La protection de l’image médicale numérique comporte au moins deux aspects principaux: la sécurité et l’authenticité. Afin d’assurer la sécurité, l’information doit être protégée vis-à-vis des utilisateurs non autorisés. L’authenticité permet quant à elle de s’assurer que la donnée reçue n’est pas modifiée, n’est pas altérée, et qu’elle est bien envoyée par l’expéditeur supposé. La « technique » cryptographique garantit la sécurité en faisant l’hypothèse que l’expéditeur et le destinataire ont des clés permettant respectivement de crypter et de décrypter le message. De cette manière, seule la personne possédant la bonne clé peut décrypter le message et accéder au contenu de la donnée médicale. Dans cette thèse, nous avons apporté plusieurs contributions. La principale contribution est la proposition de solutions de tatouage d'images médicales robustes et réversibles dans le domaine spatial basées respectivement sur l’analyse de concepts formels (FCA) et le diagramme de décision binaire par suppression des zéros (ZBDD). La seconde est une approche de tatouage d’image médicale semi-aveugle pour la détection de modifications malveillantes. Une autre contribution est la proposition d'un système de chiffrement symétrique sécurisé basé sur les N-grams. La dernière contribution est un système hybride de tatouage et de cryptographie d’image médicale qui s’appuie sur une nouvelle forme de carte chaotique (chaotic map) pour générer des clés ayant des propriétés spécifiques, et qui permet d'obtenir une meilleure efficacité, une grande robustesse et une faible complexité par rapport aux approches existantes. / The protection of digital medical image comprises at least two main aspects: security and authentication. In order to ensure the security, the information has to be protected from the unauthorized users while the authentication confirms that the received data is not affected or modified and is sent by the intended sender (watermarking). The cryptography technique proves the security issues by assuming the intended sender and intended receiver have some security aspects called keys. So, after encryption of the digital material from the sender side, the person who has the key (receiver) can decrypt and access the content of the digital material. In this thesis, we have brought several contributions. The main one is the provision of robust and reversible medical image watermarking solutions in the spatial domain based respectively on FCA and ZBDD. The second one is a semi-blind medical image watermarking approach for the tamper detection. Another contribution is the proposal of a secure symmetric encryption system based on N-gram. The last contribution is a hybrid watermarking and cryptography medical image system which focuses on a new form of chaotic map to generate keys with specific properties, and achieves better efficiency, high robustness and low complexity than the existing approaches.

En 2007, lors du Grenelle de l’environnement, la France décide de mettre en place la Trame Verte et Bleue (TVB). L’approche réticulaire retenue pour cette politique environnementale d’un genre nouveau doit faciliter la lutte contre « l’érosion de la biodiversité » (loi n°2009-967 août 2009). Le déploiement de la TVB sur le territoire français passe par l’identification des continuités écologiques dans les documents d’urbanismes. Leur intégration dans les documents d’urbanisme suscite de nombreuses interrogations et nous permet de renouveler les questionnements dialectiques associant cartographie et participation. Alors que ces deux termes peuvent a priori sembler inconciliables, nous proposons dans cette étude un cheminement qui permet de les articuler. Nous formulons une proposition méthodologique permettant de pluraliser les sources de connaissance au sein d’une démarche de conception participative. Cette dernière se caractérise par une démarche qualitative, exploratoire et inductive qui s’appuie sur le cadre méthodologique de la théorie ancrée. L’itinéraire méthodologique emprunté amène progressivement les participants aux ateliers à produire et à travailler à partir de photographies et de cartes, décontextualisées ou classiques. Ces changements de support traduisent une bascule de la vue tangentielle à la vue zénithale. Le travail en groupe ne constitue pas de fait un collectif. Alors pour faciliter le passage de l’individuel au collectif, nous avons permis aux participants d’élaborer et de tester leur argumentaire avant leur entrée dans l’arène publique. Le terrain d’étude mobilisé est la région Poitou-Charentes, où nous avons observé la mise en place du Schéma Régional de Cohérence Écologique (SRCE). Nos observations nous ont permis de proposer et de mettre en application une démarche participative innovante associant une pluralisation des sources de connaissance pour l’identification des continuités écologiques dans le bocage bressuirais. Les différents ateliers