La chirurgie sans cicatrices, visant à réaliser des opérations chirurgicales sans cicatrices visibles, est l'avant-garde dans le domaine de la chirurgie mini-invasive. L'absence d'instruments adéquats est l'un des freins à son utilisation en routine clinique. Dans ce contexte, nous introduisons un nouveau robot chirurgical téléopéré, composé d'un endoscope et de deux instruments flexibles, avec 10 DDL motorisés. Cette thèse explore les différentes façons de contrôler le système. La cinématique du robot est analysée et différentes stratégies de contrôle maître/esclave, allant du contrôle articulaire au Cartésien, sont proposées. Ces stratégies ont été testés sur un simulateur virtuel ainsi que sur le système réel en laboratoire et en ex-vivo. Les résultats montrent qu’un seul utilisateur est capable de contrôler le robot et d’effectuer des tâches complexes en utilisant deux interfaces haptiques. / No-scar surgery, which aims at performing surgical operations without visible scars, is the vanguard in the field of Minimally Invasive Surgery (MIS). The lack of adequate instrumentation is one of the issues to its clinical routine use. In this context, we introduce a novel teleoperated surgical robot, consisting of an endoscope and two flexible instruments, with 10 motorized DOFs. This thesis investigates the possibilities to control the system. The robot kinematics is analyzed, and differentmaster/slave control strategies, ranging from joint to Cartesian control, are proposed. These strategies have been tested on a specifically developed virtual simulator and on the real system in laboratory and ex-vivo experiments. The results show that a single user is capable to control the robotic system and to perform complex tasks by means of two haptic interfaces.

Les voiliers autonomes sont des plate-formes de mesure océanographique à fort potentiel, notamment du fait de leur maniabilité, de leurs faibles signatures thermique et acoustique et de leur grande autonomie énergétique. Leur principal handicap est que leur force motrice dépend du vent et de sa nature incontrôlable et partiellement non prévisible. Un voilier est donc un système sous-actionné. Sa capacité à suivre une orientation dépend de sa vitesse d'avancement, elle même résultant de l'action du vent sur ses voiles. Un réglage inadéquat de celles-ci entravera son bon fonctionnement et risquerait de le faire gîter dangereusement. Pour atteindre des coordonnées cibles, la majorité des voiliers assure une vitesse d'avancement non nulle via le réglage de voile et effectue un asservissent de cap en modifiant l'angle du safran. Ce type d'asservissement néglige les effets de dérive dûs aux efforts latéraux sur les voiles. La direction de la route diffère donc de celle du cap, ce qui doit être pris en compte lors de la planification locale du voilier.Enfin, la plupart des voiliers autonomes utilisent des correcteurs distincts pour régler les voiles et le safran. Or, selon les conditions de navigation, de telles commandes découplées peuvent nuire au bon fonctionnement du voilier. Ce travail adresse ces différents problèmes et propose des solutions pour trouver un réglage de voile maximisant la vitesse du voilier tout en assurant son intégrité, asservir la route du voilier et donc simplifier sa planification locale et enfin coordonner les actions des voiles et du safran pour augmenter la maniabilité du voilier quand les conditions de navigation sont défavorables. / Autonomous sailboats constitute promising plateforms for oceanic measurments. This is mainly due to their manoeuvrability, their low thermal and acoustic signatures and their high energetic autonomy. Their main drawback is that the propulsion force of a sailboat depends on the wind that is not controllable and partially unpredictible. Thus, a sailboat is an under-actuated system. Its ability to follow a direction relies on its longitudinal velocity and results from the action of the wind on its sails. An un-appropriated sail trimming may slow down the sailboat and increase its heeling dangerously. On the other side and To reach a waypoint, most autonomous sailboats will trim their sails to ensure a non-null velocity while achieving a heading controller that act on the rudder to change the orientation of the sailboat. Such heading controller neglect the leeway that results from the lateral forces on the sails. Thus, the route of a sailboat is different from its heading and this should be taked into account while doing local planning. Finally, autonomous sailboats mainly use different controllers for trimming the sails and the rudder. But, depending on sailing conditions, such uncoupled controllers may have negative impact on the maneuvrability of the sailboat. This work focuses on these problems and give solutions to find a sail trimming that maximize the velocity of the sailboat while ensuring a safe cruising, to control the route of the sailboat and simplify the local path planning process and to coordinate the actions on the sails and rudder to increase the maneauvrability while cruising conditions are not adequate.

