Les travaux réalisés au cours de cette thèse s’inscrivent dans les problématiques de localisation d’un véhicule par vision. Nous nous plaçons en particulier dans le cas de parcours sur de longues distances, c’est à dire plusieurs kilomètres. Les méthodes actuelles de localisation et cartographie simultanées souffrent de problèmes de dérives qui les rendent difficilement exploitables après plusieurs centaines de mètres. Nous proposons dans ce mémoire de pallier ces limites en exploitant une connaissance à priori sur la géométrie de l’environnement parcouru.Cette information est extraite d’un Système d’Information Géographique. En particulier, les travaux réalisés se basent sur les modèles 3D des bâtiments des villes et sur une carte de la route.Dans la première partie de ce mémoire, nous proposons une approche permettant de corriger hors ligne une reconstruction SLAM en exploitant la connaissance d’un modèle 3D simple de l’environnement. Cette correction s’applique en deux étapes. En premier lieu, un recalage non-rigide entre le nuage de points reconstruit et le modèle 3D est effectué de sorte à retrouver la cohérence globale de la reconstruction. Dans le but de raffiner le nuage de points obtenu, un ajustement de faisceaux contraint par le SIG est alors effectué sur l’ensemble de la reconstruction.La particularité de cet ajustement de faisceaux est qu’il prend implicitement en compte les contraintes géométriques apportées par le modèle 3D. La reconstruction ainsi corrigée est alors utilisée en tant que base de données pour la relocalisation en ligne d’une caméra mobile. La précision de relocalisation obtenue est en particulier suffisante pour les applications de réalité augmentée.Dans la deuxième partie de ce mémoire, nous détaillons une solution permettant de corriger en ligne la reconstruction SLAM. Pour cela, les contraintes géométriques apportées par le SIG sont exploitées au fur et à mesure de la trajectoire du véhicule. Nous montrons tout d’abord que la connaissance de la position relative de la caméra par rapport à la route permet de corriger de façon robuste la dérive de facteur d’échelle. De plus, lorsque les contraintes géométriques sont suffisantes, la reconstruction SLAM réalisée jusqu’à l’instant courant est recalée sur le SIG.Cela permet de corriger ponctuellement la dérive observée sur la position courante de la caméra.Le processus complet permet dès lors de localiser le véhicule avec une précision semblable à celle d’un système GPS sur des trajectoires de plusieurs kilomètres.Les deux méthodes proposées ont été testées à la fois sur des séquences de synthèse et réelles. Des résultats qualitatifs et quantitatifs sont présentés tout au long de ce mémoire. / This thesis deals with the vision based geolocalisation of a vehicle. In particular, the problem of localisation on large sequences, i.e. several kilometers, is studied. In this context, state of the art Simultaneous Localisation and Mapping systems suffer from drift. In consequence,existing SLAM methods can not provide accurate localisation of the camera after several hundred meters. Thus, we propose in this thesis to avoid the drift phenomenon by exploiting a simple knowledge about the geometry of the environment. This information is provided by a Geographical Information System. In particular, our work is based on coarse 3D city models and road maps.In the first part, we propose an offline two steps correction of SLAM reconstructions based on a 3D city model of the area. First, the reconstructed 3D point cloud and this 3D city model are aligned through a non-rigid transformation. This step allows the SLAM reconstruction to regain its global consistency. Then, a bundle adjustment constrained with the GIS is applied on the entire reconstruction to refine its geometry. The innovation of this bundle adjustment is that it takes into account the geometrical constraints provided by the 3D city model in a single term.The obtained 3D point cloud can then be considered as a feature landmark database. Finally, this database is used to localise a moving camera in real-time. In pratice, the precision of the obtained localisation is sufficient for augmented reality applications. In the second part of this manuscript, we present a solution which makes possible the online correction of a SLAM reconstruction. The GIS geometrical constraints are exploited over the vehicle trajectory. First, we show that the scale factor drift can be robustly corrected thanks to the knowledge of the ground plane equation. Furthermore, the current SLAM reconstruction is fitted onto the GIS when the geometrical constraints are sufficient. It punctually ensures the correction of the current camera position. The entire process allows the geolocalisation of a vehicle on several kilometers. The obtained precision is close to GPS.The two proposed solutions have been validated of both synthetic and real sequences. Quantitative and qualitative experiments are presented over this manuscript.

