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Making people change is difficult; making them change for ever is all the more challenging. We explore adaptation as a means for bringing diversity and thereby for killing the annoying effect of persuasive messages. The case study is TILT, a persuasive application dedicated to smartphone usage regulation. We show that adapting persuasion increases efficiency. Persuader est difficile ; persuader sur la durée l’est encore plus. Nous explorons l’adaptation pour apporter de la variété et de la pertinence à la persuasion et ainsi pallier l’usure de l’efficacité des messages persuasifs. Le cas d’étude est TILT, un dispositif persuasif pour la régulation du temps d’usage du smartphone. La persuasion de TILT s’appuie sur le principe d’auto-surveillance. L’expérimentation démontre la pertinence de l’adaptation du message persuasif comme renfort de l’efficacité du principe d’auto-surveillance dans le temps.

Making people change is difficult; making them change for ever is all the more challenging. We explore adaptation as a means for bringing diversity and thereby for killing the annoying effect of persuasive messages. The case study is TILT, a persuasive application dedicated to smartphone usage regulation. We show that adapting persuasion increases efficiency., Persuader est difficile ; persuader sur la durée l’est encore plus. Nous explorons l’adaptation pour apporter de la variété et de la pertinence à la persuasion et ainsi pallier l’usure de l’efficacité des messages persuasifs. Le cas d’étude est TILT, un dispositif persuasif pour la régulation du temps d’usage du smartphone. La persuasion de TILT s’appuie sur le principe d’auto-surveillance. L’expérimentation démontre la pertinence de l’adaptation du message persuasif comme renfort de l’efficacité du principe d’auto-surveillance dans le temps.

The increase in energy demand has motivated a large body of research, using a diverse collection of approaches to reduce domestic energy use. One promising approach to this societal problem is the development of systems that cooperate with the residents combined with digital behavior changes interventions. In this chapter, we present the Mondrian User Interface pattern intended to help system developers to structure and populate the interactive components of their system in order to inspire eco-responsibility. The Mondrian UI serves as an ambient decorative display that supports different levels of users’ attention investment while sustaining daily use. Like Mondrian’s Collections, the Mondrian UI pattern divides the screen into rectangles of different sizes painted in primary colors. The rectangles contain information that can be zoomed in and zoomed out to support multilevel representations of the same semantic information while maintaining informational context accessible. In order to minimize attentional effort, the top-level content of a rectangle is intended to communicate information at a glance while the other levels provide analytic details on demand with minimalist one-click interaction. Each rectangle of the Mondrian UI is populated with eco-inspiring content such as spatiotemporal information about energy use, recommendations and explanations, and social incentives, or with utilitarian content, such as the weather forecast, that family members have the habit of consulting frequently. Utilitarian content along with the display located in a socializing place is intended to enforce the daily use of eco-inspiring information. We have applied the Mondrian UI pattern to the design and implementation of the user interface of an e-coach electricity management system.

International audience; Shape-changing User Interfaces (UIs) explore the ability of a UI to change its physical shape to support multiple interaction modalities for users’ input and/or system’s output. An approach currently studied to implement such interfaces at a high resolution is based on mm-sized, round, and self-actuated modules. The problem we tackle in this paper is to find the range of usable sizes of such modules, to better inform the trade-off between usability and technological feasibility. We assessed four sliders in a controlled user study: a standard slider and three sliders made of mock-up rounded modules of ø1 mm, ø2.5 mm, and ø5 mm. Experimental results show that (1) ø5 mm modules significantly impair performance for the pursuit task and subjective perception for both tasks, (2) performance increases when the size of modules decreases, but (3) users reportedly enjoyed the haptic feedback provided by ø1 mm to ø2.5 mm modules. These results provide deeper understanding on the impact of the size of modules on performance and subjective perception to inform current technological development of physical user interfaces made of small robotic modules.

Graphical Adaptive Menus are Graphical User Interface menus whose predicted items of immediate use can be automatically rendered in a prediction window. Rendering this prediction window is a key question for adaptivity to enable the end-user to efficiently differentiate predicted items from normal ones and to consequently select appropriate items. Adaptivity for graphical menus has been investigated more for normal screens, such as desktops, than for small screens, such as smartphones, where real estate imposes severe rendering constraints. To address this question, this article defines and explores a design space where graphical adaptive menus are structured based on Bertin’s eight visual variables (i.e., position, size, shape, value, color, orientation, texture, and motion) and their combination by comparing their rendering for small screens with respect to normal screens. Based on this design space, previously introduced graphical adaptive menus are revisited in terms of four stability properties (i.e., spatial, physical, format, and temporal), and new menu designs are introduced and discussed for both normal and small screens. The resulting set of graphical adaptive menu has been subject to a preference analysis from which a particular design emerged: the cloud menu, where predicted items are arranged in an adaptive tag cloud. We investigate empirically the effect of the cloud menu on the item selection time and the error rate with respect to a static menu and an adaptive linear menu. This article then suggests a set of usability guidelines for designers and practitioners to design graphical adaptive menus in general and cloud menus in particular.

International audience; This work addresses the evaluation of interaction techniques for decision-making tasks performed by non-experts in the context of multi-objective optimization problems. Such tasks require making trade-offs between antagonistic criteria, according to individual subjective preferences. Evaluating such techniques is made difficult by the subjective nature of such tasks, as well as by a lack of rigorous methods for assessment. Our primary contributions to this problem are two-fold: (1) a set of subjective metrics including decision accuracy, choice satisfaction, and incentives to explore; (2) the use of a pragmatic approach to map these subjective metrics onto objective quantitative measures. To illustrate how this subjective-objective mapping can be performed in a pragmatic manner, we have conducted an experiment involving 177 participants to objectively measure and compare two multi-slider interaction techniques for decision-making tasks performed by non-experts in the context of domestic energy management. The results of this evaluation constitute a secondary contribution.

This thesis contributes to the research field of Human-Computer Interaction (HCI). The focus of the research is on tabletop Augmented Reality (AR) interaction. Allowing visualization of 3D virtual information linked to a table that acts as a physical support for interaction is one of the main advantages of tabletop AR.Tabletop AR systems thus define a relevant alternative to the often complex desktop software used to create and visualize 3D models (3D modeling, CAD, urban planning, architecture).Currently, these systems use mid-air interaction techniques inherited from classical AR that mimic the manipulation of physical objects. Although intuitive and direct, these techniques are often imprecise and tiring for long-term use.Tabletop AR systems also allow tactile interaction on the table which is more precise but less intuitive for 3D tasks than 3D mid-air interaction. In this context, the research question of our work concerns the design of 3D object selection techniques in tabletop AR that are precise, not tiring, and easy to handle and use.The design space to be explored is vast and includes selection techniques based on tactile interaction on the table, mid-air interaction above the table, and hybrid interaction combining the two interaction spaces i.e. the table and the space above the table. The exploration of this vast design space gave rise to three contributions.Our first contribution is to identify which AR device, between a head-mounted display (HMD) and a handheld device (smartphone/tablet), is the most efficient for the visualization and selection of 3D objects. The experimental results show better performance and user feedback with an HMD. We have therefore focused on tabletop AR with an HMD in our subsequent work.Our second contribution concerns the selection of distant 3D objects. We propose a new bi-manual technique, namely textit{RayLens}, to improve the accuracy of distant object pointing. textit{RayLens} combines a ray and a 2D magnifying lens that can be moved in 3D. This technique has proven to be efficient, not tiring, and particularly appreciated by the users thanks to its ease of use and intuitiveness.Finally, our third contribution focuses on the precise selection of objects at hand and further develops the use of the table as an input space for interaction. By experimentally comparing the three interaction spaces provided in tabletop AR (2D table space, 3D space above the table, hybrid space), we highlight the importance of the table support in improving accuracy and reducing fatigue. We also show the effectiveness of hybrid techniques that successfully combine the accuracy of tactile interaction with the speed of mid-air interaction.; Cette thèse s’inscrit dans le domaine de l’Interaction Humain-Machine (IHM) et est dédiée à l’interaction en Réalité Augmentée (RA) sur table. Permettre de visualiser des informations virtuelles 3D liées à une table qui sert de support physique à l’interaction est un des principaux avantages de la RA sur table. Les systèmes de RA sur table sont ainsi une alternative pertinente aux logiciels souvent complexes sur ordinateurs de bureau pour créer et manipuler des modèles 3D (modélisation 3D, conception assistée par ordinateur, urbanisme, architecture). Actuellement, ces systèmes mettent en œuvre des techniques d’interaction dans l’air héritées de la RA classique et imitant les manipulations d’objets physiques. Bien qu’intuitives et directes, ces techniques sont souvent peu précises et fatigantes pour un usage prolongé. Les systèmes de RA sur table autorisent également l’interaction tactile sur la table qui est plus précise mais moins intuitive pour des tâches 3D que l’interaction dans l’air. Dans ce contexte, la question de recherche de nos travaux concerne la conception de techniques de sélection d’objets 3D en RA sur table qui soient précises, peu fatigantes et faciles à prendre en main et à utiliser.L’espace de conception à explorer est vaste et comprend des techniques de sélection basées sur l’interaction tactile sur la table, sur l’interaction dans l’air au-dessus de la table et sur l’interaction hybride alliant ces deux espaces d’interaction que sont la table et l’espace au-dessus. L’exploration de ce vaste espace de conception a donné lieu à trois contributions. Notre première contribution est d’identifier quel dispositif de RA, entre un casque et un dispositif portable (téléphone / tablette), est le plus efficace pour la visualisation et la sélection d’objets 3D en RA sur table. Les résultats montrent de meilleurs performances et retours utilisateurs avec un casque de RA. Nous nous sommes donc concentrés sur ce dispositif dans la suite de nos travaux.Notre deuxième contribution concerne la sélection d’objets distants. Nous avançons une nouvelle technique bi-manuelle textit{RayLens} pour améliorer la précision du pointage d’objets distants. textit{RayLens} combine un rayon et une lentille grossissante 2D déplaçable en 3D. Cette technique s’est révélée performante, peu fatigante et particulièrement appréciée par les utilisateurs grâce à sa simplicité de prise en main et d’utilisation.Enfin, notre troisième contribution porte sur la sélection précise d’objets à portée de main et approfondit l’utilisation de la table comme espace d’interaction en entrée. En comparant expérimentalement les trois espaces d’interaction fournis en RA sur table (espace 2D de la table, espace 3D au-dessus de la table, espace hybride), nous soulignons l’importance du support de la table pour améliorer la précision et réduire la fatigue. Nous montrons également l’efficacité des techniques hybrides qui combinent avec succès la précision de l’interaction tactile et la rapidité de l’interaction dans l’air.

In mixed environments, the selection of distant 3D objects is commonly based on raycasting. To address the limitations of raycasting for selecting small targets in dense environments, we present RayLens an extended raycasting technique. RayLens is a bimanual selection technique, which combines raycasting with a virtual 2D magnification lens that can be remotely moved in 3D space using the non-dominant hand. We experimentally compared RayLens with a standard raycasting technique as well as with RaySlider an extension of raycasting based on a target expansion mechanism whose design is akin to RayLens. RayLens is considerably more accurate and more than 1.3\(\times \) faster than raycasting for selecting small targets. Furthermore, RayLens is more than 1.6\(\times \) faster than RaySlider in dense environments. Qualitatively, RayLens is easy-to-learn and the preferred technique making it a good candidate technique for general public usage.

