Une communication est impulsive chaque fois que le signal portant des informations est intermittent dans le temps et que la transmission se produit à rafales. Des exemples du concept impulsife sont : les signaux radio impulsifs, c’est-à-dire des signaux très courts dans le temps; les signaux optiques utilisé dans les systèmes de télécommunications; certains signaux acoustiques et, en particulier, les impulsions produites par le système glottale; les signaux électriques modulés en position d’impulsions; une séquence d’événements dans une file d’attente; les trains de potentiels neuronaux dans le système neuronal. Ce paradigme de transmission est différent des communications continues traditionnelles et la compréhension des communications impulsives est donc essentielle. Afin d’affronter le problème des communications impulsives, le cadre de la recherche doit inclure les aspects suivants : la statistique d’interférence qui suit directement la structure des signaux impulsifs; l’interaction du signal impulsif avec le milieu physique; la possibilité pour les communications impulsives de coder l’information dans la structure temporelle. Cette thèse adresse une partie des questions précédentes et trace des lignes indicatives pour de futures recherches. En particulier, nous avons étudié: un système d'accès multiple où les utilisateurs adoptent des signaux avec étalement de spectre par saut temporel (time-hopping spread spectrum) pour communiquer vers un récepteur commun; un système avec un préfiltre à l'émetteur, et plus précisément un transmit matched filter, également connu comme time reversal dans la littérature de systèmes à bande ultra large; un modèle d'interférence pour des signaux impulsifs. / A communication is impulsive whenever the information-bearing signal is burst-like in time. Examples of the impulsive concept are: impulse-radio signals, that is, wireless signals occurring within short intervals of time; optical signals conveyed by photons; speech signals represented by sound pressure variations; pulse-position modulated electrical signals; a sequence of arrival/departure events in a queue; neural spike trains in the brain. Understanding impulsive communications requires to identify what is peculiar to this transmission paradigm, that is, different from traditional continuous communications.In order to address the problem of understanding impulsive vs. non-impulsive communications, the framework of investigation must include the following aspects: the different interference statistics directly following from the impulsive signal structure; the different interaction of the impulsive signal with the physical medium; the actual possibility for impulsive communications of coding information into the time structure, relaxing the implicit assumption made in continuous transmissions that time is a mere support. This thesis partially addresses a few of the above issues, and draws future lines of investigation. In particular, we studied: multiple access channels where each user adopts time-hopping spread-spectrum; systems using a specific prefilter at the transmitter side, namely the transmit matched filter (also known as time reversal), particularly suited for ultrawide bandwidhts; the distribution function of interference for impulsive systems in several different settings.

Depuis les années soixante, la périurbanisation a progressivement remis en cause le modèle européen de la ville dense. En effet, l'étalement urbain se fa¬it, non plus en contiguïté avec les espaces bâtis existants, mais par dissémination de zones résidentielles pavillonnaires dans les espaces périphériques. Né de la volonté d'accéder à la propriété en maison individuelle dans un marché foncier moins concurrentiel, cet éloignement géographique est possible grâce à l'usage massif et quotidien de l'automobile. La dilatation du système urbain sous-tend que l'urbanité ne peut plus être identifiée à la seule citadinité de la ville-centre mais qu'elle se diffuse dans les espaces périurbains. L'étude de ce phénomène dans la métropole Nantes – Saint-Nazaire, à travers la mobilité des ménages de douze communes périurbaines, révèle qu'il existe, en effet, des lieux périurbains d'urbanité. Mais la variété des situations communales rend complexe les modalités de diffusion de l'urbanité en périphérie des villes. Pouvant être, selon les cas, ambiante, recherchée, contrôlée, relayée, rejetée, naissante ou dans une situation intermédiaire entre deux de ces six états, l'urbanité - ou plutôt les urbanités - périphérique(s) sont en fait tributaires des facteurs géographiques, politiques, économiques et sociaux locaux. A la logique métropolitaine de cette diffusion urbaine répond l'émiettement institutionnel communal que les intercommunalités encore balbutiantes ne parviennent pas encore à relayer. Si la gestion globale du système urbain doit nécessairement associer ces nouveaux lieux d'urbanité pour garder sa cohérence, cette dispersion de la ville est un défi difficile à relever en matière d'aménagement du territoire.