L’estuaire de la Gironde est affecté par une pollution polymétallique historique provenant de son bassin versant (affluent du Lot). L’analyse de 320 échantillons de sédiments couvrant l’ensemble de la surface estuarienne nous a permis d’établir les premières cartographies à haute résolution spatiale de la contamination métallique des sédiments de surface. Elles révèlent des zones d’accumulation préférentielle des ETM au niveau de la zone des îles en amont de l’estuaire et du chenal nord en aval de l’estuaire. Le facteur de contrôle dominant cette répartition est la granularité des sédiments.L’estimation des stocks métalliques potentiellement re-mobilisables, des facteurs d’enrichissement et de la toxicité potentielle du cocktail des ETM prioritaires nous ont permis d’évaluer un risque de toxicité faible à moyen des ETM vis-à-vis du biota. La contamination en ETM des bassins versants affluents de l’estuaire de la Gironde inclus dans le périmètre du SAGE Estuaire a été appréhendée en couplant sous SIG les caractéristiques typologiques de 57 bassins versants et la géochimie des sédiments prélevés à l’exutoire de ces bassins.Les anomalies les plus importantes concernent les bassins proches de l’agglomération bordelaise et correspondent au cortège des « traceurs urbains » : Ag, Cd, Cu, Hg, Sb et Zn, ainsi que Cu pour les bassins viticoles. L’étude des variations temporelles et spatiales des concentrations en ETM sur les chenaux drainant deux bassins versants agricoles montre des apports ponctuels ou chroniques en Ag,As, Cu et U attribués aux activités anthropiques. Les zones de marais jouent un rôle important dans la spéciation des ETM en lien avec les transformations de la matière organique (e.g. As). Des expérimentations de laboratoire ont permis de caractériser les processus affectant les ETM issus des sols agricoles lors de leur transfert et de leur transport dans les systèmes aquatiques. Les phénomènes de relargage à long terme de Cu soulignent le rôle important des colloïdes organiques dans la mobilité et la biodisponibilité potentielle de cet élément. / The Gironde estuarine system is impacted by historic polymetallic pollution due to mining and smelting activities in the upper watershed. Based on a high spatial resolution sampling strategy, wepropose the first maps of trace element (TE) contamination in the surface sediment at the estuarine scale. The highest TE concentrations occurred in the North Channel in the downstream estuary and inthe island zone in the upper estuary. Estimation of potentially releasable TE fraction, of enrichment factors and a comparison between measured TE concentrations and sediment quality guidelines allow us to class a major part of the estuary as a low to medium priority zone in terms of potential toxicityfor aquatic organisms.The TE contamination in the intra-estuarine watersheds included in a project of water quality management of the Gironde estuary (SAGE), was assessed for 57 watersheds by coupling into GIS,typological characteristics of the watersheds and geochemical analyses of stream sediments. Highest anomalies were found for urban watersheds for which urban tracers were identified as Ag, Cd, Cu, Hg,Sb and Zn, and for vineyard watersheds with Cu. A study of temporal and spatial variations of TEconcentrations in two small agricultural watersheds lead us to identify inputs from point and diffusive sources, especially for Ag, As, Cu and U related to anthropogenic activities. Marsh areas also play an important role in TE reactivity mainly due to organic matter transformations. In laboratory experiments simulating the transportation of TE from agricultural soils to aquatic systems and the maturing process of soil particles in the stream help us to identify processes responsible for TE release in the environment. Long term release of copper was mainly attributed to organic colloid transformation which implies an increase in the mobility, and consequently, the potential bioavailability/toxicity of Cu for aquatic organisms.