de conception participative nous ont permis, non pas la production d’une carte de synthèse, mais la production d’une série de cartes qui viennent enrichir les représentations spatiales des continuités écologiques. / In the wake of 2007’s “Environment conference of Grenelle”,French authorities decided to instate the Green and Blue Ecological Framework (Trame Verte et Bleue - TVB). This new type of environmental policy is design like a network and aims at reducing “biodiversity erosion” (law nr 2009-967, aug 2009). Deploying such frameworks on the national French territory requir to identify ecological continuities within urban planning documents. Integrating such new operational concepts inside urbanism documents triggers plenty of interrogations. Specifically, it calls into question the unlikely couple cartography and participation. While these terms may seem incompatible on a first sight, we argue that the two practices can be articulated, following a set methodology. By being rooted in a participative approach, our methodological proposal allows to pluralize knowledge sources. It is characterized by a scientific posture that is qualitative, exploratory and inductive. The methodological setting is based on the grounded theory. Through implementing our methodology, workshop participants were progressively led to produce and work on the basis of photograph and maps, both decontextualized and regular. Changing media implied a shift from a “tangential” point of view to a “zenithal” perspective. We understood a qualitative difference between “group work” on the one hand and “collective work” on the other hand. In order to facilitate the shift from individual- to collective–grade work, we allowed the participants to conceive and test their argumentative narrative prior to entering the public arena. Our field of study was the region “Poitou-Charentes”, where we observed the deployment of the Regional Ecological Coherence Framework (SRCE in French - Schéma Régional de Cohérence Écologique). Our observations led us to conceive an innovative and participative approach merging plurality of knowledge sources, to identify the ecological continuities in the Bressuire hedgerow. Hinging on participative conception, the various workshops organized resulted in producing a series of maps that expand the scope of spatial representations of ecological continuities, instead of producing a single synthetic map.

Dans ce travail, nous proposons une représentation efficace de l’environnement adaptée à la problématique de la navigation autonome. Cette représentation topométrique est constituée d’un graphe de sphères de vision augmentées d’informations de profondeur. Localement la sphère de vision augmentée constitue une représentation égocentrée complète de l’environnement proche. Le graphe de sphères permet de couvrir un environnement de grande taille et d’en assurer la représentation. Les "poses" à 6 degrés de liberté calculées entre sphères sont facilement exploitables par des tâches de navigation en temps réel. Dans cette thèse, les problématiques suivantes ont été considérées : Comment intégrer des informations géométriques et photométriques dans une approche d’odométrie visuelle robuste ; comment déterminer le nombre et le placement des sphères augmentées pour représenter un environnement de façon complète ; comment modéliser les incertitudes pour fusionner les observations dans le but d’augmenter la précision de la représentation ; comment utiliser des cartes de saillances pour augmenter la précision et la stabilité du processus d’odométrie visuelle. / Our aim is concentrated around building ego-centric topometric maps represented as a graph of keyframe nodes which can be efficiently used by autonomous agents. The keyframe nodes which combines a spherical image and a depth map (augmented visual sphere) synthesises information collected in a local area of space by an embedded acquisition system. The representation of the global environment consists of a collection of augmented visual spheres that provide the necessary coverage of an operational area. A "pose" graph that links these spheres together in six degrees of freedom, also defines the domain potentially exploitable for navigation tasks in real time. As part of this research, an approach to map-based representation has been proposed by considering the following issues : how to robustly apply visual odometry by making the most of both photometric and ; geometric information available from our augmented spherical database ; how to determine the quantity and optimal placement of these augmented spheres to cover an environment completely ; how tomodel sensor uncertainties and update the dense infomation of the augmented spheres ; how to compactly represent the information contained in the augmented sphere to ensure robustness, accuracy and stability along an explored trajectory by making use of saliency maps.