L'emploi de systèmes chaotiques pour la sécurisation de transmissions numériques est l'objectif principal de cette thèse. L'étude de la synchronisation chaotique a tout d'abord été réalisée par des méthodes d'estimation d'état avec un accent important sur la mise en place d'une nouvelle méthode de filtrage de Kalman polynomiale Exacte. Les performances sont ensuite évaluées, en considérant plusieurs critères (EQM, stabilité, consistence), par rapport à d'autres solutions de filtrage de Kalman (EKF, UKF). Une deuxième partie de l'étude concerne les structures de récepteurs adaptés aux systèmes de communication à porteuse chaotique (étalement par séquence chaotique directe). Pour les récepteurs à synchronisation chaotique on utilise des solutions de traitement en bande de base du signal reçu par estimation parallèle. Pour des applications sur des canaux réels difficiles, comme c'est le cas des transmissions acoustiques sous-marines, la synchronisation est réalisée par des méthodes classiques (boucle à verrouillage de retard). On introduit par la suite un nouveau schéma qui estime cette fois, la majorité des trajets énergétiques présents à l'entrée du récepteur. Ce schéma est obtenu en développant l'équation d'observation des coefficients du canal pondérés par la matrice d'auto-corrélation. Deux versions sont ainsi considérées : le cas des séquences d'étalement courtes et le cas des séquences longues. La dernière partie du document est dédiée à la présentation d'une méthode de compression originale qui utilise la dynamique symbolique chaotique ; celle-ci réalise le codage d'une séquence informationnelle sous la forme d'un intervalle de conditions initiales.

L’étalement urbain constitue un enjeu de société qui préoccupe tous les acteurs de l’aménagement du territoire. Le développement de superficies urbanisées à la périphérie des villes à des fins résidentielle, industrielle, commerciale et d’infrastructures se caractérise par une faible densité des structures bâties et par une perte de terres agricoles. Les conséquences sont importantes notamment parce que ces pertes sont irréversibles. Ce projet de recherche analyse les tendances actuelles de l’étalement urbain dans la RMR de Montréal et au-delà de celle-ci ainsi que ses impacts sur les territoires agricoles. Il comporte trois objectifs secondaires. Le premier objectif vise à analyser l’importance de la multifonctionnalité de l’agriculture et sa prise en compte dans les stratégies d’aménagement et de revitalisation agricole dans les MRC. Le deuxième objectif vise à établir les liens entre ces stratégies et les pressions urbaines dans la région métropolitaine de Montréal. Les pressions urbaines des 88 municipalités sont analysées en fonction de l’augmentation de la population et des ménages, par le nombre de mises en chantier ainsi que par les demandes de modification de la zone agricole déposées par les municipalités auprès de la CPTAQ entre 2000 et 2009. Le dernier objectif vise à identifier les MRC qui ont développé ces stratégies dans leur schéma d’aménagement et de développement (SAD), pour ensuite comparer les intentions et les actions des MRC par rapport à l’étalement urbain qui se développe concrètement sur leur territoire depuis l’an 2000. Pour ce faire, deux critères ont été retenus : une typologie des stratégies d’aménagement et de revitalisation agricole des SAD et les positions adoptées par les acteurs impliqués dans les demandes de modification. En conclusion, les cinq MRC analysées en détail ont demandé entre 2,1 % et 2,6 % de leur propre zone agricole au cours des dix dernières années, peu importe l’élaboration de leur SAD et les pressions urbaines qu’elles subissent. / Urban sprawl represents a challenge to society of concern for all the players in regional land use planning. The development of urbanised areas on the edges of cities for residential, industrial, commercial and infrastructure purposes is characterised by low density development and a loss of farmland. The consequences are important because these losses are irreversible. This research project analyses current trends of urban sprawl in the Montreal Census Metropolitan Region and the surrounding area as well as its impacts on agricultural areas. There are three secondary objectives. The first one is to analyse the importance of the multi-functionality of agriculture and how it has been taken into account in the strategies for agricultural planning and revitalisation in the Regional Municipal Counties (RMC). The second one aims to establish the linkages between these strategies and the urban pressures in the Montreal metropolitan region. Urban pressures are analysed in the context of 88 municipalities as a function of the increases in population and households and the number of construction projects initiated as well as the requests for modification of their agricultural zones submitted by the municipalities to Quebec’s Agricultural Land Protection Commission between 2000 and 2009. The final objective aims to identify those RMC which have developed strategies in their regional land use development plan for their agricultural zone, in order then to compare the intentions and actions of the RMC with the urban sprawl which has actually taken place in their territory since 2000. To accomplish this, two criteria were used: a typology of the planning and revitalisation strategies for the agricultural zones and the positions adopted by the players involved in formulating the requests for modification. By way of conclusion, the 5 RMC analysed in detail requested the withdrawal of between 2.1 % and 2.6 % of their own agricultural zone during the last 10 years, regardless of their own agricultural development plan and the actual urban pressures they had experienced.

