Dans cette thèse, nous concevons et appliquons un système d'assimilation de données pour l'estimation des sources de poussières désertiques à l'échelle régionale. Nous assimilons des données d'épaisseur optique des aérosols à partir de produits satellitaires dans une configuration régionale d'un modèle de circulation générale, couplé à un modèle d'aérosol et à un module de production de poussières. Le vecteur de contrôle dans le système d'assimilation est composé des facteurs de correction pour les émissions obtenues par l'ébauche du module de production de poussières. Nous concentrons nos inversions sur l'Afrique du Nord et la péninsule arabique pour une période d'un an. Nous décrivons le module de production de poussières et le système d'assimilation. Les résultats de l'inversion et la validation par rapport à des mesures indépendantes sont ensuite présentés en détail. Nous poursuivons cette thèse en mettant l'accent sur la sensibilité des émissions de poussières au jeu de données d'observation. Pour cela, nous avons assimilé cinq produits différents d'épaisseur optique d'aérosols dans notre système d'assimilation de données. Nous avons identifié des erreurs systématiques dans le modèle et dans les observations, ainsi que les limites et les avantages de notre approche. Nous avons accordé une attention particulière à la définition des statistiques d'erreur et à la procédure numérique pour calculer les analyses. Nous proposons et mettons en oeuvre un schéma de correction de biais dans l'espace des observations, et nous évaluons sa performance. / In this thesis we design and apply a data assimilation system for the estimation of mineral dust emission fluxes at the regional scale. We assimilate aerosol optical depth retrievals from satellite-borned instruments in a regional configuration of a general circulation model, coupled to an aerosol model and to a dust production module. The control variable in the assimilation system are correction factors for the prior emissions of the dust production module. We focus our inversions over North Africa and the Arabian Peninsula for a one-year period. We describe the dust production module and the assimilation system. The inversion results and the validation against independent measurements is presented in detail. We continue this thesis with a focus on the sensitivity of the inferred dust emissions with respect to the observational dataset assimilated. For this purpose, we have assimilated five different aerosol optical depth retrievals in our data assimilation system. We have identified systematic errors in the model, in the observations and limitations and advantages of our approach. We have given special attention to the definition of the error statistics and the numerical procedure to compute the analyses. We propose and implement a bias correction scheme in the observational space, and we evaluate its performance.

Les méthodes d'assimilation de données sont en constante évolution pour s'adapter aux problèmes à résoudre dans les multiples domaines d’application. En sciences de l'atmosphère, chaque nouvel algorithme a d'abord été implémenté sur des modèles de prévision numérique du temps avant d'être porté sur des modèles de chimie atmosphérique. Ce fut le cas des méthodes variationnelles 4D et des filtres de Kalman d'ensemble par exemple. La nouvelle génération d'algorithmes variationnels d'ensemble quadridimensionnels (EnVar 4D) ne fait pas exception. Elle a été développée pour tirer partie des deux approches variationnelle et ensembliste et commence à être appliquée au sein des centres opérationnels de prévision numérique du temps, mais n'a à ce jour pas été testée sur des modèles opérationnels de chimie atmosphérique.En effet, la complexité de ces modèles rend difficile la validation de nouvelles méthodes d’assimilation. Il est ainsi nécessaire d'avoir à disposition des modèles d’ordre réduit, qui doivent être en mesure de synthétiser les phénomènes physiques à l'{oe}uvre dans les modèles opérationnels tout en limitant certaines des difficultés liées à ces derniers. Un tel modèle, nommé L95-GRS, a donc été développé. Il associe la météorologie simpliste du modèle de Lorenz-95 à un module de chimie de l'ozone troposphérique avec 7 espèces chimiques. Bien que de faible dimension, il reproduit des phénomènes physiques et chimiques observables en situation réelle. Une méthode d'assimilation de donnée, le lisseur de Kalman d'ensemble itératif (IEnKS), a été appliquée sur ce modèle. Il s'agit d'une méthode EnVar 4D itérative qui résout le problème non-linéaire variationnel complet. Cette application a permis de valider les méthodes EnVar 4D dans un contexte de chimie atmosphérique non-linéaire, mais aussi de soulever les premières limites de telles méthodes.Fort de cette expérience, les résultats ont été étendus au cas d’un modèle réaliste de prévision de pollution atmosphérique. Les méthodes EnVar 4D, via l'IEnKS, ont montré leur potentiel pour tenir compte de la non-linéarité du modèle de chimie dans un contexte maîtrisé, avec des observations synthétiques. Cependant, le passage à des observations réelles d'ozone troposphérique