Cette étude visait à démontrer la pertinence du concept de jugement de vraisemblance dans l’analyse de discours traitant de crédibilité, et à explorer des pistes de recherche future dans ce domaine. Les objectifs spécifiques de l’étude étaient de mettre au jour (1) les préoccupations et représentations des utilisateurs à l’égard de la vraisemblance de l’environnement, (2) les repères sur lesquels ils s’appuient pour poser des jugements et (3) les rôles que jouent ces repères dans ceux-ci. L’approche qualitative et descriptive retenue s’appuyait principalement sur des entrevues en profondeur auprès de treize étudiants universitaires. L’étude a permis d’explorer de nombreux thèmes de recherche inédits; ses résultats ont mis en relief le caractère complexe des jugements et fait apparaître des relations entre ces derniers et des caractéristiques des utilisateurs, telles que leurs antécédents en matière d’usage d’applications informatiques. L’influence de divers éléments ou caractéristiques de l’environnement sur les jugements a également été examinée.

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la conception et réalisation d'un robot d'assistance à la personne. Dans cette thèse, nous nous intéressons particulièrement à la conception, à la modélisation et à la commande d'un robot manipulateur mobile. La conception mécanique couplée à un outil de simulation dynamique multi-corps nous a permis d'obtenir un modèle virtuel très réaliste. Le modèle cinématique du système a été obtenu en utilisant la méthode D-H modifiée. L'approche Bond graph et la méthode de Lagrange ont permis de construire le modèle dynamique. Un algorithme hybride qui combine la pseudoinverse du jacobien et la méthode RRT a été proposé pour la planification de mouvement d'un manipulateur redondant et rechercher de configurations continues, stables et sans collision. Un contrôleur basé sur les réseaux de neurones a été introduit pour la commande coordonnée d'un manipulateur mobile. Cette méthode ne nécessite pas un modèle précis du robot. Les paramètres inconnus sont identifiés et compensés en utilisant des réseaux de neurones RBF. Un algorithme de contrôle similaire est présenté pour la commande force/position d'un manipulateur mobile qui est soumis à des contraintes holonomes et nonholonomes. L'étude de la main robotique a été effectuée séparément avant d'être couplée au reste du système. Les modèles cinématique et dynamique du système main-objet ont été obtenus en utilisant les approches mathématiques et bond graph. Un algorithme est proposé afin d'assurer une prise ferme, éviter les dérapages et suivre les mouvements désirés. Les validations des modèles et des différentes lois de commande ont été effectuées grâce à la co-simulation Matlab/modèle virtuel

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la modélisation et la simulation d'un microsystème multidisciplinaire composé de dispositifs qui sont conçus dans des domaines différents: électromécanique, électronique analogique et numérique, et électrochimique. <br />L'objectif est de proposer des prototypes virtuels d'un microsystème dit autonome. Ce microsystème permet de générer à partir de vibrations mécaniques, une énergie électrique qui sert à alimenter tout le dispositif, et le rendre électriquement indépendant.<br />Une méthode de modélisation collaborative sous l'environnement MATLAB/Simulink est proposée afin d'étudier le comportement du microsystème. Ceci est réalisé à différents niveaux de détails en se basant sur deux approches de simulations. La première permet de vérifier le comportement du prototype virtuel dans un même environnement et de le valider par simulation globale. La deuxième approche consiste à simuler le système complet en faisant appel à l'interface de cosimulation avec le langage VHDL sous ModelSim. <br />Les résultats de simulation confrontés aux mesures effectuées sur le prototype physique ont montré la fiabilité de la méthode proposée.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la modélisation et la simulation d'un microsystème multidisciplinaire composé de dispositifs qui sont conçus dans des domaines différents: électromécanique, électronique analogique et numérique, et électrochimique. L'objectif est de proposer des prototypes virtuels d'un microsystème dit autonome. Ce microsystème permet de générer à partir de vibrations mécaniques, une énergie électrique qui sert à alimenter tout le dispositif, et le rendre électriquement indépendant. Une méthode de modélisation collaborative sous l'environnement MATLAB/Simulink est proposée afin d'étudier le comportement du microsystème. Ceci est réalisé à différents niveaux de détails en se basant sur deux approches de simulations. La première permet de vérifier le comportement du prototype virtuel dans un même environnement et de le valider par simulation globale. La deuxième approche consiste à simuler le système complet en faisant appel à l'interface de cosimulation avec le langage VHDL sous ModelSim. Les résultats de simulation confrontés aux mesures effectuées sur le prototype physique ont montré la fiabilité de la méthode proposée.

Un réseau ad hoc est un réseau sans-fil spontané de terminaux mobiles. S'il est connecté à Internet, il constitue un réseau hybride. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la création d'une couche d'auto-organisation, pré-requis selon nous à une utilisation efficace du réseau. L'ensemble des contributions présentées ici expliquent comment structurer un réseau ad hoc et mettent en exergue l'utilité d'une telle organisation. <br /><br />Nous avons proposé une auto-organisation formant plusieurs niveaux de hiérarchie et facilitant la diffusion d'information. Les algorithmes ont été intiment liés pour une maintenance optimisée. Cette structure a été validée à l'aide de simulations, analytiquement et dans un environnement radio réel. Des propriétés de robustesse, de persistance, d'auto-stabilisation et de passage à l'échelle ont notamment été mises en exergue. Cette auto-organisation ne constituant aucunement une fin en soi, nous avons également proposé des protocoles de routage et de localisation s'appuyant sur la structure virtuelle, s'inspirant largement des protocoles actuels tout en améliorant leur passage à l'échelle et performances.