Jean CAELEN, expert en dialogue Homme-Machine et directeur adjoint de l’institut Carnot LSI (Logiciels et Systèmes Intelligents) a accepté de nous parler de ses recherches et de partager avec nous sa vision de l’habitat intelligent. La rubrique Focus, qui détaille ces tendances, met également en évidence le manque de maturité du secteur et les prédictions contradictoires quant à son évolution. Mais malgré ces incertitudes, il est aujourd’hui évident que l’intelligence ambiante fera bien partie de notre quotidien de demain

1. In
Innover
Informer
Investir
Décembre 2013

2. 2
KAMITIS est une société spécialisée en expertise scientifique, en
veille stratégique et technologique et en financement de
l’innovation.
Elle opère principalement auprès des entreprises innovantes mais
également auprès des structures institutionnelles.
KAMITIS réalise pour ses clients des états de l’art technologique,
des études de marchés et des analyses technico-économiques.
Elle les aide également à identifier et à obtenir les meilleurs
financements pour leurs projets.
Lyon
6 Place Bellecour
69002
Pour plus d'informations :
contact@kamitis.com - www.kamitis.com

3. 3
Éditorial
L’intelligence ambiante
Expertise scientifique
Des vortex magnétiques pour un nouveau procédé de stockage des
données
Plastiques intelligents
Imagerie médicale à très haute résolution
Financement
Le crédit d’impôt recherche en quelques chiffres
Intelligence économique
JIEE 2013 : l’IE face au défi du numérique
Focus
L’intelligence ambiante, une réalité !
I3
Les interactions homme / environnement
– par JEAN CAELEN
4
4
5
5
5
6
8
8
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11
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14
14
Sommaire

4. 4
L’intelligence ambiante
Ma nuit a été plutôt paisible et mes cycles de sommeil se sont enchainés sans incident. Mes données
physiologiques sont au beau fixe et je n’ai aucun souci de santé particulier.
Arrivé à la cuisine, le café est déjà prêt. Je retourne le petit cube posé sur la table et le morceau de jazz
s’arrête pour laisser la place à ma station radio préférée. Pendant que j’écoute les infos, et que je bois mon
café, je mets le petit cube sur autre face. Les volets roulants se lèvent tout doucement pour laisser entrer la
lumière extérieure. A un moment, Je dis à voix haute : « quel est le programme aujourd’hui ?» et une voix,
encore trop mécanique à mon goût, me détaille l’agenda et les rendez-vous de la matinée. La journée va
être chargée. Il ne faut pas que je traine.
Je quitte mon appartement et une fois arrivé à la voiture je vérifie sur mon Smartphone que tout se passe
bien : Le robot aspirateur s’est mis en route et a commencé sa ronde, le lave-vaisselle est en marche et le
frigo, ayant détecté qu’il n’y avait presque plus de lait, a passé commande en ligne. L’automate du tableau
électrique a coupé l’alimentation des appareils inutiles.
Non, je ne réécris pas une nouvelle de Philip K. Dick et je n’invente pas le scénario du prochain blockbuster
SF. Tout ceci est devenu bien réel et cela va s’accentuer dans les prochaines années. L’internet des objets,
les IHM, les objets tangibles, le « cloud », le big data… tous ces concepts constituent les différentes facettes
de l’intelligence ambiante qui prend une place de plus en plus importante dans notre quotidien.
C’est ce que nous explique, dans la rubrique I
3
, Jean CAELEN, expert en dialogue Homme-Machine et
directeur adjoint de l'institut Carnot LSI (Logiciels et Systèmes Intelligents). Selon lui : « Dans un futur très
proche, l’habitat intelligent comprendra encore plus d’objets, de connectivité et d’interfaces
homme/environnement. Ces dernières seront appelées à se simplifier de façon à permettre à chaque utilisateur,
sans être un spécialiste en informatique, de configurer lui même son environnement. »
On ne peut que lui donner raison en analysant les marchés potentiels, énormes, qui concernent les usages
évoqués ci-dessus. La rubrique Focus, qui détaille ces tendances, met également en évidence le manque de
maturité du secteur et les prédictions contradictoires quant à son évolution. Mais malgré ces incertitudes, il
est aujourd’hui évident que l’intelligence ambiante fera bien partie de notre quotidien de demain.
Bonne lecture,
Éditorial
Il est 6h15. Le capteur attaché à mon poignet a détecté la fin d’un cycle de
sommeil. Mon Smartphone, connecté au capteur, a reçu cette information et
a commandé à ma lampe de chevet de diffuser une ambiance lumineuse
simulant le lever du soleil. Les enceintes Hi-fi, de part et d’autre du lit, se
mettent à jouer un de ces morceaux de jazz qui me mettent de bonne
humeur le matin. Je me réveille en douceur.
Le couloir menant à la salle de bain s’illumine dès que je sors de la chambre.
Lorsque je me colle sous la douche, l’eau commence à couler à la bonne
température, ce qui finit par me réveiller complètement. Pendant que j’enfile
mon peignoir, Je consulte la météo affichée sur un coin de la glace tout en
analysant les données des capteurs, juste en dessous.
Par Khaled Baaziz
Dirigeant de Kamitis

