Thèse l'Attention Visuelle Comme Mesure de la Fidélité des Simulations H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Le Mans Université École doctorale : École doctorale Mathématiques et Sciences et Technologies du numérique, de l'Information et de la Communication Laboratoire de recherche : LABORATOIRE D'INFORMATIQUE DE L'UNIVERSITE DU MANS (LIUM) Direction de la thèse : Sebastien IKSAL Date limite de candidature : 2026-11-01T00:00:00

Les simulations en réalité virtuelle (RV) se généralisent dans l'enseignement et la formation professionnelle, en particulier pour les compétences coûteuses, dangereuses ou difficiles à enseigner autrement. Leur efficacité pédagogique dépend de leur fidélité, c'est-à-dire du degré avec lequel elles reproduisent les objets et environnements réels sur les plans physique et fonctionnel. Un défaut de fidélité -- objet mal modélisé, éclairage de scène incohérent -- peut capter involontairement l'attention de l'apprenant et détourner des ressources cognitives de la tâche d'apprentissage. Le réalisme d'une simulation est aujourd'hui majoritairement évalué par des jugements subjectifs, qui ne permettent ni de localiser ni de quantifier ces perturbations.

Le projet propose de mesurer objectivement ces perturbations à partir des mouvements oculaires.
1) Le premier volet de la thèse développe des méthodes d'analyse des données oculométriques propres aux environnements 3D et sur des modèles 3D. Ces méthodes sont validées par une première étude expérimentale sur des scènes d'intérieur contenant des anomalies contrôlées.
2) Le deuxième volet, mené avec un post-doctorant chargé d'un travail EEG, relie ces caractéristiques du regard aux marqueurs neuronaux de la distraction et aboutit à un modèle d'apprentissage automatique prédisant un indice de distractibilité à partir des seules données oculométriques, rendu interprétable par des méthodes d'explicabilité.
3) Le troisième volet conçoit et évalue un tableau de bord d'analytique des apprentissages restituant cet indice aux enseignants et aux apprenants.

Cette thèse se fera au sein de l'équipe IEAIH sur le site de Laval (Mayenne) dans le bâtiment CERIUMM.

Les locaux et équipements de l'équipe IEIAH du LIUM seront disponibles pour le/la doctorant/e.

Des financements sont dédiés à la communication des travaux en conférences et la publication dans des journaux internationaux.

Des casques de réalités virtuelles sont disponibles et un ordinateur personnel de travail pour le-la doctorant-e sont disponibles, ainsi qu'une salle d'expérimentation.

Verrou scientifique : passer d'une évaluation subjective du réalisme à une mesure comportementale objective et localisable.
Verrou méthodologique : l'oculométrie en environnement 3D reste sans cadre d'analyse et de comparaison établi. Les métriques produites ici dépassent le projet et servent à toute la communauté travaillant le regard en RV.

Verrou applicatif : un modèle prédictif fondé sur le seul regard s'affranchit de l'EEG et devient déployable en situation réelle de formation (avec l'oculométrie désormais intégrée aux casques).

Enjeu pédagogique et sociétal : donner aux concepteurs et aux enseignants un diagnostic actionnable de leurs scénarios virtuel d'apprentissage ; soutenir le remplacement de formations coûteuses ou dangereuses (animaux de laboratoire, équipements industriels, situations à risque).

Pour le doctorant : un positionnement rare à l'interface informatique graphique / IA / sciences de la vision / EIAH, avec publications possibles dans quatre communautés et un débouché autant académique qu'industriel.