L'épistasie a longtemps été négligée, mais aujourd'hui elle connait un regain d'intérêt avec le développement du séquençage haut-débit et des études d'association pangénomique (GWAS). Elle est quasi-omniprésente, ayant été détectée sur de nombreux traits et chez de nombreuses espèces. Elle joue un rôle important d'un point de vue évolutif, puisqu'elle est à l'origine d'incompatibilités de Dobzhansky-Müller, expliquant l'isolement reproductif entre lignées apparentées. Par ailleurs, chez les polyploïdes à héritabilité disomique (essentiellement des allopolyploïdes), elle peut permettre de fixer l'hétérosis. L'objectif de cette thèse a été d'étudier l'épistasie dans ce contexte évolutif. Le matériel d'étude a été une population à base génétique large d'une espèce autogame allopolyploïde, le blé dur (Triticum turgidum), possédant deux génomes : le génome A et le génome B. Cette population a été constituée à partir de différents taxons : blé dur (T. t. durum), amidonnier domestique (T. t. dicoccum) et amidonnier sauvage (T. t. dicoccoides). Il est donc possible qu'elle présente des combinaisons de gènes coadaptées, et donc de l'épistasie générant des incompatibilités de Dobzhansky-Müller.Une première partie présente différents modèles permettant d'estimer l'épistasie. Ces modèles ont des inconvénients et des avantages, qui dépendent de l'objectif que l'on s'est fixé. Dans une deuxième partie, nous avons utilisé l'un de ces modèles sur des données de RNA-seq (données d'expression et de génotypage) de la population de blé dur, afin de détecter des effets régulateurs de l'expression, et notamment de l'épistasie entre gènes homéologues. Cette analyse est une première pour le blé dur et probablement pour les espèces polyploïdes. Nous n'avons presque pas détecté d'épistasie de premier ordre, mais des interactions avec le fond génétique ont été observées. Nous avons trouvé plus d'eQTL sur le génome B que sur le génome A, ce qui est peut-être dû au fait que les ancêtres diploïdes du blé dur n'avaient pas le même régime de reproduction. Par ailleurs, nous avons montré que les niveaux d'expression des gènes homéologues étaient très fréquemment (80%) corrélés de manière positive, ce qui indique que les gènes homéologues appartiennent fréquemment aux mêmes complexes de gènes corégulés. Enfin, les régulations trans sont plus fréquentes au sein des paires de gènes d'homéologues, ce qui corrobore également l'idée que les gènes homéologues appartiennent aux mêmes réseaux de gènes. Dans une troisième partie, le rôle évolutif de l'épistasie a été examiné. D'abord, nous avons montré comment l'épistasie influençait la covariance parents-enfants, et donc l'évolution à courts termes d'une population. Ensuite, nous avons étudié l'impact d'un type particulier d'épistasie (celui à l'origine des d'incompatibilités de Dobzhansky-Müller, présentant des combinaisons de gènes coadaptés) sur l'évolution d'une population soumise à de la sélection par troncation (comme dans les populations de pre-breeding), à l'aide d'un modèle haploïde bilocus, en fonction du taux de recombinaison et de l'intensité de la sélection. Nous avons montré que si le génotype optimal n'est pas présent dans la population initiale, un fort taux de recombinaison risque de mener à la fixation du génotype sous-optimal. Néanmoins, un peu de recombinaison est nécessaire pour créer ce génotype optimal et le fixer.En perspectives, nous proposons d'adopter une méthode basée sur les réseaux de gènes pour approfondir les mécanismes de la régulation de l'expression chez le blé dur. Nous proposons également de complexifier le modèle permettant d'étudier l'effet de la recombinaison sur l'évolution d'un trait épistatique, sélectionné par troncation, et de compléter ces travaux de modélisation par des études expérimentales. / Epistasis has long been neglected, but it is currently subject to a renewed interest with the development of high-throughput sequencing technologies and of genome-wide association studies (GWAS). It is virtually ubiquitous, having been detected on many traits and in many species. It plays an important evolutionary role, since it is one of the sources of Dobzhansky-Muller incompatibilities, explaining reproductive isolation between related lineages. Moreover, it can enable to fix heterosis in disomic polyploids (mostly allopolyploids). The objective of this thesis was to study epistasis in this evolutionary context. The study material was a broad genetic basis population of a self-pollinating allopolyploid species, durum wheat (Triticum turgidum), having two genomes: A and B genomes. This population was composed from different taxa: durum wheat (T. t. durum), domestic emmer (T. t. dicoccum) and wild emmer (T. t. dicoccoides). Therefore, there are probably combinations of coadapted genes in this population, and thus epistasis generating Dobzhansky-Muller incompatibilities.The first part presents different models to estimate epistasis. These models have