5. 5
Des vortex magnétiques pour un nouveau procédé de stockage des données
Les vortex magnétiques sont des phénomènes pouvant être étudiés sur des objets de dimensions
nanométriques. En raison du faible nombre relatif d'atomes composant les nanoparticules, leur
structure électronique se réarrange pour obtenir une même orientation des spins, ce qui a pour effet
de générer un champ magnétique. Ce champ magnétique peut alors être utilisé pour stocker de
l'information. Il s'avère donc nécessaire de pouvoir le contrôler.
La miniaturisation des cellules de stockage
permet d'augmenter la densité d'information
stockable, ce qui a pour conséquence d'une part
de pouvoir stocker plus d'information dans un
même espace, et d'autre part de réduire la taille
des composants électroniques.
Une collaboration entre le Dr Vojtech Uhlir du
groupe Fabrication et Caractérisation de
Nanostructures du CEITEC (Institut
Technologique d'Europe Centrale) et le Dr
Michal Urbanek du département Physique de
l'Etat Solide et Surfaces de l'Institut d'Ingénierie
Physique, tous deux rattachés à l'Université
Technologique de Brno, a mené à la découverte
de nouvelles méthodes de contrôle des vortex
magnétiques.
Grâce au travail de ces chercheurs, on peut
espérer aller encore plus loin dans
l'augmentation de la densité de stockage. Leurs
méthodes ont pour avantage de pouvoir lire et
écrire plusieurs bits d'information dans une
même cellule, là où l'approche classique utilise
une cellule par bit.
Temporal evolution of dynamic annihilation of the vortex core
MTXM images showing the switching of spin circulation in magnetic vortices by static magnetic fields and field pulses
Expertise scientifique

6. 6
Plastiques intelligents
Des plastiques sont désormais développés de manière à être enrichis de nanoparticules. Ce traitement
leur confère de nouvelles propriétés telles que l'anti-inflammabilité ou l'action antibactérienne. Lors
de la fabrication, la répartition des nanoparticules doit répondre à des exigences précises, selon
l'objectif visé. Pour vérifier la qualité du plastique, l'Institut Fraunhofer des technologies chimiques
(ICT) de Pfinztal (Bade-Wurtemberg) a développé un outil spécifique.
L'outil permet de caractériser la structure et la
composition du mélange durant le processus de
mélange du polymère et des ajouts. Appelé
"onBOX", il est monté sur la buse, d'où sort le
mélange polymère-nanoparticules. Il est
composé de nombreux capteurs qui évaluent la
viscosité du mélange, la pression, la répartition
des particules, ainsi que les variations de
concentrations de particules. De plus, la
température ainsi que les caractéristiques
thermiques et électriques sont observées. Ces
données sont ensuite traitées par ordinateur afin
de voir si elles correspondent aux
caractéristiques du mélange désiré. Une chaîne
d'asservissement est ainsi alimentée par ces
données.
Ces recherches sont effectuées dans le cadre du
projet "NanoOnSpect" financé par l'Union
européenne. Ce projet a été lancé en 2011 et se
terminera en 2014. Le but est de parvenir à créer
et à optimiser des procédés de fabrication de
plastiques intelligents, en faisant travailler
ensemble scientifiques et industriels.
Imagerie médicale à très haute résolution
Bioaxial, start-up créée en 2010, basée à Paris et qui compte aujourd'hui 5 personnes, développe une
nouvelle technologie de microscopie de fluorescence qui permet l'observation prolongée de cellules
vivantes avec une résolution inférieure à 100 nanomètres.
Les modules optiques que conçoit et
fabrique cette jeune entreprise s'adaptent
comme des ajouts sur les microscopes
disponibles sur le marché. A ce jour, celle-ci
a déposé 4 brevets et en a acquis un
cinquième dont elle détient l'exclusivité.

