La capture du mouvement est un défi majeur dans le cadre de la modélisation d'objets articulés. Ce problème implique la recherche de correspondances entre objets vus dans des images différentes. On propose trois approches pour résoudre ce problème basé sur des techniques de vision par ordinateur et la théorie spectrale des graphes. La première consiste à modéliser une scène 3D à l'aide d'une collection de points. On propose deux extensions de l'algorithme de Lucas-Kanade pour tracker des caractéristiques de manière efficace et pour estimer le "scene-flow". La deuxième approche basée sur la théorie spectrale des graphes cherche à établir des correspondances entre des objets représentés par des graphes. Finalement on s'intéresse au problème de segmentation qui soit cohérente dans le temps et notre approche est basée sur une méthode de clustering spectral appliquée à une séquence temporelle.

Cette thèse aborde les problématiques liées à la construction de Topic Maps et à leur utilisation pour la recherche d'information dans le cadre défini par le Web sémantique (WS). Le WS a pour objectif de structurer les informations disponibles sur le Web. Pour cela, les ressources doivent être sémantiquement étiquetées par des métadonnées afin de permettre d'optimiser l'accès à ces ressources. Ces métadonnées sont actuellement spécifiées à l'aide des deux standards qui utilisent le langage XML : RDF et les Topic Maps. Un contenu à organiser étant très souvent volumineux et sujet à enrichissement perpétuel, il est pratiquement impossible d'envisager une création et gestion d'une Topic Map, le décrivant, de façon manuelle. Plusieurs travaux de recherche ont concerné la construction de Topic Maps à partir de documents textuels [Ellouze et al. 2008a]. Cependant, aucune d'elles ne permet de traiter un contenu multilingue. De plus, bien que les Topic Maps soient, par définition, orientées utilisation (recherche d'information), peu d'entre elles prennent en compte les requêtes des utilisateurs.Dans le cadre de cette thèse, nous avons donc conçu une approche que nous avons nommée ACTOM pour " Approche de Construction d'une TOpic Map Multilingue ". Cette dernière sert à organiser un contenu multilingue composé de documents textuels. Elle a pour avantage de faciliter la recherche d'information dans ce contenu. Notre approche est incrémentale et évolutive, elle est basée sur un processus automatisé, qui prend en compte des documents multilingues et l'évolution de la Topic Map selon le changement du contenu en entrée et l'usage de la Topic Map. Elle prend comme entrée un référentiel de documents que nous construisons suite à la segmentation thématique et à l'indexation sémantique de ces documents et un thésaurus du domaine pour l'ajout de liens ontologiques. Pour enrichir la Topic Map, nous nous basons sur deux ontologies générales et nous explorons toutes les questions potentielles relatives aux documents sources. Dans ACTOM, en plus des liens d'occurrences reliant un Topic à ses ressources, nous catégorisons les liens en deux catégories: (a) les liens ontologiques et (b) les liens d'usage. Nous proposons également d'étendre le modèle des Topic Maps défini par l'ISO en rajoutant aux caractéristiques d'un Topic des méta-propriétés servant à mesurer la pertinence des Topics plus précisément pour l'évaluation de la qualité et l'élagage dynamique de la Topic Map.

