L’objectif de la thèse est de proposer des modèles et outils pour la conception d’expériences immersives multi-sensorielles en adéquation avec l’application visée. Les modèles et outils proposés permettrons d’optimiser la qualité de l'expérience vécue et les émotions suscitées. Les objectifs détaillés sont les suivants :
1.Proposer et valider des protocoles d'évaluation d’expériences de réalité virtuelle multi-sensorielles, prenant en compte la multi-dimensionnalité de l’expérience et permettant d’obtenir des données fiables et répétables.  
2.Comprendre et modéliser l'impact des différents stimuli multi-sensoriels sur la qualité d'expérience vécue et ses différentes composantes (présence, immersion, qualité perçue des différents stimuli, flow, émotions suscitées). Il s’agira ici de mener des études utilisateurs, grâce aux protocoles définis plus haut, permettant d’isoler les effets de chaque stimulus, de leur qualité, et de leurs interactions.
3.Développer et évaluer, en conditions écologiques, un prototype de réalité virtuelle multi-sensorielle dans un scénario élaboré avec le partenaire industriel.