This thesis is in the field of Human-Computer Interaction (HCI) and specifically focuses on user interaction with Mixed Reality systems that rely on Head-Mounted Displays. Mixed Reality (MR) enables us to create mixed environments that combine virtual content with physical content. The entire workspace, including both physical and virtual objects, can then be used to interact with the system. Unlike traditional graphical interfaces, MR combines the advantages of the physical environment while providing the flexibility of virtual elements. The fields of application are many and varied, ranging from industrial manufacturing to medicine.Surgery is an application context in which MR is particularly promising. The ability to view medical data directly on the patient's body and around the operating table is a crucial benefit for surgeons. However, the existing techniques for interacting with this virtual information are not suited to the many constraints of the operating room. New approaches are needed to enable surgeons to view, manipulate and edit virtual content during an operation.Our research is driven by this need for MR interaction techniques for augmented surgery. Thanks to our partnership with the company Aesculap for this CIFRE thesis, our work is dedicated to knee prosthesis operations. We focus on the use of Head-Mounted Displays (HMDs), through which the augmented field of view is directly related to the position of the head.We start by providing a design space for MR head-based interaction. We explore this design space by devising new interaction techniques with menus. These techniques involve the entire reality-virtuality continuum by considering different physicalities for targets and implementing transitions between mixed reality and virtual reality. Our goal is to fulfill the surgery constraints by taking advantage of the objects already present in the operating room.After exploring head-based techniques, we broaden our area of research by considering surgical stages where surgeons have at least one hand available to interact with the system. Our contributions on this aspect are twofold. We first continue our study of menu techniques by considering a key aspect of the surgeon's work: visual attention to the operating field. We thus propose three new techniques allowing the surgeon to bring virtual widgets back into his field of vision without having to look away from the operating field. We then study the exploration of MR 3D scenes with multiple views. For instance, multiple views of the knee are displayed during the surgical planning step. The originality of the work lies in the different nature of the multiple views: virtual views and mixed views. We propose two new complementary interaction techniques that allow users to control the level of coupling between these different views and implement transitions between virtual reality and mixed reality.; Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l’Interaction Homme-Machine (IHM) et est dédiéeà l’interaction en Réalité Mixte (RM) avec un casque. La RM permet de créer des environnements mixtes mêlant du contenu virtuel à du contenu physique. L'ensemble de l'espace de travail, objets physiques comme virtuels, peuvent alors servir à interagir avec le système. Contrairement aux interfaces graphiques traditionnelles, la RM combine les avantages de l'environnement physique tout en offrant la flexibilité des éléments virtuels. Les domaines d'application sont nombreux et variés, allant de la fabrication industrielle à la médecine.La chirurgie est un contexte applicatif dans lequel la RM est particulièrement prometteuse. La possibilité de visualiser des données médicales directement sur le corps du patient et autour de la table d'opération est en effet un atout crucial pour les chirurgiens. Cependant, les techniques existantes permettant d'interagir avec ces informations virtuelles ne sont pas adaptées aux nombreuses contraintes du bloc opératoire. De nouvelles approches sont nécessaires pour permettre aux chirurgiens de visualiser, manipuler et éditer du contenu virtuel pendant une opération.Notre recherche est motivée par ce besoin de techniques d'interaction en RM pour la chirurgie augmentée. Grâce à notre partenariat avec la société Aesculap pour cette thèse CIFRE, notre travail est dédié aux opérations de prothèse de genou. Nous nous concentrons sur l'utilisation de casques de RM (Head-Mounted Display), avec lesquels le champ de vision augmenté est directement lié à la position de la tête.Nous commençons par proposer un espace de conception pour l'interaction basée sur les mouvements de la tête en RM. Nous explorons cet espace de conception en concevant de nouvelles techniques d'interaction pour interagir avec des menus. Ces techniques impliquent l'ensemble du continuum réalité-virtualité en considérant différentes physicalités pour les cibles et des transitions entre la réalité mixte et la réalité virtuelle. Notre but est de respecter les contraintes du chirurgien en tirant partie des objets déjà présents en bloc opératoire.Après avoir exploré les techniques basées sur la tête, nous élargissons notre domaine de recherche en considérant les étapes chirurgicales où les chirurgiens ont au moins une main disponible pour interagir avec le système. Nos contributions sur cet aspect sont doubles. Nous poursuivons tout d'abord notre étude de l'interaction avec les menus en considérant un aspect clé du travail du chirurgien : l'attention visuelle sur le champ opératoire. Nous proposons ainsi trois nouvelles techniques permettant au chirurgien de ramener des widgets virtuels dans son champ de vision sans avoir besoin de détourner le regard du champ opératoire. Ensuite, nous étudions l'exploration de scène 3D en RM avec des vues multiples en nous inspirant de l'étape du planning chirurgical. L’originalité des travaux réside dans la nature différente des vues multiples considérées : vue virtuelle et vue mixte. Nous proposons deux nouvelles techniques d’interaction complémentaires qui permettent de contrôler le niveau de couplage entre ces vues de nature différente et implémentent des transitions entre réalité augmentée et réalité virtuelle.

This thesis is in the field of Human-Computer Interaction (HCI) and specifically focuses on user interaction with Mixed Reality systems that rely on Head-Mounted Displays. Mixed Reality (MR) enables us to create mixed environments that combine virtual content with physical content. The entire workspace, including both physical and virtual objects, can then be used to interact with the system. Unlike traditional graphical interfaces, MR combines the advantages of the physical environment while providing the flexibility of virtual elements. The fields of application are many and varied, ranging from industrial manufacturing to medicine.Surgery is an application context in which MR is particularly promising. The ability to view medical data directly on the patient's body and around the operating table is a crucial benefit for surgeons. However, the existing techniques for interacting with this virtual information are not suited to the many constraints of the operating room. New approaches are needed to enable surgeons to view, manipulate and edit virtual content during an operation.Our research is driven by this need for MR interaction techniques for augmented surgery. Thanks to our partnership with the company Aesculap for this CIFRE thesis, our work is dedicated to knee prosthesis operations. We focus on the use of Head-Mounted Displays (HMDs), through which the augmented field of view is directly related to the position of the head.We start by providing a design space for MR head-based interaction. We explore this design space by devising new interaction techniques with menus. These techniques involve the entire reality-virtuality continuum by considering different physicalities for targets and implementing transitions between mixed reality and virtual reality. Our goal is to fulfill the surgery constraints by taking advantage of the objects already present in the operating room.After exploring head-based techniques, we broaden our area of research by considering surgical stages where surgeons have at least one hand available to interact with the system. Our contributions on this aspect are twofold. We first continue our study of menu techniques by considering a key aspect of the surgeon's work: visual attention to the operating field. We thus propose three new techniques allowing the surgeon to bring virtual widgets back into his field of vision without having to look away from the operating field. We then study the exploration of MR 3D scenes with multiple views. For instance, multiple views of the knee are displayed during the surgical planning step. The originality of the work lies in the different nature of the multiple views: virtual views and mixed views. We propose two new complementary interaction techniques that allow users to control the level of coupling between these different views and implement transitions between virtual reality and mixed reality.; Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l’Interaction Homme-Machine (IHM) et est dédiéeà l’interaction en Réalité Mixte (RM) avec un casque. La RM permet de créer des environnements mixtes mêlant du contenu virtuel à du contenu physique. L'ensemble de l'espace de travail, objets physiques comme virtuels, peuvent alors servir à interagir avec le système. Contrairement aux interfaces graphiques traditionnelles, la RM combine les avantages de l'environnement physique tout en offrant la flexibilité des éléments virtuels. Les domaines d'application sont nombreux et variés, allant de la fabrication industrielle à la médecine.La chirurgie est un contexte applicatif dans lequel la RM est particulièrement prometteuse. La possibilité de visualiser des données médicales directement sur le corps du patient et autour de la table d'opération est en effet un atout crucial pour les chirurgiens. Cependant, les techniques existantes permettant d'interagir avec ces informations virtuelles ne sont pas adaptées aux nombreuses contraintes du bloc opératoire. De nouvelles approches sont nécessaires pour permettre aux chirurgiens de visualiser, manipuler et éditer du contenu virtuel pendant une opération.Notre recherche est motivée par ce besoin de techniques d'interaction en RM pour la chirurgie augmentée. Grâce à notre partenariat avec la société Aesculap pour cette thèse CIFRE, notre travail est dédié aux opérations de prothèse de genou. Nous nous concentrons sur l'utilisation de casques de RM (Head-Mounted Display), avec lesquels le champ de vision augmenté est directement lié à la position de la tête.Nous commençons par proposer un espace de conception pour l'interaction basée sur les mouvements de la tête en RM. Nous explorons cet espace de conception en concevant de nouvelles techniques d'interaction pour interagir avec des menus. Ces techniques impliquent l'ensemble du continuum réalité-virtualité en considérant différentes physicalités pour les cibles et des transitions entre la réalité mixte et la réalité virtuelle. Notre but est de respecter les contraintes du chirurgien en tirant partie des objets déjà présents en bloc opératoire.Après avoir exploré les techniques basées sur la tête, nous élargissons notre domaine de recherche en considérant les étapes chirurgicales où les chirurgiens ont au moins une main disponible pour interagir avec le système. Nos contributions sur cet aspect sont doubles. Nous poursuivons tout d'abord notre étude de l'interaction avec les menus en considérant un aspect clé du travail du chirurgien : l'attention visuelle sur le champ opératoire. Nous proposons ainsi trois nouvelles techniques permettant au chirurgien de ramener des widgets virtuels dans son champ de vision sans avoir besoin de détourner le regard du champ opératoire. Ensuite, nous étudions l'exploration de scène 3D en RM avec des vues multiples en nous inspirant de l'étape du planning chirurgical. L’originalité des travaux réside dans la nature différente des vues multiples considérées : vue virtuelle et vue mixte. Nous proposons deux nouvelles techniques d’interaction complémentaires qui permettent de contrôler le niveau de couplage entre ces vues de nature différente et implémentent des transitions entre réalité augmentée et réalité virtuelle.

With the massive spread of the use of the Internet and the computer tool in general, the accessibility of user interfaces is an increasingly pressing need. Ease of use of computing devices is indeed a critical point in fostering adoption. Thus, the difficulties experienced by certain users, such as the elderly or in a situation of neurocognitive difficulties, require more acutely the question of accessibility. Much work has focused on this subject in order to define generic or situational accessibility recommendations. One possible approach is to adapt the interfaces to the context of use. However, difficulties remain, particularly linked to the complexity of the possible contexts of use, leading to a multiplicity of characteristics to be taken into account, an imprecision of the values assigned to these characteristics and the combination of multiple adaptation rules. We address these three obstacles through the following research question: how to improve the accessibility of UIs through adaptive interfaces by taking into account the multiplicity of context characteristics, the imprecision of context values ; as well as the complexity and the combination of rules?By relying on a generic adaptation architecture, we propose a dynamic adaptation engine based on fuzzy logic, used to implement accessibility recommendations. We show how fuzzy logic manages the three obstacles identified through a prototype. We will highlight these advantages compared to a classical approach in Boolean logic. In order to validate these advantages, we carried out a comparative analysis between the 2 types of rules (fuzzy and binary logic) in a theoretical way and with an evaluation by experts. The results validate the interest of fuzzy logic for adapting interfaces for accessibility purposes.; Avec la diffusion massive de l’utilisation d’Internet et de l’outil informatique en général, l’accessibilité des interfaces utilisateur est un besoin toujours plus prégnant. La facilité d’utilisation des dispositifs informatiques est en effet un point critique pour en favoriser l’adoption. Ainsi, les difficultés vécues par certains utilisateurs, tels que les personnes âgées ou en situation de difficultés neurocognitive, posent de façon plus aiguë la question de l'accessibilité. De nombreux travaux se sont penchés sur ce sujet afin de définir des recommandations d’accessibilité génériques ou situationnelles. Une approche possible est d’adapter les interfaces au contexte d’usage. Cependant, des difficultés demeurent, notamment liées à la complexité des contextes d’usage possibles, entrainant une multiplicité des caractéristiques à prendre en compte, une imprécision des valeurs attribuées à ces caractéristiques et la combinaison de multiples règles d’adaptation. Nous abordons ces trois verrous au travers de la question de recherche suivante : comment améliorer l’accessibilité des IHM par le biais d’interfaces adaptatives en prenant en compte la multiplicité des caractéristiques du contexte, l’imprécision des valeurs de contexte ainsi que la complexité et la combinaison des règles ?En nous appuyant sur une architecture générique d’adaptation, nous proposons un moteur d’adaptation dynamique basé sur la logique floue, utilisé pour implémenter les préconisations en accessibilité. Nous montrons comment la logique floue permet de gérer les trois verrous identifiés au travers d’un prototype. Nous mettrons en avant ces avantages par rapport à une approche classique en logique booléenne. Afin de valider ces avantages, nous avons mené une analyse comparative entre les 2 types de règles (logiques floue et binaire) de manière théorique et avec une évaluation auprès d’experts. Les résultats valident l’intérêt de la logique floue pour l’adaptation des interfaces à des fins d’accessibilité.