Un nouveau dispositif tactile capable d'enregistrer et de reproduire des scènes tactiles à l'aide de forces tangentielles a été conçu et réalisé sur la base des limites et des exigences du système somatosensoriel humain. Les micro-déformations tangentielles du doigt coulissant sur la texture sont mesurées par le transducteur dans une bande passante de 500Hz et sont reproduites par le déplacement d'une plaque de verre sous l'action contrôlée d'un moteur électrodynamique critiquement amorti. Dans le but d'évaluer la pertinence des signaux sensoriels pour la reproduction d'une scène tactile, les grandeurs physiques qui influent sur la perception tactile humaine ont été étudiées. En utilisant une méthode d'escalier, il a été démontré que des ondelettes avec différentes combinaisons d'amplitude et de durée sont ressenties égales en intensité. Ces résultats suggèrent qu'il existe des quantités physiques communes - des invariants - pour ces signaux auques le cerveau est sensible, ce qui pourrait se rapporter à une constance perceptuelle dans l'exploration d'aspérités. En analysant les forces de frottement créées par un doigt glissant sur une surface dotées de points braille à des vitesses différents, il a été constaté que, bien que la réponse mécanique instantanée varie dans son ensemble, l'intégrale des forces tangentielles locales au cours d'une période de déformation courte reste constante. Ces enregistrements ont ensuite été classés selon leur vitesse et utilisés comme stimuli dans une tâche de comparaison. Les participants devaient glisser leur index sur une plateforme de verre qui vibrait afin de reproduire les points brailles de hauteurs différentes enregistrés à la même. / A new tactile device able to record and reproduce tactile scenes using tangential forces was designed and realized based on the limits and requirements of our somatosensory system. The tangential micro-deformations of the finger sliding on a textured surface can be measured with 500 Hz-bandwidth and reproduced by vibrating a glass plate under the controlled action of a critically damped electrodynamic actuator. In an effort to identify what sensory cues are relevant to tactile sensations for the reproduction of a scene, the physical quantities that influence tactile perception were studied. Using a staircase method, it was demonstrated that tactile wavelets with different combinations of amplitude and duration could be felt perceptually equal in intensity. These results suggested that there are common physical quantities – invariants – for these signals that the brain is sensitive to, which could relate to a perceptual constancy in asperity exploration. By analyzing the friction forces of a finger exploring braille dots with different pressures and velocities profiles, we found that although the mechanical response at a highly localized stimulus varies as a whole, the integral of the local tangential forces during a short deformation period remained constant. These recordings were then categorized by velocity and used as stimuli in a comparison task in which participants explored virtual dots of different heights at different speeds. While sliding on a glass platform which vibrated tangentially to reproduce a braille dot recorded at the same exploration speed, they were asked to report which of the two stimuli was stronger (or ‘higher’), a task that they could successfull.