Cette thèse concerne l’étude de l’influence de la formulation sur le comportement rhéologique des émulsions inverses très concentrées. Nous avons utilisé une démarche originale consistant à positionner le module élastique (G’) de ces émulions sur une carte bidimensionnelle formulation-composition, afin d’étudier, en particulier, l’effet de la formulation dite optimale. Deux effets nets sont liés à celle-ci: les émulsions préparées à HLB=10, c’est-à-dire à proximité de la valeur optimale (HLB=10,5), présentent des valeurs de G’ nettement plus faibles que les autres formulations, tandis qu’à une distance particulière (HLB=7,7), les valeurs de G’ sont toujours plus élevées comparativement aux autres formulations. Cette valeur particulière de HLB correspond aussi à une stabilité maximale de la dispersion et à une taille moyenne des gouttes minimale. Les émulsions très concentrées étant généralement opaques et fragiles, l’analyse du transport stationnaire incohérent de lumière polarisée, qui ne nécessite pas de dilution, a été utilisée comme méthode alternative aux techniques classiques pour déterminer l’épaisseur moyenne du film interfacial (h). La taille moyenne des gouttes (R) a pu ensuite être déterminée à partir d’un modèle géométrique qui relie R à l’épaisseur moyenne du film interfacial (h), à la fraction volumique de phase dispersée (f) et à un facteur géométrique moyen (f9) tenant compte du caractère polyédrique des gouttes. Ainsi, une expression modifiée du modèle proposé par Mougel et al. (2006) a été établie pour modéliser le module élastique (G’) en le reliant à la taille moyenne de gouttes (R), la tension interfaciale (s) et la fraction volumique de phase dispersée (f) / This thesis deals with the study of the influence of formulation on the rheological behavior of highly concentrated reverse emulsions. We used an original approach consisting in representing the elastic modulus (G’) of these emulsions on a formulation-composition bidimensional map to study, in particular, the effect of the so-called optimum formulation. Two major effects are observed in relation to this one: emulsions prepared at HLB=10, i.e. at the proximity of optimum value (HLB=10.5) present values of G’ remarkably lower than those at other formulations, while at a certain distance (HLB=7.7) the values of G’ are higher in comparison to others formulations. This last particular HLB matches with the occurrence of a maximum stability and a minimum drop size of dispersion. Highly concentrated emulsions being generally opaque and fragile, the analysis of incoherent polarized steady light transport, that does not imply any dilution, has been used as an alternative method to classical techniques to determine the average film thickness (h). The average drop size (R) has then to be determined from a geometrical model linking it to the average film thickness (h), to the dispersed phase volume fraction (f) and to a geometrical factor (f9) that takes into account the polyhedral shape of the drops. Hence, a modified expression of the model proposed by Mougel et al. (2006) has been established to model the elastic modulus (G’) by relating it to the average drop size (R), the interfacial tension (s) and the dispersed phase volume fraction (f)

La synthèse d’images réalistes repose sur des modèles physiques décrivant les interactions entre la lumière et les matériaux attachés aux objets dans une scène tridimensionnelle. Ces modèles mathématiques sont complexes et, dans le cas général, n’admettent pas de solution analytique. Pour cette raison, l’utilisation de méthodes numériques robustes et efficaces est nécessaire. Les méthodes de Monte Carlo ou techniques alternatives comme l’utilisation de développement par fonction de base sont appropriées pour résoudre ce type de problème. Dans cette thèse par articles, nous présentons deux nouvelles techniques permettant l’in- tégration numérique efficace de matériaux complexes. En premier lieu, nous introduisons une nouvelle méthode permettant d’intégrer simultanément plusieurs dimensions définies dans le domaine angulaire et spatiale. Avoir une technique efficace est essentiel pour intégrer des matériaux avec des normales variant rapidement sous différentes conditions d’éclairage. Notre technique utilise une nouvelle formulation basée sur un histogramme sphérique définie de façon directionnelle et spatial. Ce dernier nous permet d’utiliser des harmoniques sphé- riques pour intégrer les différentes dimensions rapidement, réduisant le temps de calcul d’un facteur approximatif de 30× par rapport aux méthodes de l’état de l’art. Dans notre second travail, nous introduisons une nouvelle stratégie d’échantillonnage pour estimer le transport de lumière à l’intérieur de matériaux multicouches. En identifiant les meilleures stratégies d’échantillonnage, nous proposons une technique efficace et non biaisée pour construire des chemins de lumière à l’intérieur de ce type de matériau. Notre nouvelle approche permet d’obtenir un estimateur de Monte Carlo efficace et de faible variance dans des matériaux contenant un nombre arbitraire de couches. / Realistic computer generated images and simulations require physically-based models to properly capture and reproduce light-material interactions. The underlying mathematical formulations are complex and mandate the use of efficient numerical methods, since analytic solutions are not available. Monte Carlo integration is one such commonly used numerical method, although, alternative approaches leveraging, e.g., basis expansions, may be suitable to solve these challenging problems. In this thesis by articles, we present two works where we efficiently devise numerical integration strategies for the rendering of complex materials. First, we propose a method to compute a spatial-angular multi-dimensional integration problem present when rendering materials with high-frequency normal variation under large, angularly varying illumination. By computing and manipulating a novel spherical histogram data representation, we are able to use spherical harmonics to efficiently solve the integral, outperforming the state-of-the-art by a factor of roughly 30×. Our second work describes a high-performance Monte Carlo integration strategy for rendering layered materials. By identifying the best path sampling strategies in the micro-scale light transport context, we are able to tailor an unbiased and efficient path construction method to evaluate high throughput, low variance paths through an arbitrary number of layers.