With the massive spread of the use of the Internet and the computer tool in general, the accessibility of user interfaces is an increasingly pressing need. Ease of use of computing devices is indeed a critical point in fostering adoption. Thus, the difficulties experienced by certain users, such as the elderly or in a situation of neurocognitive difficulties, require more acutely the question of accessibility. Much work has focused on this subject in order to define generic or situational accessibility recommendations. One possible approach is to adapt the interfaces to the context of use. However, difficulties remain, particularly linked to the complexity of the possible contexts of use, leading to a multiplicity of characteristics to be taken into account, an imprecision of the values assigned to these characteristics and the combination of multiple adaptation rules. We address these three obstacles through the following research question: how to improve the accessibility of UIs through adaptive interfaces by taking into account the multiplicity of context characteristics, the imprecision of context values ; as well as the complexity and the combination of rules?By relying on a generic adaptation architecture, we propose a dynamic adaptation engine based on fuzzy logic, used to implement accessibility recommendations. We show how fuzzy logic manages the three obstacles identified through a prototype. We will highlight these advantages compared to a classical approach in Boolean logic. In order to validate these advantages, we carried out a comparative analysis between the 2 types of rules (fuzzy and binary logic) in a theoretical way and with an evaluation by experts. The results validate the interest of fuzzy logic for adapting interfaces for accessibility purposes.; Avec la diffusion massive de l’utilisation d’Internet et de l’outil informatique en général, l’accessibilité des interfaces utilisateur est un besoin toujours plus prégnant. La facilité d’utilisation des dispositifs informatiques est en effet un point critique pour en favoriser l’adoption. Ainsi, les difficultés vécues par certains utilisateurs, tels que les personnes âgées ou en situation de difficultés neurocognitive, posent de façon plus aiguë la question de l'accessibilité. De nombreux travaux se sont penchés sur ce sujet afin de définir des recommandations d’accessibilité génériques ou situationnelles. Une approche possible est d’adapter les interfaces au contexte d’usage. Cependant, des difficultés demeurent, notamment liées à la complexité des contextes d’usage possibles, entrainant une multiplicité des caractéristiques à prendre en compte, une imprécision des valeurs attribuées à ces caractéristiques et la combinaison de multiples règles d’adaptation. Nous abordons ces trois verrous au travers de la question de recherche suivante : comment améliorer l’accessibilité des IHM par le biais d’interfaces adaptatives en prenant en compte la multiplicité des caractéristiques du contexte, l’imprécision des valeurs de contexte ainsi que la complexité et la combinaison des règles ?En nous appuyant sur une architecture générique d’adaptation, nous proposons un moteur d’adaptation dynamique basé sur la logique floue, utilisé pour implémenter les préconisations en accessibilité. Nous montrons comment la logique floue permet de gérer les trois verrous identifiés au travers d’un prototype. Nous mettrons en avant ces avantages par rapport à une approche classique en logique booléenne. Afin de valider ces avantages, nous avons mené une analyse comparative entre les 2 types de règles (logiques floue et binaire) de manière théorique et avec une évaluation auprès d’experts. Les résultats valident l’intérêt de la logique floue pour l’adaptation des interfaces à des fins d’accessibilité.

Interacting with 3D virtual scenes is essential for numerous applications. Among others: 3D data visualization, computer assisted design, training simulators and video games. Performing this task through 2D systems like desktop computers or multi-touch tablets can be tedious. To interact more efficiently with 3D contents, high fidelity interactive systems such as virtual reality head-mounted displays try to reproduce the interactive modalities available in real life. Such systems offer a stereoscopic head-coupled rendering and an isomorphic control of 3D objects. However, there is a lack of rigorous studies that showed their benefits in the literature. This thesis has two purposes. We want to enrich the literature through controlled user studies that bring robust results on high fidelity systems' benefits. We also seek to provide the means to implement the most efficient high fidelity experiences.In this manuscript, we start by presenting a state of the art of existing high fidelity devices and their potential benefits. We especially introduce a promising approach called handheld perspective corrected displays (HPCD), that we particularly studied through this thesis.We then present two contributions that allowed us to quantify high fidelity systems benefits. We studied two tasks involving very different cognitive processes in order to attest the variety of applications that could benefit from those systems. The first study concerns a 6D docking task. The two high fidelity systems that we tested, an HPCD and a virtual reality head mounted display, performed respectively 43% and 29% more efficiently than the status quo (an articulated arm used alongside a flat screen). The second study focuses on the task of learning the shape of an unknown 3D object. Regarding this task, the two previously studied high fidelity systems allowed to enhance by 27% the object's recognition performances when compared to the use of a multi-touch tablet.We then present two other contributions that bring solutions to ease both hardware and software implementation of high fidelity systems. We provide a method to evaluate the impact of several technical parameters on the presence felt during an interactive experience, which is a feeling that testifies to the experience’s fidelity with regard to the simulated reality. Using this method in a user study allowed us to identify the fact that, with the tested HPCD, the tracking stability and the rendering frame rate were the most critical parameters concerning presence. We finally suggest a suit of interacting techniques that enable the implementation of applications well suited for spherical HPCD, and any other devices that provide a manipulable screen held with both hands. The proposed interactions take advantage of the efficient control of the device rotations and appeared to be both intuitive and efficient during a qualitative test in an anatomy learning application.; Interagir avec des scènes virtuelles 3D est nécessaire à de nombreuses applications. Parmi elles : la visualisation de données 3D, la conception assistée par ordinateur, les simulateurs d’entraînement ou encore les jeux vidéos. Effectuer cette tâche par l'intermédiaire de systèmes en 2D tels que des ordinateurs de bureau ou des tablettes tactiles peut s’avérer fastidieux. Pour interagir plus efficacement avec des contenus 3D, les systèmes d'interaction haute-fidélité tels que les casques de réalité virtuelle tentent de reproduire les modalités d'interaction dont nous disposons dans le monde réel. Ces systèmes offrent un rendu visuel stéréoscopique couplé à la position de l'utilisateur et un contrôle isomorphe des objets 3D. Cependant, la littérature manque de résultats issus d'expériences rigoureuses montrant leurs bénéfices. L'objectif de cette thèse est double. Nous cherchons d'une part à étoffer la littérature par l'intermédiaire d'études utilisateur contrôlées permettant d'apporter des résultats robustes sur les bénéfices de ces systèmes. D'autre part, nous nous efforçons de fournir les moyens d'implémenter les expériences haute fidélité les plus performantes.Dans ce manuscrit, nous présentons, tout d'abord, un état de l'art des dispositifs haute-fidélité existants et de leurs bénéfices potentiels. Nous introduisons notamment une approche prometteuse appelée appareil à perspective corrigée déplaçable (APCD), que nous avons particulièrement étudiée dans cette thèse.Nous détaillons ensuite deux contributions qui nous ont permis de quantifier les bénéfices des systèmes haute-fidélité. Afin de témoigner du potentiel applicatif de ces systèmes, nous avons étudié leur apport dans la réalisation de deux tâches mettant en jeu des processus cognitifs très différents. La première étude concerne une tâche de positionnement d'objets 3D dans l'espace. Les deux systèmes haute-fidélité que nous avons testés : un APCD et un casque de réalité virtuelle, se sont respectivement montrés 43% et 29% plus efficaces que le statu quo (un bras articulé utilisé avec un écran plat). La seconde étude concerne une tâche d'apprentissage de la forme d'un objet 3D. Pour cette tâche, les deux mêmes systèmes haute-fidélité ont permis d'améliorer de 27% les performances de reconnaissance de l'objet par rapport à un apprentissage via une tablette tactile.Nous présentons ensuite deux contributions apportant des solutions pour faciliter l'implémentation matérielle et logicielle des systèmes d'interaction haute-fidélité.Nous proposons une méthode permettant d'évaluer l'impact de différents paramètres techniques sur le sentiment de présence éprouvée au cours d'une expérience interactive : un sentiment qui témoigne de la fidélité de l'expérience relativement à la réalité simulée. Mettre en jeu cette méthode dans une étude utilisateur nous a permis d'identifier que la stabilité du système de suivi et la fréquence d'affichage sont les paramètres les plus critiques avec l'APCD que nous avons testé.Nous proposons enfin une panoplie de techniques d'interaction permettant l'implémentation d'applications adaptées aux APCD sphériques et à tout autre système fournissant un écran manipulable à deux mains. Les interactions que nous proposons tirent parti du contrôle efficace des rotations de l'appareil et se sont montrées intuitives et efficaces lors d'un test qualitatif dans une application d'apprentissage d'anatomie.

Interacting with 3D virtual scenes is essential for numerous applications. Among others: 3D data visualization, computer assisted design, training simulators and video games. Performing this task through 2D systems like desktop computers or multi-touch tablets can be tedious. To interact more efficiently with 3D contents, high fidelity interactive systems such as virtual reality head-mounted displays try to reproduce the interactive modalities available in real life. Such systems offer a stereoscopic head-coupled rendering and an isomorphic control of 3D objects. However, there is a lack of rigorous studies that showed their benefits in the literature. This thesis has two purposes. We want to enrich the literature through controlled user studies that bring robust results on high fidelity systems' benefits. We also seek to provide the means to implement the most efficient high fidelity experiences.In this manuscript, we start by presenting a state of the art of existing high fidelity devices and their potential benefits. We especially introduce a promising approach called handheld perspective corrected displays (HPCD), that we particularly studied through this thesis.We then present two contributions that allowed us to quantify high fidelity systems benefits. We studied two tasks involving very different cognitive processes in order to attest the variety of applications that could benefit from those systems. The first study concerns a 6D docking task. The two high fidelity systems that we tested, an HPCD and a virtual reality head mounted display, performed respectively 43% and 29% more efficiently than the status quo (an articulated arm used alongside a flat screen). The second study focuses on the task of learning the shape of an unknown 3D object. Regarding this task, the two previously studied high fidelity systems allowed to enhance by 27% the object's recognition performances when compared to the use of a multi-touch tablet.We then present two other contributions that bring solutions to ease both hardware and software implementation of high fidelity systems. We provide a method to evaluate the impact of several technical parameters on the presence felt during an interactive experience, which is a feeling that testifies to the experience’s fidelity with regard to the simulated reality. Using this method in a user study allowed us to identify the fact that, with the tested HPCD, the tracking stability and the rendering frame rate were the most critical parameters concerning presence. We finally suggest a suit of interacting techniques that enable the implementation of applications well suited for spherical HPCD, and any other devices that provide a manipulable screen held with both hands. The proposed interactions take advantage of the efficient control of the device rotations and appeared to be both intuitive and efficient during a qualitative test in an anatomy learning application.; Interagir avec des scènes virtuelles 3D est nécessaire à de nombreuses applications. Parmi elles : la visualisation de données 3D, la conception assistée par ordinateur, les simulateurs d’entraînement ou encore les jeux vidéos. Effectuer cette tâche par l'intermédiaire de systèmes en 2D tels que des ordinateurs de bureau ou des tablettes tactiles peut s’avérer fastidieux. Pour interagir plus efficacement avec des contenus 3D, les systèmes d'interaction haute-fidélité tels que les casques de réalité virtuelle tentent de reproduire les modalités d'interaction dont nous disposons dans le monde réel. Ces systèmes offrent un rendu visuel stéréoscopique couplé à la position de l'utilisateur et un contrôle isomorphe des objets 3D. Cependant, la littérature manque de résultats issus d'expériences rigoureuses montrant leurs bénéfices. L'objectif de cette thèse est double. Nous cherchons d'une part à étoffer la littérature par l'intermédiaire d'études utilisateur contrôlées permettant d'apporter des résultats robustes sur les bénéfices de ces systèmes. D'autre part, nous nous efforçons de fournir les moyens d'implémenter les expériences haute fidélité les plus performantes.Dans ce manuscrit, nous présentons, tout d'abord, un état de l'art des dispositifs haute-fidélité existants et de leurs bénéfices potentiels. Nous introduisons notamment une approche prometteuse appelée appareil à perspective corrigée déplaçable (APCD), que nous avons particulièrement étudiée dans cette thèse.Nous détaillons ensuite deux contributions qui nous ont permis de quantifier les bénéfices des systèmes haute-fidélité. Afin de témoigner du potentiel applicatif de ces systèmes, nous avons étudié leur apport dans la réalisation de deux tâches mettant en jeu des processus cognitifs très différents. La première étude concerne une tâche de positionnement d'objets 3D dans l'espace. Les deux systèmes haute-fidélité que nous avons testés : un APCD et un casque de réalité virtuelle, se sont respectivement montrés 43% et 29% plus efficaces que le statu quo (un bras articulé utilisé avec un écran plat). La seconde étude concerne une tâche d'apprentissage de la forme d'un objet 3D. Pour cette tâche, les deux mêmes systèmes haute-fidélité ont permis d'améliorer de 27% les performances de reconnaissance de l'objet par rapport à un apprentissage via une tablette tactile.Nous présentons ensuite deux contributions apportant des solutions pour faciliter l'implémentation matérielle et logicielle des systèmes d'interaction haute-fidélité.Nous proposons une méthode permettant d'évaluer l'impact de différents paramètres techniques sur le sentiment de présence éprouvée au cours d'une expérience interactive : un sentiment qui témoigne de la fidélité de l'expérience relativement à la réalité simulée. Mettre en jeu cette méthode dans une étude utilisateur nous a permis d'identifier que la stabilité du système de suivi et la fréquence d'affichage sont les paramètres les plus critiques avec l'APCD que nous avons testé.Nous proposons enfin une panoplie de techniques d'interaction permettant l'implémentation d'applications adaptées aux APCD sphériques et à tout autre système fournissant un écran manipulable à deux mains. Les interactions que nous proposons tirent parti du contrôle efficace des rotations de l'appareil et se sont montrées intuitives et efficaces lors d'un test qualitatif dans une application d'apprentissage d'anatomie.