Ce mémoire présente, dans une première partie, une analyse détaillée des flux migratoires entre les différentes régions administratives du Québec entre 1991 et 2006. Nous avons utilisé quelques indicateurs permettant de quantifier l’importance de ces mouvements à la fois sur la région d’origine et sur la population d’accueil. Afin de réaliser ce travail, nous avons eu recours aux matrices de flux migratoires entre les 17 régions administratives québécoises, matrices qui sont publiées par l’Institut de la Statistique du Québec à l’aide du fichier de la Régie de l’assurance-maladie du Québec (RAMQ). Les méthodes d’analyse utilisées nous ont permis de mesurer l’intensité de ces flux, leur concentration spatiale, l’orientation spatiale des émigrants, les hiérarchies des régions administratives ainsi que l’efficience des migrations interrégionales du Québec. Nous avons analysé comment les régions administratives du Québec sont affectées par la migration interrégionale. Dans une deuxième partie, nous avons porté notre attention sur la migration interrégionale en fonction de certains groupes d’âge. L’étude des migrations en fonction du groupe d’âge a permis de mieux saisir les conséquences démographiques de ces mouvements pour les régions d’origine et de destination, particulièrement en ce qui concerne la structure de la population résultant de ces flux. Finalement, dans une troisième partie, nous avons analysé les mouvements migratoires entre l’île de Montréal et les Municipalités Régionales de Comté des quatre régions qui l’entourent afin de comprendre la part de l’étalement urbain dans l’émigration des Montréalais. Les résultats obtenus nous permettent de conclure en dégageant certaines tendances. D’abord, nous avons établi que les migrations dans la province de Québec se font des régions éloignées vers les régions du centre. Ces régions gagnantes renferment ou avoisinent les grands centres urbains de la province : Québec, Montréal et Ottawa. Nous assistons donc à une redéfinition du paysage québécois : le nord se déserte, le centre a une faible croissance et la grande région de Montréal, plus particulièrement les régions en banlieue de l’île de Montréal, est en nette croissance. Ensuite, l’analyse par groupe d’âge a illustré que les régions excentrées ont très rarement des soldes positifs et que les jeunes sont très nombreux à quitter ces régions. Pour l’île de Montréal, ce sont les jeunes qui arrivent en grand nombre. Cependant, après la trentaine, les gens désertent l’île pour d’autres régions de la province. Ces départs profitent aux régions adjacentes, qui font d’énormes gains chez les jeunes travailleurs. Finalement, l’analyse des échanges migratoires entre l’île de Montréal et les MRC des quatre régions adjacentes nous a permis de constater que ces MRC sont très souvent gagnantes dans leurs échanges migratoires. Particulièrement lors de la période 2001-2006, où seulement deux territoires sont perdants dans leurs échanges migratoires avec les autres régions du système, soit l’île de Montréal et la MRC de Longueuil. / This thesis presents in its first part a detailed analysis of migratory flows between Quebec’s different administrative regions between 1991 and 2006. We used a few indicators which enabled us to quantify the importance of these movements on both the region of origin and the host population. In order to accomplish this task, we used the migratory flow matrices between the 17 administrative regions of Quebec that are published by the Institut de la Statistique du Québec, who makes use of the file of the Régie de l’assurance-maladie du Québec (RAMQ). The methods of analysis we used allowed us to measure the intensity of these flows, their spatial concentration, the spatial orientation of the emigrants, the hierarchies of the administrative regions, as well as the efficiency of Quebec’s interregional migrations. We analyzed how Quebec’s administrative regions are affected by interregional migration. In the second part of this thesis, we directed our attention to interregional migration as a