Les caméras sont devenues de plus en plus communes dans les véhicules, les smartphones et les systèmes d'aide à la conduite ADAS (Advanced Driver Assistance Systèmes). Les domaines d'application de ces caméras dans le monde des systèmes intelligents de transport deviennent de plus en plus variés : la détection des piétons, les avertissements de franchissement de ligne, la navigation... La navigation basée sur la vision a atteint une certaine maturité durant ces dernières années grâce à l'utilisation de technologies avancées. Les systèmes de navigation basée sur la vision ont le considérable avantage de pouvoir utiliser directement les informations visuelles présentes dans l'environnement, sans devoir adapter le moindre élément de l'infrastructure. De plus, contrairement aux systèmes utilisant le GPS, ils peuvent être utilisés à l'extérieur ainsi qu'à l'intérieur des locaux et des bâtiments sans aucune perte de précision. C'est pour ces raisons que les systèmes basés sur la vision sont une bonne option car ils fournissent des informations très riches et précises sur l'environnement, qui peuvent être utilisées pour la navigation. Un axe important de recherche porte actuellement sur la cartographie qui représente une étape indispensable pour la navigation. Cette étape engendre une problématique de la gestion de la mémoire assez conséquente requise par ces systèmes en raison de la quantité d'informations importante collectées par chaque capteur. En effet, l'espace mémoire nécessaire pour accueillir la carte d'une petite ville se mesure en dizaines de GO voire des milliers lorsque l'on souhaite couvrir des espaces de grandes dimensions. Cela rend impossible son intégration dans un système mobile tel que les smartphones, les véhicules, les vélos ou les robots. Le défi serait donc de développer de nouveaux algorithmes permettant de diminuer au maximum la taille de la mémoire nécessaire pour faire fonctionner ce système de localisation par vision. C'est dans ce contexte que se situe notre projet qui consiste à développer un nouveau système capable de résumer une carte 3D qui contient des informations visuelles collectées par plusieurs capteurs. Le résumé sera un ensemble des vues sphériques permettant de garder le même niveau de visibilité dans toutes les directions. Cela permettrait aussi de garantir, à moindre coût, un bon niveau de précision et de rapidité lors de la navigation. La carte résumant l'environnement sera constituée d'un ensemble d'informations géométriques, photométriques et sémantiques. / Cameras have become increasingly common in vehicles, smart phones, and advanced driver assistance systems. The areas of application of these cameras in the world of intelligent transportation systems are becoming more and more varied : pedestrian detection, line crossing detection, navigation ... Vision-based navigation has reached a certain maturity in recent years through the use of advanced technologies. Vision-based navigation systems have the considerable advantage of being able to directly use the visual information already existing in the environment without having to adapt any element of the infrastructure. In addition, unlike systems using GPS, they can be used outdoors and indoors without any loss of precision. This guarantees the superiority of these systems based on computer vision. A major area of {research currently focuses on mapping, which represents an essential step for navigation. This step generates a problem of memory management quite substantial required by these systems because of the huge amount of information collected by each sensor. Indeed, the memory space required to accommodate the map of a small city is measured in tens of GB or even thousands when one wants to cover large spaces. This makes impossible to integrate this map into a mobile system such as smartphones , cameras embedded in vehicles or robots. The challenge would be to develop new algorithms to minimize the size of the memory needed to operate this navigation system using only computer vision. It's in this context that our project consists in developing a new system able to summarize a3D map resulting from the visual information collected by several sensors. The summary will be a set of spherical views allow to keep the same level of visibility in all directions. It would also guarantee, at a lower cost, a good level of precision and speed during navigation. The summary map of the environment will contain geometric, photometric and semantic information.