mitige ces résultats et montre la difficulté que représente l'assimilation de données en chimie atmosphérique. En effet, une très forte erreur est associée à ces modèles, provenant de sources d'incertitudes variées. Deux démarches doivent alors être entreprises pour pallier ce problème.Tout d’abord, la méthode d’assimilation doit être en mesure de tenir compte efficacement de l’erreur modèle. Cependant, la majorité des méthodes sont développées en supposant au contraire un modèle parfait. Pour se passer de cette hypothèse, une nouvelle méthode a donc été développée. Nommée IEnKF-Q, elle étend l'IEnKS au cas avec erreur modèle. Elle a été validée sur un modèle jouet, démontrant sa supériorité par rapport à des méthodes d'assimilation adaptées naïvement pour tenir compte de l’erreur modèle.Toutefois, une telle méthode nécessite de connaître la nature et l'amplitude exacte de l'erreur modèle qu'elle doit prendre en compte. Aussi, la deuxième démarche consiste à recourir à des outils statistiques pour quantifier cette erreur modèle. Les algorithmes d'espérance-maximisation, de emph{randomize-then-optimize} naïf et sans biais, un échantillonnage préférentiel fondé sur l'approximation de Laplace, ainsi qu'un échantillonnage avec une méthode de Monte-Carlo par chaînes de Markov, y compris transdimensionnelle, ont ainsi été évalués, étendus et comparés pour estimer l'incertitude liée à la reconstruction du terme source des accidents des centrales nucléaires de Tchernobyl et Fukushima-Daiichi.Cette thèse a donc enrichi le domaine de l'assimilation de données EnVar 4D par ses apports méthodologiques et en ouvrant la voie à l’application de ces méthodes sur les modèles de chimie atmosphérique / Data assimilation methods are constantly evolving to adapt to the various application domains. In atmospheric sciences, each new algorithm has first been implemented on numerical weather prediction models before being ported to atmospheric chemistry models. It has been the case for 4D variational methods and ensemble Kalman filters for instance. The new 4D ensemble variational methods (4D EnVar) are no exception. They were developed to take advantage of both variational and ensemble approaches and they are starting to be used in operational weather prediction centers, but have yet to be tested on operational atmospheric chemistry models.The validation of new data assimilation methods on these models is indeed difficult because of the complexity of such models. It is hence necessary to have at our disposal low-order models capable of synthetically reproducing key physical phenomenons from operational models while limiting some of their hardships. Such a model, called L95-GRS, has therefore been developed. It combines the simple meteorology from the Lorenz-95 model to a tropospheric ozone chemistry module with 7 chemical species. Even though it is of low dimension, it reproduces some of the physical and chemical phenomenons observable in real situations. A data assimilation method, the iterative ensemble Kalman smoother (IEnKS), has been applied to this model. It is an iterative 4D EnVar method which solves the full non-linear variational problem. This application validates 4D EnVar methods in the context of non-linear atmospheric chemistry, but also raises the first limits of such methods.After this experiment, results have been extended to a realistic atmospheric pollution prediction model. 4D EnVar methods, via the IEnKS, have once again shown their potential to take into account the non-linearity of the chemistry model in a controlled environment, with synthetic observations. However, the assimilation of real tropospheric ozone concentrations mitigates these results and shows how hard atmospheric chemistry data assimilation is. A strong model error is indeed attached to these models, stemming from multiple uncertainty sources. Two steps must be taken to tackle this issue.First of all, the data assimilation method used must be able to efficiently take into account the model error. However, most methods are developed under the assumption of a perfect model. To avoid this hypothesis, a new method has then been developed. Called IEnKF-Q, it expands the IEnKS to the model error framework. It has been validated on a low-order model, proving its superiority over data assimilation methods naively adapted to take into account model error.Nevertheless, such methods need to know the exact nature and amplitude of the model error which needs to be accounted for. Therefore, the second step is to use statistical tools to quantify this model error. The expectation-maximization algorithm, the naive and unbiased randomize-then-optimize algorithms, an importance sampling based on a Laplace proposal, and a Markov chain Monte Carlo simulation, potentially transdimensional, have been assessed, expanded, and compared to estimate the uncertainty on the retrieval of the source term of the Chernobyl and Fukushima-Daiichi nuclear power plant accidents.This thesis therefore improves the domain of 4D EnVar data assimilation by its methodological input and by paving the way to applying these methods on atmospheric chemistry models