function of certain age groups. The study of migrations as a function of the age group allowed us to better understand the demographical consequences of these movements for the regions of origin and of destination, particularly on the population structure resulting from these flows. Finally, in the third part, we analyzed the migratory movements between the island of Montreal and the Regional County Municipalities of its four surrounding regions to understand the role of the urban spread in the emigration of Montrealers. The results obtained allow us to deduce a few tendencies. Firstly, we have established that migration in the province of Quebec happens from remote regions to central regions. These winning regions contain the important urban centres of the province, or are adjacent to them: Quebec, Montreal and Ottawa. We are therefore witnessing a redefinition of Quebec’s landscape: the North is being deserted, there is weak growth in the centre, and in the Montreal metropolitan area, especially in the regions in the suburbs of the island of Montreal, there is a clear growth. Next, the analysis as a function of the age group illustrated that the non-central regions very rarely present positive net migrations, and that youth leave these regions in great numbers. For the island of Montreal, it is the youth that arrive in great numbers. However, people over thirty abandon the island and head for other regions of the province. These departures are beneficial for the neighbouring regions, who receive huge growths in young workers. Finally, the analysis of the migratory exchanges between the island of Montreal and the RCMs of its four neighbouring regions allowed us to notice that these RCMs very often win in their migratory exchanges. This is particularly true for the 2001-2006 period, when only two territories lose in their migratory exchanges with the other regions in the system, namely the island of Montreal and the Longueuil RCM.

Les dynamiques urbaines consécutives à la baisse sur le temps long des coûts de transport conduisent à l'émergence de régions métropolitaines à l'urbanisation étalée, diffuse, polycentrique. Les enjeux actuels du développement soutenable soulèvent des questionnements sur l'aménagement des métropoles européennes, qui mêlent de multiples objectifs environnementaux, économiques et sociaux, à différentes échelles géographiques. Au travers de la construction d'indicateurs quantifiant les formes d'usage du sol, à plusieurs niveaux (communes françaises, bassins d'emplois, aires fonctionnelles, régions métropolitaines), des liens complexes sont mis en évidence entre types d'urbanisation, pratiques de mobilité quotidienne, et attributs de soutenabilité, co-produits sur le temps long par des choix de multiples acteurs urbains. Plusieurs bases de données sont mobilisées à cet effet : UITP, Audit Urbain, données nationales et régionales de France et d'Allemagne, ainsi qu'une base de données de densité de population, à une échelle géographique fine pour l'ensemble du continent européen (Agence Européenne de l'Environnement). En particulier, l'analyse des liens entre polycentrisme et consommation d'énergie due aux transport, en Ile-de-France et dans la région Rhin-Ruhr, conduit à des résultats nuancés, dans lesquels le coût de transport et la mutualisation des ressources énergétiques via des infrastructures de transport collectif performantes jouent un rôle important, au cœur des liens entre échelles spatiales de fonctionnement. L'aménagement de métropoles européennes soutenables passe sans doute par la compréhension des spécificités historiques de chaque territoire, et des multiples équilibres possibles entre villes, transport et environnement

Ce travail, correspondant à l'un des trois volumes de mon Habilitation à Diriger des recherches soutenue le 20 novembre 2012 à l'Université Paris1-Sorbonne, expose les différentes étapes de mon itinéraire scientifique. Il permet de porter un regard réflexif sur les travaux antérieurs et de proposer de nouvelles thématiques pour les années à venir.

