Les applications de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) 3D permettent aux utilisateurs de créer des représentations visuelles de modèles, aidant à créer, éditer, tester et analyser des conceptions. La plupart offrent une Interface Graphique Utilisateur (GUI) avec manipulation directe, fournissant des interactions faciles à utiliser, tandis qu'une catégorie moins populaire adopte une approche basée sur la programmation, nécessitant des utilisateurs de décrire les modèles en utilisant des langages de programmation spécifiques. Les applications de CAO basées sur la programmation offrent de multiples avantages pour la conception 3D, mais leur utilisation reste limitée, potentiellement en raison de barrières d'entrée plus élevées et d'exigences de programmation étendues. Malheureusement, un manque de compréhension profond des défis rencontrés par les utilisateurs des applications de CAO basées sur la programmation empêche une compréhension claire des problèmes de ces applications. De plus, la recherche traitant des défis de la CAO s'est principalement concentrée sur les applications offrant des interactions de manipulation directe. Cette thèse vise à améliorer l'utilisabilité des applications de CAO basées sur la programmation, en se concentrant sur leur rôle dans la Fabrication Numérique Personnelle avec des imprimantes 3D. Notre recherche cherche à comprendre et à relever les défis des utilisateurs de CAO basée sur la programmation pendant le processus de conception. Dans notre première étude, nous avons interviewé vingt utilisateurs d'OpenSCAD, une application de CAO basée sur la programmation leader dans la communauté de l'impression 3D. L'analyse des données via une Analyse Thématique Réflexive (ATR) a conduit au développement d'un codebook complet catégorisant trois thèmes principaux : les profils d'utilisateurs, les défis de conception 3D et les défis d'impression 3D. Notre deuxième étude a abordé les défis de conception identifiés dans la liaison des vues 3D avec le code et les difficultés à effectuer des transformations spatiales sur le modèle. Nous avons proposé de relever ces difficultés en introduisant le concept de programmation bidirectionnelle dans la CAO basée sur la programmation, permettant aux utilisateurs d'interagir à la fois avec le code et la vue. Nous avons modifié le code source d'OpenSCAD pour implémenter cette approche, développant des fonctionnalités de navigation bidirectionnelle et permettant aux utilisateurs de modifier le modèle en interagissant avec la vue tandis que l'application met à jour le code de manière cohérente. La troisième étude a abordé le défi clé de la définition des propriétés géométriques dans les conceptions paramétriques. Après avoir analysé 30 modèles OpenSCAD, nous avons développé des fonctionnalités de programmation bidirectionnelle dans OpenSCAD pour faciliter la définition des propriétés paramétriques, extrayant directement les informations de la vue pour les utiliser dans le code. L'expérimentation avec les utilisateurs d'OpenSCAD a montré que notre solution pourrait rationaliser la conception, réduire les erreurs et abaisser les barrières à l'entrée pour les nouveaux utilisateurs.
M. Géry CASIEZ Université de Lille Directeur de thèse, M. Michael J. MCGUFFIN École de technologie supérieure Rapporteur, M. Kris LUYTEN Hasselt University Rapporteur, Mme Anastasia BEZERIANOS Université Paris-Saclay Examinatrice, M. Steven PONG Carleton University Examinateur, M. Thomas PIETRZAK Université de Lille Examinateur, Mme Audrey GIROUARD Carleton University Co-directrice de thèse, M. Hamza BASHANDY TAALAB Carleton University Examinateur.
Thesis of the team Loki defended on 11/04/2024
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