L'unification de la mécanique quantique et de la relativité générale est un des grands problèmes ouverts en physique théorique. Une des approches possibles est de définir des espaces géométriques aléatoires avec des bonnes propriétés, qui peuvent être interprétés comme des espaces-temps quantiques. Cette thèse aborde des aspects mathématiques des modèles de tenseurs colorés, un type de modèle de physique théorique qui s'inscrit dans cette approche. Ces modèles décrivent des espaces linéaires par morceaux appelés trisps colorés, en toute dimension.Au cours de cette thèse, nous avons tout d'abord étudié des modèles aléatoires uniformes sur les trisps colorés, en toute dimension. Nous prouvons que ces modèles ont une limite singulière, ce qui a aussi donné lieu à un théorème central limite sur le genre d'une grande carte aléatoire uniforme.Nous avons ensuite étudié le cas particulier de la dimension 2, où les trisps colorés sont un type particulier de cartes, les triangulations eulériennes. Nous montrons que les triangulations eulériennes planaires convergent vers la carte brownienne, qui est un objet aléatoire continu universel en dimension 2. Ce résultat est particulièrement remarquable étant donnée la complexité de la structure des triangulations eulériennes, en comparaison avec les autres familles de cartes qui convergent vers la carte brownienne / The unification of quantum mechanics and general relativity is one the great open problems of theoretical physics. A possible approach is to define random geometric spaces with nice properties, that can be interpreted as quantum spacetimes.This thesis tackles mathematical aspects of colored tensor models, a type of theoretical physics model that is inscribed in this approach. These models describe piecewise-linear spaces called colored trisps, in any dimension.In this thesis, we first studied random uniform models of colored trisps, in any dimension. We prove that these models have a singular limit, which also entails a central limit theorem for the genus of a large uniform map. We then studied the particular case of dimension 2, where colored trisps are a particular case of maps, Eulerian triangulations. We show that planar Eulerian triangulations converge to the Brownian map, which is a universal continuum object in dimension 2. This result is of particular interest, as Eulerian triangulations have a much more complex structure than the other families that are known to converge to the Brownian map

Cette thèse traite du problème de la Localisation et Cartographie Simultanées (SLAM) dans les environnements d’intérieur. Dans ce contexte, nous avons choisi un SLAM visuel en utilisant les données d’un capteur RGB-D de type Kinect pour estimer la trajectoire de la caméra et construire une carte 3D de l’environnement en temps réel. Malgré les avantages des caméras RGB-D (faible coût, images couleurs et cartes de profondeur), les données de profondeur issues de ce genre de capteur peuvent être de mauvaise qualité ce qui affecte l’estimation de la pose. En outre, la taille des nuages de points engendre une carte globale lourde et contenant de nombreux points 3D redondants. Afin de diminuer l’impact de ces faiblesses sur la résolution du SLAM, nous proposons d’utiliser des plans 3D, majoritaires dans les scènes d’intérieur, dans le processus d’estimation de poses de la caméra pour construire des cartes 3D basées-plans.Les plans 3D servent alors à générer des points d’intérêt 3D planaires moins bruités que les points bruts déduits directement des nuages de points. En rectifiant les valeurs de profondeur des points d’intérêt 3D bruts appartenant à ces plans, nous améliorons ainsi l’estimation de pose quand la scène est composée essentiellement de plans. Par la suite, les plans 3D détectés sont utilisés pour construire une carte 3D globale légère. La carte est élaborée en fusionnant itérativement les régions planaires détectées dans la scène avec celles déjà présentes dans la carte ou en ajoutant de nouveaux plans. Contrairement à la représentation classique basée point,nous réduisons ainsi la taille de la carte 3D et construisons des cartes compactes. Ces cartes sont exploitables par des applications de robotique mobile et de navigation. Pour montrer les bénéfices des travaux proposés dans cette thèse, les expérimentations réalisées évaluent la précision de la localisation, l’influence de l’échantillonnage des données RGB-D sur la détection des plans ainsi que la qualité de la carte basée-plans 3D par rapport à la scène réelle. La carte ainsi constituée de plans présente une première étape vers une carte plus sémantique. / This thesis deals with the Simultaneous Localisation and Mapping (SLAM) problem in indoor environments. In this context, we chose a visual SLAM using an RGB-D sensor (Kinect) to estimate the camera trajectory and to build a 3D map of the environment in realtime. Despite RGB-D cameras advantages (low cost, color images and depth maps), depth data resulting from this kind of sensors may be noisy, which affects pose estimation. In addition,due to points clouds sizes, the resulting global map is heavyweight and contains many redundant 3D points. In order to reduce the impact of these weaknesses on resolving the SLAM problem, we propose to use 3D planes, which are dominant in indoor scenes, for both camera poses estimations and 3D based-planes maps building process. Hence, 3D planes are used to generate 3D planar feature featuring less depth noise than the raw points extracted directly from points clouds. By regularizing depth values of raw 3D feature points belonging to these planes, we improve pose estimation when the scene is mainly composed of planes. Then, the detected 3D planes are used to build the global 3D map, creating a light representation of the environment based on these planes. The map is iteratively built from each new camera pose either by merging new planes to the existing ones or by adding new planes to the map. Thus,unlike conventional point-based representation, the size of the resulting 3D map is considerably reduced and the built map is more compact compared to point-based maps.These maps maybe used by mobile robotics and navigation applications. To show the benefits of our works, the conducted experiments to evaluate localisation accuracy, the influence of subsampled RGB-Ddata on plane detection, as well as quality of 3D plane-based maps against real scenes. Such plane-based maps represents a first step towards semantic maps.