Dans cette thèse, nous étudions dans une première partie l'impact de la contrainte de sécurité en tatouage. Dans le contexte WOA (Watermarked contents Only Attack), un adversaire possède plusieurs contenus tatoués et cherche à estimer la clé secrète d'insertion afin d'accéder aux messages cachés. Une nouvelle manière de tatouer en étalement de spectre est présentée ici. Celle-ci est basée sur la construction de distributions circulaires dans le sous-espace secret de tatouage. Cette technique permet de minimiser la distorsion en moyenne provoquée par l'ajout de la marque dans le contexte WOA en utilisant l'algorithme d'optimisation des Hongrois et la théorie du transport. Nous vérifions ensuite qu'un tatouage sûr est utilisable en pratique en prenant comme exemple le tatouage d'images naturelles. Dans une seconde partie, nous nous intéressons au cadre de l'estampillage d'oe uvres numériques permettant de tracer les redistributeurs de copies illégales. Les codes traçants utilisés sont ceux proposés par Gabor Tardos et sont résistants aux attaques de coalition, c'est-à-dire au groupement d'adversaires mettant en commun leurs contenus numériques afin de forger une version pirate. Puisque les techniques de tatouage permettent l'insertion de codes traçants dans un contenu numérique, nous avons conçu une attaque "au pire cas" qui dépend du niveau de sécurité et qui permet, pour les adversaires, de baisser leur accusation. Nous montrons que pour le cas particulier de l'estampillage un tatouage sûr sera plus efficace qu'un tatouage non-sûr (à robustesse équivalente). Finalement, une implantation des codes traçants dans un contenu vidéo utilisant des méthodes sûres par étalement de spectre est proposée. Nous montrons alors l'efficacité de l'accusation des adversaires dans ce cadre pratique. / In this thesis, we first study the constraint of security in watermarking. In the WOA (Watermarked contents Only Attack) framework, an adversary owns several marked contents and try to estimate the secret key used for embedding in order to have access to the hidden messages. We present a new mean for spread-spectrum watermarking based on circular distributions in the private watermarking subspace. Thanks to this technique, we are able to minimise the distortion (on expectation) caused by the watermark in the WOA framework using the Hungarian optimisation method and the transportation theory. Then, we show that secure watermarking can be used in practical works with the example of still image watermarking. In the second part, we are interested about the problem of active fingerprinting which allows to trace re-distributors of illegal copies of a numerical content. The codes we use here are the ones proposed by Gabor Tardos. These codes are resistant against collusion attacks e.g. a group of malicious users who forges a new content by mixing their copies. Since watermarking techniques allow the embedding of these codes in numerical contents, a new worst case attack taking into account the security level of the watermarking system is proposed to reduce the accusation rate of the coalition. We show that secure watermarking is more efficient that insecure one (with similar robustness) for fingerprinting application. Finally, traitor tracing codes are implemented on video sequences by using spread-spectrum techniques in order to demonstrate that the accusation of adversaries is practically possible.

L’émollience est un terme définissant la capacité d’une matière première à adoucir, amollir, ou lubrifier la peau. Dans le domaine de la cosmétique, les émollients sont utilisés pour modifier la consistance, la viscosité ou la polarité d’une formulation. Il existe un nombre non négligeable d’émollients pouvant être utilisés en cosmétique. Cependant, les données aussi bien physico-chimiques que sensorielles disponibles dans la littérature sont encore très rares, rendant le choix des émollients complexe. De plus, les analyses sensorielles habituellement réalisées par les fournisseurs constituent une méthode de caractérisation particulièrement chronophage et coûteuse.Parmi les différents types d’émollients, les dérivés siliconés se démarquent par des propriétés bien spécifiques. Il s’agit notamment d’un très bon étalement, un toucher doux, non huileux et non collant, ou encore d’un effet sec sans effet de fraicheur. Cependant, malgré ces propriétés sensorielles exceptionnelles, de récentes études soulèvent la question de la toxicité d’un dérivé cyclique particulièrement utilisé dans les produits cosmétiques : le décaméthylcyclopentasiloxane (D5). Ainsi, deux problématiques font le sujet de ces travaux : une portant sur la recherche d’un substituant biosourcé au D5 et pour laquelle des molécules commerciales et synthétisées ont été caractérisés et comparés par des mesures physico-chimiques et sensorielles. La seconde problématique repose sur la recherche de corrélations entre les données physico-chimiques et sensorielles dans le but de faciliter le travail des formulateurs lors du screening