Lors de la rentrée atmosphérique d’un véhicule hypersonique, l’écoulement présente une onde de choc détachée enveloppant le véhicule et une couche limite visqueuse au voisinage de la paroi qui conduit à son échauffement. Dans les basses couches de l’atmosphère, l'écoulement évolue d'un régime laminaire à un régime turbulent en raison de l’augmentation du nombre de Reynolds. L’échauffement de la paroi conduit à la détérioration du matériau sous l’effet de l’ablation et de réactions chimiques susceptibles de modifier l’état de surface. Dans le cas d’un écoulement pleinement turbulent, l'effet des rugosités de paroi se traduit par une augmentation du frottement et des échanges de chaleur. Actuellement, on dispose de modèles avec différents degrés de sophistication et de validation qui reproduisent cet effet par augmentation de la turbulence en proche paroi. Concernant le soufflage en paroi, des modèles existent qui permettent de reproduire l'effet d'injection de fluide à la paroi sur le développement de la turbulence. L’objectif de cette thèse est de mettre au point un modèle permettant de tenir compte d'effets conjoints/couplés de rugosité et de soufflage adapté à des approches RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) de la turbulence, par exemple modèle à deux équations de type k-ω;, dans le contexte d’écoulements hypersoniques. La thèse se déroulera en 3 ans dans le cadre d’une collaboration entre le CEA-CESTA (à proximité de Bordeaux) et l’ONERA-DMAE (Toulouse). Le déroulement se fera comme suit: - Tout d'abord une revue bibliographique la plus exhaustive possible sera entreprise sur la problématique des parois rugueuses avec soufflage. Cette revue doit aboutir à l'élaboration d'une base de données détaillée. On distinguera notamment les écoulements subsoniques incompressibles des écoulements supersoniques et hypersoniques. A partir de cette base de données, la seconde étape de la thèse sera la construction d'un modèle de rugosité/soufflage. - Dans un premier temps, on adoptera une approche avec un couplage faible entre les effets de rugosité et de soufflage. Ainsi, les modèles de rugosité actuels seront couplés à des conditions limites de soufflage pour voir dans quelle mesure une telle approche peut s'appliquer. - Ensuite, on considèrera des approches où les effets de soufflage, notamment sur la turbulence de proche paroi, seront pris en compte en supplément des effets de rugosités dans la formulation du modèle de turbulence. Enfin, on envisage le développement d'un modèle directement à partir de la base de données collectée, dans lequel les effets de rugosité et de soufflage sont fortement couplés. Les différents modèles identifiés seront développés dans un code de couche limite (code CLICET de l'ONERA) puis dans un solveur Navier-Stokes (code CEA). Une phase de validation sur des cas pertinents d'application sera ensuite menée.

Les protections de véhicules terrestres contre les impacts balistiques ont longtemps été issues d’une évolution incrémentale basée sur des approches empiriques. Une conception basée sur une optimisation numérique permet de réduire le nombre des essais et les coûts afférents tout en faisant varier librement les matériaux, menaces et contraintes (environnementales par exemple). Une méthodologie de corrélation expérience-simulation couplant un code de calcul par éléments finis à un module d’optimisation est ainsi proposée. La méthodologie en question inclut trois étapes : (i) la calibration et la vérification d’un modèle numérique (à prendre au sens large), (ii) la validation du modèle, et (iii) la recherche d'une configuration optimale de protection, en l'occurrence ici un empilement multimatériaux.Une importante campagne de tirs balistiques a été conduite au moyen de la plateforme d’impact STIMPACT de l’ICA et d’un banc d’épreuve pour étudier la réponse de protections balistiques types (à base de plaques en acier et alliages, de carreaux de céramiques, de panneaux de polymères renforcés) en faisant notamment varier le type de projectile (matériau, géométrie), la vitesse d’impact (de 100 à 830 m/s), et la structure d’empilements multimatériaux. Des informations quantitatives ont été obtenues en termes de vitesses limites de protection (VLP) et de courbes vitesse résiduelle en fonction de la vitesse incidente, et des informations qualitatives en termes de modes de ruine des différents éléments constituant la protection. Ces essais ont permis de tirer des tendances et d'alimenter la base de données utilisée pour la partie corrélation expérience-simulation. Les simulations numériques ont été menées au moyen du code commercial de calcul par éléments finis Abaqus/Explicit. Le comportement des différents matériaux est décrit par des modèles spécifiques ingénieurs rendant compte des effets de la déformation et de la vitesse de déformation, de l'endommagement et de la température, et dont les constantes sont selon le cas issues de la littérature ou déterminées dans l'étape de calibration/vérification conduite sur des configurations simples à modérément complexes. Une fois validé sur des configurations complexes, le modèle est intégré dans une boucle d’optimisation via le module ISIGHT afin de déterminer un jeu de paramètres de conception optimal qui minimise la masse d’un empilement multimatériaux tout en assurant sa fonction de protection balistique. La comparaison des premières optimisations numériques à des essais réels est encourageante quant à la capacité prédictive du modèle.