Dans cette note, nous nous intéressons à la proposition de réforme de l'élection législative, formulée par le Modem et qui a été présentée partiellement dans le numéro du 22 juillet 2020 du Canard Enchaîné. Nous présentons les grandes lignes des modalités de vote proposées, et nous en proposons un modèle simplifié permettant de réaliser des simulations sur les données de l'élection législative de 2017. Ces simulations nous permettent une première analyse du degré de proportionnalité obtenu avec une telle procédure de vote, en fonction de plusieurs paramètres.

This thesis contributes to the research field of Human-Computer Interaction (HCI). The focus of the research is on user interaction with handheld Augmented Reality (AR) systems.AR allows the addition of digital content, primarily graphics, to the user's physical environment. The resulting mixed environment includes digital objects registered in the physical world. This mixed environment, partially visible on the mobile device’s screen, defines several constraints for interaction. Our work is dedicated to the selection of a digital target in this mixed environment and we address two questions: (1) how to improve the perception of the mixed environment beyond what is perceived by the camera’s field of view of the mobile device, for finding off-screen digital targets (2) how to enhance pointing at a digital target registered in the physical environment. Our contributions answer these two questions.We first propose three interactive off-screen guidance techniques, which we evaluate by conducting two laboratory experiments. These techniques are based on Halo, a visualization technique of off-screen objects based on circles, and differ in the way the aggregation of the off-screen objects is displayed on screen. The results of the two experiments show that our three techniques effectively extend users’ knowledge of the mixed environment, and limit the visual intrusion on the mobile device’s screen in comparison with the traditional arrow-based visualization technique.We then define two interaction techniques enhancing the selection of digital targets. These techniques are based on (1) target expansion techniques, which facilitate target selection by allocating a larger active area to each target and (2) a cursor jump, which shortens the distance between the cursor and the content of the digital target. The two techniques differ in the way users manipulate the cursor once it has jumped to the digital target. We propose two possibilities: physical pointing by moving the mobile device to the desired content, or relative pointing using thumb strokes on the screen. The result of a laboratory experiment confirms that target expansion techniques improve the pointing performance, while relative pointing is preferred by participants.Our contributions are applied to the field of industrial maintenance, in charge of repairing or preventing failures on production machines. As part of a Schneider Electric-CIFRE thesis, the Schneider Electric’s Augmented Operator Advisor product (AR maintenance assistance application) includes one of the proposed targeting assistance techniques.; Cette thèse s’inscrit dans le domaine de l’Interaction Homme-Machine (IHM) et est dédiée à l’interaction en Réalité Augmentée (RA) sur dispositifs mobiles.La RA permet l’ajout de contenu numérique, principalement graphique, à l’environnement physique de l’utilisateur. L’environnement mixte ainsi obtenu comprend des objets numériques ancrés dans le monde physique. Cet environnement mixte partiellement perceptible sur l’écran du dispositif mobile définit plusieurs contraintes pour l’interaction. Nos travaux sont dédiés à la sélection d’une cible numérique dans cet environnement mixte. Pour cela les deux questions traitées sont : (1) comment améliorer la perception de l’environnement mixte au delà de ce qui est perçu par le champ de vision de la caméra du dispositif mobile, pour trouver une cible numérique (2) comment améliorer le pointage sur dispositif mobile d’une cible numérique ancrée dans l’environnement physique. Nous apportons des contributions à ces deux questions.Nous proposons dans un premier temps trois techniques interactives de guidage hors-champ, que nous évaluons au travers de deux expérimentations en laboratoire. Ces techniques sont basées sur Halo, une solution permettant la visualisation d’objets hors-champ à l’aide de cercles, et diffèrent par la manière de visualiser l’agrégation des cibles numériques hors-champ. Les résultats des deux expérimentations montrent que nos trois techniques étendent efficacement la connaissance de l’utilisateur sur l’environnement mixte hors-champ, et limitent l’intrusion visuelle à l’écran du dispositif mobile par rapport aux solutions traditionnelles à base de flèches.Nous avançons ensuite deux techniques d’interaction pour faciliter le pointage de cibles numériques en RA. Ces techniques sont basées sur (1) les techniques d’expansion de cibles, qui facilitent la sélection de cibles en allouant à chaque cible une zone active plus grande et (2) un saut de curseur, qui raccourcit la distance entre le curseur et les informations regroupées au sein de la cible numérique. Les deux techniques diffèrent par la manière de manipuler le curseur une fois qu’il a sauté sur la cible numérique. Nous offrons deux possibilités : pointage physique en déplaçant l’appareil mobile vers l’information souhaitée, ou pointage relative en utilisant le pouce sur l’écran. Le résultat d’une expérimentation en laboratoire confirme que les techniques d’expansion de cibles diminuent le temps nécessaire à l’acquisition d’une cible, tandis que la manipulation relative du curseur avec le pouce est très largement préférée par les participants.Nos contributions sont appliquées au contexte de la production industrielle, et plus spécifiquement à la maintenance industrielle en charge de réparer ou de prévenir les pannes sur les machines de production. L’entreprise partenaire de cette thèse CIFRE, Schneider Electric, intègre dans le produit Augmented Operator Advisor (application de RA d’aide à la maintenance) une des techniques d’aide au pointage proposées.

International audience; The HCI community has a strong and growing interest in shape-changing interfaces (SCIs) that can offer dynamic af-fordance. In this context, there is an increasing need for HCI researchers and designers to form close relationships with disciplines such as robotics and material science in order to be able to truly harness the state-of-the-art in morphing technologies. To help these synergies arise, we present Morphino: a card-based toolkit to inspire shape-changing interface designs. Our cards bring together a collection of morphing mechanisms already established in the multidisciplinary literature and illustrate them through familiar examples from nature. We begin by detailing the design of the cards, based on a review of shape-change in nature; then, report on a series of design sessions conducted to demonstrate their usefulness in generating new ideas and in helping end-users gain a better understanding of the possibilities for shape-changing materials.

Shape-changing interfaces bring flexibility in physical interfaces through by transforming computational devices into any shape or materiality. Shape-changing interfaces will be increasingly available to end-users in the future, along with technology development. However, we know little about design criteria of shape-changing interfaces for end-users, especially for whom use parameter control interfaces. Parameter control interfaces are often designed based on existing examples such as dials and sliders, and there were few studies to understand user needs behind their usage. On the other hand, there are shape-changing interface taxonomies that allow designers to explore design ideas of shape-changing interfaces systematically, but they are hardly evaluated. In this thesis, I discuss my Ph.D. work investigating the two areas of HCI: parameter control interfaces and shape-changing interfaces. I first conduct a formative study to suggest design requirements for parameter control interfaces based on users’ current practice. Second, I refine a shape-changing interface taxonomy by evaluating its descriptive power by using everyday reconfigurable objects. Lastly, I look into the intersection of the parameter control interfaces and shape-changing interfaces. I develop two case studies: KnobSlider, a shape-changing interface that can be a knob or a slider, and ExpanDial, a rotational control that extends the interaction modality through shape-changes.; Les interfaces à changement de forme apportent de la flexibilité aux interfaces physiques en transformant les dispositifs de calcul en n’importe quelle forme ou matérialité. Les interfaces à changement de forme seront de plus en plus accessibles aux utilisateurs finaux à l’avenir, parallèlement au développement technologique. Cependant, nous savons peu de choses sur les critères de conception des interfaces à changement de forme pour les utilisateurs finaux, en particulier pour ceux qui utilisent des interfaces de contrôle des paramètres. Les interfaces de contrôle des paramètres sont souvent conçues sur la base d’exemples existants tels que des cadrans et des curseurs, et peu d’études ont été menées pour comprendre les besoins des utilisateurs derrière leur utilisation. D’autre part, il existe des taxonomies d’interfaces à changement de forme qui permettent aux concepteurs d’explorer systématiquement les idées de conception d’interfaces à changement de forme, mais elles ne sont guère évaluées. Dans cette thèse, je discute de mon travail de doctorat qui étudie les deux domaines de l’IHM : les interfaces de contrôle des paramètres et les interfaces à changement de forme. Je mène d’abord une étude formative pour suggérer des exigences de conception pour les interfaces de contrôle des paramètres en fonction de la pratique actuelle des utilisa- teurs. Ensuite, j’affine une taxonomie d’interface à changement de forme en évaluant son pouvoir descriptif à l’aide d’objets quotidiens reconfigurables. Enfin, j’étudie l’intersection des interfaces de contrôle des paramètres et des interfaces à changement de forme. Je développe deux études de cas : KnobSlider, une interface à changement de forme qui peut être un bouton ou un curseur, et ExpanDial, une commande de rotation qui étend la modalité d’interaction par des changements de forme.

