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• Publié par: Shaej
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• Langue: Français

Extrait

THESE

Pour obtenir le grade de

Docteur de l’UJF

Spécialité : « Sciences Cognitives »

Préparée dans l’équipe IAM (Informatique et Apprentissage des Mathématiques)
dans le cadre de l’école doctorale « Ingénierie pour la santé, la cognition, et
l’environnement »


Tristan BLANC-BRUDE


INTEGRATION DE COMMANDES VOCALES
DANS UN ENVIRONNEMENT D'APPRENTISSAGE
PAR L'ACTION:
ENJEUX ERGONOMIQUES


Directeurs de thèse :
Colette LABORDE et Mireille BETRANCOURT



JURY

Jean CAELEN (Président)
Colette LABORDE (Codirecteur)
Mireille BETRANCOURT (Codirecteur)
André BISSERET (Rapporteur)
André TRICOT (Rapporteur)
Jean-Marie LABORDE (Examinateur)


Mes remerciements vont tout d’abord à mes directrices de thèse Colette
Laborde et Mireille Bétrancourt. Elles ont crée les conditions idéales à la réussite
de mon travail par leur grande disponibilité, leurs remarques constructives, leurs
idées et leur enthousiasme stimulant qui m’ont permis, à chaque étape de mes
recherches, de dénouer les problèmes importants et d’avancer ainsi dans mon
travail.

Je remercie Jean-Marie Laborde pour avoir initié le sujet de cette thèse et avoir
développé Cabri-géomètre qui a été le support de mon travail et une source
d’inspiration inépuisable.

Je remercie les membres du jury, en particulier André Bisseret et André Tricot
pour avoir accepter d’être les rapporteurs de ma thèse.

Un grand merci également à tous les élèves qui se sont portés volontaires pour
participer aux expériences ainsi qu’aux enseignants qui m’ont permis de mener à
bien ces expérimentations dans leur établissement : Bernard Vartanian et Brigitte
Lacaze du lycée Pablo Neruda à Saint-Martin-d'Hères, Mathilde Arragon du
Lycée Marie Curie à Echirolles, Jacques Pech et Yves Berthollet du lycée Aristide
Berges à Seyssinet-Pariset.

Mes remerciements vont également à tous les membres de l’équipe sans lesquels
ce travail n’aurait pu aboutir:
Julio, dont la gentillesse et la bonne humeur communicative en ont fait un
compagnon de bureau idéal et un allié au quotidien ;
Zilora, pour sa disponibilité et pour m’avoir soutenu dans les moments clefs par
ses encouragements nourris et sa confiance en moi ;
Christophe, pour avoir endosser le rôle indispensable du Magicien d’Oz, pour sa
bonne volonté à répondre à toutes mes impatiences techniques ainsi que pour
m’avoir ouvert la voie du code de Cabri-géomètre ;
Sylvia, pour sa joie de vivre et son accompagnement lors de la dernière ligne
droite ;
Rossana, Seden, Ruth et Cécile pour leurs précieux conseils de pré-soutenance ;
Bernard, pour sa disponibilité et l’apport de son expertise sur Cabri-géomètre ;
Bernardo, Sophie, Martin et Christine pour leur soutien amical.

Je remercie aussi les membres du Laboratoire Leibniz pour leur bonne
humeur et leur aide: Iranete, Salahattin, Quoc, Takeshi, Luca, Damien et
Christophe.

Je remercie enfin mes parents pour leur soutien (avant, pendant et après la thèse)
ainsi que mes amis pour tout le reste. Introduction générale
TABLE DES MATIERES