Les assemblages sont le point critique de toutes les industries de construction. Au-delà de permettre la construction de systèmes mécaniques complexes, il en assure la durée de vie, du fait qu’ils ont pour fonction d’assurer le transfert des efforts au sein des structures. Comparée à la technologie d’assemblage par boulonnage, l’assemblage par collage offre des performances mécaniques accrues tout en réduisant la masse embarquée nécessaire au transfert des efforts. Cette technologie intéresse donc particulièrement les industries aéronautiques, spatiales, ferroviaires ou automobiles, pour lesquelles le rapport résistance sur masse est un enjeu majeur. Le sujet consiste à développer des méthodologies permettant de réduire les temps de calcul tout en prenant en compte le comportement réel de l’adhésif pour une meilleure représentativité de la simulation du comportement mécanique sous sollicitation dynamique à l’échelle de la structure. Il est démontré dans la littérature que certains jeux d’hypothèses simplificatrices permettent une représentation précise du comportement mécanique des assemblages collés au travers d’un schéma de résolution analytique. Néanmoins, le champ d’application de ces approches analytiques est souvent trop restrictif. Des schémas de résolution semi-analytique doivent alors être employés pour résoudre le système d’équations différentielles issu des judicieuses hypothèses simplificatrices. A notre connaissance, la technique par macro-élément, développée depuis 15 ans à l’Institut Clément Ader, est une des deux approches semi-analytiques qui existent dans la littérature. Aujourd’hui, cette technique est applicable dans le cadre d’une cinématique de poutre et peut être utilisée pour des éprouvettes de caractérisation ou des assemblages chargés dans le plan. L’objectif de cette thèse est d’étendre la technique par macro-élément à une cinématique de plaque, impliquant alors un système d’équations aux dérivées partielles, afin de pouvoir simuler des assemblages de structures minces sous chargement statique et dynamique quelconque.