This study investigates the linguistic relationship between Southern and Northern Ndebele. The focus is on the historical background of the two main South African Ndebele groups, covering various linguistic aspects, such as phonology, morphology, lexicography and spelling rules. The research reveals that, despite the fact that Southern and Northern Ndebele share a common name and historical background, the death of the Ndebele ancestral chief, Musi, at KwaMnyamana, which caused this nation to split into Southern and Northern Ndebele, resulted in the two Ndebele languages. As this study shows, these differ substantially from each other. The two Ndebele languages are examined, phonologically, in Chapters Three and Four revealing demonstrable phonological differences. Southern Ndebele, for instance, has several sounds (e.g., click sounds) that do not occur in its northern counterpart, while Northern Ndebele contains a number of non-Nguni sounds (e.g., interdentals) that do not occur in Southern Ndebele. Phonologically, Southern Ndebele, like other Zunda Nguni languages, employs the voiced lateral alveolar fricative phoneme /z/ [z] (e.g., izifo ‘diseases’), whereas Northern Ndebele, like other Tekela Nguni languages, uses the ejective interdental explosive /t/ [t’] (e.g., tifo ‘diseases’). Morphophonologicallly, the so-called denasalition feature that both languages manifest in their primary and secondary nasal compounds (i.e., Classes 9 and 10 noun class prefixes) occurs in almost opposing ways. In Southern Ndebele, the nasal /n/ resurfaces in all noun class prefixes of Class 10 nouns, while in Northern Ndebele, it occurs only in the noun class prefixes with monosyllabic stems or stems beginning with a voiced or semi-voiced consonant. This morphophonological feature (denasalisation) has spread to other grammatical environments, such as adjectival concords, inclusive quantitative pronouns and all formatives with the nasal compound ng [g] , in Northern Ndebele. The two languages also reveal that there are differences in assimilation, syllabification, palatalization, vowel elision, vowel substitution, consonantalization, glide insertion and labialization. Chapters Five to Eight focus on morphological differences. Here, the two Ndebele languages show differences in the various word categories: nouns, pronouns, qualificatives, copulatives, adverbs, moods, tenses, verbs, auxiliary verbs, conjunctives and ideophones. For instance, whereas Southern Ndebele noun class prefixes, like other Nguni languages – such as isiZulu and isiXhosa – comprises the pre-prefix + basic prefix + stem (e.g., u-mu-ntu ‘person’ a-ba-ntu ‘people’), in Northern Ndebele, this word category comprises the basic prefix + stem like Sotho languages (e.g., mu-nru ‘person’ ba-nru ‘people’). In addition, while the noun class prefix of Class 8 in Southern Ndebele contains a nasal before polysyllabic noun stems (e.g., iinkhova ‘owls’), in Northern Ndebele, Class 8 noun class prefixes contain no nasal (e.g., tikxabula ‘shoe’). Lexically, the most salient differences are that, although the two Ndebele languages share similar Nguni vocabulary, they have been unequally influenced by the neighbouring Sotho languages. Most importantly, despite the fact that both Ndebele languages have borrowed words from Northern Sotho and Setswana, Northern Ndebele has borrowed many more terms than Southern Ndebele. Lastly, in line with the Southern Ndebele (2008) and Northern Ndebele (2001) Spelling Rules, this investigation observes that the two Ndebele languages differ radically. In Southern Ndebele, for instance, there are numerous language aspects that have spelling rules governing their encryption, but in Northern Ndebele no rules exist as yet for such aspects. The findings reveal that Southern and Northern can be regarded as two distinct languages that deserve autonomous development even though they trace their origin from the same historical source. / Thesis (DLitt)--University of Pretoria, 2010. / African Languages / unrestricted

La couleur de la peau est le caractère physique de l’homme possédant la plus grandevariabilité. Originairement répartie selon un gradient géographique, les migrations depopulations sont venues nuancer cette répartition chromatique. La pigmentation caractérisetoutefois un espace géographique et les populations qui y vivent, constituant un marqueuridentitaire selon l’origine géographique des individus. La rencontre de populations d’originesdifférentes a donné naissance à un imaginaire construit autour de la couleur de la peau. Lapigmentation comme marqueur identitaire, qui n’a de sens que dans le domaine social, seconjugue à des mythes et stéréotypes qui ont évolués au cours du temps mais qui restenttoujours présents dans l’imaginaire social.Stigmatisante et chargée symboliquement, la couleur de la peau est soumise au mêmetitre que le reste du corps à un travail des apparences. Pour être jugée esthétiquementconforme aux normes dominantes, la peau doit répondre à des critères. Comme tout travaildes apparences, l’éclaircissement de la peau est un fait social s’inscrivant dans un système dereprésentations