Nos travaux de recherche relèvent du domaine de l'Interaction Homme Machine et plus précisément du Génie des Systèmes Interactifs Mixtes (SIM), une forme de systèmes interactifs permettant de profiter des aptitudes physiques de l'utilisateur et des objets quotidiens qu'il manipule, pour interagir avec une application. Cet ouvrage met en avant la complexité des SIM en présentant une analyse structurée du domaine. Puis nous présentons nos principaux résultats de recherche, dont l'enjeu est la structuration d'un processus de développement des SIM. L'objectif est de fournir une aide au développement des SIM en nous appuyant sur une approche centrée sur l'interaction et fondée sur la mise en œuvre de modèles. Cette double approche permet de décrire les différentes facettes de l'interaction existantes entre un utilisateur et ces nouvelles formes d'interaction, et d'accroitre la précision des descriptions de ces nouvelles formes d'interaction pour faciliter leur intégration dans les différentes étapes du développement d'un SIM et leurs articulations entre elles. Enfin nous inscrivons nos travaux dans un processus global, destiné à développer des SIM dans un contexte muséal.