À notre époque, la problématique de la prise en charge des personnes en situation de handicap est d'une importance majeure. Nombreuses sont les études qui prouvent qu'économiquement et socialement le handicap impacte fortement la société moderne. La dépendance, résultat des situations de handicap, est l'incapacité de réaliser seul les tâches de la vie courante. Une aide spécialisée, voire l'hospitalisation dans les cas les plus avancés, peut devenir nécessaire. Les politiques ne se sont pas trompés en faisant de cet enjeu une priorité, notamment en France où le gouvernement a débloqué d'importantes sommes d'argent. L'Organisation Mondiale de la Santé, dans sa dernière définition du handicap, explique que le handicap est situationnel et qu'un environnement adapté peut compenser l'incapacité et supprimer la dépendance. Nous pouvons nous demander dans quelle mesure la technologie peut apporter, dans la vie de tous les jours, un certain degré de confort et une autonomie aux personnes dépendantes. La technologie apporte, aujourd'hui par l'intermédiaire des habitats intelligents, des systèmes pervasifs et de la domotique, les moyens nécessaires aux personnes pour gagner en autonomie et vivre plus longtemps à domicile. Ces solutions s'appuient sur des services d'assistance spécialisés, adaptés à la singularité de la pathologie du patient. Ainsi, un patient en situation de handicap physique se verra proposer une solution de contrôle d’environnement tandis qu’un patient souffrant de trouble cognitif pourra compenser son handicap grâce aux solutions d’analyse du comportement. Nous proposons une solution d’assistance unifiant les deux champs d’action, pour compenser les situations de polyhandicaps. Pour assurer autonomie, confort de vie, sécurité, surveillance et assistance à domicile des personnes dépendantes, les algorithmes d’assistance requièrent beaucoup de ressources de traitement et le manque de ces dernières peut ralentir voire bloquer le déploiement des différentes tâches et remettre en question considérablement l'expérience utilisateur et par conséquent l'acceptation de la solution. Négliger l'impact des ressources sur le déploiement peut mener à des situations de fonctionnement gênantes, voire dangereuses, dans le cas d'une urgence vitale. Peut-on vraiment proposer le meilleur service d'assistance possible si notre infrastructure ne permet pas sa réalisation ? Pour répondre à cette problématique, les concepteurs surdimensionnent la solution. Autrement dit, des équipements supplémentaires, spécialisés et couteux, sont installés. Toutefois, cette attitude très répandue dans l'industrie ne respecte pas les recommandations de l'aide au handicap, qui cherchent à réduire les critères de couts et d'intrusivité, notamment. Les habitudes de vie moderne impliquent que la maison d'aujourd'hui, sans modifications particulières, regorge déjà d'équipements domotiques et électroniques aux capacités inexploitées. Nous proposons une approche de modélisation des ressources pour mettre en évidence leurs capacités. Cependant, avoir conscience de ces capacités ne suffit pas, il faut aussi les connaître et savoir les gérer pour faciliter le déploiement des services d’assistance. En effet, si l’exploitation des capacités au niveau d’une ressource est correctement maitrisée, l’optimisation conjointe des capacités de plusieurs ressources est quant à elle moins développée. Nous avons mis en place un flot de déploiement contextuel qui grâce à la connaissance de son environnement et des ressources qui le composent peut déployer un service sur n'importe quel équipement capable de le réaliser. Une répartition de la charge de traitement de manière uniforme permet de garantir une sureté de fonctionnement en évitant un engorgement des ressources et une surcharge globale du système. / Nowadays, the problem of care for people with disabilities is a major concern. Many studies prove that handicaps strongly impact modern society, economically and socially. Dependence, resulting in disability situations, is the inability to perform alone the tasks of daily living. A specialized assistance or even hospitalization, in the most advanced cases, may become necessary. Politicians were not deceived by making this issue a priority, particularly in France where the government has provided large sums of money. The World Health Organization, in its latest definition of disability says that disability is situational and that a suitable environment can compensate for the inability and correct the dependency. We can wonder, to what degree, can technology bring in the life of every day, a certain degree of comfort and independence for disabled people? Today, technology brings through intelligent houses, pervasive systems and home automation, the necessary resources for people to gain autonomy and stay longer at home. These solutions are based on specialized support services adapted to the uniqueness of the patient's pathology. Thus, a patient with physical disabilities could have an environment control solution while a patient with cognitive impairment may compensate for his disability through behavior analysis solutions. We offer a healthcare solution combining the two fields of action, to compensate for situations of multiple handicaps. To ensure independence, living comfort, security, health surveillance and home care for disabled people, algorithms require a lot of processing resources. The lack of processing devices can slow or even block the deployment of different assistive tasks and question considerably the user experience and therefore the acceptance of the solution. Neglecting the impact of resources for deploying can lead to inconvenient situations, even dangerous in the case of vital emergency. Can we really offer the best possible assistance service if our infrastructure does not allow its achievement? To address this problem, designers oversize the solution. In other words, extra dedicated and expensive equipments are installed in the person's environment. This attitude, although widely used in the industry, does not respect the recommendations of ambient assisted living, which aim to reduce the cost criteria and intrusiveness. Modern lifestyles imply that today's home, without any particular modifications, is already full of home-automation and electronic devices with unused capacities. We offer a resource modeling approach to highlight their abilities. However, be aware of these capabilities is not enough, the system also need to know how to manage them to facilitate the deployment of assistive services. Indeed, if the system can properly manage the utilization of the capabilities of one resource, the joint optimization of several resources, at the same, time is not enough controlled. We have set up a contextual deployment flow which, thanks to the knowledge of the environment and resources, can deploy a service on any devices capable of carrying out the operation. A distribution of the processing load, uniformly, helps to ensure dependability of our solution, by avoiding resource bottlenecks and overall system overload.