advantages and drawbacks, depending on the overall objective. In a second part, we used one of these models on RNA-seq data (expression and genotyping data) of the population of durum wheat to detect regulatory effects of expression, including epistasis between homoelogous genes. This analysis is unique in durum wheat, and probably in polyploid species. We did not detect first-order epistasis, but interactions with genetic background were observed. We found more eQTL on the B genome than on the A genome, which may be due to the fact that the diploid progenitors of durum wheat did not have the same mating system. Furthermore, we showed that the expression levels of homoelogous genes were frequently (80%) positively correlated, indicating that homoelogous genes often belong to the same complex of coregulated genes. Finally, trans regulations are more common among pairs of homoelogous genes, which also supports the idea that homoelogous genes belong to the same gene networks. In the third part, the evolving role of epistasis was examined. First, we showed how epistasis influences the parent-offspring covariance, and thus the short-term evolution of a population. Then we studied the impact of a particular type of epistasis (the one which can generate Dobzhansky-Muller incompatibilities, with combinations of co-adapted genes) on the evolution of a population subjected to truncation selection (as in pre-breeding populations), using a haploid bilocus model, based on the recombination rate and selection intensity. We have shown that if the optimal genotype is not present in the initial population, a high rate of recombination may lead to the fixation of the sub-optimal genotype. However, some recombination is needed to create this optimal genotype and fix it.In perspective, we propose to adopt a network-based method to further the regulation mechanisms of expression in durum wheat. We also propose to make the model more complex, in order to study the effect of recombination on the evolution of an epistatic trait selected by truncation, and complete these modelling works by experimental studies.

[pt] Este trabalho descreve um ferramenta computacional baseada no método dos elementos finitos para a análise de componentes estruturais e componentes de equipamentos sujeitos a fadiga. Foram implementados modelos empíricos conhecidos na literatura para previsão ou estimativa de vida útil à fadiga dos componentes solicitados por carregamentos de amplitude constante. Também foram implementadas teorias que determinam a direção de propagação das trincas, possibilitando a propagação automática das trincas no modelo. Esta ferramenta é genérica pois é capaz de tratar problemas com qualquer tipo de geometria (modelos bidimensionais) e carregamento (amplitude constante). Ela é precisa pois está baseada em um processo numérico adaptativo e robusto. E ela é prática pois é dirigida pelo Engenheiro Projetista através de uma interface gráfica interativa bastante flexível e que permite em todos os instantes a visualização do modelo e de seus resultados e respostas. / [en] This work describes a computational tool, based on the finite element method, for the analysis of structural and equipament components subjected to fatigue. Well-known empiric models were implemented for the fatigue life estimation of these components subjected to constant amplitude loading. In addition, three theories that determine the direction of propagation of the crack were implemented, allowing an automatic fracture propagation. The resulting system is generic in the sense that it can treat problems of arbritary geometry (2D) with generic loading (constant amplitude). It is precise in that it is based on a robust self-adaptive numerical procedure. And it is practical in that it is driven by the Engineer through a flexible interactive graphics interface that allows the visualization of the model and its results and responses at any time during the simulation. / [es] Este trabajo describe una herramienta computacional basada en el método de los elementos finitos para el análisis de componentes extructurales y componentes de equipos sujetos a fatiga . Fueron implementados modelos empíricos reportados en la literatura para la previsión o estimativa de la vida útil a la fatiga de los componentes solicitados por sobrepeso de amplitude constante. También se implementaron teorías que determinan la direción de propagación de las trincas, posibilitando la propagación automática de las trincas en el modelo. Esta herramienta es genérica, ya que es capaz de tratar problemas con cualquier tipo de geometría (modelos bidimensionales) y sobrepeso (amplitude constante). Tiene una alta precisión porque tiene como base un proceso numérico adaptativo y robusto. Esta herramienta es dirigida por el Ingeniero Proyectista a través de una interfaz gráfica interactiva bastante flexíble que permite, en todos los instantes, la visualización del modelo, sus resultados y respuestas.

