Outils de réalité virtuelle pour la conception universelle

Design for all or “universal design” refers to ideas meant to produce products and environments usable by all, to the greatest extent possible, without the need for adaptation or specialised design. A such approach involves to simultaneously take into account a broad- spectrum of users with different characteristics (physical, cognitive, morphological, etc.) during the product design, in order to reduce the exclusion of certain categories of persons (disabled persons, elderly, etc.). So, designers need to rely on tools and methodologies to integrate this human factor, throughout the design process (physical trials, numerical simulations, etc.). In recent years, virtual reality is increasingly used in industry to visualise, test, and virtually analyse a product under design. Indeed, virtual reality allows leading a person in a cognitive and sensory-motor activity, in an artificial world created digitally, and simulating some aspects of the real world.In this thesis, we focus on the use of virtual reality in the specific field of universal design. Through a methodological approach, we focus firstly on the modeling and the integration of anthropometric and behavioral characteristics of users, by the use of numerical mannequins and virtual reality interfaces. Then, we propose the development of a virtual reality platform, based on the use of a video game engine, in order to improve the modeling of specific anthropometric characteristics and deficiencies of users. Through an experimental study, we also present the application of this platform as an evaluation and collaborative design system. Finally, we specify the contributions of our work concerning the design of the product and its use, as well as the modeling of specific capacities, and their impact on the user's activity (adaptation strategies)La conception universelle est une démarche de conception de produits et d'environnements, dont l'usage est destiné à tous, dans la plus large mesure, sans besoin d'adaptation ou de conception spéciale. Une telle démarche implique la prise en compte simultanée d’une grande variété d’utilisateurs (caractéristiques physiques, cognitives, morphologiques, etc. très différentes) durant la conception du produit, de manière à réduire l’exclusion de certaines catégories de personnes (personnes en situations de handicap, personnes âgées, etc.). Les concepteurs doivent ainsi pouvoir s’appuyer sur des outils et des méthodologies, leurs permettant d’intégrer au mieux ce facteur humain, tout au long du processus de conception (tests physiques, simulations numériques, etc.). Depuis quelques années, la réalité virtuelle est de plus en plus utilisée dans l’industrie, pour visualiser, tester, et analyser virtuellement un produit en cours de conception. En effet, la réalité virtuelle permet d'entraîner une personne dans une activité sensori-motrice et cognitive dans un monde artificiel, créé numériquement, et pouvant simuler certains aspects du monde réel.Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’utilisation de la réalité virtuelle dans le domaine spécifique de la conception universelle. Au travers d’une approche méthodologique, nous nous concentrons premièrement sur la modélisation et l’intégration des caractéristiques morphologiques et comportementales des utilisateurs, par l’utilisation conjointes de mannequins numériques et d’interfaces de réalité virtuelle. Ensuite, nous proposons le développement d’un dispositif basé sur l’exploitation d’un moteur de jeu vidéo, permettant d’améliorer la modélisation des caractéristiques anthropométriques et des déficiences spécifiques des utilisateurs. Par le biais d’une étude expérimentale, nous présentons également l’application de celui-ci comme système d’évaluation et de conception collaboratif. D’une manière générale, nous précisons les apports de nos travaux concernant la conception du produit et de son usage, ainsi que dans la modélisation des capacités spécifiques, et de leurs impacts sur l’activité de l’utilisateur (prise en compte des stratégies d’adaptions