propre à l’environnement socio-culturel des populations qui s’éclaircissent.C’est dans ce contexte que cette pratique corporelle prend son sens. Or dans le cas despopulations originaires d’Afrique vivant en France, leur environnement socio-culturel se voitinfluencé à la fois par leur pays d’origine mais aussi par leur pays d’accueil, ainsi que par lesenjeux politiques les liant historiquement, des enjeux pour lesquels la couleur de la peau a putenir un rôle prépondérant, notamment durant la période de la colonisation.Au cours de notre étude, nous cherchons à faire un état des lieux de cette pratique auprèsdes femmes africaines vivant à Marseille. Nous essayons de mettre en évidence comment estréalisée cette pratique et à quels systèmes de représentations elle fait référence. Pour cela nousnous intéresserons aux produits et aux techniques permettant d’éclaircir la peau, au regard desfemmes africaines qu’elles utilisent ou non ces produits, mais également au discours socialsur la pratique émanant des publicités pour produits éclaircissants, des magazines fémininsciblant les femmes africaines mais aussi les vendeurs et les médecins témoins de l’impactnocif des produits.L’analyse globale de ces différents discours montre que la pratique de l’éclaircissementde la peau ne se limite pas à un changement de couleur de peau. En modifiant la teinte, maisaussi la texture et la luminosité de la peau, les femmes répondent à une logique sociale etimaginaire. En effet, la pratique de l’éclaircissement s’inscrit dans une logique imaginaire auxfondements empiriques et dont le résultat imprimé sur la peau des femmes aura un impactdans leur vie sociale. En changeant leur couleur de peau, les femmes rentrent dans uneconstruction bio-socio-subjective. Elles matérialisent ainsi une quête identitaire s’inscrivantdans un référentiel socio-culturel et chromatique.Ce travail a pour particularité d’apporter une analyse originale sur l’éclaircissement chezles femmes africaines à Marseille mais aussi un regard pluridisciplinaire nécessaire à l’étudede l’éclaircissement de la peau, une pratique corporelle qui renvoie à la fois à des fonctionsbiologiques et culturelles. / The skin color is the physical feature of human who has the biggest variability. Originallyspread in fonction a geographic gradient, the migrations of populations came to shade thischromatic distribution. However pigmentation caracterises a goegraphic space andpopulations living there, it is them a tracer of identity in fonction of individual geographicorigin. From the meeting of populations of different origin came forth an imaginary built onthe skin color. The skin pigmentation, as identitary tracer, wich has sens only in the socialdomain, is combined with mythes and stereotypes wich had evolved in the course of time butwich still remain presents in the social imaginary.Stigmatising and symbolically weighty, the skin color is subordinate as the rest of thebody to a work of the appareances. To be judged esthetically coplining dominant norms, skinhas to answer to specific standards. Like all works of appreances, the lightening of skin is asocial fact circumscribing within a system of representation belonging to the socio-culturalenvironment of populations who light itself. It is in this context that this corporal practicetakes sens. Thus, in the cas of populations originating from Africa and living in France, theirsocio-cultural environment is influenced by both the country of origin and the recievingcountry, and also by the political stakes wich historically bind them, stakes for wich skin colorhad taken a preponderant function, in particular during the periode of colonisation.In the course of our study, we try to estimate the situation of this practice by africanwomen living in Marseille. We try to make evident how is realised this practice and to wichsystems of representations it makes reference. In this purpose, we take interest to the productsand techniques enabling to light the skin, to the position of african women using or not thoseproducts, to the social discourse on the practice coming from advertising for lighteningproducts, from feminin magazines targetting african women and also the sellers and thedoctors witness of the harmful impact of the products.The global analyse of these different discourses shows that the practice of lightening skindoes not limite itself to a changing of skin color. Modifing complexion, but also texture andluminosity of the skin, women answer to a social and imaginary logic. Indeed, the practice oflightening lies within an imaginary logic with empirical fondations and whose result printedon the women skin will have an impact in their social life. Changing the skin color, womenbring in a bio-socio-subjective construction. Thus they materialise an identitary questcircumscribing itself in a socio-cultural and chromatic referential.This work has for particularities to bring an original analyse on the lightening of africanwomen living in Marseille but also a pluridisciplinar glance necessary for the study of thelightening skin, a corporal practice wich refer to either biological either cultural functions.

