La prédation exercée par le Chat domestique (Felis silvestris catus) joue un rôle majeur dans la conservation de certaines espèces proies et la prévention de zoonoses. L'objectif de cette étude était d'identifier les facteurs de variation de cette prédation en milieu rural. L'étude a été conduite dans les Ardennes. La population étudiée comptait 143 individus, dont 44 % de chats de propriétaire (nourris ad libitum, 80 % stérilisés) et 56 % de chats de ferme (peu nourris, non stérilisés). Le DNA metabarcoding et le génotypage ont permis de détecter la fréquence d'apparition des aliments dans des fèces collectées sur le terrain et d'attribuer ces fèces à l'une ou l'autre des catégories de chats. Des individus ont été équipés de colliers GPS et d'accéléromètres tridimensionnels. L'éthogramme accélérométrique d'une séquence de chasse a été construit afin de pouvoir, à terme, relever les événements de prédation et de consommation des proies des individus équipés. Enfin, des variables associées à la prédation ont été mise en relation avec leur sociabilité envers les humains. Les chats ont essentiellement consommé des rongeurs et des aliments d'origine anthropique. En été, les chats de propriétaire chassaient aussi fréquemment que les chats de ferme, tandis qu'en hiver ils chassaient beaucoup moins souvent que ces derniers. Les chats de propriétaire ont de plus petits domaines vitaux que les chats de ferme. Les deux catégories de chats ont un rayon d'action restreint lorsque la pluviométrie est élevée et ont pour proies principales Microtus arvalis et Arvicola terrestris. Le degré de sociabilité des chats vis-à-vis des humains semble affecter leur succès de capture diurne de proies. / The predation exerted by the Domestic cat (Felis silvestris catus) is of special concerns for conservation and prevention of zoonosis issues. This study aims to identify the factors of variation of the predation exerted by cats in a rural landscape. It has been conducted in the Ardennes region. The population studied was composed of 143 individuals, including 44% of house cats (fed ad libitum, 80% sterilized) and 56% of farm cats (poorly fed, not sterilized). DNA metabarcoding and genotyping technics allowed to detect occurrences of food items in field-collected feces and to attribute those feces to one or the other cat categories. Some individuals were equipped with a collar composed by a GPS unit and a tri-axial accelerometer device. The ethogram of a hunting sequence based on accelerometry was constructed to gather information concerning the occurrences of predation and the consumption of the preys by the equipped individuals. Finally, some variables associated to the predation were put in relation with the sociability of cats towards humans. The cats essentially consumed rodents and anthropogenic food. During the summer, the house cats were hunting as frequently as the farm cats, whereas during the winter they were hunting a lot less comparing to the farm cats. Both cat categories have smaller daily movement range during high rainfall periods and their main preys are Microtus arvalis and Arvicola terrestris. The sociability degree of the cats towards humans seems to affect their diurnal stalk success.

La robotique collaborative connaît ces dernières années une forte croissance, grâce à la pertinence de la collaboration entre les humains et les robots dans un même espace de travail. Des applications industrielles se développent, aussi bien dans les grandes multinationales que dans les PME. Dans le contexte d’une chaîne d’assemblage automobile, de nombreuses problématiques se posent pour permettre la collaboration efficace entre robot et opérateur. Un robot collaboratif conçu dans ce cadre est destiné à effectuer des tâches d’assemblages dans des zones à l’accessibilité complexe. Étant à distance, l’opérateur n’aura pas