Les dystrophies musculaires des ceintures (ou limb-girdle muscular dystrophy, LGMD) sont un groupe hétérogène de dystrophies musculaires chez l’adulte et sont définies par une atrophie et une faiblesse progressive qui surviennent dans les muscles proximaux. Chez une cohorte canadienne-française, nous avons précédemment décrit une nouvelle forme récessive, désignée LGMD2L et marquée par une atrophie asymétrique du quadriceps, que nous avions cartographiée au chromosome 11p12-p13 grâce à des analyses de liaison. L’objectif de ce projet de thèse était de raffiner l’intervalle candidat, puis d’identifier et de caractériser le gène muté responsable de la LGMD2L. Grâce à une cartographie par homozygotie de polymorphismes de nucléotide simple (SNPs) réalisée sur une grande famille consanguine, nous avons redéfini l’intervalle candidat à une région du chromosome 11p14.3-p15.1. Par séquençage de l’ADN génomique et complémentaire au gène Anoctamine 5 (ANO5) inclus dans cet intervalle, nous avons identifié trois mutations, chez autant de familles: une substitution créant un site d’épissage aberrant, une insertion d’un nucléotide et une mutation faux-sens. Les deux premières mutations étaient associées à une hausse de la dégradation de l’ARN messager médiée par une troncation prématurée. Nous avons également identifié des mutations ANO5 chez une seconde dystrophie musculaire de type distal cartographiant au même locus que la LGMD2L, nommée MMD3, et dont la manifestation initiale était une faiblesse des mollets, mais qui pouvait progresser vers une atrophie des quadriceps. Une réparation membranaire défective avait été observée chez les fibroblastes de deux patients MMD3, suggérant un rôle pour ANO5 dans ce mécanisme. La localisation et la fonction d’ANO5 dans le muscle sont inconnues, mais cette protéine fait partie d’une famille conservée de protéines à huit domaines transmembranaires, les Anoctamines, dont certains membres sont des transporteurs chloriques activés par le calcium. Les résultats de nos études d’immunofluorescence suggèrent qu’ANO5 se localise peu au sarcolemme, mais plutôt à une structure intracellulaire qui suit la ligne Z des myofibrilles. De façon étonnante, cette localisation était préservée chez un patient LGMD2L porteur homozygote de la mutation d’épissage, en dépit du fait que cette dernière était considérée comme une mutation nulle. Néanmoins, nous avons identifié un épissage alternatif de l’exon 15 qui se produisait sur une proportion des transcrits porteurs de la mutation d’épissage, ce qui rétablirait le cadre de lecture, soulignant la complexité de la régulation de l’épissage d’ANO5 et laissant croire que la LGMD2L pourrait être causée par une perte de fonction partielle, et non complète, d’ANO5. Des études subséquentes par des groupes européens ont montré que les anoctaminopathies 5 sont une cause fréquente de dystrophies musculaires des ceintures chez l’adulte. Notre découverte de mutations au gène Anoctamine 5 a mis en évidence une nouvelle classe de protéines importantes pour la biologie du muscle et a ouvert la voie à de nouvelles pistes pour étudier les mécanismes par lesquels un défaut de réparation membranaire progresse en une dystrophie musculaire. / Limb-girdle muscular dystrophies (LGMD) encompass a broad spectrum of muscular dystrophies in which the initial weakness arises in proximal muscles. We previously described in French-Canadian (FC) families a new form of LGMD characterized by asymmetrical quadriceps femoris atrophy, named LGMD2L, which we mapped to chromosome 11p12-p13 using linkage analyses. The objectives of this thesis project were to refine the candidate interval, identify and characterize the LGMD2L gene. Using single nucleotide polymorphisms (SNPs) homozygosity mapping in a large consanguineous family, we narrowed down the LGMD2L candidate interval to a region on chromosome 11p14.3-p15.1, and identified three mutations in the Anoctamin 5 (ANO5) gene located in the interval. These mutations consisted of a missense, a one-bp duplication and a splice site mutation. We demonstrated that the latter two triggered the nonsense-mediated RNA decay pathway. In addition, we identified ANO5 mutations in cases affected by a non-dysferlin Miyoshi muscular dystrophy mapped also to chromosome 11, termed MMD3. In two MMD3 families of European descent, patients presented with calf weakness as the initial symptoms, sometimes evolving to quadriceps atrophy. Fibroblasts from one MMD3 family were shown to be defective for membrane repair. ANO5 localization and function in muscle are unknown, but it is a member of the conserved Anoctamin family of proteins with eight transmembrane domains, of which some function as calcium-activated chloride channel. Our immunofluorescence studies on longitudinal muscle sections suggest that ANO5 is not importantly localized to the sarcolemma, but rather to a structure following the Z-line. To our surprise, this localization was preserved for a LGMD2L patient homozygous for the splice site mutation, previously considered as a null mutation. By studying the splicing isoforms in this patient, we observed that skipping of exon 15 occurs on a proportion of transcripts, in addition to the aberrant splicing caused by the mutation. This alternative splicing event would recover the reading frame, thus underlining the complexity of ANO5 splicing and suggesting that LGMD2L could be the consequence of a partial, rather than complete, loss-of-function. Subsequent studies by other groups have shown that anoctaminopathies 5 are a common cause of adult-onset LGMD. Our discovery of ANO5 mutations has shed light on a new class of proteins important for the muscle biology and opened new research avenues to study how defective membrane repair progresses into muscular dystrophies.