7. 7
Amorçage Technologique Investissement,
le fonds géré par CEA Investissement,
Inserm Transfert Initiative, Viveris
Management et des investisseurs
individuels viennent d'entrer dans le capital
de cette entreprise. Son premier instrument
prototype, testé depuis un an au sein de
l'Institut Pasteur, permet non seulement
d'observer dans la durée des cellules
vivantes en super résolution sans les
endommager, mais ne nécessite pas de
manipulations complexes contrairement
aux instruments proposés jusqu'ici sur le
marché.
Sources :
http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n5/full/nnano.2013.66.html
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/November/intelligente-kunststoffe-
pruefen.html
http://185.11.166.38/~bioxial/

8. 8
Le crédit d’impôt recherche en quelques chiffres
Le crédit d’impôt recherche (CIR) est un facteur important dans les décisions stratégiques en termes
de planification et de localisation des services de la R&D. Il permet aux entreprises de déduire de
l'impôt sur les sociétés une partie de leurs investissements dans la recherche et le développement. Le
crédit est de 30% sur ces dépenses jusqu'à 100 millions d'euros et de 5% au-delà. Créé en 1983, et
profondément modifié en 2007 puis en 2009, cet outil de réduction d'impôt sur les sociétés (IS) en
fonction des dépenses de recherche engagées n'a cessé d’être assoupli.
La cour des comptes souligne que le CIR est
« le mécanisme de soutien fiscal à la R&D le
plus généreux de l’OCDE ». Le montant du CIR
est passé de 4,16 milliards d’euros en 2009 (au
titre de 2008), 4,7 milliards d’euros en 2010 et
5,05 milliards d’euros en 2011, pour un nombre
croissant de déclarants respectivement de 13
361, 15 749 et 17 710. Le bénéficiaire du CIR est
le groupe fiscalement intégré ou l'entreprise
fiscalement indépendante.
Le bénéficiaire peut être différent du déclarant.
En 2010, le CIR a profité à 12 852 bénéficiaires
pour 17 710 déclarants. Selon le MESR, la
répartition du montant global était la suivante :
37,4 % aux ETI (9.7% des bénéficiaires du CIR),
32,1 % aux grandes entreprises (0.7% des
bénéficiaires du CIR) et 28,8 % aux PME (85.4%
des bénéficiaires du CIR).
Bénéficiaires CIR
Effectifs Nombre
Part
(%)
Indépendantes
(%)
Montant
(M€)
Part
(%)
Indépendant
es (%)
CIR/Dépenses
déclarées (%)
< 250 10971 85.4 69.8 1454 28.8 22.2 32.0
De 250 à 4999 1247 9.7 2.6 1892 37.4 7.3 30.1
≥ à 5000 86 0.7 0.05 1620 32.1 0.3 22.7
Non renseigné 548 4.3 4.1 87 1.7 1.6 -
Total 12852 100 76.5 5053 100 31 27.7
PME
28.8 % (85.4%)
ETI
37.4 % (9.7%)
% des bénéficiaires
sur un total de 12852 entreprises
% de CIR
sur un montant total de 5053 Millions d'euros
Non renseigné
1.7 % (4.3%)
Grandes entreprises
32.1 % (0.7%)
Figure : Répartition du CIR
Financement
Chiffres 2010

9. 9
L’augmentation du nombre de bénéficiaires et
des montants déclarés ont conduit à une
vérification plus détaillée et plus rigoureuse
quant aux éléments de justifications
scientifiques et financiers à apporter. En effet,
le nombre de rectifications est passé de 244 à
1178 de 2006 à 2012, pour un montant total qui a
quintuplé sur la période, à 162 millions d’euros.
Cette augmentation est certes à considérer par
rapport au nombre de demandes qui a
augmenté.
D’après la Direction générale des finances
publiques, le nombre de contrôles fiscaux
portant sur le CIR, passe de 560 en 2009 à 1400
en 2011, à comparer avec l’évolution du nombre
de déclarants du CIR qui est passé de 13 361 en
2009 à 17 710 en 2011. Le pourcentage des
entreprises contrôlées sur le CIR était donc de
4,2% en 2009 et 7,9% en 2011.
Dans le cadre de ces contrôles, on note une
augmentation de 27% entre 2007 et 2009 sur le
nombre de redressements fiscaux, passant de 232
à 295. Ces rectifications concernent 2,3% des
entreprises déclarantes.
Ces résultats sont confirmés par les chiffres du
Ministère de l'Économie et des Finances, selon
lesquels l'administration fiscale effectue entre
200 et 700 rectifications annuelles de CIR depuis
2006.
Dans un contexte de réduction des déficits
publics et comme annoncé par le MESR, les
contrôles ont vocation à réprimer les excès.
Gardons à l’esprit que le total des impôts rappelés
à l’issue d’1.5 million de contrôles (entreprises et
particuliers confondus) s’est élevé à 18 milliards
d’euros l’an dernier, ce qui représente une
progression de 20% par rapport à 2011.
Selon l’enquête réalisée par le cabinet Arsene Taxand pour le Medef auprès de 780 entreprises entre juin et septembre
2013, 30% des ces sociétés ont été contrôlée tous les trois ans en moyenne. Pour 41% d’entre elles, l’administration n’a pas
fait d’efforts pour parvenir à un règlement amiable. 58% de celles ayant demandé un crédit d’impôt recherche (CIR) ont été
contrôlée par la suite. Une portion qui monte à 88% chez les éditeurs de solutions informatiques. Au final, le CIR a
représenté 17% des chefs de recouvrement.
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Points de vigilance
Afin de sécuriser le CIR, il faut présenter un solide dossier justificatif tant sur l’aspect administratif que
sur l’exposé technique de la recherche. Les points de vigilances sont :
L’état de l’art de la recherche
Les incertitudes techniques
Les dépenses de personnel
Le justificatif du temps passé

