De nombreux documents concernant l'émergence, la propagation ou le suivi de maladies humaines et animales sont quotidiennement publiés sur le Web. Afin de prévenir l'expansion des maladies, les épidémiologistes doivent constamment rechercher ces documents et les étudier afin de détecter les foyers de propagation le plus tôt possible. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux deux activités liées à ce travail de veille afin de proposer des outils visuels permettant de faciliter/accélérer l'accès aux informations pertinentes. Nous nous focalisons sur les maladies animales, qui ont été moins étudiées et qui pourtant peuvent avoir de lourdes conséquences sur les activités humaines (maladies transmises d'animaux à humains, épidémies dans les élevages, ...).La première activité du veilleur consiste à collecter les documents issus du Web. Pour cela, nous proposons EpidVis, un outil visuel permettant aux épidémiologistes de regrouper et structurer les mots-clés nécessaires à leurs recherches, construire visuellement des requêtes complexes, les lancer sur différents moteurs de recherche et visualiser les résultats retournés. La seconde activité du veilleur consiste à explorer un grand nombre de documents concernant les maladies. Ces documents contiennent non seulement des informations telles que les noms des maladies, les symptômes associés, les espèces infectées, mais aussi des informations de type spatio-temporelles. Nous proposons EpidNews, un outil de visualisation analytique permettant d'explorer ces données en vue d'en extraire des informations. Les deux outils ont été réalisés dans le cadre d'une étroite collaboration avec des experts en épidémiologie. Ces derniers ont réalisé des études de cas pour montrer que les fonctionnalités des propositions étaient complètement adaptées et permettaient de pouvoir facilement extraire de la connaissance. / Many documents concerning emergence, spread or follow-up of human and animal diseases are published daily on the Web. In order to prevent the spread of disease, epidemiologists must frequently search for these documents and analyze them to detect outbreaks as early as possible. In this thesis, we are interested in the two activities related to this monitoring work in order to produce visual tools facilitating the access to relevant information. We focus on animal diseases, which have been less studied but can have serious consequences for human activities (diseases transmitted from animals to humans, epidemics in livestock ...).The first activity is to collect documents from the Web. For this, we propose EpidVis, a visual tool that allows epidemiologists to group and organize the keywords used for their research, visually build complex queries, launch them on different search engines and view the results returned. The second activity is to explore a large number of documents concerning diseases. These documents contain not only information such as disease names, associated symptoms, infected species, but also spatio-temporal information. We propose EpidNews, a visual analytics tool to explore this data for information extraction. Both tools were developed in close collaboration with experts in epidemiology. The latter carried out case studies to show that the functionalities of the proposals were completely adapted and made it possible to easily extract knowledge.

L'analyse de données de plus en plus complexes, volumineuses et issues de différentes sources (e.g. internet, médias sociaux, etc.) est une tâche difficile. Elle reste cependant cruciale dans de très nombreux domaines d'application. Elle implique, pour pouvoir en extraire des connaissances, de mieux comprendre la nature des données, leur évolution ou les nombreuses relations complexes qu'elles peuvent contenir. La visualisation d'informations s'intéresse aux méthodes de représentations visuelles et interactives permettant d'aider un utilisateur à extraire des connaissances. C'est dans ce contexte que se situe le travail présenté dans ce mémoire. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la visualisation de longues séries temporelles hiérarchiques. Après avoir analysé les différentes approches existantes, nous présentons le système MultiStream permettant de visualiser, explorer et comparer l'évolution de séries organisées dans une structure hiérarchique. Nous illustrons son utilisation par deux exemples d'utilisation : émotions exprimées dans des médias sociaux et évolution des genres musicaux. Dans un second temps nous abordons la problématique de données complexes modélisées sous la forme de graphes multicouches (différentes types d'arêtes peuvent relier les n÷uds). Plus particulièrement nous nous intéressons au requêtage visuel de graphes volumineux en présentant VERTIGo un système qui permet de construire des requêtes, d'interroger un moteur spécifique, de visualiser/explorer les résultats à différentes niveaux de détail et de suggérer de nouvelles extensions de requêtes. Nous illustrons son utilisation à l'aide d'un graphe d'auteurs provenant de différentes communautés. / The analysis of data that is increasingly complex, large and from different sources (e.g. internet, social medias, etc.) is a dificult task. However, it remains crucial for many fields of application. It implies, in order to extract knowledge, to better understand the nature of the data, its evolution or the many complex relationships it may contain. Information visualization is about visual and interactive representation methods to help a user to extract knowledge. The work presented in this document takes place in this context. At first, we are interested in the visualization of large hierarchical time series. After analyzing the different existing approaches, we present the MultiStream system for visualizing, exploring and comparing the evolution of the series organized into a hierarchical structure. We illustrate its use by two examples: emotions expressed in social media and the evolution of musical genres. In a second time, we tackle the problem of complex data modeled in the form of multilayer graphs (different types of edges can connect the nodes). More specifically, we are interested in the visual querying of large graphs and we present VERTIGo, a system which makes it possible to build queries, to launch them on a specific engine, to visualize/explore the results at different levels of details and to suggest new query extensions. We illustrate its use with a graph of co-authors from different communities.