Le traitement sémantique est le processus mental par lequel nous accédons au sens. Il occupe donc une place centrale dans la compréhension et la production du langage, mais également dans le fonctionnement humain en général, puisqu'il permet de conceptualiser le monde qui nous entoure et de lui donner un sens, en le confrontant en pleine conscience aux connaissances que nous emmagasinons au fil de nos expériences. Si les bases neurales corticales du traitement sémantique sont bien documentées par de nombreuses études basées sur les données de l'imagerie fonctionnelle notamment, l'analyse de la connectivité sous-corticale impliquée dans ce traitement a jusqu'ici reçu moins d'attention. Les auteurs s'accordent néanmoins sur l'existence d'une voie ventrale sémantique, parallèle à une voie dorsale dédiée au traitement phonologique. Le présent ouvrage se propose d'apporter un nouvel éclairage à la connaissance des bases neurales du traitement sémantique du mot isolé, en lien avec le cadre plus large du traitement sémantique non-verbal, par l'étude des habiletés sémantiques de patients présentant un gliome de grade 2 OMS et pour lequel ils bénéficient d'une prise en charge chirurgicale en condition éveillée, avec cartographie cortico-sous-corticale peropératoire. Il met ainsi en évidence l'importance cruciale du faisceau fronto-occipital inférieur gauche dans cette voie ventrale sémantique, au sein d'une organisation cérébrale fonctionnelle en réseaux parallèles et distribués de zones corticales interconnectées par des faisceaux d'association de substance blanche. Il souligne également le caractère interactif du fonctionnement cognitif, ainsi que l'importance des mécanismes de contrôle dans le traitement du langage, et de la mesure de la chronométrie mentale lors son évaluation. Ces différentes considérations nous amènent à proposer un modèle hodotopique général d'organisation anatomo-fonctionnelle du langage. Les résultats présentés dans cet ouvrage peuvent donc avoir des implications cliniques et scientifiques majeures, quant à la compréhension de l'organisation cérébrale fonctionnelle du langage, de ses dysfonctionnements, des mécanismes de réorganisation fonctionnelle en cas de lésion et à l'élaboration de programmes de réhabilitation. / Semantic processing is the mental process by which we access to meaning. Therefore, it takes a central place in language comprehension and production, but also in the whole human functioning, since it allows conceptualizing and giving a meaning to the world, by confronting it consciously with the knowledge we store over our experiences. If the neural bases of semantic processing are well known at the cortical level, thanks to numerous studies based particularly on functional neuroimaging data, the analysis of the subcortical connectivity underlying this processing received so far less attention. Nevertheless, the authors agree on the existence of a semantic ventral stream, parallel to a phonological dorsal stream.The present work mean to bring a new highlight on the knowledge of the neural bases of semantic processing at the level of the single word, in connection with the wider setting of non verbal semantic processing, by the study of semantic skills in patients presenting with WHO grade 2 glioma, and for which they undergo a surgery in awaken conditions, with cortico-subcortical intraoperative mapping. Thus, this work highlights the crucial role of the inferior fronto-occipital fascicle, in this ventral semantic route, within a functional brain organization in parallel and distributed networks of cortical areas interconnected by white matter association fibers.it underlines also the interactive feature of cognitive functioning, and the significance of control mechanisms in language processing, as well as the measuring of mental chronometry when assessing it. These considerations lead us to propose a general hodotopical model of language anatomo-functional organization.The results presented in this work may thus have important clinical and scientific implications, regarding the comprehension of language brain functional organization, of its dysfunctioning, of functional reorganization mechanisms in case of brain lesion, and the elaboration of rehabilitation programs.