L’objectif de ce travail est d’étudier l’influence de la compressibilité sur la dynamique du sillage du cylindre circulaire et du profil NACA0012, à faibles nombres de Reynolds. L’attention est portée en particulier sur le développement des instabilités primaires et secondaires à l’origine de la transition de l’écoulement d’un état bidimensionnel stationnaire vers un état tridimensionnel instationnaire. Le développement d’un code basé sur l’algorithme de Krylov–Schur combiné à une approche itérative en temps est réalisé pour conduire l’analyse de stabilité modale globale. La première partie est focalisée sur l’instabilité primaire à l’origine de la bifurcation du sillage du profil NACA0012 d’un état bidimensionnel stationnaire vers un état bidimensionnel instationnaire. Cet écoulement instationnaire est caractérisé à l’aide de simulations numériques directes pour différents nombres de Reynolds Re ∈ [200; 1000] et pour différents angles d’incidence α ∈ [0◦; 20◦]. L’écoulement de base stationnaire nécessaire à l’analyse de stabilité est obtenu à l’aide de la technique de SelectiveFrequency Damping (SFD). L’influence de l’angle d’incidence et du nombre de Reynolds sur les caractéristiques du mode le plus amplifié est d’abord étudiée dans le régime incompressible, révélant dans les deux cas une évolution non-monotone du taux de croissance dont le maximum est atteint pour unα et Re donné. L’influence de la compressibilité est ensuite explorée en régime compressible pour des nombres de Mach jusqu’à M∞ = 0.5. Celle-ci produit un effet stabilisant ou déstabilisant sur le mode qui dépend de l’angle d’incidence et du nombre de Reynolds. Pour α < 20◦, la compressibilité a un effet déstabilisant près du seuil critique, qui se traduit par une bifurcation de Hopf plus précoce, tandis que l’augmentation du nombre de Mach entraîne toujours une diminution du taux de croissance du mode lorsqu’on s’éloigne du seuil critique. Enfin, la fréquence du mode diminue avec le nombre de Mach. La deuxième partie est consacrée aux instabilités secondaires tridimensionnelles qui se développent dans le sillage bidimensionnel instationnaire. Dans ce cas, l’analyse de stabilité est conduite sur un écoulement de base instationnaire obtenu par des simulations numériques directes sans la SFD. Le développement des modes A et B responsables de la transition du cylindre circulaire vers un état tridimensionnel est d’abord étudié pour des nombres de Reynolds jusqu’à Re = 350. La compressibilité a un effet stabilisant sur les deux modes à proximité des seuils critiques, retardant le processus de tridimensionnalisation, mais ne modifie pas les longueurs d’onde des modes instables. En revanche, au-dessus des seuils critiques, seul le taux de croissance du mode B décroît avec le nombre de Mach,tandis que la plage des longueurs d’onde instables du mode A se déplace vers des valeurs plus faibles. La réponse à l’augmentation du nombre de Mach des instabilités secondaires 3D se développant dans le sillage instationnaire à l’aval d’un profil NACA0012 est étudiée dans un second temps.

La capacité à effectuer des tâches complexes est emblématique du comportement humain. Elle est essentielle dans de nombreux aspects de la vie quotidienne, ce qui est particulièrement vrai dans les contextes où la sécurité des personnes dépend de cette capacité (par exemple, les pilotes de ligne) ou pour les personnes souffrant de troubles cognitifs. L'objectif de cette thèse était double : (1) développer des outils pour prédire la performance des tâches complexes chez les personnes en bonne santé à partir de données neurophysiologiques ; et (2) développer des protocoles pour améliorer la performance des tâches complexes chez les personnes en bonne santé ou les tâches de la vie quotidienne chez les patients atteints de lésions cérébrales.Pour atteindre ces objectifs, nous avons d'abord sélectionné une tâche qualifiée de complexe (Space Fortress) car elle était décrite comme impliquant des fonctions cognitives de haut niveau telles que les fonctions exécutives. Nous avons démontré que cette tâche possède de solides qualités psychométriques, étant hautement sensible, fiable et valide, ce qui en fait une tâche appropriée reposant sur les fonctions exécutives globales.Le premier axe de recherche de cette thèse a porté sur la prédiction de la performance à cette tâche à partir de mesures neurophysiologiques. En utilisant deux techniques différentes de neuroimagerie (spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge