La médecine a été une grande motivation dans la recherche en informatique, et nous pensons que la simulation de procédures médicales sera un élément majeur de la médecine du 21e siècle. Pour ces applications, la simulation physique doit être interactive et proposer un comportement et un rendu visuel des objets simulés qui soient réalistes tout en faisant avec un temps de calcul limité. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la simulation du geste chirurgical de la suture, faisant interagir des modèles hétérogènes (rigides, déformables 1D et 3D) dans la reproduction d'un geste complexe. Nous proposons de modéliser ces interactions par des contraintes de complémentarité, avec une méthode générique et une résolution indépendante des types de contraintes utilisées. Cette approche a permis la mise au point de contraintes spécifiques pour créer des modèles d'interaction nouveaux. Ces contraintes ont permis une simulation complète de l'insertion d'aiguille, validée par les mesures expérimentales des travaux antérieurs, qui suit les lois physiques et s'adapte à la manipulation de l'utilisateur. Enfin, une simulation interactive très réaliste a été réalisée pour l'entraînement au geste de suture dans le cadre d'opérations laparoscopiques.

Cette thèse porte sur la représentation et la création du son par la synthèse dans le contexte de la composition musicale. Ce sujet s'insère dans la problématique générale de la dualité entre le domaine symbolique de la composition et celui du signal (sonore). Les questions soulevées concernent principalement la structuration (notamment temporelle) des processus compositionnels liés à la synthèse. Notre travail s'appuie sur les principes de la composition assistée par ordinateur (CAO), mettant en avant une démarche interactive du compositeur vis-à-vis des processus de composition réalisés par ordinateur, que nous rapprochons de la notion de modélisation. En particulier, la programmation visuelle devient un moyen pour le compositeur de formaliser et d'exprimer des idées et formes musicales. Cette thèse suggère une conception du son représenté sous forme de programmes unifiant données et processus musicaux, qui permet d'envisager de nouvelles modalités d'écriture pour la composition musicale électroacoustique. Un système intégré à l'environnement de CAO OpenMusic est présenté, permettant aux compositeurs de développer des processus et modèles compositionnels liés à la synthèse sonore.

La croissance des données numériques accentue le verrou scientifique de la RI consistant à trouver un compromis entre exhaustivité et précision des résultats. Le modèle proposé, la proximité floue (PF), allie expressivité des requêtes booléennes et utilisation de la proximité, et vise une approche à haute précision. Chaque mot-clé possède une zone d'influence utile à l'évaluation des requêtes. Les opérations floues associées aux opérateurs booléens classiques permettent de propager la proximité jusqu'à la racine. La PF a été largement validée sur les collections de test classiques et pour les éditions 2005 et 2006 des campagnes d'évaluations internationales de RI (Trec, Clef et Inex 2006). Les résultats sur des requêtes construites automatiquement sont équivalents à ceux des méthodes de référence Okapi/Lucy, vectoriel/MG. Par contre, avec l'utilisation de requêtes manuelles adaptées à la PF, les résultats sont très largement supérieurs aux modèles classiques.

En synthèse d'images réaliste, nous simulons fidèlement les lois physiques pour créer une image. Les sources lumineuses sont alors un élément essentiel car ce sont elles qui produisent l'énergie répartie dans la scène. Ce document caractérise les modèles de sources actuels et propose des méthodes pour accélérer leur traitement. Après une étude détaillée du domaine au chapitre 2, nous recensons au chapitre 3 les solutions les plus efficaces pour modéliser une source lumineuse. Dans le chapitre 4, nous proposons une solution innovante pour traiter les sources en champ lointain. Le chapitre 5 est consacré au cas du champ proche. Nous introduisons une nouvelle structure de données, dite lumigraphe sphérique, réduisant par 100 les temps de calcul de traitement des rayons d'ombre. Une source de lumière moderne peut être composée d'objets complémentaires tels que des miroirs. L'ensemble des rayons en sortie de cet objet peut être vu comme une source à part entière. Le chapitre 6 traite de telles sources, dites virtuelles.

