Les travaux de cette thèse adressent la problématique de la coopération aéro-terrestre pour la cartographie de l’espace navigable. La nécessité d’une carte pour la navigation et la planification de chemins pour les robots terrestres n’est plus à prouver. L’utilisation d’une coopération aéro-terrestre pour créer une carte navigable à destination du robot terrestre a plusieurs intérêts. Premièrement, le drone peut cartographier rapidement une zone grâce à son champ de vision étendu et ses capacités de déplacement. Deuxièmement, la fusion des cartes créées par ces deux agents permet de tirer le meilleur profit des deux points de vue : la cohérence de la vue aérienne globale et la précision de la vue terrestre locale. Pour répondre à cette problématique, nous proposons une méthode qui s’appuie sur la création de cartes hybrides et leur fusion. Les cartes sont construites en utilisant le squelette de l’espace navigable terrestre comme support d’un graphe contenant également des informations métriques locales de l’environnement. La mise en correspondance des cartes aérienne et terrestre s’effectue à l’aide d’un appariement point à point déterminé grâce à une mesure de dissimilarité appropriée. Cette dernière est définie pour répondre aux critères d’invariance et de discriminance dans ce contexte. La mise en correspondance est ensuite utilisée pour fusionner les cartes entre elles. Les cartes fusionnées peuvent être utilisées par le robot au sol pour effectuer sa mission. Elles permettent également de propager des informations telles que des coordonnées GPS à des robots et dans des lieux où ce dispositif n’est pas disponible. Des expérimentations en environnements virtuels et réels sont réalisées pour valider cette approche et en tracer les perspectives. / This work aims to study the problem of air-ground robotic cooperation for collaborative traversability mapping. The need for a map for navigation and path planning for terrestrial robots is no longer to be proven. The use of air-ground cooperation to create a navigable map for the ground robots has several interests. First, the drone can quickly map an area through its large field of vision and traveling capabilities. Second, the fusion of maps based on these two agents makes it possible to draw the best benefits from both points of views: the coherence of the global aerial view and the accuracy of the local ground view. To answer this problem, we propose a method that relies on the construction of a unified model of hybrid maps and their fusion.The maps are built using the skeleton of the traversability space as a support for graphs also containing local metric and potentialy semantic information of the environment. The maching of aerial and ground maps is done using a point to point correlation based on an appropriate dissimilarity measure. This measure is defined to meet invariance and discriminance criteria. The matching is then used to merge the maps into an augmented traversability map. The merged maps can be used by the ground robot to perform its mission. They also make it possible to deploy information such as GPS coordinates to robots in GPS denied environments. Experiments in virtual and real world environments have been carried out to validate this approach and map out future perspetives.