[pt] Este trabalho de tese trata do emprego de arranjos de antenas em ambientes de comunicação móvel,dando-se ênfase ao canal de dados reverso do Sistema IS-95. Propõe-se dois estimadores: um para a direção de chegada dos sinais e outro para outros dados. Inicialmente é apresentado um estudo sobre arranjos de antenas e dos principais detalhes do sistema IS-95,especialmente a multiplicidade de acesso via divisão por códigos (CDMA).Aborda-se em seguida o problema da estimação da direção da chegada(DOA), onde se constata que os algoritmos mais conhecidos na literarura especializada, tais como Atraso-e-Soma, Capon, MUSIC e ESPRIT, não apresentam desempenho satisfatório quando empregados em ambiente CDMA. Por isso, propõe-se uma versão do método de estimação de máxima verossimilhança (ML) que utiliza a técnica denominada de EM (-Expectation Maximization-).Seu emprego permitir fracionar o problema de otimização multidimensional gerado pelo estimador ML, em últimas estimações de menor dimensão,simplificando sobremaneira a solução. O estimador proposto além da DOA,permite ainda estimar a atenuação e a defasagem dos sinais incidentes. Através de simulações, constata-se que este estimador EM apresenta um desempenho bastante satisfatório.Para tornar mais completa a análise, faz-se ainda uma comparação da variância do erro na estimação da DOA comolimitante de Cramér-Rao. Em presença de multipercursos, propõe-se quatro versões de um estimador de dados, sendo que uma delas utiliza a estrutura de treliça e objetiva a decisão sequencial dos dados. O desenvolvimento de tais estimadores faz uso de bases de espaços vetoriais para representar as funções de walsh, sendo que as operações aritméticas convencionais . Através de simulações constata-se que essas versões apresentam diferentes relações entre de desempenho e custo computacional, o que permite flexibilidade na adequação do seu emprego. / [en] This thesis deals with antenna arrays when used in mobile communication environment, but the emphasis is on the reverse data link of IS-95. Two estimators are proposed: one for the direction-of-arrival (DOA) and other for the data. Initially, study of the antenna arrays is presented together with the main details of the IS-95 System, especially the details related to the code division multiple access (CDMA). After that, the problem of dirction- of-arrival estimation is discussed. It is shown that mostly of the known estimators, such as Delay-and-Sum, Capon, MUSIC and ESPRIT, do not offer reasonable performance when used in CDMA environment. Therefore, a new Maximum- Likelihood (ML) method is proposed using the so-called Expectation Maximization (EM) algorithm. The main advantage of using such approach is due to the fact that multidimensional optimization required by ML estimation can be split into several problems of lower dimension, thus simplifying the solution. The proposed estimator, besides the DOA estimation, also allows the estimation of attenuation and phase shift of the arriving signals. Simulations show that EM-estimator offers a fair performance when compared to other methods. In order to properly access the statistical significance of this study, the of DOA-estimation erro´s variance is compared with the Cramér-Rao Lower Bound (CRLB). Under a multipath environment, four versions of a data estimator are proposed, and one of them do employ trellis. In the development of such estimators, vector basis are used to represent the Walsh functions and the module-2 operations are replaced by convenient ordinary arithmetic operations. By means of simulation, it is shown that these versions present different levels of performance and computational cost thus allowing to choose the method according to the environmentn conditions. / [es] Este trabajo de tese trata del empleo de arreglos de antenas en ambientes de comunicación móvil, con énfasis en el canal de datos reverso del Sistema IS-95. Se proponen dos estimadores: uno para la dirección de llegada de las señales y otro para el resto de los datos. Inicialmente se presenta un estudio sobre arreglos de antenas y los principales detalles del sistema IS-95,especialmente la multiplicidad de acceso vía división por códigos (CDMA). Se aborda el problema de la estimación de la dirección de llegada(DOA), donde se constata que los algoritmos más conocidos en la literarura especializada, tales como Atraso-y-Suma, Capon, MUSIC y ESPRIT, no tiene un desempeño satisfactorio cuando son utilizados en ambiente CDMA. Por eso, se propone una versión del método de estimación de máxima verosimilitud(ML) que utiliza la técnica denominada de EM (-Expectation Maximization-).Su empleo permite fraccionar el problema de optimización multidimensional generado por el estimador ML, en estimaciones de menor dimensión,simplificando la solución. El estimador propuesto, además de la DOA, permite estimar la atenuación y el defasaje de las señales incidentes. A través de simulaciones, se constata que el estimador EM tiene un desempeño bastante satisfactorio. Para un análisis más completo se comparan las varianza del error en la estimación de la DOA como límite de Cramér-Rao. En presencia de multitrayectoria, se proponen cuatro versiones de un estimador de datos, donde una de ellas utiliza la extructura de celosía y objetiva la decisión secuencial de los datos. El desarrollo de tales estimadores utiliza bases de espacios vectoriales para representar las funciones de walsh, con las operaciones aritméticas convencionales . A través de simulaciones se observa que esas versiones presentan diferentes relaciones entre de desempeño y el costo computacional, que permite flexibilidad en la adecuación de su empleo.