International audience; Daily mobility data describing individual trips over 24 hours are valuable sources of information to analyse territories dynamics and people’s lifestyles over space and time. Experts from various fields within urban policies need to manipulate these data to extract and exploit synthetic knowledge. This paper describes a geovisualisation approach, eSTIMe, to explore daily mobility data via three complementary issues (i.e. travel flows, presence dynamics, and daily trajectories) over different spatio-temporal granularity levels and thematic attributes. The eSTIMe approach is supported by a four-step workflow: (1) data modeling, (2) mobility indicators derivation, (3) querying, and (4) visualization. The visualization environment comprises multiple displays embedded with customizable dashboards to give the user enough flexibility to organize their visualization space in meaningful ways according to the ongoing analysis. Further, the interaction with displays and visualizations leverages tactile and tangible input via a mobile device. We describe two case studies to show the usage of our visual and interactive tools and summarize the outcomes of three user studies. Overall, users appreciated our approach since it allows them to describe the daily mobility phenomenon from various perspectives and over multiple spatio-temporal granularity levels and thematic attributes. Our approach requires multiple screens and a tablet, which may restrict its integration in the everyday work of public agents. However, the users expressed great interest in eSTIMe due to the underlying process to structure different data sets and provide mobility indicators ready to visualize.; Les données de mobilité quotidienne décrivant les déplacements des individus constituent une source d'information importante pour analyser la dynamique des territoires et les modes de vie de ses habitants. Beaucoup d'experts impliqués dans des domaines variés des politiques urbaines ont besoin de manipuler ces données pour extraire et exploiter facilement des connaissances synthétiques. Cet article décrit un environnement de géovisualisation, eSTIMe, qui permet aux utilisateurs d'explorer la mobilité quotidienne à travers trois questionnements : les flux de déplacements, l'évolution des présences de la population sur les territoires, les programmes d'activités des individus. L'approche générale eSTIMe est organisée en quatre étapes : (1) structuration des données, (2) construction des indicateurs, (3) interrogation par requêtes spatio-temporelles, (4) visualisation des analyses. L'environnement géovisuel repose sur le principe de tableaux de bord modulables intégrés dans un système multi-écrans donnant à l'utilisateur la flexibilité d’organiser ses espaces visuels de travail à façon en fonction des besoins d'analyse. Des techniques originales d'interactions tactiles et tangibles sont aussi proposées pour favoriser la visualisation des dynamiques. Deux études de cas illustrent comment l'outil permet de construire des analyses exploratoires. Sur la base de trois expérimentations, l'outil eSTIMe est jugé utile pour décrire les phénomènes de mobilité selon différents points de vue en faisant varier la granularité spatiale et temporelle et les attributs. L'outil nécessite plusieurs écrans et une tablette pouvant limiter son intégration dans un usage professionnel quotidien. Cependant, les utilisateurs ont fortement apprécié la mise à disposition d'une variété d'indicateurs prêts à être interrogés et visualisés.

National audience; Sliders are ubiquitous in users' everyday environment, whether on our mobile devices or in objects such as the control of a sound system. The tactile feedback they offer is still very limited, even though we often use them eyes-free. In order to inform the design of the sliders' tactile information in the future, we present a qualitative study showing how users understand textures. We found that the characteristics identified in the literature to describe textures are not enough to characterize possible textures that could apply to sliders; that some characteristics oppose; and that the importance of the characteristics are dependent on the users. In a second study we use these results to inform the design of the future tactile feedback of sliders.; Les variateurs linéaires sont omniprésents dans les interfaces du quotidien, qu'ils soient sur nos dispositifs mobiles ou dans les objets tels que la commande de la chaîne Hi-Fi. Leur retour d'information tactile est encore très limité. Afin d'informer la conception de leur information tactile dans le futur, nous présentons une étude qualitative montrant comment les utilisateurs appréhendent subjectivement les textures. Les résultats montrent que les caractéristiques décrivant les textures identifiées dans la littérature ne sont pas suffisantes pour caractériser l'ensemble des possibilités pour les variateurs linéaires ; que certaines caractéristiques s'opposent ; et que l'importance des caractéristiques sont dépendantes des utilisateurs. Nous utilisons ces résultats pour informer la conception du retour d'information tactile de variateurs linéaires dans une seconde étude.

International audience

National audience; Expert interaction techniques such as gestures or hotkeys are more efficient than traditional WIMP techniques because it is often faster to recall a command than to navigate to it. However, many users seem to be reluctant to switch to expert interaction. We hypothesize the cause might be the aversion of making errors. To test this, we designed two intermediate modes for the FastTap interaction technique, allowing quick confirmation of what the user has retrieved from memory, and quick adjustment if she has made an error. We investigated the impact of these modes and of various error costs in a controlled study (N=36). We found that participants adopted the intermediate modes, that these modes reduced error rate when error cost was high, and that they did not substantially change selection times. However, while it validates the design of our intermediate modes, we found no evidence of greater switch to memory-based interaction, suggesting that reducing the error rate is not sufficient to promote expert use of techniques.; Les techniques d'interaction expertes comme les vocabulaires gestuels ou les raccourcis clavier sont plus efficaces que les techniques WIMP traditionnelles. Il est en effet plus rapide de se rappeler une commande plutôt que de la retrouver dans des menus. Cependant, la plupart des utilisateurs semblent réticents à passer aux interactions qui se basent sur leur mémoire. Nous pensons que la cause pourrait être due à leur aversion à faire des erreurs. Pour tester cette hypothèse, nous avons conçu deux modes intermédiaires pour la technique d'interaction FastTap, qui permet de rapidement confirmer ce que l'utilisateur s'est rappelé de mémoire, et d'ajuster si une erreur a été faite. Nous avons étudié l'impact de ces deux modes intermédiaires et de différents coûts d'erreur dans une étude contrôlée (N=36). Nous avons trouvé que les participants ont adopté les modes intermédiaires, que ces modes réduisaient le taux d'erreur quand le coût de l'erreur était important, et qu'ils n'ont pas affecté de manière significative les temps de sélection. Cependant, bien que les résultats valident la conception de nos modes intermédiaires, nous n'avons pas trouvé de preuve sur un plus grand passage aux interactions qui se basent sur la mémoire. Cela suggère que réduire le taux d'erreur n'est pas suffisant pour promouvoir l'utilisation experte des techniques.

National audience; Many parameters may impact the performance of users while engaged in tangible user interaction. In this paper, we explore the impact of the combination of the tangible control and the visual display on the performance of a 1D target acquisition task. We consider three tangible controls: a slider, a knob and a wheel, and two visual displays for the same 1D target acquisition task: a circular cursor and a linear cursor. We found that matching the visual and motor task has an impact on the performance. This work has implications ranging from current design of Tangible User Interfaces to research on shape-changing Tangible User Interfaces.; De nombreux paramètres peuvent avoir un impact sur la performance des dispositifs tangibles. Dans cet article, nous explorons l'impact de la combinaison du dispositif tangible en entrée, et de la représentation visuelle, sur les performances d'une tâche de pointage. Nous considérons trois dispositifs tangibles : un curseur linéaire, un bouton rotatif et une molette. Nous considérons aussi deux représentations visuelles, pour une même tâche de pointage : un curseur circulaire et un curseur linéaire affichés à l'écran. Nous constatons que la combinaison de tâches visuelles et motrices a un impact sur la performance. Ces travaux ont des implications pour la conception de l'interaction tangible, mais aussi pour la recherche sur les interfaces tangibles qui changent de forme.

National audience; Sliders are ubiquitous in users' everyday environment, whether on our mobile devices or in objects such as the control of a sound system. The tactile feedback they offer is still very limited, even though we often use them eyes-free. In order to inform the design of the sliders' tactile information in the future, we present a qualitative study showing how users understand textures. We found that the characteristics identified in the literature to describe textures are not enough to characterize possible textures that could apply to sliders; that some characteristics oppose; and that the importance of the characteristics are dependent on the users. In a second study we use these results to inform the design of the future tactile feedback of sliders.; Les variateurs linéaires sont omniprésents dans les interfaces du quotidien, qu'ils soient sur nos dispositifs mobiles ou dans les objets tels que la commande de la chaîne Hi-Fi. Leur retour d'information tactile est encore très limité. Afin d'informer la conception de leur information tactile dans le futur, nous présentons une étude qualitative montrant comment les utilisateurs appréhendent subjectivement les textures. Les résultats montrent que les caractéristiques décrivant les textures identifiées dans la littérature ne sont pas suffisantes pour caractériser l'ensemble des possibilités pour les variateurs linéaires ; que certaines caractéristiques s'opposent ; et que l'importance des caractéristiques sont dépendantes des utilisateurs. Nous utilisons ces résultats pour informer la conception du retour d'information tactile de variateurs linéaires dans une seconde étude.

National audience; Many parameters may impact the performance of users while engaged in tangible user interaction. In this paper, we explore the impact of the combination of the tangible control and the visual display on the performance of a 1D target acquisition task. We consider three tangible controls: a slider, a knob and a wheel, and two visual displays for the same 1D target acquisition task: a circular cursor and a linear cursor. We found that matching the visual and motor task has an impact on the performance. This work has implications ranging from current design of Tangible User Interfaces to research on shape-changing Tangible User Interfaces.; De nombreux paramètres peuvent avoir un impact sur la performance des dispositifs tangibles. Dans cet article, nous explorons l'impact de la combinaison du dispositif tangible en entrée, et de la représentation visuelle, sur les performances d'une tâche de pointage. Nous considérons trois dispositifs tangibles : un curseur linéaire, un bouton rotatif et une molette. Nous considérons aussi deux représentations visuelles, pour une même tâche de pointage : un curseur circulaire et un curseur linéaire affichés à l'écran. Nous constatons que la combinaison de tâches visuelles et motrices a un impact sur la performance. Ces travaux ont des implications pour la conception de l'interaction tangible, mais aussi pour la recherche sur les interfaces tangibles qui changent de forme.

International audience

National audience; Expert interaction techniques such as gestures or hotkeys are more efficient than traditional WIMP techniques because it is often faster to recall a command than to navigate to it. However, many users seem to be reluctant to switch to expert interaction. We hypothesize the cause might be the aversion of making errors. To test this, we designed two intermediate modes for the FastTap interaction technique, allowing quick confirmation of what the user has retrieved from memory, and quick adjustment if she has made an error. We investigated the impact of these modes and of various error costs in a controlled study (N=36). We found that participants adopted the intermediate modes, that these modes reduced error rate when error cost was high, and that they did not substantially change selection times. However, while it validates the design of our intermediate modes, we found no evidence of greater switch to memory-based interaction, suggesting that reducing the error rate is not sufficient to promote expert use of techniques.; Les techniques d'interaction expertes comme les vocabulaires gestuels ou les raccourcis clavier sont plus efficaces que les techniques WIMP traditionnelles. Il est en effet plus rapide de se rappeler une commande plutôt que de la retrouver dans des menus. Cependant, la plupart des utilisateurs semblent réticents à passer aux interactions qui se basent sur leur mémoire. Nous pensons que la cause pourrait être due à leur aversion à faire des erreurs. Pour tester cette hypothèse, nous avons conçu deux modes intermédiaires pour la technique d'interaction FastTap, qui permet de rapidement confirmer ce que l'utilisateur s'est rappelé de mémoire, et d'ajuster si une erreur a été faite. Nous avons étudié l'impact de ces deux modes intermédiaires et de différents coûts d'erreur dans une étude contrôlée (N=36). Nous avons trouvé que les participants ont adopté les modes intermédiaires, que ces modes réduisaient le taux d'erreur quand le coût de l'erreur était important, et qu'ils n'ont pas affecté de manière significative les temps de sélection. Cependant, bien que les résultats valident la conception de nos modes intermédiaires, nous n'avons pas trouvé de preuve sur un plus grand passage aux interactions qui se basent sur la mémoire. Cela suggère que réduire le taux d'erreur n'est pas suffisant pour promouvoir l'utilisation experte des techniques.

In April 2017, during the first round of the French presidential election, we performed a set of experiments on the use of voting rules. Participants to these experiments were asked to test several alternative voting methods, like approval voting, and other variants of evaluative voting. The experiments were both carried out in situ in polling stations during the first round of the presidential election (using paper ballots), and on line during the month preceding the first round, and until the second round of the election (using a web application). A total of 6358 participants took part to the in situ experiment and 37739 participants took part to the on line experiment. This paper describes the protocol of the in situ experiments and the format of the collected dataset.

We experimentally compare the performance and usability of tablet-based and see-through head-mounted display (HMD)-based interaction techniques for selecting 3D virtual objects projected on a table. This study is a first step toward a better understanding of the advantages and limitations of these interaction techniques, with the perspective of improving interaction with augmented maps. To this end, we evaluate the performance of 3 interaction techniques in selecting 3D virtual objects in sparse and dense environments: (1) the direct touch interaction with a HMD; (2) the ray-casting interaction with a HMD; and (3) the touch interaction on a tablet. Our results show that the two techniques using a HMD are faster, less physically tiring and preferred by the participants over the tablet. The HMD-based interaction techniques perform equally well but the direct touch technique seems to be less impacted by small targets and occlusion.