L'objectif principal de cette thèse est d'évaluer la contribution d'une méthode d'interpolation dynamique pour améliorer la représentation des processus océaniques à petite échelle dans les cartes altimétriques. La résolution actuelle de ces cartes construites par interpolation statistique optimale, est bien adaptée à l'étude de la variabilité mésoéchelle mais ne permet pas d'observer des structures de taille inférieures à 150-200 km, en grande partie à cause de l'échantillonnage spatio-temporel des données. La méthode d'interpolation dynamique est basée sur un modèle de propagation quasi-géostrophique (QG) à une couche et demie, dont le but est de recréer une partie de l'évolution temporelle des petites structures océaniques en utilisant la dynamique locale. Dans cette étude, nous appliquons cette méthode à la Méditerranée occidentale. En premier lieu nous avons évalué la capacité du propagateur QG à représenter la dynamique dans cette région. Nous avons ensuite utilisé ce propagateur pour réaliser l'interpolation dynamique dans un cas idéalisé spatialement, en comparant les champs reconstruits avec un modèle numérique à haute résolution. Les résultats ont montré une amélioration générale par rapport à une interpolation linéaire sur une période de 5-10 jours. La performance de la méthode à montré une disparité spatiale et temporelle, avec une amélioration plus importante pour les régions de forte variabilité et en période hivernale. Nous avons exploité deux pistes de complexification du propagateur afin de mieux modéliser la dynamique de la région, fortement influencée par les forçages atmosphériques locaux intenses, la géométrie du bassin et sa bathymétrie. Dans une seconde étude, nous avons évalué la contribution de cette méthode d'interpolation dynamique pour cartographier les données altimétriques réelles le long des traces. Pour cette étude, les structures de covariance dérivées de l'évolution du modèle QG ont été intégrées dans un schéma d'interpolation optimal. Les cartes dynamiques interpolées résultantes ont été comparées aux cartes altimétriques actuelles. Cette étude, qui participe à la préparation de l'exploitation des futures données haute résolution de la mission SWOT, a démontré l'efficacité d'un modèle relativement simple pour améliorer la résolution des cartes altimétriques. Néanmoins, tous ces résultats ont révèlé la difficulté de paramétrer de façon optimale cette méthode de cartographie pour caractériser la dynamique dans une région qui présente une forte variabilité spatiale et temporelle. Ce travail souligne aussi le besoin de mieux exploiter les différents jeux de mesures indépendantes pour évaluer rigoureusement l'amélioration des petites échelles, qui ont un impact non négligeable sur la dynamique de mésoéchelle, notamment sur les transferts énergétiques au sein de l'océan et sur les interactions physico-biologiques. / The main objectif of this thesis is to evaluate the contribution of a dynamic interpolation method to improve the representation of small scale ocean processes in altimetric maps. The current resolution of these maps constructed by a statistical optimal interpolation technique, is well adapted to the study of the mesoscale variability but does not allow us to observe structures of sizes smaller than 150-200km, largely due to the spatio-temporal sampling of the data. The dynamic interpolation method is based on a one-and-a-half layer quasi-geostrophic (QG) propagation model, aims to recreate part of the temporal evolution of small oceanic structures using the local dynamics. In this study, we apply this method to the western Mediterranean Sea. First we evaluate the QG propagator's capacity to represent the dynamics in this region. We then use this propagator to perform the dynamic interpolation in a spatially idealized case, comparing the reconstructed fields with a fine-resolution numerical model. The results show a general improvement compared to a linear interpolation over a period of 5-10 days. There is spatial and temporal disparity in the performance of the method, with a greater improvement for the regions of high variability and during the winter period. We explored ways of complexifying the QG propagator to better represent the dynamics of the region, influenced by the strong local atmospheric forcing, the geometry of the bassin and its bathymetry. In a second study, we evaluated the contribution of this dynamical interpolation method for mapping real alongtrack altimetric data. For this study, covariance structures derived from the QG model's evolution are integrated into an optimal interpolation scheme. The resulting dynamical interpolated maps are compared to the current altimetric maps. This study, which participates in the preparation of the exploitation of the future high resolution data of the SWOT mission, demonstrates the effectiveness of a relatively simple model to improve the resolution of the altimetric maps. Nevertheless, all of these results reveal the difficulty to optimally parameterize this mapping method to caracterize the dynamics in a region which presents a strong spatial and temporal variability. This work also highlights the need to better exploit the independant data to rigorously evaluate the improvement at small scales, which have significant impacts on the dynamics of the mesoscale, particularly on energy transfers within the ocean and on physico-biological interactions.

L’espace urbain s’avère être un système complexe grâce aux interactions entre les composants de chaque milieu. L’homme n’est qu’un des multiples éléments de ce système mais il assume, en même temps, une posture singulière face aux autres composantes du fait de sa capacité à imaginer le futur. Cette condition lui a permis, à travers des outils de projection, d’orienter les transformations des milieux qu’il habite en décidant d’y soutenir ou d’y nier ces interactions. Pendant le XXème siècle, l’espace urbain de la ville européenne a été transformé à travers des projets urbains incarnant une idée de liberté. A partir de ces projets, l’espace urbain paraît subir des dissociations entre les acteurs, entre les outils de projection et le territoire et, enfin, entre les espaces physiques. Les résultats de processus de dissociations semblent être des espaces-fissures capables de faire émerger des métamorphoses par adaptation des milieux. Si la figure de l’intermilieux représente ces régénérations métaphysiques et physiques de la ville, le dispositif intermilieux en décrit l’approche opérationnelle basée sur le partage et l’expérimentation du projet urbain ouvert. La ville de Milan représente un champ d’investigation passionnant à cet égard. L’enquête menée dans ce territoire, la confrontation avec les acteurs impliqués, l’observation directe des lieux et de leur condition spatiale ont permis de faire émerger la diversification des expérimentations. Si in-situ, le dispositif intermilieux s’adapte en produisant des projets urbains ouverts, une contamination vertueuse se réalise entre ces projets en générant des réseaux trans-situ, des constellations cartographiques. / Urban space proves to be a complex system thanks to the interactions between the various components of each environment. Man is only one of the many elements of this system, but at the same time he assumes a singular position against the other components because of his ability to imagine the future. This condition allows him, through projection tools, to guide the transformations of the environments he inhabits by deciding to support or deny these interactions. During the twentieth century, the urban space of the European city was transformed through urban projects embodying an idea of ​​freedom. From these projects, the urban space seems to undergo dissociations between the actors, between the projection tools and the territory and, finally, between the physical spaces. The results of dissociation processes seem to be fissured spaces capable of bringing about a metamorphosis through the adaptation of the environment. If the figure of the intermilieux represents these metaphysical and physical regenerations of the city, the intermilieux apparatus describes the operational approach based on the sharing and the experimentation of the open urban project. Milan is an exciting field of investigation in this respect. The survey conducted in this territory, the confrontation with the actors involved, and the direct observation of the places and their spatial condition, made it possible to bring out the diversification of the experiments. If in-situ, the intermilieux apparatus adapts itself by producing open urban projects, a virtuous contamination is realized between these projects and these transformations by generating trans-situ networks, the cartographic constellations.

