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National audience; Mechanical systems reliability depends on design, use, physical environment ... Moreover, failure mechanisms as fatigue or stress yield systems ageing. The reliability databases are not allowed to deal with these particularities because of generic and constant failure rates. Many uncertainties in reliability predictions can be due to the use of these databases. A failure rate modelling is introduced in this article, and aims at tacking into account both time and influencing factors. An example describes the methodology and is used for assessing the model accuracy; La fiabilité des matériels mécaniques est largement conditionnée par les caractéristiques propres à chaque système, à ses conditions d'utilisation, son environnement... De plus, les mécanismes de dégradations comme la fatigue et le stress créent des phénomènes de vieillissement. Les bases de données de fiabilité, en fournissant des taux de défaillance génériques et constants, ne permettent pas de prendre en considération ces particularités. L'utilisation de telles bases entraîne par conséquent de grandes incertitudes quant aux résultats des évaluations fiabilistes. Nous proposons dans cet article une modélisation des taux de défaillance, fonction du temps, qui prend en compte les facteurs d'influence. Une application permet de valider le modèle

International audience; Science education is often limited by the complexity of making acute knowledge accessible and easily remembered by a larger public. We proposed another way to introduce and teach complex scientific subjects like cell biology and polymer micro-rheology using haptic display and virtual reality. We combined the advantages of the Atomic Force Microscopy (AFM) and Fluorescence Microscopy (FM) in order to get complementary real experimental data on an isolated animal adhering on a protein micro-pattern. We obtained high resolution mapping images of the cell morphology, architecture, and local mechanical properties. Then this set of data was implemented in a free simulation engine connected to a low-cost haptic device to create a virtual and interactive cell or polymer environment in order to provide a novel sensory approach of the cell biology and/or micro(bio)mechanics.

The aim of this work was to study the role of emotion in a sensory design process. A first experiment made it possible to set up an emotional measurement of touch during the tactile exploration of surfaces. A second experiment made it possible to set up an emotional measurement during the viewing of IAPS images. The results of these two experiments are based on two emotional indicators, i) the emotional value collected during declarative tests and ii) the coefficient of pupil dilation (Bertheaux et al., 2020a).The decision-making process in an act of purchase is based on the estimation of utility and hedonic values. Another contribution presented in this document is a new approach to the preference model that considers data from "Sensations" and "Emotions" axes. In addition, an aggregation operator makes it possible to assign an acceptability score to the different configurations of the product studied. This multidimensional model allows to represent the emotional feelings of the panel relating to the products (Bertheaux et al., 2018, 2019).Another case study allowed to predict emotional reactions when examining images of chairs in an online shopping context. In this case the multidimensional preference model is used to estimate a valence based on the evaluation of six appearence descriptors. A nonlinear regression via a neuronal model showed that the « estimated » valence obtained by the multidimensional preference model was correlated with the valence expressed by panel (Bertheaux et al., 2020b)., L’objet de cette thèse était d’étudier le rôle de l’émotion dans un processus de conception sensorielle. Une première expérimentation a permis de mettre en place une mesure émotionnelle du toucher lors de l’exploration tactile de surfaces. Une seconde expérimentation a permis de mettre en place une mesure émotionnelle visuelle lors de la visualisation d’images IAPS. Ces mesures ont permis d’objectiver la mesure émotionnelle des matériaux et des images en se basant sur deux indicateurs émotionnels, i) la valeur émotionnelle collectée lors de tests déclaratifs et ii) le coefficient de dilatation de la pupille (Bertheaux et al., 2020a).Le processus décisionnaire lors d’un acte d’achat repose sur l’estimation de valeurs utilitaires et hédoniques. Une autre contribution présentée dans ce document réside dans une nouvelle approche du modèle de préférence qui considère les données provenant de l’axe « Sensations » et de l’axe « Emotions ». Par ailleurs, un opérateur d’agrégation permet d’attribuer un score d’acceptabilité aux différentes configurationsdu produit étudié. Ce modèle multidimensionnel de préférence permet de représenter le ressenti émotionnel du panel relatif aux produits (Bertheaux et al., 2018, 2019).Une autre approche a permis de prédire les réactions émotionnelles lors de l’examen d’images de chaises dans un contexte d’achat en ligne. Dans ce cas le modèle multidimensionnel de préférence est utilisé pour estimer une valence basée sur l’évaluation de six descripteurs d’apparence. Une régression non linéaire via un modèle neuronal a montré que la valence « estimée » obtenue par le modèle multidimensionnel de préférence était corrélée à la valence exprimée par le panel (Bertheaux et al., 2020b).