Ralstonia solanacearum est une bactérie vasculaire d'origine tellurique dévastatrice chez les Solanacées maraîchères. L'une des difficultés pour la sélection variétale réside dans le contournement de la résistance, en raison de la grande variabilité et plasticité génotypique du pathogène. Trente accessions de tomate, aubergine et piment (Core-TEP) testées vis-à-vis de 12 souches représentatives des phylotypes I, II et III de R. solanacearum (Core-Rs2) ont été classées de très sensibles à très résistantes. Des groupes de souches définis en fonction de leur virulence et agressivité ont été nommés pathoprofils, d'une part, lorsque établis sur les 3 espèces et pathotypes, d'autre part, lorsque établis sur chacune des trois espèces. Aucune résistance universelle n'a pu être mise en évidence chez aucune des trois espèces. Le déterminisme génétique de la résistance à R. solanacearum chez l'aubergine a été étudié sur une population de lignées recombinantes F6 ainsi que sur les générations issues du croisement intraspécifique S. melongena MM738 (S) x AG91-25 (R), testées vis-à-vis de quatre souches du phylotype I. Une carte génétique composée de 119 marqueurs AFLP, SSR et SRAP, positionnés sur 18 groupes de liaisons, pour une longueur totale de 884 cM, a été construite. Les analyses génétiques montrent que la résistance aux souches CMR134, PSS366, GMI1000 est contrôlée par un même gène majeur expliquant jusqu’à 87% de la variance phénotypique. Celui-ci n'est pas détecté vis-à-vis de la souche virulente PSS4 qui contourne cette résistance. Dans ce cas, seul un QTL à effet intermédiaire expliquant jusqu’à 38 % de la variance phénotypique est trouvé sur un autre groupe de liaison. / The plant pathogenic soil-borne bacteria Ralstonia solanacearum causes heavy damage to solanaceous crops. One of the dilemmas for varietal breeding of solanaceous crops is the circumvention of the resistance to R. solanacearum due to the genotypic variability and plasticity of this pathogen. Thirty accessions of Tomato, Eggplant, and Pepper (Core-TEP), screened with a collection of 12 representatives strains of R. solanacearum phylotype I, II and III (Core-Rs2) within the species complex ranked from highly resistant to highly susceptible. The strains were grouped according to there profile of virulence on all three solanaceous, and by considering each species individually. We refer to these groups respectively, as pathoprofiles and pathotypes. No universal resistance was found for the three host species. Genetic analysis of resistance to R. solanacearum in eggplant was conducted against four strains of phylotype I. We used a population of recombinant lines F6 as well as the generations derived from the intraspecific cross between S. melongena MM738 (S) and AG91-25 (R). A genetic map was built with 119 markers a combination of AFLPs, SSRs and SRAPs positioned on 18 linkage groups, for a total length of 884 cM. The genetic analysis revealed that resistance to strains CMR134, PSS366, and GMI1000 was controlled by one single major gene, which explained up to 87% of the phenotypic variation. When the resistance against the highly virulent PSS4 strain is tested, this gene is not detected. In this case, a significant QTL with intermediate effect that explains up to 38% of phenotypic variation was found on another linkage group for this strain.

Le bassin supérieur de l’oued Djemaa qui fait partie de la montagne du Djurdjura est affecté par une importante morphogenèse. Les mouvements de terrain présentent une grande variété dans le secteur d’étude et jouent un rôle prépondérant dans l’évolution des versants. L’étude géomophologique détaillée, une enquête auprès des populations locales, des analyses géotechniques et l’analyse sédimentologique des formations déplacées nous ont permis de faire une typologie des mouvements de terrain et de dégager les facteurs de leur développement et de leur localisation. Les fortes précipitations d’hiver et de printemps sont à l’origine de tous les mouvements de terrain et des ravinements, mais l’exposition et la lithologie permettent de comprendre les formes différentes rencontrées sur les adrets et sur les ubacs. Les activités humaines jouent un rôle croissant dans l’accélération de la morphogenèse. Dans cette étude, un système d’Information Géographique a été utilisé pour produire les cartes des risques de dégradation du milieu qui sont des outils pour la planification et la gestion de l’utilisation du sol dans le bassin supérieur de l’oued Djemaa. Il permet de croiser la vulnérabilité avec l’aléa. Le résultat de ces croisements que nous avons codifiés débouche sur une carte globale de niveaux de risque / The upper basin of the oued Djemaa which includes to the mountain of Djurdjura is affected by an important morphogenesis. The ground movements introduces a large variety in the study area and play a preponderant role in the evolution of mountainsides. The geomorphology detailed study an investigation into the local populations, geotechtonic and analyses it sedimentology of displaced trainings allows us to do ground typology movement and to chow theire development factors and their location. The big rainfalls of winter and sprinter are the origin of these ground movements and gully erosions, but exposition and lithology allow to understand different forms on northern and southern slope. Human activities play more and more an important role in morphogenesis acceleration. In this study, a geographical information system has been used to provide degradation maps of risks of which are tools for planning and management of soil using in the upper basin of the oued Djemaa. He allows to cross vulnerability witch vagary. The result of these crossroads which we codified results in a total map of risk levels