Ma dissertation explore comment l'intégration de petites visualisations contextuelles basées sur des données peut complémenter des documents écrits. Plus spécifiquement, j'identifie et je définis des aspects importants et des directions de recherches pertinentes pour l'intégration de petites visualisations contextuelles basées sur des données textuelles. Cette intégration devra finalement devenir aussi fluide qu'écrire et aussi utile que lire un texte. Je définis les visualisations-mots (Word-Scale Visualizations) comme étant de petites visualisations contextuelles basées sur des données intégrées au texte de documents. Ces visualisations peuvent utiliser de multiples codages visuels incluant les cartes géographiques, les heatmaps, les graphes circulaires, et des visualisations plus complexes. Les visualisations-mots offrent une grande variété de dimensions toujours proches de l’échelle d’un mot, parfois plus grandes, mais toujours plus petites qu’une phrase ou un paragraphe. Les visualisations-mots peuvent venir en aide et être utilisées dans plusieurs formes de discours écrits tels les manuels, les notes, les billets de blogs, les rapports, les histoires, ou même les poèmes. En tant que complément visuel de textes, les visualisations-mots peuvent être utilisées pour accentuer certains éléments d'un document (comme un mot ou une phrase), ou pour apporter de l'information additionnelle. Par exemple, un petit diagramme de l'évolution du cours de l’action d’une entreprise peut être intégré à côté du nom de celle-ci pour apporter de l'information additionnelle sur la tendance passée du cours de l'action. Dans un autre exemple, des statistiques de jeux peuvent être incluses à côté du nom d'équipe de football ou de joueur dans les articles concernant le championnat d'Europe de football. Ces visualisations-mots peuvent notamment aider le lecteur à faire des comparaisons entre le nombre de passes des équipes et des joueurs. Le bénéfice majeur des visualisations-mots réside dans le fait que le lecteur peut rester concentré sur le texte, vu que les visualisations sont dans le texte et non à côté.Dans ma thèse j’apporte les contributions suivantes : j'explore pourquoi les visualisation-mots peuvent être utiles et comment promouvoir leur création. J’étudie différentes options de placement pour les visualisations-mots et je quantifie leurs effets sur la disposition du texte et sa mise en forme. Comme les visualisations-mots ont aussi des implications sur le comportement de lecture du lecteur, je propose une première étude qui étudie les différents placements de visualisations-mots sur le comportement de lecture. J'examine aussi comment combiner les visualisations-mots et l'interaction pour soutenir une lecture plus active en proposant des méthodes de collection, d’arrangement et de comparaison de visualisations-mots. Finalement, je propose des considérations de design pour la conception et la création de visualisations-mots et je conclus avec des exemples d'application.En résumé cette dissertation contribue à la compréhension de petites visualisations contextuelles basées sur des données intégrées dans le texte et à leur utilité pour la visualisation d'informations. / This dissertation explores how embedding small data-driven contextual visualizations can complement text documents. More specifically, I identify and define important aspects and relevant research directions for the integration of small data-driven contextual visualizations into text. This integration should eventually become as fluid as writing and as usable as reading a text. I define word-scale visualisations as small data-driven contextual visualizations embedded in text documents. These visualizations can use various visual encodings including geographical maps, heat maps, pie charts, and more complex visualizations. They can appear at a range of word scales, including sizes larger than a letter, but smaller than a sentence or paragraph. Word-scale visualisations can help support and be used in many forms of written discourse such as text books, notes, blog posts, reports, stories, or poems. As graphical supplements to text, word-scale visualisations can be used to emphasize certain elements of a document (e.g. a word or a sentence), or to provide additional information. For example, a small stock chart can be embedded next to the name of a company to provide additional information about the past trends of its stocks. In another example, game statistics can be embedded next to the names of soccer teams or players in daily reports from the UEFA European Championship. These word-scale visualisations can then for example allow readers to make comparison between number of passes of teams and players. The main benefit of word-scale visualisations is that the