La Réunion est une île volcanique du Sud-Ouest de l’Océan Indien, située à 800 km à l’Est de Madagascar et appartenant à l’archipel des Mascareignes, avec Maurice et Rodrigues. Ce territoire est un département français d’outremer et par conséquent les lois européennes sur la qualité des eaux des cours d’eau s’y appliquent. La chimie de l’eau n’étant pas suffisante pour surveiller la qualité des eaux, les bio-indicateurs peuvent compléter le diagnostic. Dans cette thèse, les diatomées ont été choisies pour évaluer la qualité des eaux courantes. Les diatomées de La Réunion ne sont connues que par des articles épars avec la description de nouvelles espèces. Pendant quatre ans, six campagnes de prélèvements ont été menées sur les rivières pérennes. Ce travail a permis d’acquérir des connaissances sur la flore diatomique épilithique des cours d’eau pérennes de La Réunion et par conséquent sur la biodiversité de ces milieux. De plus, l’écologie des diatomées a été étudiée statistiquement, avec les arbres de régression multivariable (ARM), l’IndVal et ses extensions et les moyennes pondérées, ce qui a permis d’acquérir des connaissances sur l’écologie des communautés, l’autoécologie des espèces et donc sur la qualité de l’eau des rivières. Les résultats intégrés de cette thèse ainsi que les travaux réalisés dans le cadre d’une collaboration avec l’Irstea, ont abouti à une nouvelle méthode indicielle, l’Indice Diatomique Réunion ou IDR, permettant d’évaluer la qualité écologique des cours d’eau. / The volcanic Réunion Island is situated in the southwest Indian Ocean, 800 km to the east of Madagascar; it belongs to the Mascarene archipelago with Mauritius and Rodrigues. This territory is a French oversea department and therefore follows EU laws rivers water quality. The water chemistry is not enough to monitor the quality of water and bioindicators can complete the diagnosis. In this thesis, diatoms have been choosen to assess the quality of the running waters. The diatoms of Réunion Island are only known through scarce articles with bthe description of new species. During four years, six sampling campaigns were conducted on the perennial rivers. The gain of this work is the knowledge of the epilithic diatom flora of Réunion Island perennial rivers and therefore the biodiversity of these environments. Moreover, the study of the diatom ecology by statistics, like Multivariable regression trees (MRT), IndVal and these extensions, Weighted Average (WA) allows acquire knowledge about their community ecology, their autoecology and accordingly on the quality of the river water. The results included in this thesis as well as the work done in collaboration with Irstea, led to a new index method, the Diatomic Index Réunion or IDR, to assess the ecological quality of rivers.

Dans le système économique actuel, innover en mettant sur le marché, toujours plus rapidement, des systèmes de plus en plus complexes est une nécessité absolue pour bon nombre d'entreprises. Mais comment conserver un niveau de maîtrise de risque acceptable dans un tel contexte ? L'AMDEC, déployée sur l'ensemble des composants ou fonctionnalités du système, par son coté chronophage, ne peut à elle seule, constituer une réponse convenable. Aussi, après une première partie consacrée au descriptif des méthodologies d'analyse de risques classiquement déployées en conception, puis à celles classiquement utilisées en phase industrialisation, nos travaux se sont portés à deux niveaux : - L'amélioration des outils classiques, soit au niveau de leur enchainement, au niveau de leur mise en œuvre comme pour l'AMDEC menée de telle sorte qu'elle soit plus efficiente, ou au niveau de leur finalité comme pour l'APR utilisée pour le paramétrage des outils d'analyse à déployer dans un second temps. - La proposition de nouvelles méthodologies comme la matrice d'impact globale, outil permettant de synthétiser QFD, AMDEC Processus et Plan de Surveillance en un seul et même document, ou comme le traitement des défaillances sécuritaires par un arbre de défaillance jumelé avec une approche SIL issue de la norme CEI 61508.

Fondé sur le double constat de l'abandon des activités proto-industrielles des garrigues boisées et de l'introduction, quelque quarante années plus tard, de Quercus ilex L. en milieu urbain, ce travail de recherche révèle, grâce à l'analyse des politiques de gestion du patrimoine arboré de Montpellier (France), Firenze (Italie) et Valencia (Espagne), les dynamiques territoriales impliquées par l'évolution statutaire des arbres, et du chêne vert en particulier. Les nouvelles fonctions ornementales et culturelles qui sont attribuées à cette espèce, désormais argument et instrument du développement durable, s'associent, jusqu'à parfois les masquer, aux fonctions originelles, nourricières et forestières. Si l'arbre, révélateur des mutations territoriales successives, s'impose comme l'un des marqueurs privilégiés des paysages méditerranéens, le chêne vert s'inscrit quant à lui comme un élément moteur de nouvelles territorialités de la Méditerranée nord-occidentale.