et électroencéphalographie), nous avons pu démontrer que l'activité cérébrale intrinsèque (c'est-à-dire à l'état de repos) du réseau fronto-pariétal pouvait prédire une partie de la performance globale à cette tâche. Une perspective majeure de ce travail est qu'il pourrait exister des marqueurs neuronaux intrinsèques de tâches plus complexes (par exemple, piloter un avion ou conduire). Dans le contexte de la neuroergonomie, de tels marqueurs pourraient être utilisés soit comme un outil prédictif à des fins de sélection, soit comme une opportunité d'élaborer un entraînement cognitif individualisé.Un deuxième axe de recherche de cette thèse s'est focalisé sur l'amélioration des performances par l'utilisation de la stimulation cérébrale non invasive couplée à un entraînement cognitif. Nos résultats montrent qu'un certain type de montage (stimulation transcrânienne haute définition à bruit aléatoire) favoriserait non pas la vitesse d'apprentissage, mais le maintien des performances à long terme. Des résultats similaires, qui restent à confirmer, ont été obtenus chez des patients dysexécutifs atteints de lésions cérébrales, avec une amélioration des performances dans certaines de leurs tâches quotidiennes (par exemple, planifier des courses, gérer une boîte mail, préparer une recette).Les résultats obtenus au cours de cette thèse pourraient conduire au développement de nouveaux programmes d'entraînement cognitif ciblé. De tels programmes pourraient permettre d'améliorer la qualité de l'entraînement et de la prise en charge de certaines personnes, qu'elles soient en bonne santé, confrontées à des situations complexes ou atteintes de lésions cérébrales, confrontées à des défis quotidiens.

Pour le développement d’une nouvelle génération de satellites très basse orbite, il est fondamental de minimiser la traînée et les contraintes aérothermodynamiques afin de pouvoir se déplacer sur des orbites les plus basses possibles tout en garantissant l’intégrité de la charge utile. En parallèle, la loi d’opération spatiale de 2008 impose aux opérateurs français de limiter les risques liés aux débris spatiaux lors de leur désorbitation. De même, la conception de nouveaux véhicules de rentrée réutilisables nécessite une connaissance toujours plus aboutie des conditions de vol propres à une rentrée atmosphérique. L’atteinte de ces objectifs passe donc par la maîtrise de l’ensemble des contraintes aérodynamiques (coefficients de forces et de moments) et aérothermodynamiques (flux de chaleur pariétal) notamment à haute altitude. Les écoulements rencontrés en orbite basse et durant la première phase de rentrée atmosphérique sont des écoulements hypersoniques raréfiés en déséquilibre fort, de sorte que les méthodes de CFD traditionnelles basées sur l’hypothèse des milieux continus ne sont pas applicables. Dans ce cas, il convient d’utiliser des méthodes de résolution de l’équation de Boltzmann de type DSMC (Direct Simulation Monte-Carlo). Cependant, en raison du couplage fort existant entre la trajectographie, la forme de l’objet et l’écoulement, il est impossible d’élaborer une géométrie optimisée ni de simuler la rentrée atmosphérique complète avec des outils dits de « haute-fidélité ». L’objectif de cette thèse est donc de développer des modèles réduits en régime hypersonique raréfié capables de déterminer les coefficients aérodynamiques et le flux de chaleur pariétal d’une géométrie quelconque en des temps de calcul très faibles. Dans un premier temps, les phénomènes propres aux écoulements hypersoniques raréfiés ont été étudiés en considérant plusieurs rentrées véhiculaires pour lesquelles des données de vol ont été obtenues. Un ensemble de simulations DSMC avec le code SPARTA, a ainsi permis d’établir une stratégie pour le développement d’une nouvelle forme de modèles réduits. Deux modèles de krigeage ont d’abord été développés pour estimer les coefficients de pression et de flux de chaleur au point d’arrêt en fonction des conditions de vol. Ensuite, des réseaux de neurones profonds ont été entraînés pour calculer les distributions de pression, de frottement et de flux de chaleur en tout point d’un véhicule. Enfin, l’évaluation de ces modèles par comparaison aux méthodes par panneaux actuellement utilisées dans la majorité des codes de rentrée a mis en avant le meilleur niveau de précision des méthodes d’apprentissage. Un certain nombre de perspectives ont également été ouvertes quant à des voies d’améliorations futures.