La rapidité du changement climatique observé et prédit soulève la question de la vitesse à laquelle les espèces pourront s'adapter au climat futur. Les populations exposées aux changements de conditions environnementales peuvent s'adapter sur place (sans migration) grâce, dans un premier temps, à la réponse plastique des individus, puis, à long terme, par la réponse à la sélection (adaptation génétique). En situation d'environnement variable à la fois dans l'espace et le temps, les flux de gènes peuvent faciliter la diffusion d'allèles bénéfiques entre populations. L'objectif de cette thèse est d'étudier expérimentalement l'interaction entre adaptation et dispersion pollinique à longue distance sur un gradient altitudinal de hêtre commun (Fagus sylvatica). Cette étude a été conduite à partir de trois populations de hêtre sur le versant Nord du Mont-Ventoux (de 900 m à 1400 m d'altitude). Douze traits fonctionnels (phénologiques, physiologiques et morphologiques) potentiellement adaptatifs ont été mesurés sur 60 descendances maternelles issues de ces populations (20 mères/population, 100 individus/mère) et placées en pépinière. Les résultats de cette thèse montrent que (i) les forts taux de pollen immigrant reçus par les populations (m = 56 %) n'empêchent pas l'émergence de patrons de différenciation adaptative, (ii) la sélection érode la variance génétique des traits, (iii) malgré l'existence de variance génétique pour tous les traits, les covariances génétiques entre traits peuvent affecter les taux et directions d'évolution future, et (iv) les flux de pollen contribuent à augmenter la variance génétique totale au sein des populations. Finalement, les populations à moyenne et hautes altitudes pourraient avoir les capacités de s'adapter au climat futur. / The rapidity of the climate change observed and predicted raises the issue of how fast species can adapt to future. In face of environmental change, populations can adapt without migrating thanks to their plastic response in a first time, and to their response to selection in the long term (genetic adaptation). In conditions of environment variable both in space and time, gene flow can enhance the spread of beneficial alleles between populations. The objective of this thesis is to experimentally measure the adaptive differentiation and the long-distance pollen dispersal along an elevational gradient of beech populations (Fagus sylvatica). In this study we investigated three beech populations located on the northern side of the Mont-Ventoux (from 900m to 1400m of elevation). Twelve potential adaptive functional traits (phenological, physiological and morphological) have been measured on 60 maternal families collected from these populations (20 mothers/population, 100 offspring/mother) and planted in nursery. The results of this thesis show that that (i) the strong pollen immigrant rate received by the populations (m = 56 %) did not their prevent adaptive differentiation, (ii) the action of natural selection erodes the genetic variance of the traits, (iii) despite significant genetic variance for all the traits, the genetic covariance between traits should affect the rate and direction of evolution in the future, and (iv) gene flow contribute to increase the total genetic variance within the populations. Finally, populations at medium and high elevations may have the potential to adapt to future climate.