Le clade des lignophytes comprend d'une part les progymnospermes (Dévonien-Carbonifère) à reproduction par spores, et d'autre part les plantes à graines ou spermatophytes (Dévonien-actuel) qui dominent la majorité des écosystèmes actuels. Dans le cadre de recherches sur l'évolution du port arborescent au Paléozoïque, nous nous sommes intéressés aux premiers arbres apparus dans ce clade. Les plus anciennes lignophytes arborescentes sont les progymnospermes Archaeopteridales qui apparaissent à la fin du Dévonien moyen (385 Ma) et s'éteignent autour de la limite Dévonien-Carbonifère. Après leur disparition, on connait au Carbonifère inférieur (Mississippien) une vingtaine de nouveaux taxons d'Europe et d'Amérique du nord considérés comme arborescents et attribuées aux progymnospermes Protopityales et aux spermatophytes. En raison de l'insuffisance de données, particulièrement sur leur mode de reproduction, les affinités de ces taxons sont incertaines et leur importance a souvent été sous-estimée. <br />Ce travail de thèse documente dans un premier temps des spécimens anatomiquement conservés d'âge Mississippien provenant de la Montagne Noire (France), du Sahara central (Algérie) et de quatre bassins de l'état du Queensland (Australie). Ces spécimens, dont certains représentent de nouveaux taxons, illustrent la diversité taxonomique des lignophytes arborescentes qui succèdent aux Archaeopteridales. Ils documentent pour la première fois avec certitude leur présence en Gondwana, et ce dès le Mississippien inférieur. Plus généralement, ces résultats plaident en faveur d'une transition progressive entre les Archaeopteridales du Dévonien et les nouvelles formes arborescentes du Mississippien. <br />Dans un second temps nous comparons la disparité morpho-anatomique des lignophytes arborescentes et non-arborescentes du Dévonien et du Mississippien. Les résultats mettent notamment en évidence une diversification importante de l'appareil végétatif chez les formes arborescentes du Mississippien ; ceci concerne en particulier l'anatomie du système vasculaire primaire et secondaire et le mode d'émission des organes latéraux. Enfin, une analyse phylogénétique basée sur un jeu de caractères essentiellement végétatifs a permis de tester les affinités de taxons mississippiens dont le mode de reproduction est inconnu. Les formes arborescentes attribuées a priori aux spermatophytes, se placent effectivement dans ce clade. Elles forment un groupe para- ou polyphylétique et présentent des affinités avec des spermatophytes non-arborescentes et avec les Cordaitales.

La traduction assistée par ordinateur a connu un grand essor dans les années 1990 avec l'arrivée des environnements à mémoires de traduction. Ces systèmes exploitent la redondance des textes techniques produits et traduits dans l'industrie, en proposant aux traducteurs de réutiliser des traductions archivées et d'accroître ainsi leur productivité. Ces mémoires utilisent, sans analyse, des segments de textes (le plus souvent des phrases entières) dont le découpage et l'alignement sont garantis par le traducteur.<br /><br />Pourtant ces mémoires recèlent des gisements d'information importants au niveau sous-phrastique dont les utilisateurs ne peuvent pas bénéficier. Le formalisme TransTree permet de représenter des correspondances sous-segmentales enchassées bilingues. Ces correspondances complexes (les amphigrammes) forment une structure arborescente exprimable en XML. Une transformation de surface conduit à une visualisation dynamique mettant en évidence les différents niveaux de correspondance entre sous-segments.<br /><br />TransTree s'accompagne d'une méthode générale de construction par voie statistique, fondée sur les arbres binaires de sécabilité. Cette méthode permet d'établir des amphigrammes à partir des correspondances entre mots typographiques. Il est possible d'abstraire des patrons de traduction (amphigrammes génériques) par classification des exemples rencontrés dans le corpus.<br /><br />Quelques expérimentations ont été effectuées pour valider le pouvoir d'expression du formalisme, explorer différentes options de construction et esquisser un algorithme de reconstitution d'un segment cible à partir d'un segment source inconnu avec la connaissance extraite des mémoires de traduction.