reader can remain focused on the text as the visualization are within the text rather than alongside it.In the thesis, I make the following main contributions: I explore why word-scale visualisations can be useful and how to support their creation. I investigate placement options to embed word-scale visualisations and quantify their effects on the layout and flow of the text. As word-scale visualisations also have implications on the reader's reading behavior I propose a first study that investigates different word-scale visualisation positions on the reading behavior. I also explore how word-scale visualisations can be combined with interaction to support a more active reading by proposing interaction methods to collect, arrange and compare word-scale visualisations. Finally, I propose design considerations for the authoring of word-scale visualisations and conclude with application examples.In summary, this dissertation contributes to the understanding of small data-driven contextual visualizations embedded into text and their value for Information Visualization.

Durant les 20 dernières années, la recherche en visualisation d’informations (InfoVis) a permis l’émergence de nouvelles techniques et méthodes qui permettent d’assister l’analyse de données intensives pour la science, l’industrie, et les gouvernements. Cependant, la plupart de ces travaux de recherches furent orientés sur des données statiques pour des utilisateurs experts.Dernièrement, des évolutions technologique et sociétales ont eu pour effet de rendre les données de plus en plus dynamiques et accessibles pour une population plus diverse. Par exemple des flux de données tels que les emails, les mises à jours de statuts sur les réseaux sociaux, les flux RSS, les systèmes de
gestion de versions, et bien d’autres. Ces nouveaux types de données sont utilisés par une population qui n’est pas forcément entraînée ou éduquée à utiliser des visualisations de données. La plupart de ces personnes sont des utilisateurs occasionnels, d’autres utilisent très souvent ces données dans leurs travaux. Dans les deux cas, il est probable que ces personnes n’aient pas reçu de formation formelle en visualisation de données.Ces changements technologiques et sociétaux ont généré une multitude de nouveaux défis, car la plupart des techniques de visualisations sont conçues pour des experts et des bases de données statiques. Peu d’études ont été conduites pour explorer ces défis. Dans ce rapport de thèse, j’adresse la question suivante : « Peut-­on permettre à des utilisateurs non­-experts de créer leur propre visualisation et de contribuer à l’analyse de flux de données ? »La première étape pour répondre à cette question est d’évaluer si des personnes non formées à la visualisation d’informations ou aux « data sciences » peuvent effectuer des tâches d’analyse de données dynamiques utiles, en utilisant un système de visualisation adapté pour supporter cette tâche. Dans la première partie de cette dissertation, je présente différents scénarios et systèmes, qui permettent à des utilisateurs non­-experts (de 20 à 300 ou 2000 à 700 000 personnes) d’utiliser la visualisation d’informations pour analyser des données dynamiques.Un autre problème important est le manque de principes génériques de design pour l’encodage visuel de visualisations d’informations dynamiques. Dans cette dissertation, je conçois, définis, et explore un espace de design pour représenter des donnés dynamiques pour des utilisateurs non­-experts. Cette espace de design est structuré par des jetons graphiques représentant des éléments de données qui permettent de construire dans le temps différentes visualisations, tant classiques que nouvelles.Dans cette thèse, je propose un nouveau paradigme de conception (design) pour faciliter la réalisation de visualisation d’informations par les utilisateurs non­-experts. Ce paradigme est inspiré par des théories établies en psychologie du développement, tout autant que par des pratiques passées et présentes de création de visualisation à partir d’objets tangibles. Je décris tout d’abord les composants et processus de bases qui structurent ce paradigme. Ensuite, j’utiliserai cette description pour étudier *si et comment* des utilisateur non­-experts sont capables de créer, discuter, et mettre à jour leurs propres visualisations. Cette étude nous permettra de réviser notre modèle précédent et de fournir une première exploration des phénomènes relatifs à la création d’encodages visuels par des utilisateurs non­-experts sans logiciel. En résumé, cette thèse contribue à la compréhension des visualisations dynamiques pour des utilisateurs non­-experts. / During the past two decades, information visualisation (InfoVis) research has created new techniques and methods to