A l'aube du XXIème siècle, les nanosciences et nanotechnologies promettent des progrès remarquables dans de nombreux domaines, mais soulèvent aussi de nombreuses inquiétudes en particulier au sujet de leurs effets sur la santé humaine et l'environnement. Cette étude a pour objectif d'apporter des éléments de réponse à la compréhension de la nature et de l'origine des effets biologiques de nanoparticules manufacturées : les oxydes de titane et les nanotubes de carbone. Pour cela les effets sur la viabilité cellulaire, la localisation cellulaire et la capacité à provoquer un stress oxydant, d'un panel de ces nanoparticules caractérisées de façon poussée ont été regardés in vitro sur deux modèles cellulaires : les cellules alvéolaires humaines A549 permettant de se placer dans un contexte d'exposition de l'homme par voie respiratoire et les bactéries Escherichia coli MG1655 et Cupriavidus metallidurans CH34 permettant de se placer dans un contexte de contamination environnementale. Il apparaît que les nanoparticules étudiées ne sont pas inertes pour ces différents modèles et que la nature et l'intensité des effets observés dépendent non seulement du modèle mais surtout des conditions d'exposition et des caractéristiques physicochimiques des nanoparticules qui pour certaines ont pu être identifiées comme prépondérantes.

Parmi les nouveaux nano-dispositifs, les CNTFETs sont des candidats prometteurs. Mais les circuits à base de nanotubes auront une probabilité élevée de défectuosité lors de la fabrication et une assez grande dispersion des caractéristiques. Dans ce contexte, cette thèse étudie l'implantation de portes logiques élémentaires à base de CNTFETs. Une comparaison précise de plusieurs structures logiques montre les avantages de la structure complémentaire pour les applications futures. L'influence des variations paramétriques sur les caractéristiques des CNTFETs et des portes logiques complémentaires est ensuite analysée. Une étude synthétique des défauts et fautes transitoires spécifiques aux circuits à base de CNTFETs est présentée. Enfin, une structure logique redondante est proposée pour réduire l'effet des dispersions paramétriques et pour améliorer le rendement de fabrication en tolérant certains défauts.

Durant cette thèse nous avons proposé une approche temps réel, générique et fonctionnelle pour reconnaître la posture des personnes filmées par une caméra statique. Notre approche est conçue pour être complètement automatique et indépendante du point de vue de la caméra. La reconnaissance de posture à partir de séquence vidéo est un problème difficile. Ce problème s'inscrit dans le champ de recherche plus général de l'interprétation de séquence vidéo. L'approche proposée prend en entrée des informations provenant d'algorithmes de vision telles que la silhouette de la personne observée (une image binaire où une couleur représente la personne et l'autre le fond) ou sa position dans la scène. La première contribution est la modélisation d'un avatar 3D de posture. Un avatar 3D de posture est composé d'un modèle 3D humain (définissant les relations entre les différentes parties du corps), d'un ensemble de paramètre (définissant les positions des différentes parties du corps) et d'un ensemble de primitive (définissant l'aspect visuel des parties du corps). La seconde contribution est la proposition d'une approche hybride combinant l'utilisation de modèles 3D et de techniques 2D. Les avatars 3D de postures sont utilisés dans le processus de reconnaissance pour avoir une certaine indépendance du point de vue de la caméra. Les techniques 2D représentent les silhouettes des personnes détectées pour garder un temps réel de calcul. Cette thèse montre comment les avatars 3D peuvent être utilisés pour obtenir une approche générique et fonctionnelle pour reconnaître les postures. Cette approche est composée de deux parties : la détection de postures qui reconnaît la posture de la personne détectée en utilisant seulement l'information calculée sur l'image considérée, et le filtrage temporel de posture qui reconnaît la posture en utilisant l'information provenant des images précédentes. Une troisième contribution a été faite en comparant différentes représentations 2D des silhouettes au niveau du temps de calcul nécessaire et de leur dépendance à la qualité de la silhouette. Quatre représentations ont été retenues : une représentation combinant différentes valeurs géométriques, les moment de Hu, la skeletonisation et les projections horizontale et verticale. Une quatrième contribution est la caractérisation des cas ambigus. Des ambiguïtés au niveau de la reconnaissance peuvent se produire en utilisant seulement une caméra statique. Une posture ambiguë est définie par plusieurs postures vii qui ont des silhouettes visuellement similaires. Des données de synthèse sont générées pour évaluer l'approche proposée pour différents points de vue. Ainsi, les postures ambiguës sont identifiées en considérant la posture et son orientation. L'approche est aussi évaluée pour des données réelles en proposant un modèle de vérité terrain pour la reconnaissance de posture. Une cinquième contribution a été proposée en appliquant le résultat de notre approche à la reconnaissance d'action. Une méthode utilisant des machines à états finis a ainsi été proposée pour reconnaître des actions faisant intervenir une seule personne. Chaque état de la machine est composé d'une ou plusieurs postures. Cette méthode est appliquée avec succès pour détecter les chutes et la marche. Bien que notre approche donne de très bon taux de reconnaissance, il subsiste quelques limitations. La principale limitation de l'approche est qu'elle est limitée en nombre de postures d'intérêt pour des raisons de temps de calcul et de discrimination entre les postures considérées. La seconde limitation est le temps nécessaire à la génération des silhouettes des avatars 3D de posture. En utilisant l'information sur le déplacement de la personne dans la scène, l'algorithme de reconnaissance de posture traite entre 5 et 6 images par seconde. Des améliorations peuvent être faites pour résoudre ces limitations. En particulier, nous pourrions adapter automatiquement l'ensemble des postures d'intérêt au cas considéré, en utilisant par exemple la posture reconnue précédemment pour restreindre les postures 3D dont nous voulons extraire les silhouettes.