Il existe dans le sud ouest algérien plusieurs variétés de berbère. Certaines d'entre elles sont situées dans la région dite du Sud-Oranais et peuvent être cataloguées comme des langues en danger. Nous avons donc entrepris de décrire ces variétés avant qu'elles ne disparaissent. Cela a été mené à bien en réalisant plusieurs enquêtes de terrain. Par ailleurs, ce travail de documentation linguistique et de conservation du patrimoine culturel n'est qu'un des aspects de cette thèse. Ce travail académique est à la croisée de différents domaines disciplinaires. Nous avons eu recours aux méthodes en usage en Sciences de l'Information Géographique (SIG) et en Sciences Des Données (SDD) pour mener une étude dialectologique. Grâce aux SIG, nous avons réalisé une étude géolinguistique qui nous a permis de visualiser sur des cartes linguistiques la distribution de la variation linguistique de certaines consonnes. À partir de ces données, nous avons discuté de la réalité phonologique de ces consonnes simples et géminées. Dans le prolongement, une étude dialectométrique a été effectuée en nous basant sur des méthodes de partitions des données. Nous avons utilisé les méthodes d'Apprentissage Non Supervisé (PHA, k-moyenne, MDS, ...) et les méthodes d'Apprentissage Supervisé (CART) connues en SDD. Les résultats ont été affichés sous la forme de figures (cartes linguistiques, dendogramme, heatmap, arbre, ...) à des fins d'exploration visuelle des données. L'ensemble de ces études a été accompli par le biais d'un traitement informatique (langage R). Puis, nous avons entrepris une analyse phonétique fondée sur une étude acoustique des rhotiques alvéolaires : [ɾ], [r], [ɾˤ] et [rˤ]. Ces unités phoniques se distinguent par leur temporalité et leur réalisation articulatoire. Ainsi, les spectrogrammes nous ont permis d'examiner la distribution de ces sons. Puis, cela nous a aidé à distinguer ce qui relevait de la phonétique et de la phonologie. Ensuite, nous avons achevé cette thèse par une étude phonétique et statistique. Ces dernières ont porté sur l'obstruction réalisée par la pointe de la langue et sur la nature des vocoïdes qui accompagnent les rhotiques alvéolaires dans l'environnement d'une consonne. / There are several Berber languages in the south west of Algeria. Some of them are situated in the so-called Sud-Oranais and they can be categorized as endangered languages. So I have decided to describe them before they disappear. That’s why, I have carried out several fieldworks. But, this linguistic documentation work and cultural heritage conservation are just one of aspects of our thesis. This PhD are transdisciplinary. I have used the methods which are applied in Geographic Information Science (GIS) and in Data Science (DS) to carry out a dialectological study. A geolinguistic study has been undertaken and has enabled to visualize the expansion of the linguistic variation of certain consonants through GIS. Based on these data, I have debated the phonological reality of the simple and geminate consonants. From this research, a dialectometric study was carried out on the basis of data partitioning methods. I have used the Unsupervised Learning Methods (HAC, k-mean, MDS, ...) and the Supervised Learning Methods (CART) known in DS. A visual exploration (linguistic maps, dendogram, heatmap, tree, ...) approach is proposed in order to analyse the results which have been realized through computer processing (R language). Then, I have undertaken a phonetic analysis, which is based on an acoustic study of alveolar rhotics : [ɾ], [r], [ɾˤ] and [rˤ]. These phonic unities are distinguished by their temporality and their articulatory realization. Thus, the spectrograms enabled to examine the distribution of these sounds and to distinguish what was related to phonetic and phonology. Then, this thesis with a phonetic and statistical study has reinforced this research focused on the obstruction made by the tip of the tongue and on the nature of the vocoids which goes along with the alveolar rhotic in the area of the consonants.