Navigating Augmented Reality (AR) environments with a handheld device often requires users to access digital contents (i.e. Points of Interests - POIs) associated with physical objects outside the field of view of the device's camera. Halo3D is a technique that displays the location of off-screen POIs as halos (arcs) along the edges of the screen. Halo3D reduces clutter by aggregating POIs but has not been evaluated. The results of a first experiment show that an enhanced version of Halo3D was 18% faster than the focus+context technique AroundPlot* for pointing at a POI, and perceived as 34% less intrusive than the arrow-based technique Arrow2D. The results of a second experiment in more realistic settings reveal that two variants of Halo3D that show the spatial distribution of POIs in clusters (1) enable an effective understanding of the off-screen environment and (2) require less effort than AroundPlot* to find POIs in the environment.

We present WiBend, a system that recognizes bending gestures as the input modalities for interacting on non-instrumented and deformable surfaces using WiFi signals. WiBend takes advantage of off-the-shelf 802.11 (Wi-Fi) devices and Channel State Information (CSI) measurements of packet transmissions when the user is placed and interacting between a Wi-Fi transmitter and a receiver. We have performed extensive user experiments in an instrumented laboratory to obtain data for training the HMM models and for evaluating the precision of WiBend. During the experiments, participants performed 12 distinct bending gestures with three surface sizes, two bending speeds and two different directions. The performance evaluation results show that WiBend can distinguish between 12 bending gestures with a precision of 84% on average.

Societal challenges are an international concern. Daily advertising campaigns rise attention of people to make them change: "Smoking kills", "Drinking or driving, choose", "Eating five fruits and vegetables a day", etc. However, these campaigns have limited effect. Persuasive technologies have been explored for fifteen years to orient technology on the difficulty of changing behavior. Monitoring devices such as bracelets or watchesof physical activities and applications are multiplying obtaining commercial successes. However, despite the potential capabilities of technology of delivering personalized strategies, the incentive to change remains limited. The difficulty lies in the multidisciplinarity of the field: designing persuasive interactive systems requires mastering the fundamental concepts and the advances in cognitive and social psychology, which makes the persuasive practice extremely ambitious.This thesis contributes to the engineering of persuasive interactive systems. It deals with the process of behavior change and proposes the concept of persuasive path to stimulate users in their behavior change. The persuasive path is a succession of events designed to pave the progression of the user toward the change among the set of possible behaviors. This set is modeled with state machines describing all the possible transitions between behaviors. Transitions between behaviors are triggered when the determinants of the corresponding behaviors are satisfied in the currentuser's context. A persuasive architecture is proposed to orchestrate the state machines and the persuasive paths. The formalism of state machines also allows the characterization and comparison of change processes in the literature.An incremental design method is proposed to design, step by step, the state machine and the persuasive path. The steps proceed in order to actuate design choices that make the system little by little more dependent: problem dependent, domain dependent, task dependent and context dependent. This structuring progressive conception allows a revision of the design choices according to the observed performance of the persuasion.The conceptual contributions (concepts and design method): CRegrette, an application aimed at stopping behavior (smoking); on the other hand, Mhikes, an application aimed at reinforcing behavior (walking). A complete implementation of Mhikes (concepts and architecture) is made available to show the technical feasibility of the approach. The technological maturity of this approach allow the deployment of the application at real scale and an experimental evaluation of the contributions.The evaluation results confirms the relevance of the models and of the architecture, allowing the introduction of software probes (1) to identify the roles endorsed by users, 2) to follow the possible changes and 3) to produce personalized notifications. The notifications resulted more efficient than the communication campaigns operated by Mhikes. However, the role changes remains complex, with extra-transitions that are more difficult to actuate than intra-transitions.In conclusion, the thesis delivers a complete set of methods, models and tools for the engineering of persuasive interactive systems. More broadly, this set can be used by other communities to progress in the compression of human interaction.; Les défis sociétaux sont une préoccupation internationale, avec des incantations quotidiennes au changement : “Fumer tue”, “Boire ou conduire, il faut choisir”, “Manger cinq fruits et légumes par jour”, etc. Toutefois, ces campagnes publicitaires restent à effet limité.Les technologies persuasives sont explorées depuis une quinzaine d’années pour mobiliser le numérique sur ces difficultés de changement de comportement. Les dispositifs et applications de monitoring se multiplient avec des succès commerciaux comme les bracelets ou les montres d’activités physiques. Toutefois l’incitation au changement reste limitée malgré le potentiel du numérique pour des stratégies personnalisées. La difficulté tient à l'interdisciplinarité inhérente au domaine : concevoir des systèmes interactifs persuasifs requiert de maîtriser les fondamentauxet les avancées en psychologie cognitive et sociale, ce qui rend l’exercice extrêmement ambitieux.Cette thèse contribue à l’ingénierie des systèmes interactifs persuasifs. Elle traite du processus de changement de comportement. Elle propose le concept de chemin persuasif pour stimuler l’utilisateur dans son changement de comportement. Le chemin persuasif est une succession d’événements incitant l’utilisateur à cheminer d’une certaine façon dans son ensemble de comportements possibles. Cet ensemble est modélisé en une machine à états explicitant l’ensemble des comportements et des transitions possibles entre comportements. Les transitionssont déclenchées en contexte, lorsque les déterminants des comportements correspondants sont satisfaits dans le contexte courant de l’utilisateur. Une architecture persuasive est proposée pour opérer les machines à état et chemins persuasifs. Le formalisme des machines à état permet aussi la caractérisation et la comparaison des processus de changement de la littérature.Une méthode de conception est proposée pour concevoir, étape par étape, la machine à états et le chemin persuasif. Les étapes procèdent, pas à pas, à des choix de conception rendant le système petit à petit réalité dépendant, problème dépendant, domaine dépendant, tâche dépendant et contexte dépendant. Cette conception progressive est structurante et permet une révision des choix de conception selon la performance observée de la persuasion.Les contributions conceptuelles (concepts et méthode de conception) sont illustrées sur deux cas d’étude complémentaires : d’une part, CRegrette, une application visant à stopper un comportement (fumer) ; d’autre part, Mhikes, une application visant à renforcer un comportement (marcher). Une implémentation complète de Mhikes (concepts et architecture) est détaillée pour démontrer la faisabilité technique des propositions. Sa maturité technologique a permis un déploiement de l’application en grandeur réelle et une évaluation expérimentale des contributions.Les résultats d’évaluation confirment la pertinence des modèles et de l’architecture pour placer des sondes logicielles permettant (1) d’identifier les rôles joués par les utilisateurs, 2) d’en suivre les éventuels changements et 3) d’émettre des notifications personnalisées. Les notifications s’avèrent plus performantes que les campagnes de communication aujourd’hui pratiquées par l’entreprise Mhikes. Toutefois le changement de rôle reste difficile, avec des transitions extra-rôles plus difficiles à franchir que les transitions intra-rôle.In fine, la thèse livre un ensemble complet de méthode, modèles et outils pour l’ingénierie des systèmes interactifs persuasifs. Plus largement, cet ensemble peut servir à d’autres communautés pour progresser dans la compression de l’humain en situation d’interaction

Societal challenges are an international concern. Daily advertising campaigns rise attention of people to make them change: "Smoking kills", "Drinking or driving, choose", "Eating five fruits and vegetables a day", etc. However, these campaigns have limited effect.Persuasive technologies have been explored for fifteen years to orient technology on the difficulty of changing behavior. Monitoring devices such as bracelets or watches of physical activities and applications are multiplying obtaining commercial successes. However, despite the potential capabilities of technology of delivering personalized strategies, the incentive to change remains limited. The difficulty lies in the multidisciplinarity of the field: designing persuasive interactive systems requires mastering the fundamental concepts and the advances in cognitive and social psychology, which makes the persuasive practice extremely ambitious.This thesis contributes to the engineering of persuasive interactive systems. It deals with the process of behavior change and proposes the concept of persuasive path to stimulate users in their behavior change. The persuasive path is a succession of events designed to pave the progression of the user toward the change among the set of possible behaviors. This set is modeled with state machines describing all the possible transitions between behaviors. Transitions between behaviors are triggered when the determinants of the corresponding behaviors are satisfied in the current user's context. A persuasive architecture is proposed to orchestrate the state machines and the persuasive paths. The formalism of state machines also allows the characterization and comparison of change processes in the literature.An incremental design method is proposed to design, step by step, the state machine and the persuasive path. The steps proceed in order to actuate design choices that make the system little by little more dependent: problem dependent, domain dependent, task dependent and context dependent. This structuring progressive conception allows a revision of the design choices according to the observed performance of the persuasion.The conceptual contributions (concepts and design method): CRegrette, an application aimed at stopping behavior (smoking); on the other hand, Mhikes, an application aimed at reinforcing behavior (walking). A complete implementation of Mhikes (concepts and architecture) is made available to show the technical feasibility of the approach. The technological maturity of this approach allow the deployment of the application at real scale and an experimental evaluation of the contributions.The evaluation results confirms the relevance of the models and of the architecture, allowing the introduction of software probes (1) to identify the roles endorsed by users, 2) to follow the possible changes and 3) to produce personalized notifications. The notifications resulted more efficient than the communication campaigns operated by Mhikes. However, the role changes remains complex, with extra-transitions that are more difficult to actuate than intra-transitions.In conclusion, the thesis delivers a complete set of methods, models and tools for the engineering of persuasive interactive systems. More broadly, this set can be used by other communities to progress in the compression of human interaction.; Les défis sociétaux sont une préoccupation internationale, avec des incantations quotidiennes au changement : “Fumer tue”, “Boire ou conduire, il faut choisir”, “Manger cinq fruits et légumes par jour”, etc. Toutefois, ces campagnes publicitaires restent à effet limité.Les technologies persuasives sont explorées depuis une quinzaine d’années pour mobiliser le numérique sur ces difficultés de changement de comportement. Les dispositifs et applications de monitoring se multiplient avec des succès commerciaux comme les bracelets ou les montres d’activités physiques. Toutefois l’incitation au changement reste limitée malgré le potentiel du numérique pour des stratégies personnalisées. La difficulté tient à l'interdisciplinarité inhérente au domaine : concevoir des systèmes interactifs persuasifs requiert de maîtriser les fondamentaux et les avancées en psychologie cognitive et sociale, ce qui rend l’exercice extrêmement ambitieux.Cette thèse contribue à l’ingénierie des systèmes interactifs persuasifs. Elle traite du processus de changement de comportement. Elle propose le concept de chemin persuasif pour stimuler l’utilisateur dans son changement de comportement. Le chemin persuasif est une succession d’événements incitant l’utilisateur à cheminer d’une certaine façon dans son ensemble de comportements possibles. Cet ensemble est modélisé en une machine à états explicitant l’ensemble des comportements et des transitions possibles entre comportements. Les transitions sont déclenchées en contexte, lorsque les déterminants des comportements correspondants sont satisfaits dans le contexte courant de l’utilisateur. Une architecture persuasive est proposée pour opérer les machines à état et chemins persuasifs. Le formalisme des machines à état permet aussi la caractérisation et la comparaison des processus de changement de la littérature.Une méthode de conception est proposée pour concevoir, étape par étape, la machine à états et le chemin persuasif. Les étapes procèdent, pas à pas, à des choix de conception rendant le système petit à petit réalité dépendant, problème dépendant, domaine dépendant, tâche dépendant et contexte dépendant. Cette conception progressive est structurante et permet une révision des choix de conception selon la performance observée de la persuasion.Les contributions conceptuelles (concepts et méthode de conception) sont illustrées sur deux cas d’étude complémentaires : d’une part, CRegrette, une application visant à stopper un comportement (fumer) ; d’autre part, Mhikes, une application visant à renforcer un comportement (marcher). Une implémentation complète de Mhikes (concepts et architecture) est détaillée pour démontrer la faisabilité technique des propositions. Sa maturité technologique a permis un déploiement de l’application en grandeur réelle et une évaluation expérimentale des contributions.Les résultats d’évaluation confirment la pertinence des modèles et de l’architecture pour placer des sondes logicielles permettant (1) d’identifier les rôles joués par les utilisateurs, 2) d’en suivre les éventuels changements et 3) d’émettre des notifications personnalisées. Les notifications s’avèrent plus performantes que les campagnes de communication aujourd’hui pratiquées par l’entreprise Mhikes. Toutefois le changement de rôle reste difficile, avec des transitions extra-rôles plus difficiles à franchir que les transitions intra-rôle.In fine, la thèse livre un ensemble complet de méthode, modèles et outils pour l’ingénierie des systèmes interactifs persuasifs. Plus largement, cet ensemble peut servir à d’autres communautés pour progresser dans la compression de l’humain en situation d’interaction.