Cette étude a pour cadre l’analyse d’images dans un contexte multi-échelles, une attention particulière étant portée sur les images fluides dans un contexte turbulent. Nous traitons en premier lieu le problème de l’estimation de mouvement. Dans un contexte multi-échelles, on néglige bien souvent dans un premier temps la contribution des fines échelles du problème. Nous proposons, pour pallier ce problème, plusieurs termes d’attache aux données dérivant de l’OFCE. Ceux-ci permettent, à chaque niveau d’échelle, la prise en compte de ces composantes fines échelles. Les performances de ces termes sont expérimentalement démontrées sur des images générales et fluides. Nous abordons en second lieu le problème de super-résolution d’images de scalaires passifs : nous souhaitons reconstruire, de manière explicite, certains détails manquants au sein d’images basse résolution données. Pour cela, nous utilisons plusieurs modèles issus de la simulation des grandes échelles ainsi que des méthodes d’assimilation de données permettant d’assurer une certaine cohérence temporelle de la solution. Les approches présentées sont expérimentalement étudiées sur différentes séquences d’images. Enfin, nous proposons une méthode d’estimation multi-résolution permettant de combiner de manière simultanée les informations issues des différents niveaux de résolution. / This thesis is concerned with image analysis within a multi-scale framework. Specific attention is given to fluid images in the presence of turbulence. In a first part, we adress the problem of multi-scale motion estimation from image sequences. Starting from OFCE equation, we derive several image data terms allowing to take into account, while estimating the solution coarse scales, the contribution of the finer scales components usually neglected in classic approaches. The performances of the resulting estimators is demonstrated on both general and fluid images. The second step of this study is concerned with the problem of passive scalar images super- resolution : starting from low resolution input images, we aim at recovering some of the missing high frequencies. We proposed several methods inspired by the LES framework, as well as data assimilation techniques, in order to ensure the solution consistency over time. Such approaches are experimented and compared over various image sequences. Finally, we propose a multi-resolution estimation method simultaneously combining informations from different grid levels.

Les questions relatives à l’intégration des immigrés et de leurs descendants ne sont pas nouvelles dans la littérature économique. Celles-ci ont toutefois majoritairement été traitées du point de vue de l’efficacité économique de l’immigration ou des discriminations. L’assimilation culturelle revient, elle, régulièrement au cœur du débat public et en particulier au travers des notions d’identité nationale et culturelle. La théorie de l’identité est apparue en économie il y a une dizaine d’années et a permis d’améliorer la compréhension des décisions des individus lorsque ceux-ci se définissent par leur appartenance à un ou plusieurs groupes auxquels sont attachées des normes de comportement. A l’aide de cette théorie, nous regardons à quel point l’identité culturelle, considérée comme l’expression de l’assimilation culturelle des immigrés, permet d’améliorer la compréhension des inégalités socioéconomiques. Après avoir rappelé l’importance du contexte familial et du niveau d’éducation dans la réussite professionnelle des immigrés et descendants d’immigrés, nous analysons la formation de l’identité culturelle. Si l’identité ethnique diminue avec le temps passé dans le pays hôte, elle dépend aussi de la manière dont elle est mesurée. Nous mettons ensuite en évidence un impact négatif de l’identité ethnique sur l’accès à l’emploi et la participation politique mais neutre sur le niveau de salaire. Enfin, à l’aide d’une expérience contrôlée en laboratoire, nous vérifions de manière plus générale l’influence significative de l’identité de groupe sur les décisions individuelles. / Immigrants’ and their descendants’ assimilations are old issues in the economic literature. However, they have mainly been investigated in terms of immigration economic efficiency and discriminations. At the same time, cultural assimilation is a recurrent issue in the public debate and particularly through the concepts of national and cultural identity. The identity theory came out in economics more than a decade ago. It allowed improving the understanding of individuals’ decisions when they define themselves by their belonging to one or more groups to which behaving norms are attached. Thanks to this theory, we explore to what extent cultural identity, seen as the expression of immigrants’ cultural assimilation, allows improving the understanding of socioeconomic inequalities. We first highlight the importance of the family context and the educational attainment for the professional outcomes of first and second generations of immigrants. Then, we analyze the formation of the cultural identity. If ethnic identity diminishes with time since arrival in the host country, it also depends on the way it is measured. We exhibit a negative influence of ethnic identity on employment and voting participation but neutral on the wage level. Finally, thanks to a laboratory controlled experiment, we verify in a more general framework the significant role of group identity on individual behaviors.