Les environnements virtuels collaboratifs permettent à plusieurs utilisateurs d'interagir à distance par Internet. Ils peuvent partager une impression de téléprésence en animant à distance un avatar qui les représente. Toutefois, le contrôle de cet avatar peut être difficile et mal restituer les gestes de l'utilisateur. Ce travail vise à animer l'avatar à partir d'une acquisition 3D des gestes de l'utilisateur par vision monoculaire en temps réel, et à rendre la téléprésence virtuelle possible au moyen d'un PC grand public équipé d'une webcam. L'approche suivie consiste à recaler un modèle 3D articulé de la partie supérieure du corps humain sur une séquence vidéo. Ceci est réalisé en cherchant itérativement la meilleure correspondance entre des primitives extraites du modèle 3D d'une part et de l'image d'autre part. Le recalage en deux étapes peut procéder sur les régions, puis sur les contours. La première contribution de cette thèse est une méthode de répartition des itérations de calcul qui optimise la robustesse et la précision sous la contrainte du temps-réel. La difficulté majeure pour le suivi 3D à partir d'images monoculaires provient des ambiguïtés 3D/2D et de l'absence d'information de profondeur. Le filtrage particulaire est désormais une approche classique pour la propagation d'hypothèses multiples entre les images. La deuxième contribution de cette thèse est une amélioration du filtrage particulaire pour le recalage 3D/2D en un temps de calcul limité par des heuristiques, dont la contribution est démontée expérimentalement. Un paramétrage de l'attitude des bras par l'extrémité de leur chaîne cinématique est proposé qui permet de mieux modéliser l'incertitude sur la profondeur. Enfin, l'évaluation est accélérée par calcul sur GPU. En conclusion, l'algorithme proposé permet un suivi 3D robuste en temps-réel à partir d'une webcam pour une grande variété des gestes impliquant des occlusions partielles et des mouvements dans la direction de la profondeur.

Avec la révolution du numérique, l'usage de la vidéo a fortement évolué durant les dernières décennies, passant du cinéma à la télévision, puis au web, du récit fictionnel au documentaire et de l'éditorialisation à la création par l'utilisateur. Les médias sont les vecteurs pour échanger des informations, des connaissances, des " reportages " personnels, des émotions... L'enrichissement automatique des documents multimédias est toujours un sujet de recherche depuis l'avènement des médias. Dans ce contexte, nous proposons dans un premier temps une modélisation des différents concepts et acteurs mis en œuvre pour analyser automatiquement des documents multimédias afin de déployer dynamiquement des services interactifs en relation avec le contenu des médias. Nous définissons ainsi les concepts d'analyseur, de service interactif, de description d'un document multimédia et enfin les fonctions nécessaires pour faire interagir ceux-ci. Le modèle d'analyse obtenu se démarque de la littérature en proposant une architecture modulaire, ouverte et évolutive. Nous présentons ensuite l'implantation de ces concepts dans le cadre d'un prototype de démonstration. Ce prototype permet ainsi de mettre en avant les contributions avancées dans la description des modèles. Une implantation ainsi que des recommandations sont détaillées pour chacun des modèles. Afin de montrer les résultats d'implantation des solutions proposées sur la plateforme telles que les standards MPEG-7 pour la description, MPEG-4 BIFS pour les scènes interactives ou encore OSGI pour l'architecture générale, nous présentons différents exemples de services interactifs intégrés dans la plateforme. Ceux-ci permettent de vérifier les capacités d'adaptation aux besoins d'un ou plusieurs services interactifs.

Cette thèse a pour objectif de développer des techniques permettant d'améliorer l'efficacité énergétique des réseaux de capteurs destinés à la surveillance d'une chaîne de froid. La première approche développée dans cette thèse concerne la phase de transport des produits alimentaires. Les protocoles proposés VBS, WaS et eVBS s'adressent à la problématique posée par l'absence de station de base permanente au sein du petit réseau déployé dans un camion où les nœuds sont en visibilité directe. Ces méthodes ont le triple avantage de présenter un faible overhead, d'accroître l'ergonomie de l'application et l'intérêt économique du réseau. Dans l'état de l'art, il n'existe pas de déploiement de très grands réseaux de capteurs sans fil destinés à la surveillance d'une chaîne de froid. Le cœur de cette thèse se positionne ainsi autour de la problématique du passage à l'échelle, en proposant plusieurs approches permettant d'améliorer l'efficacité énergétique du réseau. Ainsi des optimisations du routage et des techniques de formation de clusters multi-sauts sont proposées grâce à quelques idées originales d'utilisation de l'indicateur de la qualité de lien. Le protocole L2RP de routage par répartition de charge, le mécanisme SNCR de réduction des clusters singletons ainsi que le protocole LQI-DCP d'optimisation du positionnement des chefs de clusters sont des contributions de cette thèse exploitant le LQI afin d'accroître l'efficacité énergétique du réseau. De plus, nous avons montré que l'heuristique MaxMin de formation de clusters multi-sauts n'est pas compatible avec la topologie de déploiement en grille qui est la plus fréquente dans les architectures de réseaux de capteurs.