nécessairement de visuel direct sur l’accomplissement de la tâche, et pour éviter des pertes de temps, il est souhaitable que le robot soit capable de vérifier et de valider automatiquement son bon accomplissement. En découle la problématique à l’étude dans ce mémoire, qui est la vérification automatique du bon accomplissement des tâches d’assemblage effectuées par le robot. Afin d’y répondre, une pré-étude est effectuée, visant à déterminer les possibilités en termes de capteurs et d’algorithmes de détection, et permettant de répondre aux besoins et contraintes de General Motors, commanditaire de cette étude. Chaque chapitre du mémoire présente donc un système de détection, composé d’un capteur et d’un ou plusieurs algorithmes de décision. Les différences en termes de traitement du signal et d’algorithme sont présentées et comparées, en s’appuyant sur des expérimentations. Parmi les types d’assemblages sélectionnés par General Motors, ceux utilisés pour la conception et l’expérimentation des solutions sont les assemblages clipsés (« snap fit ») et les assemblages de connecteurs électriques. Le premier chapitre présente une solution fondée sur l’utilisation de photodétecteurs, secondée par un algorithme vérifiant en temps réel les valeurs renvoyées par le photodétecteur. Lorsque cette valeur descend sous une valeur seuil préétablie, l’algorithme déduit que l’assemblage a été correctement effectué. Cette méthode est simple et robuste, ayant obtenu un taux de détection correcte de la situation d’assemblage de 100% lors des phases de tests. Cependant cette robustesse est contrebalancée par le caractère relativement spécifique de la solution et son peu de flexibilité pour l’adaptation à d’autres assemblages. Le second chapitre porte sur un système employant un accéléromètre destiné à enregistrer les différents mouvements survenant lors de l’assemblage. Suit une méthode de traitement du signal obtenu, permettant de caractériser et de différencier les signaux émanant d’assemblages réussis de ceux provenant d’assemblages ratés grâce à des paramètres statistiques. Ces derniers sont finalement récupérés par deux algorithmes de reconnaissance différents, qui sont ensuite comparés. Le premier algorithme consiste à vérifier la correspondance des paramètres statistiques d’un signal avec des valeurs seuil fixées à l’avance. L’autre méthode, issue de l’apprentissage automatique, utilise les Séparateurs à Vaste Marge pour distinguer deux classes : les assemblages réussis et les assemblages ratés. Après expérimentation, il ressort que ces deux méthodes ont des performances assez similaires , de l’ordre de 90%. Ainsi ce sera le contexte et la complexité du signal à étudier qui présideront au choix d’une méthode. Enfin, le dernier chapitre se penche sur l’emploi d’un microphone et de techniques de reconnaissance sonore pour permettre la bonne identification d’un assemblage de connecteurs électriques. Deux méthodes de traitement, la transformée en ondelettes et les Mel Frequency Cepstrum Coefficients (MFCC), sont comparées. La reconnaissance est assurée par un algorithme basé sur les modèles de mélange gaussiens. A l’issue d’essais où les deux prétraitements ont été mis à l’épreuve, en tenant compte de la résistance face au bruit ambiant, il est possible de constater que la transformée en ondelettes présente des performances supérieures aux MFCC, dans le cadre précis de l’étude. La reconnaissance sonore ne nécessitant qu’un son distinct à identifier pour pouvoir fonctionner, cette solution présente un fort potentiel d’adaptation à d’autres types d’assemblages, mais aussi d’autres problématiques. Ces trois systèmes permettent de balayer un certain éventail de possibilités, et les solutions présentées sont amenées à être croisées et bonifiées afin d’aboutir à des systèmes robustes et fiables, aux standards de l’industrie.