Les Noyaux actifs de galaxie (AGN) incluent les sources quasi stables les plus énergétiques connues dans l'univers jusqu'à aujourd’hui. Du fait de leur distance, de leur haute luminosité et de leur petite taille, leurs régions intérieures ne sont pas directement résolvables avec les télescopes actuels. C’est pour ces raisons que nous avons besoin de techniques d’observation indirectes et de modèles théoriques pour discerner leur structure. Dans cette optique, le rôle de la polarimétrie est crucial. Elle a été ces dernières années la méthode clé qui a permis de développer le modèle unifié des AGN et pourrait, à l’avenir, nous offrir des nouveaux éléments pour sonder les régions des AGN irrésolues. Dans cette thèse, j’ai conduit des simulations sur les transferts radiatifs relatifs aux rayonnements continus émis des différentes régions intérieures des AGN en utilisant la nouvelle technique de cartographie de réverbération polarimétrique. Ce travail a été inspiré par les recherches de Gaskell et al. (2012). Le but de cette recherche est de fournir des modèles théoriques sur les différents composants des AGN en considérant le rayonnement polarisé en fonction du temps. La polarisation induite par la diffusion a été modélisée et différentes géométries de poussières circumnucléaires ont été testées. Les résultats incluent les effets de l’agrégation des poussières et différentes compositions de poussière. Pour étendre le modèle, les effets complémentaires des vents ionisés s’étirant en direction des pôles ont également été étudiés ainsi que ceux de l’anneau de diffusion équatorial théorique, avec pour postulat qu'il explique l’angle de polarisation observé dans les pôles des AGN. Les simulations ont été exécutées en utilisant une version du code STOKES incluant la dépendance temporelle. Il sera possible d'étendre ce travail à l'avenir. Les prochaines étapes suggérées incluront des raies d'émission aux modélisations ainsi que plus de complexité concernant la géométrie et la distribution de la poussière et/ou des électrons dans les régions de diffusion. Ce travail sera important pour profiter de futures données observationnelles systématiques avec un bon échantillonnage temporel. / Active galactic nuclei (AGN) include the most powerful quasi-steady sources of energy known to date in the universe. Due to their distance, high brightness and small size, their inner regions are not directly resolvable with current telescopes. This is the reason why indirect techniques and theoretical models are needed to discern their structure. In this scenario the role of polarimetry is crucial. In the past it was the key method that led to the development of the Unified Model of AGN and in the future, it may give us new clues to probe unresolved AGN regions. In this thesis, I conducted radiative transfer simulations for continuous radiation of different inner regions of the AGN using the new technique of polarimetric reverberation mapping. This work has been inspired by the work of Gaskell et al. (2012). The goal of this research is to provide theoretical models of the different components of the AGN considering time-dependent polarized radiation. Scattering induced polarization has been modeled and different circumnuclear dust geometries have been explored. The results include the effects of clumpiness and different dust compositions. To further extend the model, the effects of additional extended ionized winds along the polar direction have also been explored as well as the putative equatorial scattering ring postulated to explain the polarization angle observed in pole-on AGN. The simulations were run using a time-dependent version of the STOKES code. It will be possible to extend this work in the future. Suggested future steps are including emission lines in the models, as well as more complexity in the geometry and distribution of dust and/or electrons in the scattering regions. This work will be important for taking advantage of systematic future observational data with good temporal sampling.

