Modélisation centrée utilisateur final appliquée à la conception d'applications interactives en

314 Pages·2013·25.3 MB·French

E´COLE DOCTORALE DES SCIENCES EXACTES ET DE LEURS APPLICATIONS ED 211
`
THESE
pour l’obtention du
Doctorat de l’Universit´e de Pau et des Pays de l’Adour
(sp´ecialit´e informatique)
pr´esent´ee par
The Nhan LUONG
Mod´elisation centr´ee utilisateur final
appliqu´ee `a la conception
d’applications interactives en
g´eographie : une d´emarche bas´ee sur
les contenus et les usages
soutenue publiquement le 12 d´ecembre 2012
Composition du jury
Pr´esident : Philippe VIDAL Professeur, Universit´e de Toulouse 3
Rapporteurs : C´ecile ROISIN Professeur, Universit´e de Grenoble 2
Pascal ESTRAILLIER Professeur, Universit´e de La Rochelle
Co-encadrants : Christophe MARQUESUZAA` MdC, Universit´e de Pau et des Pays de l’Adour
Patrick ETCHEVERRY MdC, Universit´e de Pau et des Pays de l’Adour
Directeur : Thierry NODENOT Professeur, Universit´e de Pau et des Pays de l’Adour
Laboratoire Informatique de l’Universit´e de Pau et des Pays de l’Adour — EA 3000
Mis en page avec la classe thloria.
Remerciements
Je voudrais tout d’abord exprimer ma plus profonde gratitude `a Thierry Nodenot,
mon directeur de th`ese, pour m’avoir accueilli au sein de l’´equipe T2i du LIUPPA et
pour m’avoir soutenu, aid´e et conseill´e, pour avoir cru en moi. C’est grˆace `a lui que
j’avais des id´ees claires et une bonne direction de ma th`ese. De plus, ses conseils m’ont
permis de surmonter les moments de doute.
Je tiens `a remercier vivement Christophe Marquesuza`a, qui a co-encadr´e ma th`ese.
C’est `a lui que je dois non seulement un nombre de remarques sur mon travail, mais
´egalement quelques dˆıners sympathiques. Il a toujours su me motiver, m’encourager et
me faire avancer. Merci ´egalement `a sa famille : sa femme Chantal, leur petit Allande et
leur petite Amaia.
J’adressemessinc`eresremerciements`aPatrickEtcheverry,quiaco-encadr´emath`ese
et ´etait aussi mon tuteur de monitorat, pour l’int´erˆet qu’il a port´e `a mes travaux tout
au long du d´eroulement de ma th`ese et pour m’avoir aid´e `a faire mes premiers pas dans
le monde de l’enseignement.
Je remercie particuli`erement Philippe Lopist´eguy, S´ebastien Laborie et Pantxika Da-
gorret pour leurs relectures et commentaires et plus g´en´eralement pour leur gentillesse.
Je tiens `a remercier pour leurs commentaires, leurs remarques et leurs conseils, mes
deux rapporteurs, C´ecile Roisin et Pascal Estraillier qui m’ont permis d’am´eliorer le ma-
nuscrit originel. Qu’ils soient ici remerci´es d’avoir accept´e de consacrer de leur temps et
´energies `a cette tˆache.
Merci ´egalement `a Philippe Vidal pour m’avoir fait l’honneur d’accepter de pr´esider
le jury de ma soutenance de th`ese.
Je voudrais´egalement remercier tous les autres chercheurs et doctorants que j’ai ren-
contr´esetavecquij’aidiscut´e.Mercienparticulier`aAlbertRoyer,ChristianSallaberry,
Pierre Loustau, Damien Palacio, Jean-Fran¸cois Boullier avec lesquels j’ai collabor´e au
coursdecesann´eesdeth`ese.Merci`aMikeDeguilhem,VirginiePaillasetPascalNodenot
pour leur contribution `a nos exp´erimentations.