Les méthodes sismiques peuvent jouer un rôle clé dans notre adaptation aux changements climatiques en permettant d'évaluer les caractéristiques géotechniques des sols, de surveiller les contaminants ou de caractériser les aquifères en vue d'une utilisation durable de l'eau potable. En particulier, le profilage sismique vertical possède la capacité d'imager des volumes de matériau autour du trou de forage (3D-VSP) à une résolution et à une échelle qui ne peuvent être atteintes avec d'autres méthodes d'imagerie géophysique. Cependant, les outils actuellement disponibles sur le marché sont développés majoritairement pour les applications pétrolière et gazière. De plus, la complexité et la propriété intellectuelle reliées à ces outils font de ceux-ci des boîtes noires pour la plupart des utilisateurs. Cette situation freine l'utilisation du profilage sismique vertical dans des applications géotechnique, hydrogéologique et minière. Afin de remédier à ce problème, les travaux réalisés dans le cadre de ce mémoire visent l'introduction d'instruments sismiques multicomposants, abordables, modulaires et légers qui peuvent être déployés facilement par les chercheurs et les praticiens. Le petit diamètre de l'outil et son libre accès sont des éléments clés qui vont permettre son utilisation dans plusieurs applications à des coûts raisonnables. Le système d'acquisition sismique développé est basé sur des accéléromètres très sensibles et compacts. Celui-ci a été comparé avec un numériseur de référence lors de tests en laboratoire et sur le terrain. Il affiche des performances égales et même supérieures dans le cas de signaux haute fréquence. L'outil développé est modulaire et la flexibilité de ses composants permet de le modifier facilement pour l'adapter à de nombreux autres projets d'instrumentation géophysique. Nous croyons que le système développé sous le nom de Geophysical Open Seismic Hardware représente le premier d'une série d'outils en libre accès qui contribueront à démocratiser l'utilisation de la géophysique. / Seismic methods play a key role in our adaptation to climate change by allowing us to assess geotechnical characteristics of soils, monitor contaminants, or characterize aquifers for sustainable drinking water usage. In particular, vertical seismic profiling has the ability to image volumes of material around the borehole (3D-VSP) at a resolution and scale that cannot be achieved with other geophysical imaging methods. However, the tools currently available on the market are mainly developed for oil and gas applications. In addition, the complexity and intellectual property associated with these tools have made them black boxes for most users. This situation has hindered the use of vertical seismic profiling in geotechnical, hydrogeological and mining applications. To address this problem, the work in this thesis aims to introduce affordable, modular, and lightweight multi-component seismic instruments that can be easily deployed by researchers and practitioners. The small diameter of the tool and its open access are key elements that will allow its use in several applications at reasonable costs. The seismic acquisition system developed is based on highly sensitive and compact accelerometers. It has been compared with a reference digitizer in laboratory and field tests. The latter shows equal and even better performances in the case of high frequency signals. The tool developed is modular and the flexibility of its components allows it to be easily modified to accomodate many other geophysical instrumentation projects. We believe that the developed system (Geophysical Open Seismic Hardware) represents the first of a series of open source tools that will democratize the use of geophysics.

Les fluctuations sont présentes dans toute mesure et elles en limitent la sensibilité ultime. Ceci est vrai en particulier pour les fluctuations de nature fondamentale qui correspondent au bruit thermique et au bruit quantique. Un premier objectif de cette thèse a été le développement d'une méthode générale qui permette le traitement de ces fluctuations dans des systèmes de mesure comportant des éléments passifs et des éléments actifs remplissant des fonctions d'amplification ou de contre-réaction. Cette méthode, basée d'une part sur la théorie des réseaux, d'autre part sur le formalisme quantique de la matrice S, s'applique aux systèmes linéaires et, plus généralement, aux systèmes linéarisables autour du point de fonctionnement. Elle peut prendre en compte toutes les sources de bruit et décrit donc la non-idéalité de la mesure. Son caractère modulaire se prête bien au traitement des systèmes complexes. Un deuxième objectif a été l'étude des effets des fluctuations quantiques et thermiques sur la sensibilité des mesures électromécaniques. Le bruit dans ces systèmes, habituellement dominé par les fluctuations thermiques, s'est rapproché du niveau quantique, sous la pression des expériences nécessitant de très hautes sensibilités (détection des ondes gravitationnelles, test du principe d'équivalence dans l'espace) et grâce aux développements technologiques dans le domaine cryogénique. La méthode développée dans cette thèse fournit un cadre théorique consistent pour traiter fluctuations quantiques et thermiques dans ces systèmes. Des résultats précis ont été obtenus pour un accéléromètre conçu par l'ONERA pour des expériences de physique fondamentale dans l'espace et qui présente la particularité d'utiliser un mécanisme de friction froide. Ces résultats permettent d'estimer les limites ultimes de sensibilité d'un tel instrument.