10. 10
Intelligence économique
JIEE 2013 : l’IE face au défi du numérique
Le 4 décembre à l’Ecole Polytechnique, JIEE’13 (Journée nationale d’Intelligence Economique
d’Entreprise) a ouvert pour trois ans un cycle de conférences annuelles consacré à « L’intelligence
économique d’entreprise face au défi du numérique ». Des sujets d’actualités comme le Big Data par
exemple, nous prouvent que le numérique se trouve intrinsèquement lié à l’intelligence économique
et à son usage fondamental : la prise de décision.
Plus la nouvelle compétence des entreprises ou
organisations relève de l’intangible, plus elle
devient sensible et vulnérable. En recherchant et
en partageant ses informations, l’entreprise
accroît potentiellement sa vulnérabilité. Dès lors,
le risque informationnel est double : d’abord la
captation ou le détournement d’informations
stratégiques et ensuite, la probabilité d’une
information avérée ou pas, susceptible
de modifier ou d’influencer l’image, le
comportement et la stratégie de l’entreprise.
Confrontée aux problèmes de sécurité,
l’entreprise se doit de protéger ses patrimoines
technologique et informationnel, constitué
d’informations, de savoirs et de connaissances.
Conscient du nouvel impact de ces menaces
numériques, chaque dirigeant doit anticiper,
contrer et riposter.
Plus concrètement, trois ateliers ont permis
d’aborder ces problématiques et d’initier des
réflexions stratégiques et opérationnelles :
Comment le numérique impacte l’influence des
nations et des firmes ? Comment le numérique
transforme le management des entreprises ?
Comment le numérique modifie notre rapport aux
risques ?
A l’issue de cette journée, la restitution des
débats a permis de dégager des tendances
avérées : à savoir que le numérique a
effectivement aggravé les risques financiers,
stratégiques et technologiques pour les
entreprises. Ceci est essentiellement du à
l’accumulation des outils au détriment de
l’intelligence. Or il faut remettre l’humain au
centre du processus car aucun outil ne pourra
prendre en charge la phase d’analyse.
De gauche à droite : Nicolas Moinet, Franck Bulinge, Olivier Coussi, Alain Juillet, Vivek Badrinath, Henri Conze, Denis
Ranque
Sources :
www.academie-intelligence-economique.org/images/PDF_La_Chouette/aie_lachouette_n30.pdf

11. 11
Focus :
L’intelligence ambiante, une réalité !
Mettre au service des consommateurs une puissance de l’informatique ubiquitaire, des systèmes (hardware
et software) et des réseaux travaillant conjointement et en harmonie au profit des Hommes, voilà le défi de
l’intelligence ambiante.
Le déploiement des technologies relatives à l’intelligence ambiante s'articule autour de 2 concepts :
Internet des objets : c’est l'ensemble des technologies permettant d'interconnecter n'importe
quel objet usuel à un système complexe. Ces éléments peuvent notamment capturer l'information de la
réalité physique via des capteurs. Ils peuvent également agir sur l'environnement via des actionneurs afin
d’exécuter des taches de la vie quotidienne par exemple dans la maison, dans la ville ou dans le transport.
Cloud computing : c’est un environnement virtuel pour traiter les tâches de façon flexibles et
adaptables selon les besoins. Sa nature décentralisée permet une haute fiabilité et accessibilité à partir de
n'importe où et à n'importe quel moment.
Par Myriam Moussaoui
Chargée de développement
chez Kamitis
Notre monde voit la prolifération d'objets connectés "domaine de
l'internet des objets", d'objets qui ne sont plus passifs, mais qui, avec
l'aide de quelques algorithmes, prennent de plus en plus
d’importance dans nos vies. Des objets qui nous propulsent dans une
réalité virtuelle, une vie numérique parallèle à notre existence réelle,
où l’on va évoluer dans un environnement digital (plateformes,
réseaux sociaux, blogs, etc.) et partager avec nos amis (et le monde
entier) une vie sociale numérique gérée par de puissants calculateurs
et stockée dans ce qui est appelé "le cloud".
L’intelligence ambiante est un environnement électronique ubiquitaire qui assiste la personne de
façon proactive dans ses activités quotidiennes.
Quelques exemples :
- Un frigo "intelligent" qui, en fonction de son état de remplissage, édite une liste de course
et envoie une requête pour passer commande auprès d’un magasin.
- L’environnement de la maison piloté via un Smartphone.
- Une assistance pour réaliser une recette de cuisine
- Le transfert automatique d’appels pour une aide médicale rapide dès que survient une
anomalie de santé ou d’une alarme de sécurité dans le cas d’une intrusion dans l’habitat.