Dans ce travail, nous proposons de nouvelles approches d'estimation fonctionnelle pour des problèmes de régression et d'analyse de données de survie, et ce par l'utilisation de techniques adaptatives et non linéaires, fondées sur des décompositions en ondelettes. Les estimateurs qui en découlent, combinent les techniques d'estimation par projection orthogonale et celles de seuillage ou arbre de régression. Tout au long de ce travail, l'accent est mis sur l'importance que revêt le choix de la base optimale parmi une famille de bases d'ondelettes ou de paquets d'ondelettes exploitant au mieux la structure d'analyse multiéchelle qui leur est associée....

L'application des mesures d'importance de type PageRank aux graphes du Web est le sujet de cette thèse, qui est divisée en deux parties. La première introduit une famille particulière de grands graphes, les graphes du Web. Elle commence par définir la notion de Web indexable, puis donne quelques considérations sur les tailles des portions de Web effectivement indexées. Pour finir, elle donne et utilise quelques constatations sur les structures que l'on peut observer sur les graphes induits par ces portions de Web. Ensuite, la seconde partie étudie en profondeur les mesures d'importance à la PageRank. Après un rappel sur la théorie des chaînes de Markov est présentée une classification originale des algorithmes de PageRank, qui part du modèle le plus simple jusqu'à prendre en compte toutes les spécificités liées aux graphes du Web. Enfin, de nouveaux algorithmes sont proposés. L'algorithme BackRank utilise un modèle alternatif de parcours du graphe du Web pour un calcul de PageRank plus rapide. La structure fortement clusterisée des graphes du Web permet quant à elle de décomposer le PageRank sur les sites Web, ce qui est réalisé par les algorithmes FlowRank et BlowRank.

Cette thése porte sur la reconnaissance de caractères imprimés et manuscrits par méthodes markoviennes et réseaux bayésiens. La première partie consiste à effectuer une modélisation stochastique markovienne en utilisant les HMMs classiques dans deux cas: semi-continu et discret. Un premier modèle HMM est obtenu à partir d'observations de type colonnes de pixels (HMM-vertical), le second à partir d'observations de type lignes (HMM-horizontal). Ensuite nous proposons deux types de modèles de fusion : modèle de fusion de scores qui consiste à combiner les deux vraisemblances résultantes des deux HMMs, et modèle de fusion de données qui regroupe simultanément les deux observations lignes et colonnes. Les résultats montrent l'importance du cas semi-continu et la performance des modèles de fusion. Dans la deuxième partie nous développons les réseaux bayésiens statiques et dynamiques, l'algorithme de Jensen Lauritzen Olesen (JLO) servant comme moteur d'inférence exacte, ainsi que l'apprentissage des paramètres avec des données complètes et incomplètes. Nous proposons une approche pour la reconnaissance de caractères (imprimés et manuscrits) en employant le formalisme des réseaux bayésiens dynamiques. Nous construisons certains types de modèles: HMM sous forme de réseau bayésien dynamique, modèle de trajectoire et modèles de couplages. Les résultats obtenus mettent en évidence la bonne performance des modèles couplés. En général nos applications nous permettent de conclure que l'utilisation des réseaux bayésiens est efficace et très prometteuse par le fait de modéliser les dépendances entre différentes observations dans les images de caractères.

L'objet de cette thèse est l'étude d'algorithmes d'inférence et de méthodes de sélection pour les modèles de Markov cachés. L'analyse de propriétés du graphe d'indépendance conditionnelle aboutit à la définition d'une famille de modèles aisément paramétrables et interprétables. Pour ces modèles, nous proposons des algorithmes d'inférence basés sur des récursions de type arrière-avant efficaces, numériquement stables et permettant des calculs analytiques. Puis nous étudions différentes méthodes de sélection du nombre d'états cachés, dont le demi-échantillonnage, les critères BIC, AIC, ICL, et la pénalisation de la vraisemblance marginale. L'implémentation de la validation croisée, problématique dans le cas de dépendances entre variables, fait l'objet de développements particuliers. Ces méthodes sont comparées par des expérimentations sur des données simulées puis réelles (fiabilité de logiciels). Nous illustrons l'intérêt des arbres et chaînes de Markov cachés en traitement du signal.