Ces dernières années une attention particulière a été portée sur les systèmes autonomes de taille micrométrique. La taille de ces robots, ou particules, rend impossible l’embarquement d’énergie. Des systèmes d’actionnement et de contrôle à distance, notamment par effets magnétiques, ont été proposés. Ils évoluent généralement dans le milieu liquide. Ce milieu est privilégié en raison de la force de trainée qui stabilise les systèmes et simplifie donc leur contrôle. En revanche, ce milieu induit une limitation majeure sur la vitesse de déplacement de ces particules. Pour exploiter pleinement le potentiel d’actionnement rapide lié à la faible inertie de ces particules de petite taille, cette thèse propose la conception et la commande d’un système microrobotique dédié à l’actionnement haute vitesse. Les choix de conception, notamment l’augmentation de la force magnétique, l’utilisation de particules ferromagnétiques et le choix d’un environnement de travail en milieu ambiant permettent d’atteindre de grandes vitesses de déplacements. Cependant, le milieu ambiant pose des problématiques d’adhésion entre la particule et le substrat de travail et d’absence de modèle de connaissance. Des solutions sont proposées pour vaincre ou réduire les forces d’adhésion dans ce milieu, allant de l’actionnement en couple de la particule magnétique à la structuration mécanique du substrat. Une est également implémentée pour augmenter la précision du positionnement et de l’orientation des particules. Une approche permettant de synthétiser et d’implémenter une loi de régulation proportionnelle des deux paramètres de contrôle est proposée. L’approche expérimentale adoptée permet de quantifier les problématiques rencontrées dans le milieu ambiant et de proposer des solutions systématiques. Ce travail n’est qu’un premier pas dans l’intégration des systèmes microrobotiques en milieu ambiant, mais il fournit des méthodologies de contrôle adaptées à ses spécificités. / In the past few years, much attention has been given to autonomous systems of micrometric size. The small size of these robots, or particles, makes it impossible to embed their energy sources. Wireless systems for actuating and control, in particular through magnetic effects, have been proposed. They usually operate in a liquid environment. This environment is favored due to the drag force which stabilizes a system and therefore makes it easier to control. However, this medium comes with a major limitation to the moving speed of these particles. In order to fully exploit the potential for high speed actuation inherent to the low inertia of these small-sized particles, this thesis proposes the design and control of a microrobotic system dedicated to high speed actuation.The design choices, such increasing the magnetic force, using ferromagnetic particles and choosing to work in an ambient environment increases the displacement speed. However, the dry environment leads to adhesion issues between the particle and the surface of the working substrate, and lack of knowledge-based model. Various solutions are proposed in this thesis to overcome or reduce adhesion forces in this environment, from the coupled actuation of the magnetic, to the mechanical structuring of the surface of the substrate. A closed-loop control has also been integrated to increase the accuracy of the positioning and orientation of the particles. An approach to the synthesis and implementation of a proportional regulation is proposed for the two control parameters. The chosen experimental approach makes it possible to quantify the issues related to the ambient environment and bring systematic solutions to them.This work is but a first step in the integration of microrobotic systems in ambient environments, but it offers a control methodology, which is adapted to its specificities.