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Les villes projetées dans la littérature sont des espaces idéaux pour comprendre les tensions de notre temps. En reflétant les contradictions sociales produites par l'économie, l'accès inégal au pouvoir, la coexistence entre différents groupes culturels, etc., elles nous permettent de réfléchir aux caractéristiques complexes d'un monde en mutation permanente. L’objectif principal de cette thèse est d’analyser les villes littéraires de Mario Levrero comme des dispositifs narratifs qui permettent de constater la fin de certains projets politiques, sociaux et culturels du XXe siècle face à l’émergence d’un modèle qui tend vers la mondialisation. Ce travail est basé sur une hypothèse théorique qui peut être résumée comme suit : plus la complexité de notre système politique et économique est grande, plus il est difficile d'imaginer et de représenter la réalité dont nous faisons partie. Cela est particulièrement évident dans les représentations urbaines de Levrero, qui symbolisent le sentiment de désorientation caractéristique du sujet postmoderne avant d’échouer à cartographier tout aspect de la réalité contemporaine. Cela nous permet d'analyser la portée politique de ces représentations, puisqu'elles supposent à la fois un diagnostic sans espoir du présent et une projection ratée de l’avenir. Les villes imaginaires de Levrero fonctionnent comme des scénarios de l'effondrement d'un monde connu et de l'émergence d'un monde nouveau pour lequel les personnages ne disposent d'aucun outil d'interprétation. / Projected cities in literature have been proven to be ideal spaces to understand the tensions of our time. By representing the social contradictions produced by the economy, the unequal access to power or the coexistence between different cultural groups, they allow us to reflect on the complex characteristics of a world in permanent transformation. The main objective of this thesis is to analyze the literary cities of Mario Levrero as narrative devices with which to observe the coming to an end of certain political, social and cultural projects of the twentieth century in the face the emergence of a model that tends towards the dissolution of the regional in the global. This work is based on a theoretical assumption that can be summarized as follows: the greater the complexity of our political and economic system, the greater the difficulty in imagining and representing the reality we are a part of. This is particularly clear in the urban representations of Levrero, which symbolize the sense of disorientation that distinguishes the postmodern subject before the failure of every attempt to map any aspect of contemporary reality. This allows us to analyze the political significance of these representations: they entail, on the one hand, a diagnosis of hopelessness for the present and, on the other, an outlook of failure for the future. The cities of Levrero function as backgrounds for the collapse of a known world and the emergence of a brand new one with characters that lack any tools for its interpretation.

Cette thèse traite des caméras light-field en tant que caméra ayant des capacités 3D. Les images brutes, acquises avec ces systèmes, sont généralement inexploitables directement. L’obstacle majeur concernant l'utilisation de ces caméras réside dans la complexité du traitement des images acquises. Cette thèse vise à dépasser ces limitations en s'intéressant aux dispositifs multi-vues et multi-caméras. De plus, comme l'un des domaines d'application envisagé est la vision industrielle, les images sont acquises en lumière naturelle afin de conserver la possibilité d'effectuer des traitements conventionnels par vision sur les images. Le travail de thèse repose sur trois axes : l'étude et la conception optique de systèmes light-field multi-caméras et multi-vues, le calibrage de ces dispositifs et le développement d’algorithmes et enfin leur mise en application pour montrer les intérêts de ces caméras dans divers domaines. / This thesis deals with light-field cameras as cameras having 3D capacities. The raw images. acquired with these systems, are generally unusable directly. The main obstacle about their use lies in the complex processing of the recorded images. This thesis aims to overcome these limitations by focusing on multi-views and multi-camera devices. Morcover, as one of the application domains is the industrial vision, the images are acquired in natural lightning in order to conserve the possibility to make conventional treatments by vision on the images. The work is based on three axis: the study and'the optical desien of light-field systems, the calibration of these devices and the development of algorithms to show the intercsts of these cameras in various fields.