L’optimisation de forme aérodynamique est une méthode numérique éprouvée permettant d’ajuster automatiquement la forme externe d’un aéronef afin d’en améliorer la performance en vol. En croisière, cette méthodologie est principalement utilisée dans le but de réduire la traînée et permet alors de diminuer la consommation énergétique d’un avion et donc son impact environnemental. Traditionnellement, des modèles basse-fidélité sont utilisés pour les études amont alors que les modèles haute-fidélité, plus précis mais aussi plus coûteux, sont eux plutôt réservés à la phase de conception détaillée. Néanmoins, les nouveaux concepts d’aéronefs qui s’inscrivent dans une vision zéro émission, visant à réduire drastiquement l’impact environnemental du transport aérien, nécessitent des changements significatifs de technologies avion, notamment sur le plan propulsif. Le champ des possibles qui découle de ces évolutions technologiques motive, désormais, l’utilisation de modèles haute-fidélité dès les études de conception amont, de manière à garantir la précision des analyses et ainsi la capacité à capturer et à optimiser au mieux les aspects multidisciplinaires. Cependant, le recours à la haute-fidélité augmente significativement le coût numérique du processus et motive donc l’introduction de méthodes permettant de le réduire. Au niveau de l’optimisation de forme aérodynamique, l’un des aspects clés conditionnant la solution réside dans la définition du problème. En pratique, la performance d’un avion doit être robuste à un ensemble de conditions de vols découlant de différentes missions. Néanmoins, étant donné le fait que le coût numérique de l’approche croît linéairement avec le nombre de conditions de vols à calculer, les missions ne peuvent pas être directement simulées à l’aide de calculs haute-fidélité et ces calculs ne sont donc effectués que pour un sous-ensemble restreint de points de vol. De plus, chaque point de vol conduit à des charges aérodynamiques et des déformations structurales différentes dues au couplage aéro-élastique. Ce couplage doit alors être pris en compte dans les simulations haute-fidélité afin de prédire précisément la performance aérodynamique, ce qui accroît le coût de chaque analyse. Cette thèse vise à étudier et à éprouver une combinaison de trois méthodologies permettant à la fois de prendre en compte la souplesse de la structure dans le processus d’optimisation, tout en réduisant le coût numérique et le temps de restitution de ce dernier par le biais d’une approche d’optimisation multi-fidélité bénéficiant de modèles basse-fidélité. Afin de répondre au besoin de robustesse de la solution vis-à-vis d’un ensemble de missions, une méthodologie permettant de sélectionner un sous-ensemble représentatif de conditions de vols est également introduite. Étant donné le nombre important de variables de formes impliquées dans le processus d’optimisation, en pratique plus d’une centaine, l’optimisation est réalisée à l’aide d’algorithmes par gradients. Une approche par adjoint souple est ainsi considérée, afin de fournir les gradients aérodynamiques à un coût abordable, tout en prenant en compte la flexibilité de la structure pour chaque condition de vol. La stratégie d’optimisation multi-fidélité repose également sur des approches par gradient permettant alors de garantir la convergence du processus vers un optimum haute-fidélité du problème. La principale contribution du travail proposé repose sur la combinaison de différents aspects méthodologiques clés et leur application au modèle avion XRF-1, représentatif d’un cas réaliste, dans un environnement de simulation industriel.