La conception architecturale est souvent réalisée grâce aux habitudes professionnelles et à l'expérience des concepteurs, qui leur permettent d'identifier les paramètres de conception pertinents à prendre en compte pour commencer l'étude et de faire les choix qu'impliquent une démarche séquentielle de détermination d'architecture. Ces décisions sont difficiles à prendre car les concepteurs ne disposent pas forcément d'éléments suffisants pour comparer les différentes alternatives. Ainsi, ils procèdent souvent par essai-erreur, jusqu'à l'obtention d'une configuration opérationnelle, mais qui n'est pas nécessairement optimale. Ces itérations sont, de plus, coûteuses en temps.<br /><br />Nous proposons un système d'aide à la décision en conception préliminaire, permettant de partir de plusieurs concepts de solution pertinents, pour arriver à une architecture validée et prédimensionnée en objectivant les choix de conception. <br />Les grandes étapes sont : (i) l'écriture du problème de conception préliminaire sous forme de Problème par Satisfaction de Contraintes (PSC), (ii) la recherche exhaustive des architectures solutions, (iii) l'exploitation et la réduction de l'espace des solutions pour aider à la décision. C'est seulement ensuite qu'un choix est à faire parmi ces solutions, qui n'ont pas été arbitrairement restreintes par des choix initiaux.<br /><br />Les étapes (i) et (iii) nécessitent une analyse préalable du problème de conception. Il faut, d'une part, le limiter aux seules caractéristiques nécessaires et suffisantes pour la conception architecturale, que nous nommons caractéristiques structurantes. D'autre part, il faut exprimer les objectifs de conception et les critères de qualification de la conception, qui permettent de hiérarchiser les architectures-solutions obtenues et ainsi aider au choix final parmi elles.<br />Nous proposons pour cela une démarche systématique d'analyse et structuration du problème de conception, basée sur quatre étapes, depuis l'analyse du besoin jusqu'à une approche physique, en passant par des approches fonctionnelle et organique du produit à concevoir. Des tableaux systématiques sont proposés.<br /><br />Notre approche est confrontée avec la démarche 'classique' d'un groupe de concepteurs, pour une même conception architecturale. L'utilisation du système d'aide à la décision permet une amélioration de la satisfaction des objectifs de conception, le choix du concept de solution le plus performant, l'obtention d'architectures-solutions valides et respectant toutes les contraintes énoncées. On dispose ainsi d'éléments dimensionnels pour poursuivre en conception détaillée sans subir les itérations engendrées par le processus essai-erreur.

L'objectif de cette thèse est, d'une part l'analyse mathématique de la méthode de la frontière élargie (The Fat Boundary Method, F.B.M.), et d'autre part, son adaptation à la simulation numérique des écoulements fluides tridimensionnels incompressibles dans des géométries complexes (domaines perforés). Dans un premier temps, nous nous plaçons dans le cadre de problèmes elliptiques modèles de type Poisson ou Helmholtz posés dans un domaine perforé (typiquement un domaine parallélépipédique contenant des obstacles sphériques). En utilisant la F.B.M., le problème initial est remplacé par une résolution dans le domaine non perforé permettant l'utilisation d'un maillage cartésien, offrant ainsi un cadre approprié pour l'utilisation de solveurs rapides. Nous effectuons donc l'analyse mathématique de la F.B.M., notamment la convergence et l'estimation d'erreur dans ce cadre particulier. Les résultats théoriques ainsi obtenus sont également illustrés par des tests numériques. La deuxième partie est dédiée à l'application de ces outils pour la simulation numérique d'écoulements fluides incompressibles tridimensionnels. La stratégie adoptée consiste à discrétiser les équations de Navier-Stokes en combinant la F.B.M. (pour la discrétisation spatiale), un schéma de projection (pour la discrétisation temporelle) et la méthode des caractéristiques (pour le traitement du terme convectif). Nous présentons ainsi plusieurs simulations numériques tridimensionnelles correspondant aux écoulements fluides en présence d'obstacles fixes et mobiles (mouvements imposés).