Mes remerciements vont ´egalement au Conseil G´en´eral des Pyr´en´ees-Atlantiques, au
Conseil R´egional d’Aquitaine, `a la soci´et´e G´eocime et `a la Ligue de l’Enseignement dans
le cadre des deux projets “Pyr´en´ees : Itin´eraires Educatifs” (2009-2012) et “Red´ecou-
vrir et valoriser nos documents patrimoniaux par le biais des nouvelles technologies :
Concevoir a` partir des usages et des contenus”(2007-2010) ayant permis une partie du
financement ainsi que la mise en application de certains aspects de ma th`ese.
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Merci `a Simone, Agn`es, Francis, Eric, Yon, C´edric, Ghada, Keling et tous les autres :
l’IUT de Bayonne et du Pays Basque offre vraiment une bonne ambiance de travail.
Merci´egalement au personnel de la caf´et´eria du parc Montaury pour leur bonne humeur
quotidienne et leurs d´ejeuners pendant les ann´ees de ma th`ese.
C’est avec ´emotion que je remercie aussi tous mes amis, en particulier Phương Mai,
Hồng Nguyên et S´ebastien, Vˆan Minh, anh Tuấn Dũng, chị Tuyết Mai, anh Phong v`a
chị Hồng, Quốc Thắng. Merci pour le t´el´e-soutien par t´el´ephone et par mail, pour leurs
encouragements et leurs belles pens´ees. Un immense merci `a mes parents et mon grand
fr`ere pour avoir cru en moi pendant toutes ces ann´ees et parce que, sans eux, sans leurs
conseils, et sans leur amour, rien de tout ceci n’aurait pu arriver. Et bien suˆr, toutes mes
pens´ees vont `a em iu Quỳnh Anh, que je remercie tendrement pour sa patience et tout
l’amour qu’elle me porte.
Merci beaucoup !
Thank you very much!
Cảm ơn rất nhiều!
Eskerrik hainitz!
...
ii
Je d´edie cette th`ese `a ma famille.
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iv
Table des mati`eres
Chapitre 1
Introduction g´en´erale
1.1 L’information g´eographique : un objet d’´etude pour les g´eographes et les
informaticiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.1 Information g´eographique et textes `a r´ef´erences spatiales et tem-
porelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.2 Documents consid´er´es : du r´ecit de voyage au texte construit . . . 3
1.1.2.1 Topoguides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2.2 R´ecits de voyages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 Repr´esentation des informations g´eographiques . . . . . . . . . . . 6
1.1.3.1 Repr´esentation de l’information spatiale . . . . . . . . . . 7
A. Photographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
B. Repr´esentations abstraites . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1.3.2 Repr´esentation de l’information temporelle . . . . . . . . 9
A. Repr´esentations du temps les plus fr´equentes . . . . . . . 10
B. Repr´esentations tabulaires . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 L’information g´eographique : un objet d’apprentissage pour les p´edagogues 12
1.2.1 R´ef´erence aux savoirs enseign´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.2 Des sc´enarios d’apprentissage pour former de bons lecteurs . . . . 13
1.2.2.1 Le rˆole particulier des annotations . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.2.2 Quelques exemples de sc´enarios . . . . . . . . . . . . . . 16
A. Sc´enario 1 issu du stage de M2R de Nodenot [Nod11] . . 17
B. Sc´enario 2 issu du stage de M2R de Paillas [Pai11] . . . 21
1.2.3 Bilan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3 Orientations scientifiques de la th`ese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
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Table des mati`eres
1.3.1 Constats de d´epart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.3.2 Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.3 Verrous / Difficult´es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3.4 Hypoth`eses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.3.5 Synth`ese des contributions propos´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.4 Guide de lecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Chapitre 2
Conception centr´ee utilisateur final
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.1.1 Processus de conception centr´ee utilisateur final. . . . . . . . . . . 37
2.1.2 Paradigmes de programmation centr´ee utilisateur final . . . . . . . 40
2.1.3 Les Mashups, outils de conception centr´ee utilisateur final . . . . . 42
2.1.4 Synth`ese et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2 Conception des applications g´eographiques par les contenus et les usages . 47
2.2.1 Un processus en trois phases (Contenu, Interface, Interaction) . . 48
2.2.2 Un processus“agile” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.3 Un environnement-auteur support du processus de conception . . . 51
2.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Chapitre 3
Contenus manipul´es dans les applications Web g´eographiques
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2 E´tat de l’art : Information g´eographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2.1 E´tude des principaux syst`emes Web g´eographiques . . . . . . . . . 57
3.2.1.1 Principaux syst`emes propri´etaires . . . . . . . . . . . . . 57