Societal challenges are an international concern. Daily advertising campaigns rise attention of people to make them change: "Smoking kills", "Drinking or driving, choose", "Eating five fruits and vegetables a day", etc. However, these campaigns have limited effect.Persuasive technologies have been explored for fifteen years to orient technology on the difficulty of changing behavior. Monitoring devices such as bracelets or watches of physical activities and applications are multiplying obtaining commercial successes. However, despite the potential capabilities of technology of delivering personalized strategies, the incentive to change remains limited. The difficulty lies in the multidisciplinarity of the field: designing persuasive interactive systems requires mastering the fundamental concepts and the advances in cognitive and social psychology, which makes the persuasive practice extremely ambitious.This thesis contributes to the engineering of persuasive interactive systems. It deals with the process of behavior change and proposes the concept of persuasive path to stimulate users in their behavior change. The persuasive path is a succession of events designed to pave the progression of the user toward the change among the set of possible behaviors. This set is modeled with state machines describing all the possible transitions between behaviors. Transitions between behaviors are triggered when the determinants of the corresponding behaviors are satisfied in the current user's context. A persuasive architecture is proposed to orchestrate the state machines and the persuasive paths. The formalism of state machines also allows the characterization and comparison of change processes in the literature.An incremental design method is proposed to design, step by step, the state machine and the persuasive path. The steps proceed in order to actuate design choices that make the system little by little more dependent: problem dependent, domain dependent, task dependent and context dependent. This structuring progressive conception allows a revision of the design choices according to the observed performance of the persuasion.The conceptual contributions (concepts and design method): CRegrette, an application aimed at stopping behavior (smoking); on the other hand, Mhikes, an application aimed at reinforcing behavior (walking). A complete implementation of Mhikes (concepts and architecture) is made available to show the technical feasibility of the approach. The technological maturity of this approach allow the deployment of the application at real scale and an experimental evaluation of the contributions.The evaluation results confirms the relevance of the models and of the architecture, allowing the introduction of software probes (1) to identify the roles endorsed by users, 2) to follow the possible changes and 3) to produce personalized notifications. The notifications resulted more efficient than the communication campaigns operated by Mhikes. However, the role changes remains complex, with extra-transitions that are more difficult to actuate than intra-transitions.In conclusion, the thesis delivers a complete set of methods, models and tools for the engineering of persuasive interactive systems. More broadly, this set can be used by other communities to progress in the compression of human interaction.; Les défis sociétaux sont une préoccupation internationale, avec des incantations quotidiennes au changement : “Fumer tue”, “Boire ou conduire, il faut choisir”, “Manger cinq fruits et légumes par jour”, etc. Toutefois, ces campagnes publicitaires restent à effet limité.Les technologies persuasives sont explorées depuis une quinzaine d’années pour mobiliser le numérique sur ces difficultés de changement de comportement. Les dispositifs et applications de monitoring se multiplient avec des succès commerciaux comme les bracelets ou les montres d’activités physiques. Toutefois l’incitation au changement reste limitée malgré le potentiel du numérique pour des stratégies personnalisées. La difficulté tient à l'interdisciplinarité inhérente au domaine : concevoir des systèmes interactifs persuasifs requiert de maîtriser les fondamentaux et les avancées en psychologie cognitive et sociale, ce qui rend l’exercice extrêmement ambitieux.Cette thèse contribue à l’ingénierie des systèmes interactifs persuasifs. Elle traite du processus de changement de comportement. Elle propose le concept de chemin persuasif pour stimuler l’utilisateur dans son changement de comportement. Le chemin persuasif est une succession d’événements incitant l’utilisateur à cheminer d’une certaine façon dans son ensemble de comportements possibles. Cet ensemble est modélisé en une machine à états explicitant l’ensemble des comportements et des transitions possibles entre comportements. Les transitions sont déclenchées en contexte, lorsque les déterminants des comportements correspondants sont satisfaits dans le contexte courant de l’utilisateur. Une architecture persuasive est proposée pour opérer les machines à état et chemins persuasifs. Le formalisme des machines à état permet aussi la caractérisation et la comparaison des processus de changement de la littérature.Une méthode de conception est proposée pour concevoir, étape par étape, la machine à états et le chemin persuasif. Les étapes procèdent, pas à pas, à des choix de conception rendant le système petit à petit réalité dépendant, problème dépendant, domaine dépendant, tâche dépendant et contexte dépendant. Cette conception progressive est structurante et permet une révision des choix de conception selon la performance observée de la persuasion.Les contributions conceptuelles (concepts et méthode de conception) sont illustrées sur deux cas d’étude complémentaires : d’une part, CRegrette, une application visant à stopper un comportement (fumer) ; d’autre part, Mhikes, une application visant à renforcer un comportement (marcher). Une implémentation complète de Mhikes (concepts et architecture) est détaillée pour démontrer la faisabilité technique des propositions. Sa maturité technologique a permis un déploiement de l’application en grandeur réelle et une évaluation expérimentale des contributions.Les résultats d’évaluation confirment la pertinence des modèles et de l’architecture pour placer des sondes logicielles permettant (1) d’identifier les rôles joués par les utilisateurs, 2) d’en suivre les éventuels changements et 3) d’émettre des notifications personnalisées. Les notifications s’avèrent plus performantes que les campagnes de communication aujourd’hui pratiquées par l’entreprise Mhikes. Toutefois le changement de rôle reste difficile, avec des transitions extra-rôles plus difficiles à franchir que les transitions intra-rôle.In fine, la thèse livre un ensemble complet de méthode, modèles et outils pour l’ingénierie des systèmes interactifs persuasifs. Plus largement, cet ensemble peut servir à d’autres communautés pour progresser dans la compression de l’humain en situation d’interaction.

International audience; Professionals such as sound engineers or aircraft pilots heavily use physical knobs and sliders on their interfaces. The interfaces have advantages over touchscreen interfaces, especially when the users need to quickly and eyes-freely respond to changing situations such as when musicians are improvising, or there is smoke in a cockpit. However, unlike touchscreen interfaces, the physical interfaces are often bulky and crowded and lack of adaptability to user preferences or small spaces. To have advantages from both physical and touchscreen control interfaces, we explore design space of control interfaces and suggest design guidelines in the following steps. We first conduct a formative study with eight professionals who use knobs and sliders. Based on their feedback, we propose design requirements for future parameter control interfaces. We then introduce the design of the KnobSlider, a shape-changing device that combines the advantages of a physical knob and a slider in a time-and space-multiplexing way. To increase users' acceptance on shape-changing control interfaces, we investigate subjective preference on speed of shape-changes by using pairwise comparison with different maximum speeds. We also investigate how tangibility-showing KnobSlider on a video or showing it in the physical world-affects users preference and suggest speed design guidelines for future studies.

International audience; We investigate the design of a shape-changing dial, i.e. a dial that can change its circumference and height to adapt to different contexts of interaction. We first explore how users grasp 3D printed dials of different heights and circumferences in order to inform the form factor of shape-changing dials. We then design a prototype, ExpanDial, inspired from morphing origami. We then use our prototype as a probe within design sessions and use the participants' feedback to devise a set of applications that can benefit from such reconfigurable devices. We also used the design sessions to better understand what kind of interaction and manipulation could be harnessed from such device.

User interfaces adaptation by using emotions.Perso2U, an approach to personalize user interfaces with user emotions.User experience (UX) is nowadays recognized as an important quality factor to make systems or software successful in terms of user take-up and frequency of usage. UX depends on dimensions like emotion, aesthetics or visual appearance, identification, stimulation, meaning/value or even fun, enjoyment, pleasure, or flow. Among these dimensions, the importance of usability and aesthetics is recognized. So, both of them need to be considered while designing user interfaces (UI).It raises the question how designers can check UX at runtime and improve it if necessary. To achieve a good UI quality in any context of use (i.e. user, platform and environment), plasticity proposes to adapt UI to the context while preserving user-centered properties. In a similar way, our goal is to preserve or improve UX at runtime, by proposing UI adaptations. Adaptations can concern aesthetics or usability. They can be triggered by the detection of specific emotion, that can express a problem with the UI.So the research question addressed in this PhD is how to drive UI adaptation with a model of the user based on emotions and user characteristics (age & gender) to check or improve UX if necessary.Our approach aims to personalize user interfaces with user emotions at run-time. An architecture, Perso2U, has been designed to adapt the UI according to emotions and user characteristics (age and gender). Perso2U includes three main components: (1) Inferring Engine, (2) Adaptation Engine and (3) Interactive System. First, the inferring engine recognizes the user’s situation and in particular him/her emotions (happiness, anger, disgust, sadness, surprise, fear, contempt) plus neutral which are into Ekman emotion model. Second, after emotion recognition, the best suitable UI structure is chosen and the set of UI parameters (audio, Font-size, Widgets, UI layout, etc.) is computed based on such detected emotions. Third, this computation of a suitable UI structure and parameters allows the UI to execute run-time changes aiming to provide a better UI. Since the emotion recognition is performed cyclically then it allows UI adaptation at run-time.To go further into the inferring engine examination, we run two experiments about the (1) genericity of the inferring engine and (2) UI influence on detected emotions regarding age and gender.Since this approach relies on emotion recognition tools, we run an experiment to study the similarity of detecting emotions from faces to understand whether this detection is independent from the emotion recognition tool or not. The results confirmed that the emotions detected by the tools provide similar emotion values with a high emotion detection similarity.As UX depends on user interaction quality factors like aesthetics and usability, and on individual characteristics such as age and gender, we run a second experimental analysis. It tends to show that: (1) UI quality factors (aesthetics and/or usability) influences user emotions differently based on age and gender, (2) the level (high and/or low) of UI quality factors seem to impact emotions differently based on age and gender. From these results, we define thresholds based on age and gender that allow the inferring engine to detect usability and/or aesthetics problems.; L'expérience utilisateur (UX) est aujourd’hui acceptée comme un facteur de qualité important pour le succès des systèmes informatiques ou des logiciels. Elle dépend de dimensions comme l'émotion, l'esthétique, le plaisir ou la confiance. Parmi ces dimensions, l'importance de la facilité d'utilisation et de l’esthétique est reconnue. Ces deux aspects doivent donc être considérés lors de la conception d’interfaces utilisateur.Cela soulève la question de comment les concepteurs peuvent vérifier UX à l’exécution et l’améliorer si nécessaire. Pour obtenir une bonne qualité d’interface utilisateur en tout contexte d’usage (c.-à-d. utilisateur, plate-forme et environnement), la plasticité propose d’adapter l’interface utilisateur au contexte tout en préservant l’utilisabilité. De manière similaire, notre objectif est de préserver ou d’améliorer UX à l’exécution, en proposant des adaptations des interfaces utilisateur aux émotions des utilisateurs. Les adaptations peuvent concerner l’esthétique ou l’utilisabilité.Ainsi la question de recherche abordée dans ce doctorat est comment conduire l’adaptation des interfaces utilisateur avec un modèle de l’utilisateur basé sur les émotions et les caractéristiques de l’utilisateur (âge et sexe).Notre approche vise à personnaliser les interfaces utilisateurs avec les émotions de l’utilisateur au moment de l’exécution. Une architecture, Perso2U, a été conçue pour adapter les ’interfaces en fonction de leurs émotions et de leurs âge et sexe. Le Perso2U comprend trois composantes principales : (1) un moteur d’inférence, (2) un moteur d’adaptation et (3) le système interactif. Premièrement, le moteur d’inférence reconnaît la situation de l’utilisateur et en particulier ses émotions (joie, colère, dégoût, tristesse, surprise, peur, mépris) qui sont dans le modèle d’émotion Ekman plus l’émotion neutre. Deuxièmement, après l’inférence sur les émotions, la structure d’interface la mieux adaptée est sélectionnée et l’ensemble des paramètres de l’interface utilisateur (audio, taille de la police, Widgets, disposition de l’interface utilisateur, etc.) est calculé en fonction de ces émotions détectées. Troisièmement, ce calcul d’une structure d’interface utilisateur et de paramètres appropriés permet à l’interface utilisateur d’exécuter des changements à l’exécution visant à fournir une meilleure interface utilisateur. Puisque la reconnaissance des émotions est exécutée cycliquement, alors il est possible d’adapter les interfaces utilisateur à l’exécution.Puisque cette approche repose sur des outils de reconnaissance des émotions, nous avons mené une expérience pour étudier la similitude de la détection des émotions des visages à partir d’ouitls existants afin de comprendre si cette détection est indépendante de l’outil de reconnaissance des émotions ou non. Les résultats ont confirmé que les émotions détectées par les outils fournissent des valeurs émotionnelles similaires.Comme l’UX dépend de facteurs de qualité de l’interaction utilisateur comme l’esthétique et la facilité d'utilisation, et de caractéristiques individuelles telles que l’âge et le sexe, nous avons effectué une deuxième analyse expérimentale. Elle tend à montrer que : (1) les facteurs de qualité de l’interface utilisateur (esthétique et/ou utilisabilité) influencent les émotions de l’utilisateur en fonction de l’âge et du sexe, (2) le niveau (élevé et/ou faible) des facteurs de qualité de l’interface utilisateur semblent avoir une incidence différente sur les émotions selon l’âge et le sexe. À partir de ces résultats, nous définissons des seuils en fonction de l’âge et du sexe qui permettent au moteur d’inférence de détecter les problèmes d’utilisabilité et/ou d’esthétique.