0 Introduction générale ________________________________________________3
0.1 Cadre théorique ____________________________________________________5
0.2 Plan et contenu de la thèse____________________________________________6
1 Chapitre 1 : Ergonomie des entrées vocales en interaction homme-ordinateur___9
1.1 Forces et faiblesses des entrées manuelles et vocales______________________10
1.1.1 Manipulation directe et dispositifs de pointage________________________10
1.1.2 Entrée vocale__________________________________________________11
1.2 Les commandes vocales : une alternative aux dispositifs de pointage dans les
interfaces classiques ?_______________________________________________13
1.2.1 Des résultats de comparaisons expérimentales contradictoires____________13
1.2.2 Facteurs influençant les résultats de comparaison entre commandes vocales et
manuelles_____________________________________________________15
1.3 Principes de conception pour l'ergonomie des entrées vocales _____________19
1.3.1 Le concept d'habitabilité_________________________________________20
1.3.2 Le principe d'ancrage____________________________________________25
1.4 Conclusion ________________________________________________________29
2 Chapitre 2 : Ergonomie des entrées multimodales en interaction homme-
ordinateur ________________________________________________________________31
2.1 Avantages ergonomiques de la multimodalité ___________________________31
2.1.1 Réduction des erreurs et amélioration des corrections __________________32
2.1.2 Adaptabilité à des situations, utilisateurs et tâches variées _______________34
2.2 Multimodalité et partage des ressources attentionnelles36
2.2.1 Théorie des ressources attentionnelles multiples_______________________37
2.2.2 Application aux tâches informatisées _______________________________38
2.2.3 Problèmes d'interférence entre les codes_____________________________39
2.3 Consistance, intégralité et multimodalité41
2.3.1 Consistance et inconsistance ______________________________________41
2.3.2 Intégralité et séparabilité _________________________________________45
2.4 Conclusion ________________________________________________________48
3 Chapitre 3 : Ergonomie des environnements d'apprentissage par l'action _____49
3.1 Environnements d'apprentissage par l'action : définitions ________________49
3.2 Interfaces pour les environnements d'apprentissage par l'action ___________52
3.2.1 Evaluation des interfaces d'environnements d'apprentissage _____________52
3.2.2 Interfaces graphiques et manipulation directe pour l'apprentissage. ________53
3.2.3 Quelle place pour le langage comme modalité d'action? ________________55
3.2.4 Utilisation des représentations multiples pour l'apprentissage ____________58
3.3 Environnement d'apprentissage par l'action : le cas de Cabri-géomètre _____61
3.4 Conclusion ________________________________________________________63
4 Chapitre 4 : Première expérimentation _________________________________65
1Introduction générale
4.1 Questions de recherche et hypothèses__________________________________65
4.2 Méthodologie______________________________________________________72
4.3 Résultats _________________________________________________________76
4.4 Discussion ________________________________________________________87
5 Chapitre 5 : Deuxième expérimentation_________________________________93
5.1 Questions de recherche et hypothèses__________________________________93
5.2 Méthodologie96
5.3 Résultats100
5.4 Discussion _______________________________________________________107
6 Chapitre 6 : Troisième expérimentation ________________________________109
6.1 Questions de recherche et hypothèses_________________________________109
6.2 Méthodologie_____________________________________________________115
6.3 Résultats ________________________________________________________120
6.4 Discussion _______________________________________________________126
7 Chapitre 7 : Conclusion générale et perspectives_________________________129
7.1 Conclusions et recommandations ergonomiques________________________129
7.1.1 Utilisation de commandes vocales dans des environnements d'apprentissage :
opportunités et contraintes_______________________________________129
7.1.2 Principe de conception pour les commandes vocales : possibilité d'un étayage
basé sur le principe d'ancrage ____________________________________130
7.1.3 Choix de conception des commandes (unimodales vs. multimodales) : vers une
prise en compte de la structure des opérations _______________________131
7.1.4 Multimodalité et multireprésentation dans les environnements d'apprentissage :
opportunités et limites __________________________________________132
7.2 Perspectives ______________________________________________________133
7.2.1 Quelle conception pour l'étayage des commandes vocales ? ____________133
7.2.2 Effet des aspects temporels des actes multimodaux sur les préférences des
utilisateurs ___________________________________________________134
7.2.3 Quelle conception pour favoriser le transfert entre modalités et/ou
représentations multiples ? ______________________________________135
8 Bibliographie __________________