Cette thèse dans le domaine du traitement des signaux non-stationnaires, appliqué aux bruits du cœur mesurés avec un stéthoscope numérique, vise à concevoir un outil automatisé et " intelligent ", permettant aux médecins de disposer d'une source d'information supplémentaire à celle du stéthoscope traditionnel. Une première étape dans l'analyse des signaux du cœur, consiste à localiser le premier et le deuxième son cardiaque (S1 et S2) afin de le segmenter en quatre parties : S1, systole, S2 et diastole. Plusieurs méthodes de localisation des sons cardiaques existent déjà dans la littérature. Une étude comparative entre les méthodes les plus pertinentes est réalisée et deux nouvelles méthodes basées sur la transformation temps-fréquence de Stockwell sont proposées. La première méthode, nommée SRBF, utilise des descripteurs issus du domaine temps-fréquence comme vecteur d'entré au réseau de neurones RBF qui génère l'enveloppe d'amplitude du signal cardiaque, la deuxième méthode, nommée SSE, calcule l'énergie de Shannon du spectre local obtenu par la transformée en S. Ensuite, une phase de détection des extrémités (onset, ending) est nécessaire. Une méthode d'extraction des signaux S1 et S2, basée sur la transformée en S optimisée, est discutée et comparée avec les différentes approches qui existent dans la littérature. Concernant la classification des signaux cardiaques, les méthodes décrites dans la littérature pour classifier S1 et S2, se basent sur des critères temporels (durée de systole et diastole) qui ne seront plus valables dans plusieurs cas pathologiques comme par exemple la tachycardie sévère. Un nouveau descripteur issu du domaine temps-fréquence est évalué et validé pour discriminer S1 de S2. Ensuite, une nouvelle méthode de génération des attributs, basée sur la décomposition modale empirique (EMD) est proposée.Des descripteurs non-linéaires sont également testés, dans le but de classifier des sons cardiaques normaux et sons pathologiques en présence des souffles systoliques. Des outils de traitement et de reconnaissance des signaux non-stationnaires basés sur des caractéristiques morphologique, temps-fréquences et non linéaire du signal, ont été explorés au cours de ce projet de thèse afin de proposer un module d'aide au diagnostic, qui ne nécessite pas d'information à priori sur le sujet traité, robuste vis à vis du bruit et applicable dans des conditions cliniques.

La détection de piétons et la reconnaissance des panneaux routiers sont des fonctions importantes des systèmes d'aide à la conduite (anglais : Advanced Driver Assistance System - ADAS). Une nouvelle approche pour la reconnaissance des panneaux et deux méthodes d'élimination de fausses alarmes dans des applications de détection de piétons sont présentées dans cette thèse. Notre approche de reconnaissance de panneaux consiste en trois phases: une segmentation de couleurs, une détection de formes et une classification du contenu. Le color enhancement des régions rouges est amélioré en introduisant un seuil adaptatif. Dans la phase de classification, la performance du K-d tree est augmentée en utilisant un poids spatial. Les Random Forests obtiennent un taux de classification de 97% sur le benchmark allemand de la reconnaissance des panneaux routiers (German Traffic Sign Recognition Benchmark). Les besoins en mémoire et calcul sont réduits en employant une réduction de la dimension des caractéristiques. Les classifieurs atteignent un taux de classification aussi haut qu'avec une fraction de la dimension des caractéristiques, selectionée en utilisant des Random Forests ou Fisher's Crtierion. Cette technique est validée sur deux benchmarks d'images multiclasses : ETH80 et Caltech 101. Dans une application de vidéo surveillance avec des caméras statiques, les fausses alarmes des objets fixes, comme les arbres et les lampadaires, sont éliminées avec la corrélation sur plusieurs trames. Les fausses alarmes récurrentes sont supprimées par un filtre complémentaire en forme d'arbre.

