Recent advances in mobile, wearable and telecomunication technologies have encouraged the growth of our desire for constant interconnectedness. Indeed, the ubiquity of electronic devices in our lives is such that we not only rely on them to support our desires for human-human social interaction, but also sometimes, fulfil these needs through interactions with virtual agents. As such, whether it consists of an important phone call or a reminder from your mood tracking app, our devices are constantly fighting to capture our attention, oftentimes causing significant disruption in professional and social contexts, as well as having negative impact on our physical and mental well-being.This thesis argues that notification systems’ deficiencies are largely due to our lack of understanding of users’ notification experience in the wild, and that by focusing on users’ behavior or relying on questionnaires, current notification research methodologies cannot capture the full picture of smartphone users’ experience.This thesis pursues two mutually reinforcing tracks that advance the notification research and engineering state of the art:First, it explores the use of psychology concepts and methodologies, and physiological signal processing to the collection of information on users’ state and perception of notifications. This is achieved by documenting the impact of notification perception on smartphone users’ electrodermal activity, heart rate, heart rate variability and wrist-motion.Based on these physiological changes, a novel interaction-less notification perception prediction system is introduced and evaluated, expanding the breadth and depth of possible notification research methodologies.Second, it presents two innovative methods allowing for an increase in out-of-the-lab self-reports and physiological signals data collection capabilities. This is enabled by the introduction and validation of a new gestural self-reporting interface, reducing the intrusiveness of subjective data collection, and a wearable tightness estimation system based on the raw optical heart rate signalAutre résumé:Les progrès récents en technologies mobiles, portables et de télécommunication ont favorisé la croissance de nos désirs d’interconnections sociales. En effet, l’omniprésence des appareils électroniques dans nos vies est telle que nous comptons sur eux pour répondre à nos besoins sociaux, mais aussi, parfois, pour satisfaire ces besoins par des interactions avec des agents virtuels. Qu’il s’agisse d’un appel téléphonique important, d’un rappel qu’une rencontre aura lieu ou d’une nouvelle mention ``j’aime’’, nos appareils se battent constamment pour capter notre attention, causant souvent des perturbations importantes dans les contextes professionnels et sociaux, et ayant ultimement un impact négatif sur notre bien-être physique et mental.Cette thèse soutient que les lacunes des systèmes de notification sont principalement attribuable à un manque de compréhension de l’expérience utilisateurs en matière de notification. Ce dernier est partiellement dû à l’utilisation de méthodologies de recherche qui ne sont pas en mesure de capturer l’ensemble des facettes de l’expérience des notifications.Cette thèse poursuit deux directions qui se renforcent mutuellement et qui contribuent à faire avancer l’état de l’art de la recherche sur les notifications et en ingénierie: D’abord, elle explore l’utilisation de concepts et méthodologies de recherche en psychologie, et du traitement des signaux physiologiques pour la collecte d’informations sur l’état interne et la perception des notifications par les utilisateurs. Pour ce faire, elle documente l’impact de la perception des notifications sur certains signaux physiologiques ainsi que le mouvement du poignet des utilisateurs de téléphones intélligents.Sur la base de ces changements physiologiques et mouvements, un nouveau système de prédiction de la perception des notifications est présenté et évalué.Par la suite, cette thèse présente deux méthodes innovantes permettant d’augmenter les capacités de collecte de données physiologiques et l’utilisation de questionnaires en dehors du laboratoire. Ceci est rendu possible par la présentation et la validation d’une nouvelle interface gestuelle d’auto-administration de micro-enquêtes, réduisant le caractère intrusif de la collecte de données subjectives, et d’un système portable d’estimation de la force de contact entre un capteur de rythme cardiaque et la peau, permettant de mieux contrôller les conditions dans lesquelles les signaux physiologiques sont acquis.