La detection, le suivi de cible et la reconnaissance de primitives visuelles constituent des problèmes fondamentaux de la vision robotique. Ces problématiques sont réputés difficiles et sources de défis. Malgré les progrès en puissance de calcul des machines, le gain en résolution et en fréquence des capteurs, l’état-de-l’art de la vision robotique peine à atteindre des performances en coût d’énergie et en robustesse qu’offre la vision biologique. L’apparition des nouveaux capteurs, appelés "rétines de silicium” tel que le DVS (Dynamic Vision Sensor) et l’ATIS (Asynchronous Time-based Imaging Sensor) reproduisant certaines fonctionnalités des rétines biologiques, ouvre la voie à de nouveaux paradigmes pour décrire et modéliser la perception visuelle, ainsi que pour traiter l’information visuelle qui en résulte. Les tâches de suivi et de reconnaissance de formes requièrent toujours la caractérisation et la mise en correspondance de primitives visuelles. La détection de ces dernières et leur description nécessitent des approches fondamentalement différentes de celles employées en vision robotique traditionnelle. Cette thèse développe et formalise de nouvelles méthodes de détection et de caractérisation de primitives spatio-temporel des signaux acquis par les rétines de silicium (plus communément appelés capteurs “event-based”). Une structure théorique pour les tâches de détection, de suivi, de reconnaissance et de classification de primitives est proposée. Elle est ensuite validée par des données issues de ces capteurs “event-based”,ainsi que par des bases données standard du domaine de la reconnaissance de formes, convertit au préalable à un format compatible avec la representation “événement”. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent les potentiels et l’efficacité des systèmes "event-based”. Ce travail fournit une analyse approfondie de différentes méthodes de reconnaissance de forme et de classification “event-based". Cette thèse propose ensuite deux solutions basées sur les primitives. Deux mécanismes d’apprentissage, un purement événementiel et un autre, itératif, sont développés puis évalués pour leur capacité de classification et de robustesse. Les résultats démontrent la validité de la classification “event-based” et souligne l’importance de la dynamique de la scène dans les tâches primordiales de définitions des primitives et de leur détection et caractétisation. / One of the fundamental tasks underlying much of computer vision is the detection, tracking and recognition of visual features. It is an inherently difficult and challenging problem, and despite the advances in computational power, pixel resolution, and frame rates, even the state-of-the-art methods fall far short of the robustness, reliability and energy consumption of biological vision systems. Silicon retinas, such as the Dynamic Vision Sensor (DVS) and Asynchronous Time-based Imaging Sensor (ATIS), attempt to replicate some of the benefits of biological retinas and provide a vastly different paradigm in which to sense and process the visual world. Tasks such as tracking and object recognition still require the identification and matching of local visual features, but the detection, extraction and recognition of features requires a fundamentally different approach, and the methods that are commonly applied to conventional imaging are not directly applicable. This thesis explores methods to detect features in the spatio-temporal information from event-based vision sensors. The nature of features in such data is explored, and methods to determine and detect features are demonstrated. A framework for detecting, tracking, recognising and classifying features is developed and validated using real-world data and event-based variations of existing computer vision datasets and benchmarks. The results presented in this thesis demonstrate the potential and efficacy of event-based systems. This work provides an in-depth analysis of different event-based methods for object recognition and classification and introduces two feature-based methods. Two learning systems, one event-based and the other iterative, were used to explore the nature and classification ability of these methods. The results demonstrate the viability of event-based classification and the importance and role of motion in event-based feature detection.