Augmented reality applications require 3D localization in order to overlay or augment the real world with virtual projections. In the context of this thesis a large-scale localization is exploited. This localization is based on a family of computer vision algorithms called Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). The computer vision algorithm is known for its accuracy and its minimal drifts. However, it suffers from a high processing time and an important need in terms of computing resources which makes the algorithm unusable in real time with embedded peripherals with low computing power. Inertial navigation (based on an inertial unit) allows to perform a 3D localization in real time. On the other hand, it suffers from an important drift in a narrow time interval. In this thesis, a weak coupling between the two navigation techniques is made in order to benefit from the performances of both algorithms. A feedback correction method is implemented to correct hardware synchronization problems between the two algorithms and the two pose estimators. This method is reinforced by an adaptive prediction that predicts future exposures for more accuracy and to minimize processing latency. Finally, performance tests were performed to evaluate the performance of all the techniques developed and to respect the latencies allowed for the targeted augmented reality applications. The evaluated and tested methods are used to operate a new augmented reality headset developed by partners within the REVE5D project. This augmented reality headset is intended for industrial and cultural use., Les applications de réalité augmentée nécessitent une localisation 3D afin de superposer ou augmenter le monde réel avec des projections virtuelles. Dans le cadre de cette thèse une localisation grande échelle est exploitée. Cette localisation est basée sur une famille d’algorithmes de vision par ordinateur nommée « Localisation et cartographie simultanées (SLAM)». L’algorithme de vision par ordinateur est connu pour sa précision et ses dérives minimes. Cependant il souffre d’un temps de traitement important et une nécessité importante en terme de ressources informatiques ce qui rend l’algorithme inexploitable en temps réel avec des périphériques embarqués a faible puissance de calcul. La navigation inertielle (basé sur une centrale inertielle) permet d’effectuer une localisation 3D en temps réel. En revanche elle souffre d’une dérive importante dans un intervalle de temps étroit. Dans cette thèse, un couplage faible entre les deux techniques de navigation est fait afin de profiter des performances des deux algorithmes. Une méthode de rétro-correction est implémentée afin de corriger les problèmes de synchronisation matérielle entre les deux algorithmes et les deux estimateurs de poses. Cette méthode est renforcée par une prédiction adaptative qui prédit les poses futures pour plus de précisions et pour minimiser la latence de traitement. Finalement, des tests sur les performances ont été réalisés pour évaluer les performances de l’ensemble des techniques développées et respecter les latences autorisées pour les applications de réalité augmentée visées. Les méthodes évaluées et testées sont utilisées pour faire fonctionner un nouveau casque de réalité augmentée développé par des partenaires au sein du projet REVE5D. Ce casque de réalité augmentée est destiné à une utilisation industrielle et culturelle.

In this thesis, we describe an approach for Lagrangian characterizing of airflows using particle tracking velocimetry, a camera system was implemented here and Helium filled bubbles images were acquired in a synchronized way. We developed a new system for particle trajectories calculation based on a multi-scale image processing technique and well-known 3D reconstruction methods. Our system allows tracking particles in 3D space and providing yet a global description of airflows in large-scale environment.The application is supposed to improve the optimization of ventilation in building rooms in order to reduce energy consumption by optimal positioning and shaping of air diffusers. A major constraint here is to preserve human comfort; Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse visent à décrire une approche Lagrangienne de caractérisation de flux d’air par suivi de particules, nous avons implémenté un système de caméras synchronisées pour l’acquisition des images de bulles de savon remplies à l’hélium. L’approche développée pour le calcul des trajectoires des particules est basée sur une méthode multi-échelle de détection de points intérêt et de reconstruction 3D. Le système permet ainsi de réaliser un suivi tridimensionnel et fournir une description des flux d’air présents dans une pièce à grande échelle.