Les enjeux médicaux et le contexte socio-économique des maladies respiratoires ont une importance majeure à l'échelle mondiale. Parmi les procédures mini-invasives classiques de traitement des maladies respiratoires, l’aérosolthérapie se distingue par sa capacité d’administrer des médicaments pour les pathologies locales, directement dans les voies respiratoires, comme les sinus ou l’arbre trachéaux-bronchique. Dans ce contexte, l’utilisation de nanoparticules à visée pulmonaire est objet de grandes avancées en aérosolthérapie car les aérosols nanométriques ont la capacité de contourner les obstacles dans les voies aériennes supérieures et se déposer dans le poumon profond, renforçant ainsi la performance thérapeutique et diagnostique de ces aérosols. Afin de contribuer à l’évolution des traitements par aérosolthérapie cette thèse s’est orientée vers le développement des nouvelles techniques de génération d’aérosols nanométriques et submicroniques, capables de cibler des régions spécifiques de l'appareil respiratoire d'un patient. La problématique majeure à être confrontée dans ce contexte est donc l’adaptation de la taille des particules de l’aérosol afin de promouvoir un dépôt ciblé chez le patient. Pour cela il est d’abord nécessaire d’avoir une large gamme de tailles d’aérosols, de micronique à nanométrique, puis déterminer la relation entre la taille des particules et leur site de dépôt dans les voies respiratoires. De ce fait, les objectifs principaux de cette thèse sont la caractérisation métrologique et l’évaluation des performances des aérosols nanométriques en termes de cartographie de dépôt. Les résultats obtenus ont démontré qu’il est possible de générer efficacement des aérosols submicroniques et nanométriques soit solides soit liquides. Les aérosols contenant une plus grande quantité de nanoparticules ont montré un dépôt plus important dans les poumons, ce qui contribue au développement des techniques d'administration de médicaments par aérosolthérapies ainsi que pour des études toxicologiques. / Medical and socio-economic issues of respiratory diseases have a major importance in world medicine. Among the conventional minimally invasive procedures in the treatment of respiratory diseases, the aerosoltherapy distinguishes itself by its ability to deliver medication directly into the respiratory tract, such as the sinuses or the tracheal-bronchial tree. In this context, the use of nanoparticles to target the lungs is object of great advances in aerosoltherapy as nanometric aerosols have the ability to overcome obstacles in the upper airways and deposit in the deep lung, increasing the therapeutic and diagnostic performance of these aerosols. In order to contribute with the advance of aerosoltherapy treatments this thesis is directed towards the development of new techniques of generation of nanometric and submicronic aerosols, able to target specific regions of the respiratory system of a patient. The major problem within this context is the adjustment of the aerosol’s particle size in order to promote a targeted deposition in a patient. Therefore, it is firstly necessary to have a wide range of aerosols sizes, from micronic to nanometric, and then it is needed to determine the relationship between particle size and deposition site in the respiratory tract. As a result, the main objectives of this thesis are the metrological characterization of nanometric aerosols and the evaluation of its performance in terms of its deposition in the respiratory tract. The achieved results have demonstrated that is possible to efficiently generate submicronic and nanometric aerosols, either with solid or liquid particles. Aerosols containing a higher amount of nanoparticles showed a larger deposit in the lungs that may contribute to the advancement of aerosoltherapy techniques as well as for toxicological studies.

Dans le contexte de la navigation autonome en environnement urbain, une localisation précise du véhicule est importante pour une navigation sure et fiable. La faible précision des capteurs bas coût existants tels que le système GPS, nécessite l'utilisation d'autres capteurs eux aussi à faible coût. Les caméras mesurent une information photométrique riche et précise sur l'environnement, mais nécessitent l'utilisation d'algorithmes de traitement avancés pour obtenir une information sur la géométrie et sur la position de la caméra dans l'environnement. Cette problématique est connue sous le terme de Cartographie et Localisation Simultanées (SLAM visuel). En général, les techniques de SLAM sont incrémentales et dérivent sur de longues trajectoires. Pour simplifier l'étape de localisation, il est proposé de découpler la partie cartographie et la partie localisation en deux phases: la carte est construite hors-ligne lors d'une phase d'apprentissage, et la localisation est effectuée efficacement en ligne à partir de la carte 3D de l'environnement. Contrairement aux approches classiques, qui utilisent un modèle 3D global approximatif, une nouvelle représentation égo-centrée dense est proposée. Cette représentation est composée d'un graphe d'images sphériques augmentées par l'information dense de profondeur (RGB+D), et permet de cartographier de larges environnements. Lors de la localisation en ligne, ce type de modèle apporte toute l'information nécessaire pour une localisation précise dans le voisinage du graphe, et permet de recaler en temps-réel l'image perçue par une caméra embarquée sur un véhicule, avec les images du graphe, en utilisant une technique d'alignement d'images directe. La méthode de localisation proposée, est précise, robuste aux aberrations et prend en compte les changements d'illumination entre le modèle de la base de données et les images perçues par la caméra. Finalement, la précision et la robustesse de la