support data- intensive analyses in science, industry and government. These have enabled a wide range of analyses tasks to be executed, with tasks varying in terms of the type and volume of data involved. However, the majority of this research has focused on static datasets, and the analysis and visualisation tasks tend to be carried out by trained expert users. In more recent years, social changes and technological advances have meant that data have become more and more dynamic, and are consumed by a wider audience. Examples of such dynamic data streams include e-mails, status updates, RSS 1 feeds, versioning systems, social networks and others. These new types of data are used by populations that are not specifically trained in information visualization. Some of these people might consist of casual users, while others might consist of people deeply involved with the data, but in both cases, they would not have received formal training in information visualization. For simplicity, throughout this dissertation, I refer to the people (casual users, novices, data experts) who have not been trained in information visualisation as non-experts.These social and technological changes have given rise to multiple challenges because most existing visualisation models and techniques are intended for experts, and assume static datasets. Few studies have been conducted that explore these challenges. In this dissertation, with my collaborators, I address the question: Can we empower non-experts in their use of visualisation by enabling them to contribute to data stream analysis as well as to create their own visualizations?The first step to answering this question is to determine whether people who are not trained in information visualisation and the data sciences can conduct useful dynamic analysis tasks using a visualisation system that is adapted to support their tasks. In the first part of this dissertation I focus on several scenarios and systems where different sized crowds of InfoVis non-experts users (20 to 300 and 2 000 to 700 000 people) use dynamic information visualisation to analyse dynamic data.Another important issue is the lack of generic design principles for the visual encoding of dynamic visualization. In this dissertation I design, define and explore a design space to represent dynamic data for non-experts. This design space is structured by visual tokens representing data items that provide the constructive material for the assembly over time of different visualizations, from classic represen- tations to new ones. To date, research on visual encoding has been focused on static datasets for specific tasks, leaving generic dynamic approaches unexplored and unexploited.In this thesis, I propose construction as a design paradigm for non-experts to author simple and dynamic visualizations. This paradigm is inspired by well-established developmental psychological theory as well as past and existing practices of visualisation authoring with tangible elements. I describe the simple conceptual components and processes underlying this paradigm, making it easier for the human computer interaction community to study and support this process for a wide range of visualizations. Finally, I use this paradigm and tangible tokens to study if and how non-experts are able to create, discuss and update their own visualizations. This study allows us to refine our previous model and provide a first exploration into how non-experts perform a visual mapping without software. In summary, this thesis contributes to the understanding of dynamic visualisation for non-expert users.

L'Intelligence Territoriale est un concept récemment apparu en France. Nous l'avons identifié comme la conjugaison d'actions d'Intelligence Economique et de Knowledge Management appliquées à un territoire. L'Intermédiation Territoriale en est une forme particulière, qui s'appuie sur la notion de médiation et l'utilisation d'intermédiaire(s) humain(s). Nous avons participé à la mise en place d'un tel dispositif, dans lequel les intermédiaires humains sont notamment chargés de résoudre des problèmes informationnels pour des tiers. Nos travaux ont cherché à améliorer l'efficacité de ces personnels pour répondre aux Problèmes de Recherche d'Informations (PRI) qui leurs sont posés. Dans ce but, nous avons puisé notre inspiration dans les domaines de la Communication Humaine, de la Représentation des Connaissances et de la Résolution de Problèmes. Nous en avons déduit une solution en quatre parties : (1) des Principes de bonne formulation d'un énoncé de PRI, (2) un Modèle d'aide à la génération d'un questionnement sur un PRI, (3) un Outil d'aide à la représentation de l'interprétation d'un sujet de PRI, (4) une Pertinence informationnelle orientée vers la demande.