Le cancer de la prostate, fréquent et peu morbide, se diagnostique par des biopsies de prostate. Or ce geste, effectué sous échographie endorectale sur un patient anesthésié localement, est complexe et fournit peu d’informations quantitatives sur les prélèvements. La robotisation des biopsies est vue comme un medium intéressant pour améliorer la qualité du diagnostic du cancer de la prostate. Le geste chirurgical et son impact sur le diagnostic sont d’abord étudiés, ainsi que les dispositifs robotiques existants. Sur cette base est conçu Apollo, un cobot à actionnement hybride pouvant réaliser plusieurs fonctions d’assistance. Un mode libre permettant à l’urologue de manipuler la sonde échographique sans influence aucune du robot est d’abord présenté. Un mode verrouillé assurant un maintien en position de la sonde à la fois souple et précis est évalué in vitro et in cadavero. Des essais cliniques portant sur ces deux modes ont été autorisés. Lors de biopsies prostatiques la sonde passe par l'anus du patient, sur lequel il faut exercer le moins d'effort possible. Nous montrons qu'Apollo permet, en utilisant une commande "bras de levier", d'assister le geste via un retour d'effort tout en respectant cette contrainte anatomique. Une telle fonction d'assistance, l'augmentation de raideur apparente de la prostate basée image, est développée sur un prototype à un degré de liberté. Enfin, une assistance automatique à l'ajustement fin de la ligne de visée de l'aiguille par bouclage sur l’image échographique 3D est implémentée et testée. Plusieurs perspectives de recherche sont présentées en conclusion. / Prostate cancer, which is frequent but not much morbid, is diagnosed thanks to prostate biopsies. This gesture, which is performed under 2D ultrasound endorectal imaging, is complex and gives little quantitative information about the samples. That's why robotizing biopsies is seen as an interesting way to improve the quality of the prostate cancer diagnosis. The medical gesture and its impact on the diagnosis are first studied, as well as the existing robotic devices. From this Apollo is designed, a cobot exhibiting an hybrid actuation. Many assistance functions can be realized with this device. A free mode allowing the urologist to manipulate the ultrasonic probe without any influence from the robot is first presented. A locked mode, able to maintain the probe at a given position precisely yet with flexibility is evaluated in vitro and in cadavero. Clinical trials concerning these two modes have been authorized. During prostate biopsies the probe passes through the patient anus, on which as little efforts as possible must be exerted. We show that Apollo, with a "lever" command, can assist the gesture with a force feedback while respecting this anatomical constraint. Such an assistance function, the image based increase in the prostate apparent stiffness, is developed on a one degree of freedom prototype. Finally, an automatic assistance to the precise positionning of the biopy needle target line based on 3D image looping is implemented and tested. Some future research interests are presented as a conclusion.

Nous proposons dans cette thèse un nouveau détecteur de « Coins » de contour dans une image. Ces coins sont les sommets de la ligne polygonale approximant le contour. Ils peuvent appartenir ou non au contour. Ils correspondent à une déviation importante de la direction de ce contour. Aussi, ils sont répétables en présence de transformations affines ou similitudes et sont robustes au bruit présent aux frontières d'une image. Grâce à cette répétabilité, les coins sont utilisés dans une application de reconnaissance de la forme.Les coins peuvent être classés selon leur force. Ainsi sous ensemble de ces coins,appelé "Coins Dominants", peuvent être extraits formant les sommets du polygone« minimal » qui représente le contour, pour un nombre de segments donné. Deux applications, basées sur les Coins/Coins Dominants du contour ont été réalisées : La première est une application de recalage d’images où de nouvelles primitives invariantes constituées de quatre "Coins Dominants" du contour ont été proposées. La seconde application est la reconnaissance des caractères dans une image déformée où les coins du contour des caractères ont été utilisés dans un processus de segmentation / reconnaissance simultané. / In this thesis, a new feature detector is proposed. The new features are edgecorners located on the contours of a studied image. These points are edge pointswhere a deviation in the edge direction occurs. In addition, they are repeatable versussimilarity, affine transformations and also robust to noise at the boundaries of theobject's image. Due to their repeatability, these corners are used in a shape recognitionapplication. Also, a smaller set of corners called "Dominant Corners" or "DCs" isextracted form the original set of corners using a new proposed polygonalapproximation algorithm. These DCs form the vertices of a polygon that bestapproximate their contour. Two applications using the edge corners are alsodeveloped. The first one is an image registration application that forms invariantprimitives using the DCs. The second application is a word recognition applicationwhere the edge corners located on the characters contours are used in a simultaneoussegmentation/recognition process to recognize the characters in a deformed wordimage.