L’inactivité physique, facteur de risque de pathologies chroniques, est un problème majeur de santé publique. Des méthodes validées sont essentielles pour mesurer l’activité physique (AP). Le 1er objectif de cette thèse était de préciser la validité des techniques de mesure de l’AP. Le 2nd objectif visait à comparer les résultats de questionnaires de rappel évaluant le contexte aux mesures objectives de l’AP. Le 3ème objectif était d’évaluer l’intérêt des méthodes objectives pour l’étude de certains déterminants de l’AP. Nous avons mesuré par différentes méthodes (calorimétrie indirecte, actimètres, questionnaires de rappel) l’AP, en vie libre, de sujets peu actifs (personnes obèses, diabétiques ou sédentaires). Nos résultats illustrent l’intérêt des méthodes objectives mais aussi leurs limites, ainsi que l’intérêt des données déclaratives pour évaluer le contexte. Le choix des méthodes influence le résultat des études et doit tenir compte des caractéristiques de l’AP des sujets les moins actifs. Ce choix participe à l’amélioration des connaissances des liens entre AP et santé pour guider la promotion de l’AP des segments peu actifs de la population. / Physical inactivity is a risk factor for chronic diseases and is recognized as a major public health issue. Validated methods are essential to describe accurately physical activity (PA). The 1st aim of this work was to assess the validity of PA assessment techniques. The 2nd was to compare the results of recall questionnaires evaluating PA context with objective PA measures. The 3rd was to assess the usefulness of objective methods in the assessment of some determinants of PA. We measured free-living PA with different methods (indirect calorimetry, actimetry, recall questionnaire assessing PA context) in individuals with low PA levels (obese subjects, type 2 diabetic patients, inactive subjects). The results highlight the usefulness but also the limits of the methods of PA measurement in daily life conditions. The choice of an assessment method will influence the study results and must be adapted to the unique ways in which the least active individuals engage in PA. Selecting the appropriate method is a pre-requisite for improving our knowledge on the relations between PA and health in order to guide PA promotion in the least active segments of the population.

Ce manuscrit est dédié à la résolution du problème de localisation dans les réseaux de capteurs sans fil mobiles. Les méthodes développées se basent principalement sur des caractéristiques de fingerprints ainsi que sur des informations de mobilité. Les premières s'attaquent aux valeurs de RSSI entre capteurs tandis que les deuxièmes prennent en considération la mobilité des capteurs mesurée à l'aide d'accéléromètres et de gyroscopes. La combinaison des données collectées est effectuée dans le cadre de l'analyse par intervalles, ou bien du filtrage de Kalman. Les travaux proposés introduisent des modèles de mobilité d'ordres un, deux ou trois, permettant d'approximer au mieux les trajectoires des capteurs à l'aide des accélérations mesurées. Ceux-là sont couplés à l'algorithme des K plus proches voisins, d'abord dans un système centralisé. Ensuite, les modèles de mobilités sont améliorés pour prendre en compte les rotations des nœuds. Une méthode de localisation décentralisée est également proposée dans ce qui suit, s'adaptant au mécanisme fonctionnel des réseaux de capteurs de grande échelle. Enfin, ce manuscrit propose une méthode de zonage visant à déterminer les zones dans lesquelles les capteurs résident. La méthode proposée aborde le problème de zonage en utilisant à la fois la théorie des fonctions de croyance et l'analyse par intervalles / This thesis is dedicated to solve the localization problem in mobile wireless sensor networks. It works mainly with fingerprints features and inertial movements information. The former tackles the RSSIs values between sensors while the latter deals with the objets movement attitude by using accelerometer and gyroscope. The combination of both information is performed in terms of interval analysis, or Kalman filtering. The proposed work introduces three orders mobility models to approximate nodes trajectories using accelerations, combined then to the weighted K nearest neighbors algorithm in a centralized scheme. Then the mobility models are extended up to the inertial information taking into consideration the rotations of the nodes. A decentralized localization method is also proposed in the following in view of the working mechanism of large scale sensor networks. Finally, this thesis proposes a zoning localization method aiming at determining the zones in which the nodes reside. The proposed method addresses the zoning problem by using both the belief functions theory and the interval analysis