A. Google Maps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
B. Yahoo! Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
C. Bing Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
D. IGN G´eoportail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.1.2 Principaux syst`emes open-source . . . . . . . . . . . . . . 59
A. OpenLayers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
B. Open Street Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
C. Web Mapping Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
vi
3.2.1.3 Comparaison des principaux syst`emes Web g´eographiques 60
3.2.2 Information g´eographique et outils d´edi´es . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2.2.1 Caract´eristiques de l’information g´eographique . . . . . . 60
3.2.2.2 Ontologies g´eographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.2.2.3 Outils d´evelopp´es pour traiter les informations g´eogra-
phiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
A. Pyr´en´ees Itin´eraires Virtuels (PIV) . . . . . . . . . . . . 65
B.PrototypeInterpr´etationItin´erairesdansdesR´ecits(PIIR) 66
C. Services Web d’indexation automatique . . . . . . . . . . 68
D. Quelques autres syst`emes d´edi´es `a l’information g´eogra-
phique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2.3 Synth`ese et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.3 E´tat de l’art : Environnements Web pour la gestion et l’affichage des
contenus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.3.1 E´tude des outils de Mashup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.3.1.1 Mashups pour les d´eveloppeurs . . . . . . . . . . . . . . . 72
A. Google Mashups Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
B. Exhibit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
C. Chickenfoot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
D. Piggy Bank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.3.1.2 Mashups pour les utilisateurs avanc´es . . . . . . . . . . . 75
A. Yahoo! Pipes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
B. Popfly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
C. Damia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.3.1.3 Mashups pour les utilisateurs finaux . . . . . . . . . . . . 78
A. Afrous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
B. Marmite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
C. MashMaker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
D. Mashlight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.3.2 Synth`ese et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.4 Contribution : Phase Contenu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.1 Mod`ele conceptuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.2 Instanciation en RDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
vii
Table des mati`eres
3.5 Contribution : Phase Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5.1 Mod`ele conceptuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.5.2 Instanciation en RDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.6 Ex´ecutabilit´e des phases Contenu et Interface . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.6.1 API WIND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.6.1.1 Caract´eristiques de l’API WIND . . . . . . . . . . . . . . 94
3.6.1.2 Principes de codage d’une application Web avec l’API
WIND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.6.2 WINDMash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.6.2.1 Phase Contenu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.6.2.2 Phase Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.7 Bilan, limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Chapitre 4
Interactivit´e sur des contenus g´eographiques
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.2 E´tat de l’art : Mod`eles et langages pour l’interaction . . . . . . . . . . . . 108
4.2.1 Interaction et conception d’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.2.2 Mod`eles permettant de caract´eriser l’interaction . . . . . . . . . . 109
4.2.2.1 Mod`eles de tˆaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2.2.2 Mod`eles de dialogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
A. Mod`eles de dialogue `a base de grammaires . . . . . . . . 113
B. Mod`eles de dialogue `a base d’´ev´enements . . . . . . . . . 114
C. Mod`eles de dialogue `a base d’´etats . . . . . . . . . . . . 115
4.2.2.3 Mod`eles de pr´esentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.2.2.4 Mod`eles architecturaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
A. Mod`ele de Seeheim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
B. Mod`ele Arch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
C. Mod`ele MVC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
D. Mod`ele PAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
4.2.2.5 Mod`eles UML pour d´ecrire l’interaction . . . . . . . . . . 121
A. Diagramme ´etats-transitions . . . . . . . . . . . . . . . . 121
B. Diagramme de s´equence et Diagramme de communication121
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