L’implementation de la vision biologique sur machine est un problème majeur que la recherche actuelle a à peine effleuré la surface. Les organismes vivants sont capables de réaliser des tâches visuelles très complexes et de manière très efficace. La stéréovision fait partie de ces mécanismes complexes que les sci- entifiques tentent de reproduire à l’aide de caméras à haute résolution. Cette thèse aborde le problème de la stéréovision d’une manière neuromorphique par l’intermédiaire d’une nouvelle génération de capteurs de vision appelés ”rétines de silicium”. Ces rétines de silicium imitent les rétines biologiques en capturant l’information visuelle sous forme de flux asynchrones d’événements codant les changements de contraste avec une grande précision temporelle. Ces capteurs sont utilisés pour étudier l’importance de la précision et de la dynamiquetemporelledelascènedansleproblèmedemiseencorrespondance stéréo. Nous proposons une des premières méthodes de reconstruction 3D capable de produire des modèles 3D d’une manière totalement asynchrone, á partir de l’information visuelle. Cette approche, outre son originalité, permet également de préserver la dynamique native de la scène. Cette thèse montre que le temps en tant que medium d’information, joue un rôle primordial dans la stéréovision. Le temps peut compléter, compenser, voire remplacer l’information apportée habituellement par la luminance et la géométrie. Ce travail établit également les fondations solides des futures recherches en vision stéréo á haute vitesse et haute dynamique, basée sur les événements. Il ouvre également de nouvelles perspectives prometteuses pour la résolution de problèmes traditionels de vision artificielle grâce à l’apport du nouveau paradigme de la vision asynchrone. / Reproducing biological vision in a machine is a challenging problem for which scientists have just scratched the surface. Living organisms are able to per- form complex tasks in an awestruckly efficient manner. The stereovision is one of these complex mechanisms that computer scientists try to replicate with high resolution cameras. This thesis takes on the stereovision problem in a neuromorphic way by mean of a new generation of vision sensors also called ”silicon retinas”. These silicon retinas mimic biological retinas by cap- turing the visual information into the form of asynchronous stream of events that encode contrast change at high temporal precision. These sensors are used to study the importance of the precise timing and the scene temporal dynamics in solving the stereo correspondence problem. We propose one of the first 3D reconstruction methods which is able to produce 3Dmodelsinatrulyevent-basedandasynchronousmanner, fromevent-based visual information. Besides the novelty of proposing a truly temporal- based asynchronous event-driven approach of 3D reconstructions, this work is also able to preserve the native dynamic of the scene. Time as information medium is proven to have a critical role in stereovision. Time can supplement, compensate and even replace the usual luminance and spatial information. This work lays strong foundations for future research on high temporal and event-based dynamic stereo vision. It also opens new promisingperspectivesforsolvingtraditionalmachinevisionproblemsthanks to the use of the new asynchronous vision paradigm.

L'emploi d'un retour visuel dans le but d'effectuer une commande en boucle fermée de robot s'est largement répandu et concerne de nos jours tous les domaines de la robotique. Un tel retour permet d'effectuer une comparaison entre un état désiré et l'état actuel, à l'aide de mesures visuelles. L'objectif principal de cette thèse consiste à concevoir plusieurs types de lois de commande cinématiques par vision stéréo. Ceci concerne aussi l'étude de la stabilité du système en boucle fermée et la convergence des fonctions de tâche. C'est essentiellement le découplage des lois de commandes cinématiques en rotation et en translation qui est recherché ici, selon le nombre d'indices visuels considérés.Les mesures visuelles utilisées dans cette thèse sont les lignes droites 3D. Les intérêts apportés à ce type de mesures visuelles sont la robustesse contre le bruit, et la possibilité de représenter d'autres primitives comme des couples de points ou de plans par la modélisation de Plücker. / Closing the control loop of a manipulator robot with vision feedback is widelyknown. It concerns nowadays all areas of robotics. Such a return can make a comparison between a desired state and current state, using visual measurements. The main objective of this doctoral thesis is to design several types of kinematic control laws for stereo visual servoing. It strongly involves the formalism of the task function which is a well-known and useful mathematical tool to express the visual error as a function of state vectors.We have investigated the decoupling between the rotational and translational velocities control laws together with the epipolar constraint with a stereo visual feedback.That is why, the visual measurements and features used in this thesis are the 3Dstraight lines.The interests of this type of visual features rely on the robustness against the noise, and the possibility to represent straight lines or other features like points or planes pairs by the Plücker coordinates, as a 3D straight line can be represented as well by two points or the intersection of two planes. This makes all the control laws designed in this thesis valid for another visual features like points