Nous avons cherché à discerner les rôles respectifs de l’âge et de l’hypertension sur l’anatomie et la fonction des grosses et des petites artères en utilisant de nouvelles techniques non invasive. Au niveau macrovasculaire : En utilisant l’IRM aortique nous avons montré le rôle proéminent de l’âge et observé l’influence parallèle et combinée de l’âge et de l’hypertension sur la diminution de la rigidité. En utilisant la tonométrie de l’artère radiale nous avons montré des liens entre anatomie, fonction et athérosclérose dans une large population suggérant de nouvelles hypothèses pour relier fonction artérielle et risque cardiovasculaire Au niveau microvasculaire rétinien: Nous avons validé une nouvelle technologie d’imagerie de haute résolution: l’optique adaptative. Nous avons confirmé dans une large cohorte d’hypertendus la présence d’un remodelage eutrophique. Nous avons observé des variations à court terme de la lumière sans modification de la surface sectionnelle en cas de diminution de pression. Conjugués à la corrélation que nous avons établie entre le remodelage rétinien et les résistances périphériques totales, nos résultats plaident pour une part importante de remodelage fonctionnel. Avec le vieillissement, nous avons décrit un épaississement pariétal avec augmentation de la surface sectionnelle sans modification de la lumière. Nous avons confirmé la présence d’un remodelage hypertrophique chez les patients diabétiques. En conclusion : Nous avons validé et montré l’apport de nouvelles techniques d’imagerie artérielle non invasives sur de larges populations pour étudier le remodelage artériel dû à l’âge et aux facteurs de risque cardiovasculaires. / We’ve tried to decipher the respective roles of age and hypertension on anatomy and function of large and small arteries using new non invasive imaging techniques. Large arteries: Using Aortic MRI, we’ve shown the proeminent role of ageing on arterial stiffening as well as the parallel and combined influence of age and hypertension . Using radial artery tonometry, we’ve shown links between anatomy, function and atherosclerosis in a large population. This generates new hypothesis to link arterial function and cardiovascular risk. Retinal microcirculation: We’ve validated a new high resolution imaging technique : adaptive optics. We’ve confirmed in a large cohort of hypertensives the existence of an inward eutrophic remodeling. We’ve observed Blood pressure drop related short term vasodilatation without changes in wall cross section. Together with the relationship we also established between arteriolar remodeling and total peripheral resistances, our results advocate for an important part of functional remodeling in hypertension. With ageing, we’ve observed a parietal thickening with wall cross section increase without lumen modifications. We’ve also confirmed the presence of an hypertrophic remodeling in diabetic patients. In conclusion: We have validated and confirmed the added value of new arterial non invasive imaging techniques on large populations to study cardiovascular risk factors induced arterial remodeling

Notre objectif a été d'analyser l'influence de la variabilité spatio-temporelle de la réflectance des cônes sur le comptage des cônes par imagerie à haute résolution par optique adaptative plein champ, et de proposer des méthodes pour pallier ces difficultés. La première partie des travaux porte sur l'étude de la variabilité temporelle des cônes. Nous avons confirmé la présence d'un phénomène de scintillement des cônes à une fréquence au moins égale à celle de notre système d'acquisition. Nous avons proposé une procédure d'analyse d'images incluant restauration par déconvolution myope, recalage rigide, fusion d'images pour la construction de cartographies de cônes. Nous avons montré que dans le cas des sujets sains, la procédure de fusion d'image permet de rapprocher la mesure de la densité des cônes des références histologiques. La directionalité de la réflectance des cônes est appelée effet Stiles-Crawford optique. Nous en avons identifié une nouvelle manifestation clinique, à travers une étude portant sur l'analyse d'images d'optique adaptative en périphérie de la rétine. Nous avons montré, à travers l'alternance des mosaïques positive/négative, que la réflectance des cônes peut devenir inférieure à celle des bâtonnets. La comparaison avec les données de la tomographie de cohérence optique a montré une forte corrélation de cette commutation avec la couche des segments externes des cônes. Nous avons proposé une procédure d'intégration de la variabilité spatiale pour la construction des cartographies. Cette procédure a été évaluée sur des sujets sains et pathologiques et a montré un gain significatif (en termes de dénombrement des cônes) chez les cas pathologiques. / Our objective was to analyze the importance of spatial and temporal variability of the reflectance of cones in counting for adaptive optics high resolution imaging, and propose ways to overcome these difficulties.The first part of the work focuses on the study of the temporal variability of cones. We confirmed the presence of a scintillation phenomenon at a frequency at least equal to that of our acquisition system. We have proposed an image analysis process including restoration by deconvolution, rigid registration, and image fusion for cone mapping. To validate this approach, we conducted a validation test for two deconvolution methods. We have shown that in the case of healthy subjects, the image fusion procedure to bring the measurement of cone density and histological references. The angular variation of cone reflectance is called optical Stiles-Crawford effect. We have identified a new clinical manifestation of this phenomenon, through a study on the analysis of adaptive optics images periphery). We have shown, through the alternation of the positive / negative mosaics, that the reflectance of the cones may become lower than that of rods. Comparison with the data of the optical coherence tomography showed a strong correlation of the switching with the outer segment layer. We then proposed a procedure of integration of spatial variability for cone mapping. This procedure was evaluated in healthy and diseased subjects and showed a significant gain (in terms of cone enumeration) in pathological cases.