Hydraulic circuits with fast dynamic response are often characterized by low power efficiency; on the other hand, energy-efficient circuits under certain circumstances, can demonstrate slow transient responses. Continuously rising energy costs combined with the demand on high performance has necessitated that hydraulic circuits become more efficient yet still demonstrate superior dynamic response. This thesis introduces a new hydraulic circuit configuration which demonstrates high dynamic performance and high efficiency. A pump-controlled hydraulic motor system was used as the basis of the study because of its high circuit efficiency. This is primarily because there is no power loss between the pump and motor. To improve the dynamic response of the pump, a DC motor was designed to control the pump swashplate (and hence flow rate) directly. The pump and DC motor were mathematically modeled and their parameters were experimentally identified. Based on the model and experimental results, a nonlinear PID controller was designed for the DC motor. By means of the DC motors quick dynamic response (in the order of 10 ms), the DC motor controlled pump demonstrated a fast dynamic response with a rise time of 15 to 35 ms depending on the pump pressure. As the dynamic response speed of the pump flow rate was increased, overshoot of the hydraulic motor output also increased. To reduce this overshoot, a bypass flow control circuit was designed to bypass part of the flow during the transient. Due to the unique operating requirements of the bypass flow control system, a PID controller with a resetable integral gain was designed for the valve to reduce the rise time of the bypass control valve. The feasibility ("proof of concept") of the bypass flow control concept was first established using simulation techniques. The simulation results showed that the bypass flow control system could significantly reduced the overshoot of the hydraulic motor rotational speed. The bypass controller was applied to the experimental test circuit. The transient results for the pump-controlled motor system with the bypass flow control are presented under a constant resistive and an inertial load. The test results showed that the bypass flow control could reduce the overshoot of the hydraulic motor rotational speed by about 50%. The relative efficiency of the circuit with the bypass flow control system was 1% to 5% lower for the particular pump-controlled system that was used in this study. For a pump/motor that does not demonstrate significant flow ripple of the magnitude experienced in this study, the relative efficiency would be the same as the pump/motor system without bypass. It was concluded that the proposed bypass control system, combined with the DC motor-swashplate driven pump, could be used to create an energy efficient circuit with excellent dynamic transient responses.

Nous présentons nos trois résultats principaux face à la difficulté d'assister l'analyse socio-cognitive d'interactions humaines. D'une part, nous proposons une description du processus d'analyse de ce genre données ainsi qu'un artefact générique permettant de recouvrir un grand nombre d'artefacts analytiques que nous avons pu observer et que nous nommons rejouable. D'autre part, nous présentons une étude et modélisation informatique des rejouables, et décrivons quatre opérations fondamentales qui peuvent s'y appliquer : synchronisation, visualisation, transformation et enrichissement. Enfin, nous décrivons l'implémentation de cette modélisation dans un environnement d'aide à l'analyse par manipulation de rejouables que nous évaluons dans des situations de recherche réelles. Tatiana (http://code.google.com/p/tatiana), l'environnement logiciel résultant, est basé sur ces quatre opérations et permet l'extension de ces opérations pour s'adapter à de nouvelles formes d'analyse.

Hydraulic circuits with fast dynamic response are often characterized by low power efficiency; on the other hand, energy-efficient circuits under certain circumstances, can demonstrate slow transient responses. Continuously rising energy costs combined with the demand on high performance has necessitated that hydraulic circuits become more efficient yet still demonstrate superior dynamic response. This thesis introduces a new hydraulic circuit configuration which demonstrates high dynamic performance and high efficiency. A pump-controlled hydraulic motor system was used as the basis of the study because of its high circuit efficiency. This is primarily because there is no power loss between the pump and motor. To improve the dynamic response of the pump, a DC motor was designed to control the pump swashplate (and hence flow rate) directly. The pump and DC motor were mathematically modeled and their parameters were experimentally identified. Based on the model and experimental results, a nonlinear PID controller was designed for the DC motor. By means of the DC motors quick dynamic response (in the order of 10 ms), the DC motor controlled pump demonstrated a fast dynamic response with a rise time of 15 to 35 ms depending on the pump pressure. As the dynamic response speed of the pump flow rate was increased, overshoot of the hydraulic motor output also increased. To reduce this overshoot, a bypass flow control circuit was designed to bypass part of the flow during the transient. Due to the unique operating requirements of the bypass flow control system, a PID controller with a resetable integral gain was designed for the valve to reduce the rise time of the bypass control valve. The feasibility ("proof of concept") of the bypass flow control concept was first established using simulation techniques. The simulation results showed that the bypass flow control system could significantly reduced the overshoot of the hydraulic motor rotational speed. The bypass controller was applied to the experimental test circuit. The transient results for the pump-controlled motor system with the bypass flow control are presented under a constant resistive and an inertial load. The test results showed that the bypass flow control could reduce the overshoot of the hydraulic motor rotational speed by about 50%. The relative efficiency of the circuit with the bypass flow control system was 1% to 5% lower for the particular pump-controlled system that was used in this study. For a pump/motor that does not demonstrate significant flow ripple of the magnitude experienced in this study, the relative efficiency would be the same as the pump/motor system without bypass. It was concluded that the proposed bypass control system, combined with the DC motor-swashplate driven pump, could be used to create an energy efficient circuit with excellent dynamic transient responses.