Partant du constat que les cartes de bruit actuelles (quantitatives) doivent nécessairement inclure des données qualitatives pour être plus opérantes, ce travail propose d'explorer quelques pistes pour montrer comment on peut représenter les qualités d'une situation sonore urbaine sur une carte. S'appuyant sur les trois caractères fondamentaux de l'espace sonore humain {temporalité, discrétion, métabole), ainsi que sur les principales approches théoriques de la qualité sonore développées à ce jour (les objets sonores, les effets sonores, les notions d'environnement, de milieu et de paysage sonores, les ambiances sonores), il cherche à voir comment une carte des qualités sonores peut être possible. Pour ce faire, il propose de multiples cartes, destinées chacune à aborder certains des problèmes cités précédemment, et réalisées lors de deux étapes de recherche successives (l'une sur support papier et l'autre sur support informatique, SIG). Par un bref retour analytique, il cherche ensuite à voir ce qui a pu être réalisé (introduction du temps sur la carte, multiples aspects qualitatifs traités, etc.), ce qui s'est avéré irréalisable (représentation exhaustive des effets ou des ambiances sonores), ainsi que les limites des systèmes proposés (en particulier en ce qui concerne la répartition spatiale des phénomènes et l'approche sensible des individus). Sur la base de ces expériences, il esquisse alors une première ébauche de ce que pourrait être un cadre théorique et méthodologique global de la représentation des qualités de l'espace sonore humain. Et enfin, il propose quelques nouvelles pistes de recherche susceptibles de faire avancer l'étude de la cartographie sonore qualitative.

Ce travail de thèse s'inscrit dans le contexte d'extraction de connaissances à partir de documents textuels, appelé Fouille de textes (FdT) ou Text Mining (TM). Ce mémoire s'articule autour des problématiques liées à la modélisation de documents et la représentation de connaissances textuelles. Il s'intéresse à des collections de documents qui abordent des thématiques différentes. Le mémoire s'attache à élaborer un modèle de représentation et un système permettant d'extraire automatiquement des informations sur les différentes thématiques abordées mais également des mécanismes offrant la possibilité d'avoir des aperçus sur les contenus. Il est montré que les approches basées sur les associations de termes sont adaptées à ce contexte. Cependant, ces approches souffrent de certaines lacunes liées au choix du modèle et de la connaissance à retenir. Pour l'élaboration du modèle de représentation, le choix porte sur l'extension de l'approche d'association de termes. A cet effet, la notion de contexte est étudiée et un nouveau critère appelé « partage de contextes » est défini. Via ce critère, il est possible de détecter des liens entre termes qui n'apparaîtraient pas autrement. L'objectif est de représenter le plus de connaissances possibles. Ces dernières sont exploitées pour une meilleure représentation du contenu et des informations enfouies dans les textes. Un système appelé IC-DOC est réalisé, ce dernier met en oeuvre le modèle de représentation dans un nouvel environnement d'extraction de connaissances à partir de documents textuels. Dans un contexte de veille scientifique, la proposition de ce type de systèmes devient indispensable pour extraire et visualiser de manière automatique l'information contenue dans les collections de documents textuels. L'originalité du système IC-DOC est de tirer profit du modèle de représentation proposé. Une série d'expérimentations et de validations sur divers jeux de données sont réalisées via le système IC-DOC. Deux applications sont considérées. La première s'intéresse à la caractérisation thématique et la seconde étend la première pour une cartographie visuelle de connaissances textuelles.

A travers l'étude des différentes unités qui constituent la plaine alluviale, la méthode hydrogéomorphologique permet de définir aisément la zone inondable du cours d'eau. Cette thèse a donc pour objet de contribuer à l'amélioration de la méthode. Un chapitre est consacré à la compréhension des processus hydrodynamiques qui animent la plaine alluviale fonctionnelle, donnant ainsi une réalité hydrologique aux unités qui la constituent afin que l'aléa qui leur est associé soit mieux défini. A travers les exemples de l'Orbieu et de l'Ouvèze, la présence de lit moyen et de talus séparant les différents lits, sur les cours d'eau méditerranéens a été justifiée. Un second chapitre développe les différents exemples pris sur l'Argent-Double, l'Orbieu, le Bayon, le Gardon, la Cèze et l'Ouvèze, à partir desquels une typologie des différents contacts entre la zone inondable et l'encaissant a été établie. Les lits majeurs exceptionnels et les terrasses holocènes (formes récemment mises en évidence du point de vue de la recherche appliquée) ont été caractérisées et une traduction cartographique est proposée en accord avec la sémiologie graphique et les attentes nécessaires à l'élaboration des documents réglementaires comme les Plans de Prévention des Risques d'Inondation et les Atlas de Zones Inondables. Leur étude apporte des compléments à la chronologie de l'évolution des hydrosystèmes fluviaux à l'Holocène récent.