This thesis makes the legal argument that certain histories of aboriginal child removals in Canada and Australia, that is, the residential school experience in Canada, and the program of child institutionalization in Australia, meet the definition of 'genocide' in Article II of the Convention on the Prevention and Punishment of the Crime of Genocide. My primary focus is on that Convention's requirement that an act be committed with an "intent to destroy a group". My first concern in formulating legal argument around the Convention's intent requirement is to offer a theory of the legal subject implicit in legal liberalism. Legal liberalism privileges the individual, and individual responsibility, in order to underscore its founding premises of freedom and equality. The intentionality of the subject in this framework is a function of the individual, and not the wider cultural and historical conditions in which the subject exists. Using a historical socio-legal approach, I attempt to develop a framework of legal subjectivity and legal intent which reveals rather than suppresses the cultural forces at work in the production of an intent to genocide. Having reacquainted the subject with the universe beyond the individual, I move on with the first limb of my legal argument around intent in the Genocide Convention to address the systemic means through which child removal policy was developed and enforced. In this, I confront two difficulties: firstly, the difficulty of locating in any single person an intent to commit, and hence responsibility for, genocide; and secondly, the corresponding difficulty of finding that a system intended an action in the legal sense. I respond to both of these difficulties by arguing for a notion of legal subjectivity which comprehends organisations, and correspondingly a notion of intent which is responsive (both on an individual and an organisational level) to systematically instituted crimes such as genocide. The second limb of my argument around intent confronts the defence of benevolent intent. In this defence, enforcers of child removals rely on a genuine belief in the benevolence of the 'civilising' project they were engaged in, so that there can be no intent to destroy a group. I reveal the cultural processes at work to produce the profound disjunction between aboriginal and settler subjectivities, especially as those subjectivities crystallize around the removal of aboriginal children. I locate this disjunction in the twin imperatives of colonial culture, those of oppression and legitimation. I argue that colonial culture exacts a justification for oppression, and that aboriginal people have been "othered" (in gendered, raced, and classed terms) to provide it. Intent to destroy a group, then, will be located via an enquiry which confronts the interests of colonial culture and aligns them firstly with the oppression of aboriginal people, and secondly with the discourses which developed to render that oppression in benevolent terms. The interpretation of the Genocide Convention is thus guided by the demands of context: and in context is revealed an intent to genocide by child removal. / Law, Peter A. Allard School of / Graduate

The acculturation of alien groups and the degree of assimilation they acheved, is the subject of this study.