L’optique adaptative classique est limitée par l'anisoplanétisme. Pour remédier à cette limitation, de nouveaux concepts, appelés optiques adaptatives grand champ, ont été développés. Ces systèmes analysent la turbulence atmosphérique dans le volume, ce qui accroît le champ de correction. Ces techniques requièrent une connaissance précise du profil de Cn2. Mon étude consiste à valider sur le ciel une nouvelle technique de mesure du profil de Cn2, appelée CO-SLIDAR, à partir des corrélations des mesures de pentes et de scintillation réalisées avec un analyseur Shack-Hartmann sur étoile binaire. Elle s’organise autour de deux grands axes. On réalise d’abord une simulation bout-en-bout de la reconstruction du profil de Cn2 dans un cas concret d’observation astronomique. On peut ainsi étudier l’impact des différentes sources d’erreur sur la reconstruction du profil de Cn2. Ceci nous permet d’améliorer la procédure d’estimation du profil de Cn2, en prenant en compte les bruits de détection. La deuxième partie de mon étude se consacre à la validation expérimentale. On dimensionne et caractérise en laboratoire un banc d’acquisition, le banc ProMeO. Ceci conduit à une bonne connaissance du fonctionnement du banc et nous permet de corriger certains effets instrumentaux. Le banc ProMeO est finalement couplé au télescope MeO de 1,5 m de diamètre. Les données acquises permettent une reconstruction du profil de Cn2, du sol jusqu’à 17 km, avec une résolution de 600 m. Les profils obtenus par la méthode CO-SLIDAR sont comparés avec succès à des profils issus de données météorologiques. L’ensemble de ces travaux constitue la première validation sur le ciel de la méthode CO-SLIDAR. / Classical adaptive optics is limited by anisoplanatism. New concepts, known as Wide Field Adaptive Optics systems, have been developed in order to go beyond this limitation. These systems analyse atmospheric turbulence within a volume, increasing the correction field. These techniques require a precise knowledge of the Cn2 profile. The purpose of my thesis is the on-sky validation of a new measurement method of the Cn2 profile, called CO-SLIDAR, using correlations of slopes and of scintillation, both measured with a Shack-Hartmann on a binary star. My study is organized as follows. First, we perform an end-to-end simulation of the reconstruction of the Cn2 profile in a practical astronomical case. We can thus examine the impact of the different error sources on the reconstruction of the Cn2 profile. This allows us to improve the reconstruction method, taking into account the detection noises. The second part is dedicated to the experimental validation. We design and characterize an acquisition bench, the ProMeO bench. This leads to a good knowledge of the bench's operation and we can compensate for some instrumental effects. The ProMeO bench is then coupled to the MeO 1.5 m telescope. The acquired data allow the estimation of the Cn2 profile, from the ground up to 17 km, with a resolution of 600 m. The CO-SLIDAR profiles are successfully compared with profiles estimated from meteorological data. This work is the first on-sky validation of the CO-SLIDAR method.