In the first part of the thesis, we address the optimization of multimedia applications such as videoconferences or multi-player games in which user-dependent information has to be sent from the users to a core node to be chosen, and then global information has to be multicast back from the core node to all users. For a given communication network, this optimization seeks a core node under two potentially competing criteria, one being the sum of the distances to a set of user terminals, the other being the cost of connecting this core node and the terminals with a multicast (or Steiner) tree. We first consider the problem of minimizing a weighted sum of the two criteria and propose a heuristic which rapidly computes a solution guaranteed to be within a few percent of the optimum. Then we characterize the worst-case trade-offs between approximation ratios for the two criteria. To state our result informally, we show that there always exists a core location for which each criterion is close to its minimum value (if we were to disregard the other criterion). In the second part, we focus on the protection of multimedia streaming applications against packet losses. Because of real-time constraints, error recovery is often achieved by Forward Error Correction (FEC) techniques which consist of partitioning the packet stream into blocks of consecutive packets and adding redundant data packets to each block. If the number of packets lost within a block is at most the number of redundant packets added, the receiver is able to recover the original data packets. Otherwise some data is irrecoverably lost. In communication networks, FEC techniques are typically impaired by the fact that packet losses are not evenly distributed among blocks but rather occur in long bursts of consecutive losses. However it has been observed that splitting the transmission of a FEC block onto several paths typically decreases the probability of an irrecoverable loss. Whereas current approaches rely on an exact computation of the probability and are consequently restricted to very small network instances, we propose to approximate this probability by measuring the impact of the chosen routing on the peakedness of the received packet stream. The peakedness of a stream may be seen as a measure of how packets are spread over time within the stream. Numerical experiments are presented and show that our method yields good approximations of the probability of irrecoverable loss./La première partie de cette thèse concerne l'optimisation d'applications multimédias, telles que des vidéoconférences ou des jeux en groupes, pour lesquels l'information propre à chaque utilisateur doit être envoyée vers un noeud central à sélectionner. L'information globale est ensuite diffusée en retour de ce noeud central vers chacun des utilisateurs. Pour un réseau de communication donné, cette optimisation consiste à choisir le noeud central selon deux critères potentiellement concurrents, le premier étant la somme des distances vers les utilisateurs, le second étant le coût de connecter ce noeud central et les utilisateurs avec un arbre multicast (ou arbre de Steiner). Nous considérons tout d'abord le problème de la minimisation d'une somme pondérée des deux critères et proposons une heuristique qui calcule rapidement une solution garantie d'être éloignée de l'optimum d'au plus quelques pour cent. Ensuite nous caractérisons les pires cas du compromis existant entre les rapports d'approximation pour les deux critères. De façon informelle, notre résultat peut se formuler comme suit : nous montrons qu'il est toujours possible de sélectionner le noeud central de telle sorte que chaque critère soit proche de sa valeur minimum (obtenue sans considérer l'autre critère). Dans la seconde partie, nous nous concentrons sur la protection des applications de diffusion multimédia (streaming) contre les pertes de paquets. A cause de contraintes temps réel, la récupération des erreurs pour ces applications est typiquement réalisée par des techniques de corrections d'erreurs dites "en avant" (Forward Error Correction ou FEC) qui consistent à partitionner le flux de paquets en blocs de paquets consécutifs et à ajouter des paquets de données redondantes à chacun de ces blocs. Si le nombre de paquets perdus au sein d'un bloc est inférieur ou égal au nombre de paquets ajoutés, le récepteur est capable de récupérer les paquets de données originaux. Dans le cas contraire, des données sont perdues de façon irrécupérable. Dans les réseaux de communication, l'efficacité des techniques FEC est typiquement dégradée par le fait que les pertes de paquets ne sont pas distribuées uniformément parmi les blocs de paquets mais apparaissent plutôt groupées par en rafales de pertes consécutives. Cependant il a été récemment observé que répartir la transmission d'un bloc FEC sur plusieurs chemins permet généralement de diminuer la probabilité de perte irrécupérable. Alors que les approches existantes se basent sur un calcul exact de cette probabilité et se limitent donc à des réseaux de très petite taille, nous proposons d'en calculer une approximation en mesurant l'impact du routage choisi sur la "peakedness" du flux de paquets. La peakedness d'un flux peut être vue comme un mesure de la répartition temporelle des paquets au sein de ce flux. Des résultats numériques sont présentés et montrent que notre méthode permet de calculer une bonne approximation de la probabilité de perte irrécupérable..