localisation permettent à un véhicule autonome, équipé d'une caméra, de naviguer de façon sure en environnement urbain. / In an autonomous navigation context, a precise localisation of the vehicule is important to ensure a reliable navigation. Low cost sensors such as GPS systems are inacurrate and inefficicent in urban areas, and therefore the employ of such sensors alone is not well suited for autonomous navigation. On the other hand, camera sensors provide a dense photometric measure that can be processed to obtain both localisation and mapping information. In the robotics community, this problem is well known as Simultaneous Localisation and Mapping (SLAM) and it has been studied for the last thirty years. In general, SLAM algorithms are incremental and prone to drift, thus such methods may not be efficient in large scale environments for real-time localisation. Clearly, an a-priori 3D model simplifies the localisation and navigation tasks since it allows to decouple the structure and motion estimation problems. Indeed, the map can be previously computed during a learning phase, whilst the localisation can be handled in real-time using a single camera and the pre-computed model. Classic global 3D model representations are usually inacurrate and photometrically inconsistent. Alternatively, it is proposed to use an ego-centric model that represents, as close as possible, real sensor measurements. This representation is composed of a graph of locally accurate spherical panoramas augmented with dense depth information. These augmented panoramas allow to generate varying viewpoints through novel view synthesis. To localise a camera navigating locally inside the graph, we use the panoramas together with a direct registration technique. The proposed localisation method is accurate, robust to outliers and can handle large illumination changes. Finally, autonomous navigation in urban environments is performed using the learnt model, with only a single camera to compute localisation.

La famille des Fagacées regroupe des espèces présentant un intérêt économique, écologique et social non négligeable. Par ailleurs, ces espèces, et plus particulièrement celles du genre Quercus que l’on retrouve dans des milieux extrêmement diversifiés, constituent de bons modèles d’étude de l’adaptation des arbres à leur environnement. Pour comprendre l’architecture génétique des caractères liés à l’adaptation chez le chêne, des cartes génétiques ont été établies essentiellement sur la base de marqueurs moléculaires dominants. Le travail qui a fait l’objet de cette thèse, a consisté à développer une carte génétique de seconde génération à partir des ressources génomiques disponibles chez cette espèce. Dans un premier temps, nous avons recherché des motifs microsatellites (SSR, simple sequence repeats) au sein des séquences exprimées (EST) assemblées sous la forme d’un unigène de 28 000 éléments non redondant. Un jeu de 748 marqueurs a été développé et 255 d’entre eux ont été localisés sur la carte génétique du chêne pédonculé (Q. robur L.) en utilisant une approche dite de « bin mapping ». Leur transférabilité a été testée chez le châtaignier européen (Castanea sativa Mill.) et le hêtre commun (Fagus sylvatica L.), deux espèces phylogénétiquement proche du chêne. Un taux de transférabilité de 28% a été observé pour le hêtre et de 56,6% pour le châtaigner. Une carte génétique a alors été établie pour le châtaigner en utilisant les marqueurs SSR localisés sur la carte du chêne. La comparaison des cartes de liaison du chêne et du châtaignier a mis en évidence une bonne conservation de la macro synténie et de la macro colinéarité entre les deux espèces, ce qui ouvre des perspectives intéressantes pour le transfert d’informations génétiques (QTL par exemple) d’une espèce à l’autre. Cette étude sera prochainement enrichie par la cartographie de marqueurs orthologues dérivés de polymorphismes ponctuels (SNP), ce qui permettra de comprendre l’évolution conjointe des trois espèces majeures de la famille des Fagacées. / The Fagaceae family comprises species of economic, ecological and social importance. In addition, these species and particularly those belonging to the Quercus genus that are present in very diverse ecological niches, constitute good models to study the adaptation of forest trees to their natural environment. To understand the genetic architecture of adaptive traits in oak, genetic linkage maps have been previously established based on dominant markers. In this thesis, we developed a second generation genetic map using the genomic resources that were available in this species. First, we bioinformatically screened an expressed sequence tags catalog assembled into a 28 000 unigene elements, for simple sequence repeats (SSRs). A set of 748 markers was developed and 255 were localized on the pedunculate oak (Q. robur L.) linkage map using a bin mapping approach. Their transferability was tested in the European chestnut (Castanea sativa Mill.) and common beech (Fagus sylvatica L.), two phylogenetically related species to oak. Transferability rates of 28% and 56.6% were observed for beech and chestnut, respectively. A genetic map was then established for chestnut on the basis of orthologous SSRs already mapped in oak. The comparison between both maps clearly showed that the macro-synteny and the macro-colinearity were conserved across genus, opening interesting perspectives in respect to the transfer of genetic information (eg. QTLs, quantitative trait loci) from one species to another. This study will be soon completed by the mapping of orthologous markers derived from single nucleotide polymorphisms (SNPs). This will made it possible to better understand the evolution of the genome of these three major species of the Fagaceae family.