Ce mémoire est consacré à l'étude et à la réalisation de sources impulsionnelles, constituées de lasers à semi-conducteurs soumis à une rétroaction optique non linéaire ou filtrée, pour des applications dans les domaines liés aux télécommunications optiques. Après un bref rappel des principales méthodes utilisées pour réaliser des sources impulsionnelles, nous présentons les notions théoriques nécessaires à la compréhension du phénomène de rétroaction optique ainsi que les principales réalisations de sources impulsionnelles, utilisant une contre-réaction, disponibles dans la littérature. Puis nous nous intéressons à l'analyse, principalement numérique, de la dynamique d'un laser contre-réactionné par un miroir non linéaire. Cette étude a permis de mettre en évidence l'existence d'un régime de blocage de modes passif conduisant à la génération d'impulsions caractérisées par un taux de répétition pouvant atteindre 20 GHz. D'autre part, nous montrons que l'utilisation d'un réseau de Bragg à pas variable comme réflecteur externe d'un laser fonctionnant en régime de blocage de modes permet la génération d'impulsions en limite de Fourier. La méthode de fabrication d'une telle cavité composée d'un réseau de Bragg et d'une microlentille est décrite. Et nous présentons un modèle permettant d'analyser numériquement le comportement de lasers soumis à une contre-réaction filtrée ainsi qu'une analyse statique de ce dernier. Nous terminons cette étude par l'analyse de l'influence d'une injection optique sur les caractéristiques de ces impulsions.

Dans cette thèse, nous abordons le problème SLAM pour des robots évoluant en 3D dans de grands environnements, en utilisant la stéréovision. Une implémentation complète des différentes fonctionnalités nécessaires a été conçue, développée et expérimentée dans différents contextes. La première partie de la thèse traite du problème d'association des données :elle présente un algorithme de mise en correspondance de points d'intérêt détectés dans les images, qui est robuste par rapport au bruit et aux changements de point de vue. La deuxième partie de la thèse est dédiée au développement d'une approche du problème SLAM basée sur le filtrage de Kalman. Les amers sont les points d'intérêt détectés dans les images, dont les coordonnées 3D sont fournies par la stéréovision. La dernière partie de la thèse présente et analyse des résultats obtenus dans différents contextes~: sur des trajectoires de plusieurs centaines de mètres effectuées par un ballon dirigeable évoluant à faible altitude, avec un robot évoluant en environnement naturel non structuré, et avec un robot évoluant en environnements intérieurs. Lorsque la trajectoire ``ferme une boucle'', une méthode rapide de correction de l'estimée des différentes positions par lesquelles le robot est passé permet de reconstruire un modèle numérique du terrain.

Dans l'espace montagnard européen, l'activité pastorale diminue inexorablement. La succession post-culturale modifie la structure et le fonctionnement de la végétation, dérivant tant dans son contenu que dans son expression, d'une utilisation traditionnelle. L'aménagement de ces territoires en constante mutation doit éviter de remettre en cause leur persistance taxonomique et écologique. L'objectif de ce travail consiste à relever ce défi à l'échelle d'un écocomplexe. Le bassin versant du Petit Buëch (Hautes-Alpes, 57 km²) haut lieu de l'endémisme français inscrit dans un site Natura 2000 a servi de base à la calibration et à la validation des modèles proposés. L'utilisation conjointe de la statistique et de la géomatique a offert des outils performants pour échantillonner, analyser et modéliser spatialement les espèces et les habitats de ce secteur. L'ensemble de ces travaux a permis, outre les aspects méthodologiques novateurs, de fournir des modèles prédictifs spatialisés d'espèce protégée, d'habitats naturels et de leurs richesses floristiques, validés pour la partie sud du massif du Dévoluy (Hautes-Alpes). Véritables outils d'aide à la décision, ces modèles permettent de gérer ces espaces naturels sensibles (17% de la flore française) dans un contexte de déprise pastorale constante.