L’augmentation de la dépense énergétique (DE) par une augmentation de l'activité physique (AP) participe au maintien et à l’amélioration de la santé. La mesure à grande échelle de la DE totale (DET) en général et AP en particulier se heurte à des difficultés pratiques de recueil de données, de validité et aux coûts. Bien que dans la littérature de nombreux accéléromètres permettent d’estimer la DET, il y a encore des limites quant à la mesure de l’intensité de l’AP, élément qui influence l’état de la balance énergétique et le bénéfice pour la santé de l’AP. De plus, peu de comparaisons entre les différents accéléromètres sont disponibles. La présente étude avait pour but d’évaluer la capacité de deux accéléromètres (Actical et Sensewear Armband) pour estimer la DET en comparaison avec la technique de l’eau doublement marquée (EDM) ; d’évaluer la concordance entre les accéléromètres dans la mesure de la DE au repos (DER) en comparaison avec la technique de la calorimétrie indirecte (CI) et d’évaluer la DE liée à l’AP en comparaison avec la technique de la CI. Les résultats montrent qu’il y a une très bonne corrélation entre la CI et les accéléromètres dans la mesure de la DER(r > 0.80, p<0.001) et une bonne corrélation entre les accéléromètres et l’EDM dans la mesure de la DET(r>0.75, p<0.001). Pour la mesure de l’intensité de l’AP, l’ACT est plus précis (r=0.80, p<0.001)) que le SWA à la marche, le SWA est meilleur(r=0.80, p<0.001) au vélo. Cette étude permet d’affirmer que le SWA et l’ACT sont des alternatives valables pour mesurer la DE. / The increase in energy expenditure by the increase of physical activity contributes to maintaining and improving health. The large-scale measurement of total energy expenditure in general and physical activity in particular, is faced with difficulties of data collection, validity and cost. Although literature suggests that many accelerometers are used to estimate total energy expenditure, there are still limits as to the measurement of the intensity of physical activity, which is one of the factors that influences the energy balance and health benefits of physical activity. In addition, few comparisons between the different accelerometers are available. This study aimed to evaluate the ability of two accelerometers (Actical and SensWear Armband) to estimate total energy expenditure compared with the technique of doubly labelled water; to assess the correlation between the two accelerometers in the measurement of resting energy expenditure, compared with the technique of indirect calorimetry and finally to assess energy expenditure linked to physical (walking and cycling) at different intensities, in comparison with the indirect calorimetry technique. The results show a very good correlation between indirect calorimetry and the two accelerometers(r > 0.80, p<0.001) in the measurement of resting energy expenditure and a good correlation between accelerometers and the gold standard technique (doubly labeled water) in the measurement of total energy expenditure(r>0.75, p<0.001). To measure the intensity of physical activity, Actical is more accurate than SensWear Armband(r=0.80, p<0.001) at low intensity while the SensWear Armband is better at higher intensity (r=0.80, p<0.001). This study provides evidence that these two accelerometers are suitable alternatives for measuring energy expenditure.

La caractérisation de la source d’un séisme se fait à partir de l’analyse des mesures des déplacements transitoires et statiques du sol, et dépend de la quantité et de la qualité de ces mesures. Nous avons travaillé sur la détermination des mécanismes au foyer des séismes modérés de Tadjena (Mw 5.0, 2006), Béni-Ilmane (Mw 5.5, 2010), Hammam Melouane (Mw 5.0, 2013), Bordj-Ménaïel (Mw 4.1, 2014), Alger (Mw 5.7, 2014) et M’ziraa (Mw 5.1, 2016). Pour cela, nous avons inversés les formes d’ondes en champ proche et régional des stations large bandes et accélérométriques du réseau sismologique algérien (ADSN). Nous avons déterminé la distribution spatio-temporelle du glissement cosismique du séisme de Boumerdes-Zemmouri (Mw 6.8, 2003) en inversant conjointement l’ensemble des données disponibles, sismologiques (télésismiques, accélérometriques) et géodésiques (GPS, InSAR, soulèvement côtier). Nous avons travaillé sur la relation qui peut exister entre le séisme de Boumerdes-Zemmouri et les séismes de Hammam Melouane, Bordj Ménaïel et Alger (Mw 5.7, 2014) en termes de transfert de contrainte (CFF). Nous avons calculé le champ de contrainte dans différentes régions de l’Algérie par inversion des mécanismes aux foyers disponibles dans chaque région. / Studies of the earthquake source are based on observations of seismic and static ground motions, which depend on the quality and the density of measurements. In this thesis, we present studies of the determination of the focal mechanism of the Tadjena (Mw 5.0, 2006), Béni-Ilmane (Mw 5.5, 2010), Hammam Melouane (Mw 5.0, 2013), Bordj-Ménaïel (Mw 4.1, 2014), Alger (Mw 5.7, 2014) and M’ziraa (Mw 5.1, 2016) earthquakes, by modeling waveforms in the near and regional field with broadband and strong motion stations of the Algerian Digital Seismic Netwok (ADSN). In addition, we determined the coseismic slip distribution of the Boumerdes-Zemmouri earthquake (Mw 6.8, 2003) by inverting a most comprehensive set of data (teleseismic, strong motion, GPS, InSAR, coastal uplift). We calculated the Coulomb Failure Function between the Boumerdes-Zemmouri earthquake (source fault) and the Hammam Melouane, Bordj Ménaïel and Algiers (Mw 5.7, 2014) events (receiver faults). We computed the stress tensor in different regions of Algeria obtained from the inversion of the available focal mechanisms.