Le but de ce travail est d'analyser des scènes sous-marines naturelles et en particulier cartographier des environnements sous-marins en 3D. Il existe aujourd'hui de nombreuses techniques pour résoudre ce problème. L'originalité de ce travail se trouve dans la fusion de deux cartes obtenues avec des capteurs de différentes résolutions. Dans un premier temps, un engin autonome (ou un bateau) analyse les fonds marins avec un sonar multifaisceaux et crée une première carte globale de la zone. Cette carte est ensuite décomposée en petites cellules représentant une mosaïque du fond marin. Une deuxième analyse est ensuite réalisée sur certaines cellules particulières à l'aide d'un second capteur avec une résolution plus élevée. Cela permettra d'obtenir une carte détaillée 3D de la cellule. Un véhicule autonome sous-marin ou un plongeur muni d'un système de vision stéréoscopique effectuera cette acquisition.Ce projet se décompose en deux parties, la première s'intéressera à la reconstruction 3D de scènes sous-marines en milieu contraint à l'aide d'une paire stéréoscopique. La deuxième partie de l'étude portera sur l'aspect multimodal. Dans notre cas, nous utilisons cette méthode pour obtenir des reconstructions précises d'objets d'intérêts archéologiques (statues, amphores, etc.) détectés sur la carte globale.La première partie du travail concerne la reconstruction 3D de la scène sous-marine. Même si aujourd'hui le monde de la vision a permis de mieux appréhender ce type d'image, l'étude de scène sous-marine naturelle pose encore de nombreux problèmes. Nous avons pris en compte les bruits sous-marins lors de la création du modèle 3D vidéo ainsi que lors de la calibration des appareils photos. Une étude de robustesse à ces bruits a été réalisée sur deux méthodes de détections et d'appariements de points d'intérêt. Cela a permis d'obtenir des points caractéristiques précis et robustes pour le modèle 3D. La géométrie épipolaire nous a permis de projeter ces points en 3D. La texture a été ajoutée sur les surfaces obtenues par triangulation de Delaunay.La deuxième partie consiste à fusionner le modèle 3D obtenu précédemment et la carte acoustique. Dans un premier temps, afin d'aligner les deux modèles 3D (le modèle vidéo et le modèle acoustique), nous appliquons un recalage approximatif en sélectionnant manuellement quelques paires de points équivalents sur les deux nuages de points. Pour augmenter la précision de ce dernier, nous utilisons un algorithme ICP (Iterative Closest Points).Dans ce travail nous avons créé une carte 3D sous-marine multimodale réalisée à l'aide de modèles 3D « vidéo » et d'une carte acoustique globale. / This work aims to analyze natural underwater scenes and it focuses on mapping underwater environment in 3D. Today, many methods exist to solve this problem. The originality of this work lies in the fusion of two maps obtained from sensors of different resolutions. Initially, an autonomous vehicle (or boat) analyzes the seabed with multibeam sonar and creates a first global map of the area. This map is then divided into small cells representing a mosaic of the seabed. A second analysis is then performed on some particular cells using a second sensor with a higher resolution. This will provide a detailed map of the 3D cell. An autonomous underwater vehicle (AUV) or a diver with a stereoscopic vision system will make this acquisition. This project is divided into two parts; the first one focuses on the 3D reconstruction of underwater scenes in constrained environment using a stereoscopic pair. The second part investigates the multimodal aspect. In our study, we want to use this method to obtain accurate reconstructions of archaeological objects (statues, amphorae, etc.) detected on the global map. The first part of the work relates the 3D reconstruction of the underwater scene. Even if today the vision community has led to a better understanding of this type of images, the study of natural underwater scenes still poses many problems. We have taken into account the underwater noise during the creation of the 3D video model and during the calibration of cameras. A study of the noise robustness was performed on two methods of detection and matching of features points. This resulted into obtaining accurate and robust feature points for the 3D model. Epipolar geometry allowed us to project these points in 3D. The texture was added to the surfaces obtained by Delaunay triangulation.The second part consists of fusing the 3D model obtained previously with the acoustic map. To align the two 3D models (video and acoustic model), we use a first approximated registration by selecting manually few points on each cloud. To increase the accuracy of this registration, we use an algorithm ICP (Iterative Closest Point).In this work we created a 3D underwater multimodal map performed using 3D video model and an acoustic global map.