Cette étude aborde : - le cadre géographique et géologique - la cartographie géotechnique - synthèse des résultats et - les propriétés géotechniques des sols. Elle concerne le moyen Grésivaudan soit l'espace entre Crolles et Le touvet ( Isère).

Notre recherche s'inscrit dans le domaine de la relation homme-technologie et se focalise plus spécifiquement sur le processus d'adoption d'un Environnement Numérique de Travail (ENT). Il est de plus en plus admis, dans la littérature, que l'utilisabilité est un critère nécessaire mais non suffisant pour prédire et expliquer l'acceptation des technologies (Bonnardel et al., 2006 ; Bonnardel, Piolat & Le Bigot, 2011 ; Demirbilek & Sener, 2003 ; Dillon, 2001 ; Hassenzahl, Beu & Burmester, 2001 ; Helander, 2003 ; Norman, 2004a, 2004b ; Robert, 2008). Par conséquent, il est aujourd'hui recommandé de prendre en compte d'autres facteurs dits non instrumentaux, en plus de l'utilité et de l'utilisabilité. Pour répondre à ces évolutions, nos travaux s'inscrivent dans une démarche qui combine les approches de l'acceptation et de l'expérience utilisateur (UX). Une place est ainsi donnée, aux aspects ergonomiques, hédoniques, mais aussi aux affects et aux caractéristiques des utilisateurs. Au sein de ce cadre théorique, cette thèse poursuit un double objectif : 1) examiner, d'une part, l'effet du niveau de complexité des tâches à réaliser et, d'autre part, l'effet d'une l'humeur préalable négative sur les variables de l'UX et de l'acceptation ; 2) aboutir à un modèle structural intégrateur " expérienceacceptation " qui rende compte du rôle joué par des variables instrumentales et non instrumentales dans le processus d'adoption des technologies. Les principaux résultats montrent, notamment, que les perceptions d'utilisabilité sont consistantes avec le niveau réel d'utilisabilité (en accord avec les propos de Thüring et Mahlke (2007)). De plus, il apparaît que les affects et l'utilisabilité perçue sont particulièrement sensibles à la manipulation du système, tandis que les qualités hédoniques perçues ne le sont pas. Ces dernières restent stables dans le temps, quelles que soient les conditions d'interaction. Ces résultats sont consistants avec ceux de Hassenzahl (2003, 2004) et Van Schaik et Ling (2008, 2011). Enfin, un modèle structural intégrateur encourageant est obtenu. Il met notamment en évidence que les caractéristiques des utilisateurs, la sphère affective, les qualités hédoniques perçues ainsi que les jugements d'utilité et d'attrait contribuent à la détermination des intentions d'usage d'un ENT. Sur la base de l'ensemble de nos résultats, nous proposons, en discussion, un méta-modèle théorique pour l'étude de l'adoption des technologies

Pour explorer le monde qui nous entoure nous bougeons sans cesse les yeux alternant entre des mouvements rapides ``les saccades'' et des moments d'immobilisation ``les fixations''. Quels sont les facteurs guidant ces mouvements oculaires? Comment les interpréter et les évaluer quantitativement? Cette thèse aborde ces questions lors de l'exploration libre de scènes naturelles, sous deux aspects: la modélisation et le recueil de données comportementales avec des enregistrements oculométriques. Le modèle proposé s'inspire fortement de la biologie et propose de prédire les régions dites saillantes (qui attirent les yeux) en utilisant un certain nombre de caractéristiques visuelles de bas niveaux, selon une démarche de traitement ascendante (``bottom-up'') compatible avec le contexte choisi d'exploration libre des scènes naturelles. Bien qu'il s'agisse de l'exploration de scènes statiques, un modèle dynamique spatio-temporel est également proposé considérant les séquences temporelles alternant les phases de stabilisation durant les fixations et les phases de déplacement durant les saccades. Les données comportementales et les données physiologiques ont permis l'établissement du modèle, ses évolutions et améliorations successives, puis sa validation. Ainsi, nous montrons que bien que la couleur soit présente partout et apparaisse dans plusieurs modèles de la littérature, celle-ci influence peu les mouvements oculaires des sujets. De même nous montrons que programmer plusieurs saccades en parallèle à partir d'un point de fixation comme cela a été montré dans des expériences de recherche de cible n'est pas compatible avec les données comportementales. Cette thèse propose aussi de nombreux outils méthodologiques pour comparer des données comportementales à des données issues d'un modèle et propose également une manière de tester l'importance relative de plusieurs caractéristiques visuelles de bas niveau sur la prédiction des mouvements oculaires.