Des véhicules aériens sans pilote (UAV) et des nanosatellites sont déployés à grande échelle dans le but de servir pour des applications industrielles et de recherche. Dans la pratique, ces petites plateformes demandent l'intégration de plusieurs antennes compactes pour différents besoins en communication, navigation, ou encore surveillance. L'intégration de ces antennes sur de telles plateformes est donc plus difficile en raison de ses petits plans de masse. L’une des solutions originales permettant de fournir des propriétés de rayonnement directives sans utiliser des grands plans de masse, repose sur la conception des sources d'Huygens. Un diagramme de rayonnement cardioïde peut, de ce fait, être réalisé en combinant deux dipôles orthogonaux électriques et magnétiques rayonnant le même champ, respectivement dans leurs plans E et H.Dans ce travail, plusieurs antennes à résonateur diélectrique (DRA) avec propriétés d’une source d'Huygens sont étudiées. Afin de générer des dipôles électriques et magnétiques équivalents, plusieurs TE modes peuvent être excités dans un résonateur diélectrique rectangulaire. De ce fait, en utilisant les nombreux degrés de liberté de leur conception, il est possible de concevoir des DRAs de tailles réduites avec des propriétés d'efficacité de rayonnement élevées et de larges bandes passantes. En d’autres termes, la fabrication additive, ou l'impression 3D, a ici été utilisée pour fabriquer les DRAs proposés. L'impression 3D ouvre la voie à de nouvelles antennes utilisant des formes complexes et des matériaux hétérogènes/anisotropes afin de contrôler, par exemple, sa bande passante et ses caractéristiques de rayonnement.Au cours de cette thèse, deux sources d'Huygens en polarisation linéaire et circulaire, et utilisant des résonateurs diélectriques empilés, ont d'abord été étudiées. La configuration empilée est ici formée par deux résonateurs avec des permittivités diélectriques isotropes différentes afin de générer une paire de dipôles électriques et magnétiques équivalents, nécessaires à l’obtention d’un rayonnement dans un demi-espace. Il est par la suite démontré qu’utiliser un diélectrique anisotrope uniaxial est une solution originale permettant de réduire le volume de ces sources d'Huygens empilées.Le diélectrique anisotrope a ainsi été conçu en structurant le matériau 3D imprimé en plusieurs cellules unitaires de sous-longueur d'onde pour obtenir un matériau dont la permittivité diélectrique effective est contrôlée par le taux de remplissage de volume de ses cellules unitaires. Afin de démontrer les possibilités offertes par l'impression 3D de céramiques anisotropes, une antenne DRA à alimentation unique et à polarisation circulaire dans la bande ISM 2.45 GHz a d'abord été conçue, imprimée et mesurée. L'anisotropie a ici été utilisée pour exciter deux modes orthogonaux avec certaines conditions de amplitude et phase, afin d'obtenir une polarisation circulaire. Enfin, une source d'Huygens compacte est conçu, utilisant un diélectrique céramique anisotrope dans la bande ISM 2.45 GHz.

Le sismomètre SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) a été déposé à la surface de la planète Mars le 19 décembre 2018 dans le cadre de la mission NASA Discovery InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport). Ses objectifs sont d'explorer la structure interne et l'activité sismique de Mars.Dans cette thèse nous analysons les données transmisent par SEIS sous le prisme de l'interférométrie sismique. Cette technique tire parti des propriétés des champs diffus tels que la coda sismique ou le bruit ambiant pour reconstruire la réponse impulsionnelle du milieu par corrélation d'enregistrements sismiques. L'exceptionnelle sensibilité du sismomètre SEIS rend possible l'étude des caractéristiques du bruit ambiant martien, qui nous étaient inconnues jusqu'alors.En comparant des fonctions d'auto-corrélations de bruit et de coda d'événements sismiques martiens nous avons identifié deux régions du spectre où s'observe le bruit microsismique martien.Une amplification locale du sol autour de 2.4 Hz présente une structure spectrale que nous avons pu relier à la structure crustale de Mars. La réponse en réflexion reconstruite par auto-corrélation a permis de détecter deux interfaces crustales, à ~9 et ~24 km de profondeur, cohérentes avec les fonctions récepteur.Nous montrons également que les composantes horizontales du sismomètre contiennent la signature d'une variation saisonnière des vitesses sismiques dans leurs spectres à hautes fréquences (> 5 Hz). Ces variations, observées également dans la coda de multiplets sismiques hautes fréquences, ont pu être reliées à une réponse thermo-élastique de la subsurface sous l'effet des changements saisonnier du forçage thermique solaire. Cette observation fournie une opportunité de sonder les paramètres thermiques et élastiques de la subsurface martienne jusqu'à plus de 20 mètres de profondeur.