A necessidade de jovens pesquisadores lerem correta e rapidamente uma grande quantidade de textos escritos em inglês, que é a língua franca da ciência, representa uma barreira considerável para eles. Dada essa necessidade, em 2001, o programa de mestrado em Ciências da Computação e Matemática Computacional do ICMC-USP passou a avaliar a proficiência em inglês dos alunos quanto à habilidade de reconhecerem o gênero de textos científicos em inglês, com as convenções que lhe são características. O site do Exame de Proficiência em Inglês (EPI)disponibiliza Exames Modelos com correção automatizada para os alunos saberem antecipadamente como será o exame formal, também informatizado. Porém, a prática com o Exame Modelo fornece apenas um relatório com o escore do aluno, não oferecendo meios para ele relembrar seus conhecimentos, receber instrução ou ainda rever conceitos errôneos. Uma possível solução para essa lacuna é um ambiente computacional que propicie um contexto favorável à aprendizagem do inglês instrumental. Na perspectiva de favorecer tal aprendizado e auxiliar os alunos a estudarem para o EPI é que essa pesquisa propôs um Ambiente Computacional de Aprendizagem (ACA) para o inglês instrumental. O ACA desenvolvido, denominado Computer-Aided Learning of English for Academic Purposes (CALEAP-Web), é fruto da integração de um Teste Adaptativo Informatizado (TAI), denominado de Adaptive English Proficiency Test for the Web (ADEPT), e um Ambiente Computacional de Tarefas (ACT), denominado de Computer-Aided Task Environment for Scientific English (CATESE). Um TAI consiste em itens (questões) selecionados de acordo com o nível de habilidade estimado do aluno, gerando um teste individualizado. Já o ACT fornece tarefas pré-determinadas para o aprendizado do aluno. Para o ADEPT foram realizados dois experimentos com alunos de mestrado em Ciências da Computação e Matemática Computacional do ICMC-USP e com o CALEAP-Web, como um todo, foram realizadas simulações para a verificação de sua operacionalidade. Embora o ACA tenha sido desenvolvido para apoiar os alunos do programa de mestrado do ICMC-USP, ele é suficientemente genérico para ser usado em outros programas de mestrado que avaliam o inglês instrumental e por jovens pesquisadores que desejam conhecer as convenções do gênero de textos científicos em inglês. / The need to read correctly and rapidly a huge amount of scientific papers, that is predominantly in English as the lingua franca for science, represents a considerable barrier for novice non-native English researchers. Due to this need, in 2001, the MSc. program in Computer Science and Computational Maths at ICMC-USP proposed a new type of proficiency exam to evaluate students\' competence in terms of the demands of highly standardized research articles written in English. The English proficiency exam website makes available simulated tests for the students to be aware of the contents and scoring procedure and to practice before applying for the formal exam, which is also automatically corrected. However, practice with simulated tests only provides a report with the student\'s score. There is no support to correct student\'s misconceptions, to instruct or to refresh prerequisite knowledge. A possible solution to fulfil this gap is to provide a computer-based environment designed to arouse students\' consciousness about the conventions in English usage in research papers. The purpose of this research was to propose such an environment. The computer-based environment developed, called Computer-Aided Learning of English for Academic Purposes (CALEAP-Web), is the result of the integration of an adaptive test, named Adaptive English Proficiency Test for the Web (ADEPT), and a task based environment called Computer-Aided Task Environment for Scientific English (CATESE). An adaptive test consists of items (questions) selected according to the estimated ability level of the student, providing an individualized test. A task based environment provides predefined tasks to ensure student\'s learning in a certain issue. Two evaluation experiments with students from the MSc. program in Computer Science and Computational Maths at ICMC-USP were carried out with ADEPT; with CALEAP-Web simulations were designed to verify functionality and robustness. Although CALEAP-Web was developed to support students from the MSc. program in Computer Science and Computational Maths at ICMC-USP, it is sufficiently generic to be used in other master programs which assess instrumental English and by novice researchers who need to know the demands of highly standardized research articles written in English.