Une voie permettant l'accélération l'apprentissage par renforcement est l'exploration à l'aide des connaissances du domaine. La plus part des algorithmes existants, intitulées transfert de connaissance, sont basés sur une hypothèse implicite : la bonne qualité de la connaissance disponible sur la tache courante. Lorsque cette hypothèse n'est pas respectée, les performances se dégradent bien en dessous des celles des méthodes standards. Ce travail de thèse propose des algorithmes de transfert capables de s'adapter à la qualité de la connaissance disponible. Pour le faire, nous introduisons un paramètre nommé le taux de transfert, qui contrôle à quel point l'algorithme se fiera à la connaissance disponible. De plus, nous optimisons ce taux afin de faire meilleur usage de cette politique, en ajoutant de la robustesse à nos algorithmes. Ces algorithmes sont évalués sur un problème jouet (le gridworld), et sur une application d'aide à l'entraineur qui simule une situation de jeu donnée.

L'estimation du mouvement est un sujet fondamental pour l'interprétation de séquences d'images. Cette thèse concerne l'étude de la dynamique des écoulements géophysiques visualisée par l'imagerie satellitaire. Une bonne compréhension de ces écoulements géophysiques permet l'analyse et la prévision des phénomènes, par exemple en océanographie et en météorologie. L'assimilation de données constitue le cadre idéal pour prendre en compte de manière optimale les diverses sources d'informations disponibles et en particulier les modèles numériques et les données. On se propose donc, dans cette thèse, d'appliquer des méthodes d'assimilation variationnelles de données, dites4D-Var, pour estimer le mouvement sur les séquences d'images. Une des limitations des techniques 4D-Var est l'importance du temps de calcul et de la mémoire nécessaire lors de leur application. Nous nous proposons, dans ce document, de définir une méthodologie basée sur la réduction de modèle afin de réduire ces limitations de façon significative. Nous étudions les possibilités qu'offre la réduction d'un modèle dynamique pour estimer le mouvement, en particulier afin d'imposer des contraintes issues de la physique aux solutions calculées. Différentes réductions sont discutées, au moyen d'une décomposition orthogonale propre, sur une base sinus pour un mouvement à divergence nulle, ou sur une base dédiée au domaine spatial étudié. Dans chaque cas, les résultats d'expériences synthétiques et sur des données satellite sont présentés

Les Universités occupent une place essentielle dans les sociétés d'aujourd'hui. Elles affrontent et affronteront des problèmes fort complexes auxquels elles se doivent de faire face : - sur le plan de leurs finalités - de leur organisation - et des moyens mis à leur disposition. Les problèmes et les possibilités d'action avec lesquels doivent compter les Universités, constituent la toile de fond de toute discussion des possibilités de maîtrise de leur fonctionnement. Ici, on utilise le mot "maîtrise" au sens qui lui a été donné par Bernard ROY : Ces difficultés incitent à se poser une question clé : Peut-on améliorer la gestion de l'Université pour mieux l'adapter aux conditions historiques présentes ? On va préciser le champ de la gestion universitaire, autour de quatre problèmes fondamentaux, qui sont d'ailleurs liés entre eux, et cette interaction ajoute à la complexité de la situation à laquelle les Universités sont confrontées.