12. 12
Le cabinet d'étude Gartner estimait en octobre dernier que le secteur de l'internet des objets devrait peser
1 900 milliards de dollars à l'horizon 2020 avec près de 26 milliards d'objets qui devraient être connectés,
contre 0,9 milliards d'objets en 2009. En revanche, l'institut Idate estimait en septembre 2013, que les
nouvelles technologies connecteraient 80 milliards d’objets à l'horizon 2020, contre 4 milliards en 2010.
Malgré une divergence concernant les estimations et les prévisions s’agissant des objets connectés, tous les
experts affirment que ce marché est très prometteur et que la technologie ambiante fait déjà partie de
notre quotidien.
Les différents éléments de l’intelligence ambiante
Des objets du quotidien, jouant un rôle
d’interface entre le monde tangible et le monde
numérique, se voient aujourd’hui dotés d’une
forme d’intelligence, de manière à rendre la vie
plus agréable.
Il existe déjà des systèmes permettant aux
utilisateurs de tout connecter (des objets, des
capteurs, des actionneurs, des téléphones
mobiles, des serveurs, etc.), de collecter et de
partager des informations en temps réel depuis
l'environnement physique. Chacun pourra donc
configurer, via un écran, le système pour
contrôler sa maison, sa voiture, son bureau, etc.Il existe déjà des systèmes permettant aux
utilisateurs de tout connecter (des objets, des

13. 13
Un marché dynamique
Certes, les recherches dans ce domaine ont des
limites technologiques : la miniaturisation,
l’efficacité énergétique, la dissipation
thermique, les techniques de gravure, etc…
Mais d’autres pistes de développement comme
les nanotechnologies, la biotechnologie et les
technologies cognitives, peuvent apporter
rapidement des solutions opérationnelles. Les
coûts financiers importants quant au
déploiement de telles technologies ainsi que le
temps d’adaptation et d’intégration des
utilisateurs sont des facteurs non négligeables.
Bientôt, il n’y aura plus besoin d’écran
d’affichage pour les commandes numérique.
Une interface rendue tangible (voir l’interview du
Pr Caelen dans la section I
3
) permettra une
commande optimale de l’environnement.
Le futur pourrait donc être "mains libres" : en
effet, des dispositifs de commande et de
reconnaissance vocale, parfaitement au courant
de nos habitudes et anticipant nos besoins sont
actuellement en développement. A l’instar de
SIRI, Google prépare l’assistant virtuel de demain
qui s’affranchit des écrans d’affichage et des
tablettes tactiles. Gain de temps, rapidité
d’exécution et surtout plus de confort : voilà les
promesses de ces nouveaux objets du futur.
Nouveaux partenaire pour la santé ?
D’après l’enquête menée par l’Atelier BNP Paribas et l’Ifop auprès de plus de 1000 personnes, Les objets communicants sont
appelés à devenir les nouveaux partenaires santé des Français comme le démontre ces quelques chiffres :
11 % des Français possèdent à l’heure actuelle au moins un objet connecté. La moitié de ces personnes utilisent ces
objets pour surveiller ou améliorer leur santé avec un niveau de confiance relativement élevé : 61% d'entre eux sont
favorables à un partage des données recueillies par l’objet connecté avec un représentant du corps médical et 38%
estiment que ces objets connectés pourraient être considérés comme des soins médicaux à part entière.
Cette étude souligne que la connaissance de l’existence des objets connectés est peu répandue. L’une des raisons avancées est
que les professionnels de la santé ne sont pas réellement moteurs dans la diffusion des objets à vocation médicale. Il est vrai
que sur le marché actuel, les objets connectés de mesure ciblent le grand public et passent par les grandes surfaces.
16% des possesseurs d’objets connectés en ont eu connaissance par leur pharmacien et 9% seulement via le corps
médical.
L’étude souligne aussi que ces possesseurs d’objets connectés ont choisi d’utiliser ces outils avant tout dans une optique
d’optimisation de leur bien-être physique.
Un utilisateur sur deux assure utiliser ces objets pour surveiller ou améliorer sa santé, et 13% des utilisateurs déclarent
les relever quotidiennement. Selon l’Atelier, les écosystèmes qui recueillent et analysent les données ne sont pas
encore matures.
L’étude relève également la difficulté des utilisateurs à maîtriser la mesure même des paramètres physiques. Et la moitié des
utilisateurs doutent de l’efficacité de la mesure !
Sources :
www.lembarque.com/objets-connectes-les-francais-preferent-ceux-lies-a-la-sante-selon-latelier-bnp-paribas_001382
http://articles.economictimes.indiatimes.com/2013-12-12/news/45123362_1_iot-gartner-peter-middleton
www.gartner.com/newsroom/id/2603215