Le Manned-Unmanned Teaming (MUM-T) peut être compris comme une équipe coopérative de plusieurs agents : plusieurs véhicules aériens sans pilote (drones) et éventuellement plusieurs avions pilotés agissant ensemble dans des missions critiques. Par conséquent, une nouvelle perspective est proposée pour l'avenir de l'interaction humain-drone via une telle coopération en équipe, s'inscrivant dans le cadre de l'interaction à initiative mixte (MII). Dans ce contexte, nous considérons que l'agent humain (pilote) n'est pas un agent infaillible. Par exemple, des états mentaux dégradés pourraient diminuer les capacités de l'agent humain pendant l'exécution de la mission. Ainsi, dans ce travail de thèse, nous étudions des algorithmes de calcul physiologique et d'intelligence artificielle pour estimer l'état mental du pilote humain (par exemple, la charge mentale) lorsqu'il interagit avec une équipe de drones dans des conditions de mission difficiles, et ce, afin d'adapter l'interaction entre agents pour améliorer la performance globale.Ainsi, ce travail de thèse commence par la compréhension et l’évaluation les états mentaux des pilotes humains lorsqu'ils interagissent avec les drones. Nous avons développé un scénario employant une équipe humain-drones (MUM-T) dans une mission de recherche et de sauvetage, où les participants jouent le rôle d'un pilote coopérant avec trois drones. Dans une première campagne expérimentale, les missions ont été conçues pour induire des niveaux de charge mentale faibles et élevées, qui ont été évalués à l'aide de mesures subjectives, comportementales et physiologiques (i.e. métriques cérébrales, cardiaques et oculomotrices). Cette première campagne nous a permis (i) de caractériser la charge mentale à partir de signaux physiologiques, étant donné l'impact significatif de la charge mentale sur toutes les mesures ; et (ii) de proposer différentes chaînes de classification qui ont atteint une précision moyennes de classification allant de 75% pour la meilleure à 59,8% pour la moins bonne, en utilisant les caractéristiques cardiaques seules ou en combinaison avec les caractéristiques cérébrales et oculomotrices. Ensuite, sur la base de ces résultats, ce travail de thèse se concentre sur la construction d'un système de prise décision séquentielle qui est capable de surveiller l'état mental de l'homme à travers la sortie du classifieur et de sélectionner les actions appropriées pour adapter l'interaction dans le but de maximiser la performance humaine. Étant donné l'observabilité partielle de l'état mental humain et la nature non déterministe d'un tel système, nous avons construit ce travail dans le cadre des Processus Décisionels de Markov Partiellement Observable (POMDP). Les paramètres du modèle POMDP, qui vise à contrôler l'interaction, ont été approchés en utilisant toutes les données collectées lors de la première campagne expérimentale et les résultats de classification associés. Enfin, ce travail de thèse se termine par une deuxième campagne expérimentale, dont le but été l'évaluation d'une telle politique de contrôle de l'interaction basée sur modèle POMDP, en ce qui concerne la gestion de la performance et de la charge mentale. Dans cette campagne, tous les développements ont été intégrés et testés en ligne : extraction et traitement des caractéristiques physiologiques, estimation de l'état mental humain, et adaptation de l'interaction. Les résultats subjectifs obtenus ont montré que les participants ressentaient une charge de travail significativement moindre lorsque l'approche adaptative était utilisée, par rapport à un système d'interaction non adaptatif. Cependant, les performances réalisées par les participants n’ont pas été significativement améliorées. Ces derniers résultats ont mis en évidence la nécessité d'affiner le modèle de prise de décision, en particulier pour améliorer la performance humaine et la performance globale de l'équipe, et ouvrent plusieurs perspectives de recherche.