L'optique adaptative a révolutionné l'imagerie astronomique en permettant de corriger en temps réel les déformations du front d'onde introduites l'atmosphère, et d'atteindre la limite de diffraction des télescopes. Plus récemment, différentes modalités d'optique adaptative grand-champ ont permis de repousser les limites d'utilisation de ces instruments, compensant l'anisoplanétisme de l'atmosphère, et la faible couverture du ciel. L'asservissement de ces systèmes est sans aucun doute un point clé pour améliorer encore les performances de ces systèmes, pour ainsi converger vers les programmes scientifiques des futurs ELT.Le premier objectif de ces travaux de thèse est de définir un outil général d'analyse de performance, permettant de comparer, sous la forme de budgets d'erreur, différents régulateurs linéaires. Ceci permet d'améliorer les instruments actuels, ou de faire des choix dans la conception des futurs instruments des ELT. Pour cela, un formalisme d'analyse fréquentielle est développé dans le cadre de l'optique adaptative classique, et étendu au cas grand-champ. On montre que cet outil permet aussi bien de décomposer les performances calculées en simulation qu'à partir de données télémétriques enregistrées sur le ciel. De nouvelles stratégies de commande, basées sur de nouveaux modèles de perturbation sont proposées, et leur apport en performance discuté au regard de leur budget d'erreur. Ces résultats ont servi à la caractérisation d'une commande LQG tip-tilt avec filtrage de vibration qui doit être intégrée à l'instrument d'optique adaptative multi-conjuguée GeMS, au Chili. / Adaptive Optics (AO) systems have revolutionized ground-based astronomical imagery, allowing for real-time compensation of turbulence-induced deformations of the optical wavefront, and therefore allowing to reach the diffraction limit. More recently, wide-field AO modalities have been proposed to expand the operational range of instruments by compensating anisoplanatism and increase sky coverage. Controlling such systems is certainly a key issue to further improve their performance and to converge towards the goals of the ELTs science programs.The first objective of this thesis work is to define a general-purpose performance analysis tool, enabling to compare different linear controllers through their error budgets, in order to improve existing instruments or make choices in the design of future instruments. To achieve this aim, a frequency-domain formalism is developed for single-conjugated AO and extended to wide-field configurations. It is shown that this tool allows to decompose controller performance using either simulations or on-sky data. New control strategies based on new disturbance models (turbulence, vibrations...) are proposed, and the improvement in performance is discussed based on their error budget. Furthermore, these results contributed to characterize an LQG controller with vibration mitigation that is to be integrated in the tip/tilt loop of the multi-conjugate AO system GeMS, at Gemini South Observatory, in Chile.

Un lien optique basé sur un multiplex de longueurs d'onde autour de 1,55μm est une alternative intéressante pour pallier la saturation des bandes radio-fréquences classiquement utilisées et pour répondre aux besoins de liens haut débit par satellite géostationnaire de la prochaine génération de télécommunication. Compte-tenu de la puissance limitée des lasers envisagés, la divergence du faisceau doit être considérablement réduite. Par conséquent, le pointage du faisceau devient un paramètre critique. Au cours de sa propagation entre la station sol et un satellite géostationnaire, le faisceau optique est dévié et éventuellement déformé par la turbulence atmosphérique. Cela induit de fortes fluctuations du signal de télécommunication détecté, réduisant le débit disponible. Un miroir de basculement est utilisé pour pré-compenser la déviation mesurée à partir d'un faisceau provenant du satellite. Du fait de l'angle de pointage en avant entre la liaison descendante et la liaison montante, les effets de turbulence subis par les deux faisceaux sont légèrement différents, ce qui induit une erreur dans la correction.Le critère de performance de la liaison est l’intensité minimale détectable 95% du temps. Un modèle rapide, nommé WPLOT, prenant en compte les erreurs de pointage et leur évolution temporelle, est proposé pour évaluer cette intensité minimale en fonction des paramètres de la station sol et de la qualité de la correction. Les résultats obtenus avec ce modèle sont comparés avec ceux obtenus par un modèle physique mais plus couteux en temps de calcul ; le code TURANDOT. Grâce à ce modèle, une étude de sensibilité a été réalisée et a permis de proposer un dimensionnement de la station sol. Ce modèle permet également de générer des séries temporelles afin d’optimiser les codes de correction d’erreur et optimiser le débit (1Terabit/s d'ici 2025). / An optical link based on a multiplex of wavelengths at 1.55µm is foreseen to be a valuable alternative to the conventional radio-frequencies for the feeder link of the next-generation of high throughput geostationary satellite. Considering the limited power of lasers envisioned for feeder links, the beam divergence has to be dramatically reduced. Consequently, the beam pointing becomes a key issue. During its propagation between the ground station and a geostationary satellite, the optical beam is deflected and possibly distorted by atmospheric turbulence. It induces strong fluctuations of the detected telecom signal, thus reducing the capacity. A steering mirror using a measurement from a beam coming from the satellite is used to pre-compensate the deflection. Because of the point-ahead angle between the downlink and the uplink, the turbulence effects experienced by both beams are slightly different, inducing an error in the correction. The performance criteria is the minimum detectable irradiance 95% of the time. A fast model, named WPLOT, taking into account pointing errors and their temporal evolution, is proposed to evaluate the minimum irradiance as a function of the ground station parameters and quality of the correction. The model’s results are compared to those obtained with a more physical but requiring more computation power: TURANDOT. A sensitivity study has been realized and led to a sizing of a ground station. The model also enables the generation of time series in order to optimize the forward error correction codes in order to be compliant with the targeted capacity (1Terabit/s by 2025).