14. 14
I3
ce sont trois interrogations pour échanger avec un expert sur l'environnement
de l'entreprise.
Avec la multiplication des capacités d’échange des informations et la miniaturisation des composants
électroniques, le monde connaît depuis quelques décennies des bouleversements majeurs ouvrant la
voie à l’ère de l’intelligence ambiante. Celle-ci repose sur la possibilité pour les utilisateurs d’interagir
avec une multitude d’appareils communicants dotés de différentes fonctions dont la capacité
d’analyse du contexte.
Depuis une trentaine d’années, Jean CAELEN mène des recherches afin de favoriser des modes de vie
plus économes en énergie et plus agréables (confort, santé et accessibilité) : autant de défis que ce
chercheur, expert dans les interactions homme-machine, a acceptés de partager avec nous dans ce
numéro.
Kamitis : Dans un monde inondé pas la technologie numérique, la communication Homme-Machine
représente une réalité économique aujourd’hui. Pouvez-vous nous parler de vos recherches dans ce
domaine ?
Jean Caelen : Dans la communication homme
machine, on distingue plusieurs axes autour des
aspects Interface Homme/Machine et dialogue
Homme-Machine.
L’interface Homme/Machine est l’ensemble de
dispositifs matériels et logiciels permettant à un
utilisateur de communiquer avec un système
informatique.
Les interactions homme / environnement
Jean CAELEN, Directeur adjoint iC LSI (Logiciel et Systèmes intelligents)
nous présente ses activités de recherche.
I3
"Si un usage est attesté, alors on développe."
CONTACT: +33 (0)4 56 52 04 05 - Jean.Caelen@imag.fr
http://www-clips.imag.fr/geod/User/jean.caelen/
http://www.carnot-lsi.com/

15. 15
De façon plus restreinte le dialogue homme-
machine concerne les interfaces en langage
naturel. La conception et le développement
d’interfaces homme-machine avancées
mettent en œuvre la reconnaissance, la
compréhension et la synthèse de la parole ou
du geste dans des contextes de dialogues avec
la machine (recherche d’information, résumés
vocaux, identification de la langue et du
dialecte, etc.).
Dans les années 80, on a vu se développer les
interfaces vocales (comme les serveurs
téléphoniques) qui permettent un échange très
élémentaire de type questions-réponses. Ce fut
également l’essor des échanges via des
périphériques adaptés et un écran graphique
(clavier, souris, écran) toujours utilisés de nos
jours. Tout cela se regroupe actuellement sous
le vocable IHM (Interaction Homme-Machine).
Puis les années 90 ont vu la naissance des
systèmes multimodaux. Ces derniers sont
capables de gérer à la fois la parole et les gestes
de désignation effectués sur un écran tactile.
Associer le geste à la parole est aujourd’hui une
réalité, notamment avec certaines tablettes et
smartphones.
L’un des objectifs des recherches que nous
menons est de se rapprocher du dialogue humain
en langage naturel, c’est-à-dire de permettre un
échange entre l’utilisateur et la machine avec
une structure d’échanges similaire à un dialogue
humain. Les recherches impliquées se basent non
seulement sur des travaux linguistiques qui
permettent d’analyser la langue mais également
sur des travaux d’analyse de l’usage du langage
dans un contexte défini (en mettant en œuvre
notamment la théorie des actes de langage, la
pragmatique, la théorie des jeux).
Un volet important de ces recherches concerne
l’intentionnalité : En effet, connaitre l’intention
de la personne et ses objectifs permet
d’optimiser l’échange homme-machine en
orientant les requêtes de manière plus ciblée.
Dans le domaine du dialogue homme-machine
il s'agit aussi d’améliorer les algorithmes
permettant à la machine d'avoir son
propre plan d’action pour communiquer avec
l'utilisateur.
Kamitis : Les travaux que vous avez menés sur les objets tangibles autonomes comprennent les volets
technologiques, applicatifs et conceptuels. Comment procédez-vous à la conception et à l’évaluation
de systèmes interactifs ?
J C. : Il faut bien faire la distinction entre objet
communicant et objet intelligent.
Les objets communicants peuvent recevoir,
interpréter et communiquer des données
préalablement collectées mais sans pouvoir
d’action. Un objet intelligent aura la capacité
supplémentaire de prise de décision et d’action
(et donc une certaine autonomie).
Nous avons travaillé sur des systèmes ou des
objets mêlant ce type de connectivité, avec des
capteurs, une intelligence (capacité de
traitement de l’information – matériel et
logiciel), une source d’énergie et une interface
entre l’objet actif et son utilisateur (humain,
machine ou autre objet).
Il y a quelques années, nos recherches portaient
sur les interfaces homme/machine. Aujourd’hui
nous étudions plutôt les interfaces
homme/environnement. Car l’être humain est
entouré d’objets connectés, plus ou moins
intelligents. Et il doit gérer plusieurs interfaces à
la fois dont celle de l’ordinateur qui n’en est
qu’une parmi les autres.

