Description

Contexte
Les jumeaux numériques sont des représentations virtuelles de produits, systèmes ou processus réels, permettant la simulation, l’intégration, les tests, la surveillance, la formation et la maintenance. Ils jouent un rôle essentiel dans l’optimisation de systèmes complexes dans de nombreux domaines, tels que la fabrication industrielle, l’énergie, la surveillance environnementale ou encore la santé.
Interagir avec un jumeau numérique (DT) d’une structure — par exemple un bâtiment — implique généralement quatre entités :

l’utilisateur ;
un large ensemble de données hétérogènes ;
un référent physique , qui peut être la structure réelle ou un modèle physique ;
une réplique numérique, comme une carte 2D ou un modèle 3D.

La visualisation située a montré qu’elle améliore la compréhension et l’analyse des données. Dans le contexte des DT, l’interaction avec une visualisation située peut se produire à proximité du référent physique ou de la représentation numérique. Cependant, gérer simultanément plusieurs espaces de travail peut s’avérer lourd et cognitivement exigeant, ce qui peut nuire à l’efficacité de l’utilisateur.

Objectifs de la thèse
L’objectif de ce doctorat est d’étudier comment les transitions entre le référent physique (PR) et la réplique numérique (DR) d’un jumeau numérique peuvent être facilitées afin d’améliorer l’interaction avec les jumeaux numériques (DTs).
Ce travail portera sur la conception et l’évaluation de techniques d’interaction visant à :

-Faciliter et assister la migration de la disposition des données entre le référent physique et la réplique numérique d’un jumeau numérique ;
-Permettre l’accès et l’utilisation de l’espace de travail — défini lors de l’interaction avec la réplique numérique (par exemple, agencement des fenêtres, liens données‑référent, modalités d’entrée) — à proximité du référent physique, et inversement ;
-Gérer et exploiter les occlusions visuelles causées par des objets physiques ou un encombrement numérique afin d’améliorer l’expérience utilisateur et l’accessibilité aux données.

Les contributions de cette recherche seront largement évaluées au travers d’études expérimentales appliquées à divers cas d’usage. Les partenaires du projet sont impliqués dans plusieurs projets de jumeaux numériques, notamment la supervision d’un hall de production, le contrôle d’un système de gestion énergétique d’un bâtiment ou d’une installation, et la surveillance d’évolutions géologiques.
Ces partenaires disposent également d’une solide expérience dans l’utilisation de modèles physiques représentant des quartiers ou des bâtiments, ainsi que dans l’usage de dispositifs « Fischertechnik ». Ces dispositifs constituent une plateforme prometteuse pour développer des prototypes robustes et convaincants, soutenant ainsi la validation pratique des techniques d’interaction proposées.

Compétences requises

Compétences requises Master en IHM (HCI), VR, informatique ou autres domaines pertinents Expérience avec les technologies AR / VR (logiciels, matériels) Expérience en conception et prototypage en IHM Connaissances en graphismes 3D Compétences en programmation : C#, Unity Compétences de communication écrite et orale en anglais et en français Capacités d’analyse et de résolution de problèmes Compétences souhaitées Expérience avec des moteurs de jeu (Unity, Unreal Engine) ou des frameworks 3D Connaissance des méthodes de conception et d’évaluation de l’expérience utilisateur Expérience préalable en recherche en IHM ou VR/AR/XR ou domaines connexes

Bibliographie

References

- Mohamed Reda Benkhelifa, Emmanuel Dubois, Louis-Pierre Bergé, Marcos Serrano, Augmented urban models: Investigating how data layout and link to the physical referent impact visual search in augmented reality, *International Journal of Human-Computer Studies* (**IJHCS 2025**), Volume 203, 2025, 103556, ISSN 1071-5819, [Redirecting](https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2025.103556)
- Gary Perelman, Marcos Serrano, Emmanuel Dubois. Exploiting Physical Referent Features as Input for Multidimensional Data Selection in Augmented Reality. *ACM Transactions on Computer-Human Interaction*, Volume 31 Issue 4 (ACM **ToCHI 2024**). (https://doi.org/10.1145/3648613)

Mots clés

IHM, jumeau numérique, interactionimmersive, interaction située, réalité augmentée