Thèse de la Mesure Multimodale à la Modélisation Interprétable du Fonctionnement Humain Méthodes et Systèmes en Contextes Écologiques H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Informatique et sciences du numérique École doctorale : Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication Laboratoire de recherche : Laboratoire Méthodes Formelles Direction de la thèse : Lina YE ORCID 0000000222174752 Début de la thèse : 2026-12-01 Date limite de candidature : 2026-11-07T23:59:59 L'étude du fonctionnement humain (attention, stress, décision, adaptation) fait face à un verrou scientifique majeur : l'impossibilité d'observer ces phénomènes complexes à travers une mesure unique. Qu'il s'agisse de descriptions subjectives, de données oculométriques, de signaux physiologiques ou de traces d'interaction, chaque source d'information possède sa propre granularité et temporalité. La difficulté réside donc dans la capacité à déterminer ce que ces données rendent effectivement observable, à les articuler sans les confondre, et à expliciter les transformations méthodologiques nécessaires pour passer de l'observation brute à une connaissance exploitable.

S'inscrivant au coeur des Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (STIC), cette thèse vise à concevoir, calibrer et évaluer des chaînes de traitement transformant des observations hétérogènes en modèles inspectables et actionnables. La démarche suit un fil conducteur rigoureux allant de la mesure au critère de résultat, en passant par la représentation et le contexte. Elle traite notamment l'absence de référence absolue comme une contrainte structurante, en privilégiant des formalismes explicites (tels que les graphes dirigés hybrides) afin de garantir l'interprétabilité des modèles.

Les contributions du projet s'articulent autour de l'alignement multimodal multi-échelle (résolvant le couplage entre signaux physiologiques, oculométrie et matériaux expérientiels), et de l'observabilité des systèmes human-in-the-loop pour assurer la traçabilité des décisions sociotechniques. En combinant ingénierie des données, analyse de signaux et modélisation cognitive, ces travaux démontrent qu'une information prend tout son sens lorsqu'elle est reliée de manière rigoureuse à une décision ou à une activité en contexte réel. Étudier le fonctionnement humain (expérience vécue, attention, décision, stress, adaptation ou interaction avec des technologies) confronte la recherche à une difficulté fondamentale : les phénomènes d'intérêt ne sont jamais accessibles de manière exhaustive par une observation unique. Qu'il s'agisse de descriptions subjectives, de traces oculométriques, de signaux physiologiques ou d'interactions enregistrées, chaque donnée résulte d'un dispositif de recueil, d'une temporalité et d'une granularité particulières.

La difficulté scientifique ne réside pas seulement dans l'obtention de données fiables, mais dans la capacité à déterminer ce qu'elles rendent effectivement observable, comment elles peuvent être rapprochées sans être confondues, et dans quelles conditions leur organisation produit une connaissance pertinente. Le passage de l'observation à l'usage oblige ainsi à expliciter les transformations successives de l'information, les hypothèses introduites et les critères de résultat associés. Dans le périmètre des Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (STIC), cette thèse ne vise pas à produire un algorithme inédit ou à maximiser une performance prédictive brute. Sa contribution porte sur la conception, la calibration et l'évaluation de chaînes de traitement et de représentation transformant des observations hétérogènes et partielles du fonctionnement humain en représentations inspectables et actionnables. La démarche s'articule autour d'un fil conducteur méthodologique résumé par quatre termes : Mesure -> Représentation -> Contexte -> Critère de résultat Les travaux au fil de la thèse s'organisent autour de quatre opérations majeures de conception.
1) Spécification en l'absence de référence observable : Traiter l'absence de mesure continue ou absolue (par exemple dans l'évaluation du stress) comme une contrainte structurant la modélisation, en privilégiant l'interprétabilité en amont et la robustesse des espaces de représentation.
2) Définition de la sémantique et du formalisme : Expliciter ce que les relations encodées par un modèle propagent (causalité, dépendance, prérequis) et justifier les choix de formalismes (comme les graphes dirigés hybrides) au regard des questions posées.
3) Alignement multimodal multi-échelle : Résoudre le problème méthodologique de l'articulation de modalités dont les unités d'analyse, les granularités et les temporalités ne coïncident pas (ex. couplage entre paramètres oculométriques et matériaux expérientiels ou signaux physiologiques).
4) Observabilité des décisions sociotechniques : Instrumenter les dispositifs human-in-the-loop pour rendre la complémentarité homme-système évaluable (traçabilité des recommandations, des arbitrages et des interventions).