16. 16
Il y a quelques années, nos recherches portaient
sur les interfaces homme/machine. Aujourd’hui
nous étudions plutôt les interfaces
homme/environnement. Car l’être humain est
entouré d’objets connectés, plus ou moins
intelligents. Et il doit gérer plusieurs interfaces
à la fois dont celle de l’ordinateur qui n’en est
qu’une parmi les autres.
C’est grâce à des méthodes bayesiennes et à
des interfaces prédictives que
« l’objet intelligent » apprend et devient
‘autonome’. Ainsi après l’apprentissage des
habitudes de consommation du foyer, le frigo
pourra envoyer une requête indiquant qu’il n’y a
plus de lait par exemple et qu’il est urgent d’en
acheter.
Concernant les interfaces tactiles, il n’y a
quasiment plus de recherche fondamentale.
Nous avons atteint une forme de stabilité
autour des tablettes et les recherches
s’orientent maintenant vers l’utilisation de
l’interface kinect permettant de capturer des
gestes 3D. En revanche, nous travaillons plutôt
sur les questions de tangibilité et sur
l’informatique ambiante. Les aspects
d’autonomie des systèmes et des objets ainsi que
les questions d’interfaces qui y sont liées sont au
centre de nos recherches.
L’un des projets concernant les objets tangibles
concerne la table Tangisens qui permet
d’interagir avec l’ordinateur à l’aide d’objets
matériels, posés ou se déplaçant sur une table. La
photographie ci-dessous montre une application
de biodiversité développée pour un musée du
Parc naturel régional du Vercors. Conçue et
réalisée par le Laboratoire d’informatique de
Grenoble en partenariat avec la société RFIdées,
cette table crée une interaction avec l’utilisateur
grâce à des objets 3d (ici les animaux du Vercors).
Elle est particulièrement adaptée pour
l’apprentissage des jeunes enfants et plus
généralement pour appréhender les problèmes
qu’il faut résoudre à plusieurs.
La table, d’une surface d’un mètre carré
environ, est dotée de 1600 pixels composés de
petites antennes RFID. Elle interagit avec les
pions (les animaux sur la photo), eux-aussi
munis de puces RFID. Ainsi, en fonction de la
position d’un pion, la table va communiquer au
logiciel les identificateurs de l’objet
posé et s’éclaire alors d’une lumière
précise à l’endroit où est posé l’objet.
Un écran séparé présente aussi les
caractéristiques des animaux et du paysage.