Cette thèse traite de l'estimation du mouvement à partir d'une séquence d'images par des méthodes d'assimilation de données. Les travaux ont porté sur la prise en compte des objets dans les processus d'estimation, afin de corréler en espace les résultats obtenus. Les deux composantes méthodologiques que sont approche variationnelle et approche séquentielle sont traitées. L'algorithme variationnel repose sur une équation d'évolution, une équation d'ébauche et une équation d'observation. L'estimation s'obtient comme le minimum d'une fonction de coût. Dans une première étape, l'objet est décrit par sa courbe frontière. Le modèle dynamique caractérise l'évolution des images et déplace les objets afin que leurs positions correspondent à celles observées dans les acquisitions image. Cette approche impacte fortement les temps de calculs, mais permet une amélioration de l'estimation du mouvement. Deuxièmement, les valeurs de la matrice de covariance des erreurs d'ébauche sont modifiées afin de corréler, à moindre coût, les pixels de l'image. L'algorithme séquentiel présenté repose sur la création d'un ensemble de vecteurs d'état ainsi que sur des approches de localisation. Pour modéliser les objets, un nouveau critère de localisation portant sur l'intensité de niveau de gris des pixels a été défini. Cependant, la localisation, si elle est appliquée directement sur la matrice de covariance d'erreur, rend la méthode inutilisable pour de grandes images. Une approche consistant à découper le domaine global en sous-domaines indépendants, avant d'estimer le mouvement, a été mise au point. La prise en compte des objets intervient lors du découpage du domaine d'analyse global. / This thesis describes approaches estimating motion from image sequences with data assimilation methods. A particular attention is given to include representations of the displayed objects in the estimation process. Variational and sequential implementations are discussed in the document.The variational methods rely on an evolution equation, a background equation and an observation equation, which characterize the studied system and the observations. The motion estimation is obtained as the minimum of a cost function. In a first approach, the structures are modeled by their boundaries. The image model describes both the evolution of the gray level function and the displacement of the structures. The resulting motion field should allow the position of the structures in the model to match their observed position. The use of structures betters the result. A second approach, less expensive regarding the computational costs, is designed, where the structures are modeled by the values of the background error covariance matrix.The sequential approach, described in the thesis, relies on the creation of an ensemble of state vectors and on the use of localization methods. In order to model the structures, a new localization criteria based on the gray level values is defined. However, the localization method, if directly applied on the background error covariance matrix, renders the approach inoperable on large images. Therefore, another localization method is designed, which consists to decompose the image domain into independent subdomains before the estimation. Here, the structures representation intervenes while decomposing the global domain.

Cette thèse a permis d'explorer l'apport des variables polarimétriques radar (aux longueurs d'onde centimétriques), sensibles aux propriétés microphysiques des hydrométéores, pour les modèles de prévision numérique à échelle convective. Dans la première partie de la thèse, un opérateur d'observation radar polarimétrique, cohérent avec les paramétrisations microphysiques à 1 moment couramment utilisées par les modèles opérationnels à échelle convective a été développé. Des comparaisons entre données simulées et observées pour tous les types de radar (S, C et X) ont été réalisées pour deux cas d'étude convectifs, et ont permis de valider l'opérateur d'observation. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la conception et au test d'une méthode d'assimilation des variables polarimétriques, s'appuyant sur la méthode opérationnelle 1D+3D-Var, d'assimilation des réflectivités radar dans le modèle AROME. La méthode de restitution bayésienne 1D des profils d'humidité a été adaptée, afin d'inclure la phase différentielle spécifique et la réflectivité différentielle, en plus de la réflectivité, dans le vecteur d'observation. Plusieurs options de la méthode de restitution ont été testées et évaluées par des comparaisons aux observations radar et GPS. Des expériences d'assimilation menées sur deux cas convectifs ont ensuite été réalisées et ont permis d'évaluer l'impact des observations polarimétriques sur les champs analysés d'humidité ainsi que sur les prévisions de réflectivité et de cumuls de précipitation. / This PhD has explored the benefits of polarimetric variables (for centimeter wavelength radars), which are sensitive to the microphysical properties of hydrometeors, for convective scale numerical prediction models. In the first part of the PhD, a radar forward operator, consistent with the bulk 1 moment microphysical schemes typically used by the operational convective scale models, has been designed. Comparisons between observed and simulated variables for all radar types (S, C, X) have been performed for two convective cases, and helped validate the forward operator. Following these comparisons, quality controls have been specified so as to limitate the errors on the polarimetric variables before using them for assimilation. In the second part of the PhD, an assimilation method for polarimetric variables, based on the operational 1D+3D-Var assimilation method used for radar reflectivities in AROME model has been designed. The Bayesian retrieval of 1D humidity profiles has been adapted in order to include differential reflectivity and specific differential phase within the observation vector. Different options of the methodology have been tested and evaluated by comparisons with radar and GPS observations. Assimilation experiments conducted for two convective cases demonstrated an impact on analysed humidity fields. The effect of the assimilation of polarimetric variables on forecasted reflectivities and precipitation accumulations was also evaluated.