Durant ces dernières années, la congestion du trafic urbain et la pollution de l'air sont devenus d'énormes problèmes dans de nombreuses villes dans le monde. Afin de réduire cette congestion, nous pouvons investir dans l'amélioration des infrastructures de la ville. Toutefois, cette solution reste très coûteuse à entreprendre et de ne permet pas de réduire la pollution de l'air. C'est pourquoi nous travaillons sur la mobilité intelligente afin de disposer d'une meilleure utilisation de la voiture. L'application de nouvelles technologies de l'information, tels que les systèmes multi-agents appliqués au contrôle de l'information de la circulation urbaine, a permis de créer et de déployer une gestion plus intelligente du trafic comme le système DRT (transport à la demande). L'objectif des systèmes multi-agents basés sur le DRT est de gérer les taxis de manière intelligente, afin d'accroître le nombre de passagers dans chaque véhicule, et en même temps à réduire le nombre de véhicules dans les rues. Cela permettra de réduire les émissions de CO2 et la pollution de l'air causée par les véhicules, ainsi que la congestion du trafic et les coûts financiers associés. La simulation multi-agents est considérée comme un outil efficace pour les services dynamiques urbains de la circulation. Toutefois, le principal problème est de savoir comment construire un agent à base de modèle pour cette problématique. Ces travaux de recherche présente une solution basée sur les systèmes multi-agents réactifs pour la problématique du transport à la demande (DRT), qui adopte une approche multi-agent de planification urbaine en utilisant des services de contrôle qui satisfont aux principales contraintes : réduction de la période totale creuse, demandes spéciales du client, augmentation du nombre de places utilisées dans un même taxi, utilisation du nombre minimal de véhicules, etc. Dans cette thèse, nous proposons un modèle multi-agents multicouche hybride distribué pour des problématiques en temps réel. Dans la méthode proposée, un agent pour chaque véhicule trouve un ensemble de routes pour sa recherche locale, et choisit un itinéraire en coopérant avec d'autres agents se trouvant dans son domaine de planification. Nous avons examiné expérimentalement, l'efficacité de la méthode proposée.

Cette thèse a pour objectif de donner une définition générale et mesurable de la difficulté du gameplay dans un jeu vidéo. Elle propose une méthode et un outil pour mesurer cette difficulté. La méthode de mesure couramment employée est en effet principalement heuristique et propre au contexte de chaque jeu. Nous proposons une approche générique d'analyse du gameplay qui prend en compte l'apprentissage du joueur et permet une évaluation statistique de la difficulté d'un gameplay. Dans un premier temps, la thèse explore les liens entre difficulté, game design, et plaisir de jouer. Nous étudions diverses formes de difficultés : sensorielles, logiques et motrices. Après diverses expérimentations d'analyse automatique de gameplay, nous détaillons notre modèle de mesure de la difficulté, et l'analyse en challenges et capacités d'un gameplay, ainsi que le logiciel associé. Finalement, nous présentons une expérience, dont l'objectif est de tester la faisabilité et la précision de notre modèle.