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La caractérisation de la source d’un séisme se fait à partir de l’analyse des mesures des déplacements transitoires et statiques du sol, et dépend de la quantité et de la qualité de ces mesures. Nous avons travaillé sur la détermination des mécanismes au foyer des répliques du séisme de Saintes (MW 6.4, 2004), et sur la détermination de la distribution spatio-temporelle du glissement cosismique des séismes de L’Aquila (Mw 6.3, 2009), et de Miyagi-Oki (Mw 7.2, 2005) et de Sanriku-Oki (Mw 7.3, 2011). Ces travaux se sont basés sur des méthodes d’inversions, et différents jeux de données (accélérométriques, large-bandes, GPS et InSAR) accessibles ou non selon le séisme considéré. La seule diversité des mesures n’est pas suffisante pour décrire la rupture. La modélisation des données se confronte à des difficultés, comme par exemple la pertinence des modèles de vitesses sismiques pour la modélisation des données accélérométriques. Une autre problématique récurrente est la non-unicité de la meilleure solution déterminée par les méthodes d’inversions pour décrire les données. Pour répondre à ces deux problématiques, nous avons d‘une part développé une procédure d’exploration de modèles de vitesse pour déterminer les valeurs optimales capables de décrire au mieux les données accélérométriques du séisme de L’Aquila. D’autre part, nous avons développé une procédure de construction d’un modèle de source moyen que nous avons appliqué pour la détermination du glissement cosismique des séismes de L’Aquila, de Miyagi-Oki, et de Sanriku-Oki. L’ensemble de ces travaux et les réponses aux problèmes soulevés sont présentés dans ce travail de thèse. / Studies of the earthquake source are based on observations of seismic ground motions. They also depend on the quality and the density of measurements. In this present work we will present studies of the determination of focal mechanism of main aftershocks of the Les Saintes (MW 6.4, 2004) earthquake, and the determination of the coseismic slip of the L’Aquila (MW 6.3, 2009), the Miyagi-Oki (MW 7.2, 2005), ant the Sanriku-Oki (MW 7.3, 2011) earthquakes. These studies were based on two inversion methods. Different kinds of data were available (strong motion, broadband teleseismic, GPS and InSAR) depending on the earthquake studied. But the multiplicity of data is not sufficient to well describe rupture process. There are others difficulties as the data modeling of strong motion. Seismic velocity models are used to describe the characteristics of layers crossed by seismic waves. The quality of the modeling is depending on the pertinence of these seismic velocity models. The description of the rupture process is also depending on the non-uniqueness of the best solution given by global inversion methods. We propose two procedures in order to take into account these two classic issues. First, we developed a velocity model exploration procedure to obtain optimized 1D velocity models in order to improve the strong motion modeling of the L’Aquila earthquake. Then we developed a procedure to build an average rupture model from the combined results of several joint inversions, which was applied to the L’Aquila, the Miyagi-Oki, and the Sanriku-Oki earthquake. This thesis presents all these works and answers to the raised issues.