International audience; Collective decision-making in multi-agents systems is classically performed by employing social choice theory methods. Each member of the group (i.e. agent) expresses preferences as a (total) order over a given set of alternatives, and the group’s aggregated preference is computed using a voting rule. Nevertheless, classic social choice methods do not take into account the rationale behind agents’ preferences. Our research hypothesis is that a decision made by a group of participants understanding the qualitative rationale (expressed by arguments) behind each other’s preferences has better chances to be accepted and used in practice. Accordingly, in this work, we propose a novel qualitative procedure which combines argumentation with computational social choice for modelling the collective decision-making problem. We show that this qualitative approach produces structured preferences that can overcome major deficiencies that appear in the social choice literature and affect most of the major voting rules. Hence, in this paper we deal with the Condorcet paradox and the properties of monotonicity and Homogeneity which are unsatisfiable by many voting rules..

Touchscreens are the predominant medium for interactions with digital services; however, their current fixed form factor narrows the scope for rich physical interactions by limiting interaction possibilities to a single, planar surface. In this paper we introduce the concept of PickCells, a fully reconfigurable device concept composed of cells, that breaks the mould of rigid screens and explores a modular system that affords rich sets of tangible interactions and novel across-device relationships. Through a series of co-design activities – involving HCI experts and potential end-users of such systems – we synthesised a design space aimed at inspiring future research, giving researchers and designers a framework in which to explore modular screen interactions. The design space we propose unifies existing works on modular touch surfaces under a general framework and broadens horizons by opening up unexplored spaces providing new interaction possibilities. In this paper, we present the PickCells concept, a design space of modular touch surfaces, and propose a toolkit for quick scenario prototyping.

International audience; Uncertainty is common when working with data and becomes more important as processing big data gains attention. However, no standard tangible interface element exists for inputting uncertain data. In this article, we extend the input space of two traditional TUIs: dial and slider. We present five designs that are based on dials and sliders and support uncertain input. We conduct focus group interviews to evaluate the designs. The interviews allow us to extend existing design requirements for parameter control UIs to support uncertain input.

International audience; One of the most prominent ways to reach an acceptable collective decision in normal group settings is the employment of routines and methods of social choice theory. The classical social choice setting is the following: each agent involved in the decision expresses her preferences about a given set of alternatives in the form of a linear order on them. Then, the group's aggregated decision is the outcome of the application of a voting rule to the input's preferences. However, there are instances where social choice on its own cannot provide proper solutions. For example, there are decision problems where the outcome has to be based on the reasoning behind agents' preferences, rather than the unjustified preferences itself. Hence, our research motivation is the practical case where agents' rationale is needed for the decision outcome. In this paper, we explore how the agents' rationale can be formulated inside the classical voting setting. Therefore, we propose a decision-making procedure based on argumenta-tion and preference aggregation which permits us to explore the effect of reasoning and deliberation along with voting for the decision process. We quantify the deliberation phase by defining a new voting argumentation framework, that uses vote and generic arguments, and its acceptability semantics based on the notion of pairwise comparisons between alternatives. We prove for these semantics some theoretical results regarding well-known properties from Argumentation and Social Choice Theory.

International audience

International audience; Smart homes aim at enhancing the quality of life of people at home by the use of home automation systems and Ambient Intelligence. Most of these smart homes provide enhanced interaction by relying on context-aware systems learned on data. Whereas voice-based interaction is the current emerging trend, most available corpora are either concerned only with home automation sensors or only with audio technology, which limits the development of context-aware voice-based systems. This paper presents the VocADom@A4H corpus, which is a dataset composed of users’ interactions recorded in a fully equipped Smart Home. About 12 hours of multichannel distant speech signal synchronized with logs of an openHAB home automation system were collected from 11 participants who performed activities of daily living with the presence of real-life noises, such as other persons speaking, use of vacuum cleaner, TV, etc. This corpus can serve as a valuable material for studies in pervasive intelligence, such as human tracking, human activity recognition, context aware interaction, and robust distant speech processing in the home. Experiments performed on multichannel speech and home automation sensors data for robust voice activity detection and multiresident localization show the potential of the corpus to support the development of context-aware smart home systems.

Part 6: Wearable and Tangible Interaction; International audience; Experiencing uncertainty is common when answering questionnaires. E.g., users are not always sure to answer how often they use trains. Enabling users to input their uncertainty is thus important to increase the data’s reliability and to make better decision based on the data. However, few interfaces have been explored to support uncertain input, especially with TUIs. TUIs are more discoverable than GUIs and better support simultaneous input of multiple parameters. It motivates us to explore different TUI designs to input users’ best estimate answer (value) and uncertainty. In this paper, we first generate 5 TUI designs that can input both value and uncertainty and build low-fidelity prototypes. We then conduct focus group interviews to evaluate the prototypes and implement the best design, SplitSlider, as a working prototype. A lab study with SplitSlider shows that one third of the participants (4/12) were able to discover the uncertainty input function without any explanation, and once explained, all of them could easily understand the concept and input uncertainty.

International audience; Reducing energy consumption is an individual and collective challenge that requires people to be proactive and fully involved. However, most approaches and solutions to this problem promote automated and autonomous systems that take full control of the decisions. Although these systems relieve users from setting the temperature in offices and homes, the level of thermal comfort chosen by the technology may not meet the individuals' requirements. Automating control is an obvious solution but it keeps the human out of the loop. In this work, an alternative approach is promoted based on system-human cooperation that allows people to take the final decision. However, to make sound decisions, users need to understand the system functioning and rationale and to be convinced and motivated to change their habits with regard to energy consumption. Our approach is based on an e-coach system, called Involved, that provides users with contextual explanations along with a user interface designed to persuade and keep the user involved. The results of this research are the development of an early prototype that provides end-users with a 24 hour-plan of recommended actions along with contextual explanations that justify each action. This plan satisfies the inhabitant’s preferred compromise between thermal comfort, air quality and financial cost specified by the inhabitant (i.e. user) using a novel interaction technique, the Trade-Off-Pareto sliders. Users can edit the plan (e.g. suppress an action), skip some actions, perform additional actions, or even change their preferred compromise, and be informed in real time of the consequences on energy consumption and comfort.

International audience; Most previous research in sustainable HCI has focused on electricity consumption in domestic environments or private office spaces. Here, we address use of lighting in public areas of office buildings with the goal of understanding and measuring how calm technologies can inspire positive engagement by promoting awareness and competition. We have conducted a 15-month study with the design, deployment, and assessment of two complementary ambient apparatus (one centralized, one distributed) in an office building occupied by ICT start-up companies. Our results show that calm technology can be effective under specific conditions, resulting in a significant reduction of average electricity consumption. We also discovered that in the absence of automatic controls, approximately 25% of lighting consumption occurred during off-work hours.

International audience; Most previous research in sustainable HCI has focused on electricity consumption in domestic environments or private office spaces. Here, we address use of lighting in public areas of office buildings with the goal of understanding and measuring how calm technologies can inspire positive engagement by promoting awareness and competition. We have conducted a 15-month study with the design, deployment, and assessment of two complementary ambient apparatus (one centralized, one distributed) in an office building occupied by ICT start-up companies. Our results show that calm technology can be effective under specific conditions, resulting in a significant reduction of average electricity consumption. We also discovered that in the absence of automatic controls, approximately 25% of lighting consumption occurred during off-work hours.

International audience; Decreasing electricity consumption is a major challenge of our society. Eco-feedback methods allow users to get information about their electricity consumption to reduce it. However it is still difficult to determine what are the actions that impact the consumption in practice. In this paper we suggest to apply a What if approach to eco-feedback in a household context. We deploy the Activelec system in personal housings, which allows to apply virtual modifications in appliances usage and to evaluate the savings realized. The results of our experimentation show that participants appreciated the interaction method based on the What if. It allowed them to find and to evaluate efficient modifications in their appliances usage, and several have been applied in practice by the participants. This experimentation shows that the What if paradigm is a potential way for eco-feedback technologies.; Réduire la consommation d’électricité est un enjeu majeur de notre société. Les méthodes eco-feedback permettent aux utilisateurs d’obtenir un retour sur leur consommation d’électricité afin de la diminuer. Toutefois, il est toujours difficile de déterminer concrètement quelles actions impactent la consommation. Dans cet article, nous proposons d’appliquer une méthode What if à l’eco-feedback en contexte domestique. Nous déployons le système Activelec dans des logements personnels, qui permet d’appliquer des changements virtuels dans l’utilisation des appareils et d’évaluer les économies réalisées. Les résultats de notre expérimentation montrent que les participants ont apprécié la méthode d’interaction basée sur le What if. Celle-ci leur a permis de trouver et d’évaluer des modifications efficaces dans l’utilisation de leurs appareils, et certaines ont été appliquées en pratique par les participants. Cette expérimentation montre que le paradigme What if est une piste potentielle pour les technologies eco-feedback.

International audience; Decreasing electricity consumption is a major challenge of our society. Eco-feedback methods allow users to get information about their electricity consumption to reduce it. However it is still difficult to determine what are the actions that impact the consumption in practice. In this paper we suggest to apply a What if approach to eco-feedback in a household context. We deploy the Activelec system in personal housings, which allows to apply virtual modifications in appliances usage and to evaluate the savings realized. The results of our experimentation show that participants appreciated the interaction method based on the What if. It allowed them to find and to evaluate efficient modifications in their appliances usage, and several have been applied in practice by the participants. This experimentation shows that the What if paradigm is a potential way for eco-feedback technologies.; Réduire la consommation d’électricité est un enjeu majeur de notre société. Les méthodes eco-feedback permettent aux utilisateurs d’obtenir un retour sur leur consommation d’électricité afin de la diminuer. Toutefois, il est toujours difficile de déterminer concrètement quelles actions impactent la consommation. Dans cet article, nous proposons d’appliquer une méthode What if à l’eco-feedback en contexte domestique. Nous déployons le système Activelec dans des logements personnels, qui permet d’appliquer des changements virtuels dans l’utilisation des appareils et d’évaluer les économies réalisées. Les résultats de notre expérimentation montrent que les participants ont apprécié la méthode d’interaction basée sur le What if. Celle-ci leur a permis de trouver et d’évaluer des modifications efficaces dans l’utilisation de leurs appareils, et certaines ont été appliquées en pratique par les participants. Cette expérimentation montre que le paradigme What if est une piste potentielle pour les technologies eco-feedback.