L'informatique dans les nuages propose une alternative économique et performante au déploiement traditionnel sur site. Une utilisation efficace des nuages passe par une diminution des ressources consommées et une adaptation du déploiement à l'environnement cible. Nous proposons, dans cette thèse, une solution pour le déploiement de logiciels à la juste taille, c'est-à-dire en ne déployant que les dépendances nécessaires sur un environnement cible. Nous suivons une définition du déploiement basée sur les architectures à composants. Le contenu et les dépendances d'un logiciel sont capturés grâce au modèle à composants Fractal SoftwareUnit. Ce modèle offre une fine granularité de la représentation, le support de l'hétérogénéité des logiciels et des environnement cibles, ainsi qu'un contrôle distribué des logiciels. Nous proposons une mise en œuvre du modèle au travers du canevas SU Framework. Enfin, nous décrivons comment résoudre deux problèmes issus de besoins industriels, à l'aide de ce canevas : la définition de profils pour le serveur d'applications JOnAS et le déploiement d'applications hétérogènes sur cibles hétérogènes.

Ma thèse porte sur l'étude des couplages, et plus particulièrement leur utilisation en cryptographie. Mes premiers travaux ont portés sur l'arithmétique des couplages à travers une comparaison des complexités en nombre d'opérations des couplages de Weil et Tate. Puis je me suis intéressée à l'étude de l'arithmétique utile pour les couplages. Un de mes travaux propose d'utiliser une représentation alternative des corps finis pour améliorer l'efficacité des calculs impliqués dans les couplages. Le second étudie en détail l'arithmétique des couplages pour les courbes dont le degré d'enfoncement est 15. Ces premiers travaux m'ont permis de me familiariser avec les couplages et je me suis alors orientée vers la résistance aux attaques par canaux cachés des algorithmes de couplage. J'ai étudié les faiblesses de l'algorithme de Miller lorsqu'il subit des attaques par analyse de consommation de courant et par injection de fautes.

Cette thèse traite deux types de problèmes algorithmiques : des problèmes de triangularisation de matrices booléennes par permutation des lignes et des colonnes et des problèmes de découverte de structures secondaires d'ARN. Nous étudions des problèmes de triangularisation de matrices booléennes par permutation des lignes et des colonnes. Ce problème apparaît, par exemple, lorsque l'on souhaite calculer "en place" un système d'équations. Une façon naturelle d'aborder ce problème est de se placer dans le cadre général de la théorie des graphes et des graphes bipartis en particulier. Nous présentons de nombreux résultats de complexité - essentiellement de NP-complétude - liés à ce problème et introduisons quelques extensions dont nous précisons toujours la complexité. Certaines familles d'ARN sont très précisément définies par des motifs de séquence, et des contraintes structurelles secondaires et tertiaires. La plupart des outils ne sont pas adaptés puisqu'ils n'intègrent pas toutes les connaissances sur la molécule lors de l'exploration des banques de séquences. D'où l'intérêt d'algorithmes de recherche assurant une recherche en séquence et structure par le biais d'un descripteur défini par l'utilisateur intégrant l'ensemble des connaissances caractérisant l'ARN à détecter. Une nouvelle façon d'aborder ce problème consiste en l'étude de problèmes algorithmiques sur les graphes d'intersection d'un ensemble de 2-intervalles. Cette notion de 2-intervalles se trouve dans la lignée des études actuelles en matière d'algorithmique de graphes où l'on étudie de plus en plus les structures des graphes issues de modèles géométriques. Nous présentons plusieurs résultats de complexité et montrons en particulier que la recherche de motifs dans un ensemble de 2-intervalles est un problème NP-complet. Nous nous intéressons, plus particulièrement, à appliquer ces travaux pour la prédiction de motifs biologiques structurés. Plus spécifiquement, nous avons mis au point l'algorithme ORANGE pour la prédiction des introns auto-catalytiques de groupe 1 dans de grandes séquences génomiques. Cet algorithme est une amélioration de l'algorithme CITRON mis au point par F. Lisacek et F. Michel du point de vue de la rapidité d'exécution. De plus, une mise-en-œuvre de l'algorithme ORANGE est accessible en ligne sur Internet.