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Il est intéressant d’imaginer d’autres
développements pour cette table tangible et les
figurines à déplacer dessus, surtout avec les
opportunités qu’offre l’impression 3D pour
personnaliser les pions. Nous restons ouverts
à toutes les suggestions s’il y a des industriels
qui souhaitent développer ce type de projet.
Kamitis : L’intelligence ambiante et la domotique se sont développées parallèlement et convergent
vers l’habitat intelligent. Selon vous, quelles sont les perspectives de ces disciplines et à quoi
ressemblerons nos maisons en 2020 ?
J C. : L’intelligence ambiante repose sur la
possibilité pour l’utilisateur d’interagir avec
différents appareils interconnectés et dotés
d’une faculté d’analyse de l’environnement. Elle
a pour objectif de favoriser des modes de vie
plus économes en énergie et de créer des
cadres de vie confortables.
Dans l’intelligence ambiante : on distingue
différents niveaux de complexité :
1. Gestion de l’énergie dans son
habitat : à travers le développement de
systèmes qui anticipent et qui apprennent nos
habitudes. De tels systèmes permettront des
économies d’énergie allant jusqu’à 30% de
réduction de la consommation.
2. Gestion du confort : visuel, auditif,
thermique, qualité de l’air…
3. Gestion du bien-être : convivialité,
réseau social, réseau familial, jeux en réseau,
etc.
4. Maintien à domicile : plusieurs
segments sont concernés
 handicaps : comme par exemple
adapter les interfaces vocales pour les
non-voyants,
 bureau virtuel à domicile et télétravail
pour pouvoir échanger des fichiers avec
ses collègues. Dans ce cadre il est
indispensable de voir et être vu.
 hôpital virtuel avec des capteurs
connectés sur le réseau pour partager
les résultats d’analyses avec le médecin.
Dans le cadre de nos recherches, nous utilisons un
prototype d’appartement intelligent Domus.
D’une superficie de 40 m², cet appartement est à
la fois une vitrine, un démonstrateur et un banc
d’essai des nouvelles techniques d’interaction en
domotique.

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L’ensemble de l’appartement (bureau,
chambre, salle de bains et petite cuisine)
est contrôlé par un système domotique.
Ce dernier permet également une interaction
avec des objets tangibles et le recueil
des traces d’activité. L’appartement
est couplé avec une régie
d’observation et de contrôle pour mener les
expériences.
DOMUS permet de tester l’acceptabilité, l’utilité
et l’utilisabilité des systèmes innovants dans un
cadre réaliste. Il est un précieux support aux
projets de recherche nécessitant la validation de
concepts ou de prototypes dans le cadre de
l’interaction d’un habitant avec un système
domotique (commande vocale, prise de décision
automatisée, "end user programming", robots
compagnons, ...).
La démarche, basée sur l’usage, consiste
notamment à étudier l’utilité de la parole (les
ordres et requêtes des utilisateurs). Des
personnes vont évoluer dans l’appartement en
s’appropriant les lieux et vont donner des
ordres aux différents dispositifs de
l’appartement (ouvrir les volets, lancer la radio,
etc.). En régie, un technicien va exécuter
l’ordre, par exemple en ouvrant les volets, grâce
à une fonction préprogrammée. Les sujets
peuvent appuyer sur des boutons réels ou
virtuels qui en réalité ne sont reliés à aucune
fonction : c’est à nouveau le technicien
‘magicien’ qui va encore se charger de l’action à
réaliser. Cette technique permet de tester des
fonctions ou des objets sans avoir à développer
de prototype pour connaître l’usage (économie
de temps et d’argent) : si un usage est attesté,
alors on développe.
Nous faisons ainsi appel à la conception
participative basée sur l’usage. Mais il faut
donner la possibilité aux utilisateurs de créer les
produits par eux-mêmes suivant le principe des
Fablabs et des creativity labs.
Cette dernière méthode de conception est
étudiée grâce notamment au chantier Senior
Living dans le cadre du projet Amiqual4home,
qui traite des thèmes suivants :
1. L’amélioration de la vie à domicile
 Bien-être / confort
 Economie d’énergies / gestion du bâtiment
 Réseaux sociaux / coaching
 Assistance technique (personnes
dépendantes)
2. L’étude de technologies adaptées
 Robots (domotiques, compagnons, ludiques...)
 Interfaces HM avancées (tangibles,
augmentées...)
 Systèmes intelligents

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Les objectifs de ce programme sont assez
divers :
- Analyser des retours d’expérience
d’usage (en live et en continu)
- Booster la créativité pour de nouveaux
produits/services
- Étudier les besoins des utilisateurs
seniors
- Evaluer des technologies sur les plans
sociétal (éthique, économique) et
humain (usage, ergonomie)
Le « faire ensemble » et le « faire soi-même »,
sont les méthodes de conception et les pistes de
réflexions que nous explorons.
Dans un futur très proche, l’habitat intelligent
comprendra encore plus d’objets, de connectivité
et d’interfaces homme/environnement. Ces
dernières seront appelées à se simplifier de façon
à permettre à chaque utilisateur, sans être un
spécialiste en informatique, de configurer lui
même son environnement.