des émollients par la prédiction de certaines de leurs propriétés sensorielles. / Emolliency is a word used to define the ability of a compound to soften or lubricate the skin. ln the cosmetic field, emollients are used to modify the consistency, the viscosity or the polarity of a formulation. Many emollients can be used in cosmetic products. However, in the literature both physicochemical and sensory data ar still lacking, making it difficult to choose an emollient. Furthermore, the sensory analysis usually performed to characterize emollients are particularly time-consuming and thus, expensive. Among the different chemical families of emollients, silicone derivatives stand out thanks to their specific properties. Indeed, they are characterized by an excellent spreading on skin and hair, a smooth skin feel, non-greasy and non-sticky, or by a dry skin feel without a fresh effect. However, even though these sensory properties are exceptional, recent studies wonder about the toxicity of a cyclic silicone particularly used in cosmetic products: the decamethylcyclopentasiloxane (D5). Thus, this work deals With two main objectives. The first one consists in the research of a bio-based alternative to the D5 For this purpose, a number of commercial and synthesized molecules were characterized and compared With physicochemical measurements and sensory analysis, allowing the observations of trends between structures and properties. The second objective relies on the study of correlations between physico-chemical and sensory data in order to predict the emollient properties of cosmetic ingredients. This would ease the work of formulators during the screening of ingredients.

Le but de cette thèse est l'étude et la mise en oeuvre d'un système de localisation sous-marine compact et simple à mettre en place pour une utilisation en zones portuaires, côtières et environnements peu profonds. Nous proposons un système SBL (Small Distance Baseline) avec un nombre réduit de transducteurs (une balise d'émission et deux hydrophones). La configuration géométrique du système étant contraignante (hydrophones proches) la précision du positionnement obtenue par les méthodes classiques est faible. Nous proposons une nouvelle méthode de localisation améliorant la précision. La balise à localiser émet un signal à étalement de spectre. La différence de distance entre les trajets des signaux des hydrophones est mesurée par corrélation. Nous proposons deux boucles de poursuites pour l'estimation conjointe de la fréquence Doppler et du délai entre les signaux reçus. Ces techniques de poursuite basées sur un filtre de Kalman sont implémentées en boucle fermée et ouverte. Les observations TDOA (Time Difference Of Arrival) conduisent à utiliser une technique de localisation hyperbolique. Nous proposons une représentation statistique qui exploite la géométrie de notre système de mesure pour déterminer une zone de localisation probable autour de chaque hyperbole. En utilisant des positions de bateau successives, on construit une densité de probabilité dont le maximum définit la position de la balise. On montre sur données synthétiquesque pour un bruit de mesure réaliste, il est possible de déterminer la position de la balise avec une précision submétrique. Les expérimentations réelles confirment la faisabilité du système et la précision obtenue est dans ce cas métrique. / The purpose of that thesis work is the research and implementation of a compact and simple underwater localization system that aim to be used in ports, coastal areas and other low-depth environments. Our system is SBL (Small Distance Baseline), with a small number of transceivers (only one emitter and two hydrophones). Due to the system's geometric configuration not being optimal (both hydrophones are close to one another), the precision obtained using classical approaches is poor. We therefore propose a new localization approach that will improve it. The emitter we wish to localize emit a spread spectrum signal. The time difference of arrival (TDOA) between the two hydrophones is then determined using correlations methods. We propose in our work two tracking loops that will estimate both the delay and the doppler frequency between the signals. Using a Kalman filter , those methods are implemented respectively in open and close loop. From each TDOA measurement, we can calculatea hyperbolic area of possible emitter location. We thus use a statistical model which takes into account the local geometry of our measurements system in order to create a probable localization area around each hyperbole. By using the measurements at several different boat positions, we create a probability density whose maximum will be centered around the emitter's position. We show that, on simulated data, it is possible to localize the beacon with a precision beneath a meter with a realistic noise level. Experimental work and real data collection confirm that the method can in that context achieve the same result with a precision of a few meters.