Université de Rennes Vision-based shape servoing of soft objects using finite element model Asservissement visuel d'objets déformables à partir du modèle éléments finis Asservissement visuelmanipulation d'objets déformablesmodèle physiquesuivi d'objets déformables Visual servoingreal-time shape controlcompliant manipulationphysics-based modeldeformable object tracking Robotique Méthode des éléments finis La manipulation robotique d'objets déformables demeure un défi majeur, car leurs déformations continues et dépendantes de la configuration échappent aux méthodes de contrôle classiques conçues pour les objets rigides. Cette thèse aborde l'asservissement de forme d'objets souples à travers deux approches. Dans un premier temps, nous établissons la relation analytique entre les déplacements de points caractéristiques de l'objet déformable et les mouvements du manipulateur à l'aide d'un modèle par éléments finis (FEM) dynamique et simplifié. Ces relations permettent de concevoir une loi de commande assurant le positionnement précis en temps réel de plusieurs points de l'objet. Des expériences menées avec un manipulateur robotique et une caméra RGB-D démontrent la faisabilité et la robustesse de cette stratégie de positionnement indirect. Dans un second temps, nous proposons une nouvelle loi de commande pour le contrôle de la forme de l'objet qui combine un à modèle éléments finis dynamique avec des représentations latentes de faible dimension de la forme de l'objet, obtenues par Analyse en Composantes Principales (ACP), autoencodeurs ou laplacien. Cette paramétrisation de faible dimension permet de dériver des algorithmes d'asservissement en boucle fermée, robustifiés par un retour visuel en temps réel. Enfin, la thèse présente également le suivi d’objets déformables, comblant l'écart entre modélisation numérique et déformations observées dans le monde réel. Robotic manipulation of deformable objects remains a major challenge, as their continuous and configuration-dependent deformations defy traditional rigid-body control methods. This thesis addresses soft object shape servoing through two frameworks. First, we develop analytical relations between feature point displacements and manipulator motions using a coarse dynamic Finite Element Model (FEM), enabling the design of a control law for accurate real-time positioning of multiple object points. Experiments with a robotic manipulator and an RGB-D camera demonstrate the feasibility and robustness of this indirect positioning strategy. Second, we introduce a novel shape control framework that combines FEM dynamics with low-dimensional latent representations of the object surface, obtained through Principal Component Analysis (PCA), autoencoders, or Laplacian embeddings. This compact parametrization allows the derivation of closed-loop shape servoing algorithms reinforced by real-time visual feedback. The thesis also elaborates on deformable object tracking, bridging the gap between simulation and real-world deformations. Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 42623 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/dad368ae-a2c5-422e-9a9e-82dde03d03a9 Ouafo Fonkoua Mandela 1998-03-28 FR 295940050 ouafomandela@gmail.com 2025URENS091 http://www.theses.fr/2025URENS091 2025-12-12 Automatique, productique et robotique Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Doctorat non ouiKrupaAlexandreintervenant_1076168204ChaumetteFrançoisintervenant_2059347856GangloffJacquesintervenant_3128934980DuneClaireintervenant_6135214629MezouarYoucefintervenant_4059347805López-NicolásGonzalointervenant_5203895576 MATISSEecoleDoctorale_1 267602553 INRIA-RENNES partenaireRecherche_1 133175863 ddc:620 KrupaAlexandreChaumetteFrançoisGangloffJacquesMezouarYoucefLópez-NicolásGonzaloDuneClaireUniversité de RennesMATISSE INRIA-RENNES ASCII PDF 43646042