Présentement, le commerce électronique est requis pour agir plus intelligemment et de façon autonome avec le minimum d'intervention humaine. Cette exigence demande à la communauté du Web de développer une infrastructure qui soutient un interfonctionnement au niveau sémantique. En attendant, le Web Sémantique, comme une recherche du Web futur, apporte une nouvelle occasion et une perspective au commerce électronique conventionnel. Le Web Sémantique est une recherche avancée promue par W3C, qui vise à améliorer de l'état du World Wide Web par les techniques sémantiques. Dans ce mémoire, nous proposons une plateforme conceptuelle pour le commerce électronique basée sur les technologies du Web Sémantique, dans laquelle une Machine Virtuelle Sémantique est ajoutée. Par ailleurs, nous suggérons un workflow corrélatif en faisant une recherche des techniques liées à ce dernier. Finalement, un outil pratique de recommandation de carte de crédit est construit sur la plateforme conçue. Par cet outil l'admission traditionnelle de la lecture de document et d'interaction humaine est remplacée par la suggestion intelligente de la machine qui augmente significativement la qualité des services et la satisfaction des utilisateurs. / Nowadays, eCommerce is asked to act more intelligently and autonomously with a minimal human intervention. This requirement challenges the Web community to develop an infrastructure that supports a semantic level interoperability. Meanwhile, the Semantic Web, as an investigation of the next generation Web, brings a new opportunity and perspective to eCommerce. The Semantic Web is a W3C driven major development aiming at improving the state of the World Wide Web through semantic technologies. In this thesis, towards the study of the Semantic Web applied to eCommerce, we propose a conceptual framework for the Semantic Web-based eCommerce, in which a Semantic Virtual Machine is added. Besides, we suggest a correlative workflow and make an investigation of the key technologies related with this workflow. Finally, a practical credit card recommendation tool is built on the framework. Through this tool, the traditional document-reading and human-interactive admission is replaced by the smart machine suggestion, which significantly enhances the services' quality and users' satisfaction.

Aeromonas salmonicida ssp. salmonicida est un agent pathogène aquatique causant la furonculose chez les salmonidés, particulièrement les poissons d’élevage. L'antibiothérapie est la méthode couramment utilisée pour traiter cette maladie dans le monde entier. Toutefois, son efficacité est menacée par l’apparition de souches résistantes, voire multirésistantes, aux antibiotiques. L’étude de ces souches bactériennes devient donc nécessaire afin d’identifier les éléments génétiques responsables de ces résistances et comprendre comment ils contribuent à la propagation de l’antibiorésistance. C’est dans cette démarche que se positionne la présente étude qui a pour objectif de caractériser de nouveaux éléments génétiques porteurs de résistances aux antibiotiques chez A. salmonicida ssp. salmonicida à l’aide du séquençage à longues lectures. Plus spécifiquement, au centre de ce projet se trouve la souche SHY16-3432 dont l’étude a permis d’identifier trois nouveaux variants de plasmides nommés pAsa9b, pAsa5-3432 et pRAS3-3432, où ces deux derniers confèrent les résistances aux antibiotiques observées. L’analyse des séquences de ces trois variants a révélé qu’ils se distinguent tous de leur contrepartie classique par leur contenu en éléments génétiques mobiles. Le plasmide pAsa5-3432 possède une nouvelle région de multirésistances composée de plusieurs éléments génétiques mobiles. Celle-ci semble avoir été acquise à la suite d’une recombinaison entre deux plasmides. De son côté, pRAS3-3432 porte un nouvel élément inséré qui a uniquement été identifié chez l’agent pathogène porcin Chlamydia suis. Quant à pAsa9b, il se différencie du plasmide de référence par l’absence d’une séquence d’insertion. Ces découvertes soulignent ainsi l’importance des éléments mobiles sur la plasticité génomique d’A. salmonicida ssp. salmonicida ainsi que sa grande capacité d’interactions avec d’autres bactéries incluant des agents pathogènes animaux. En outre, les données obtenues dans ce projet suggèrent qu’il est nécessaire d’utiliser le séquençage à lectures longues pour caractériser complètement le génome de bactéries au plasmidome complexe comme A. salmonicida ssp. salmonicida. / Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida is an aquatic pathogen that causes furunculosis to salmonids, especially in fish farms. Antibiotherapy is a common method used to treat this worldwide disease. Unfortunately, its effectiveness is becoming limited due to the presence of drug-resistant strains and even multidrug-resistance strains of the bacterium. The study of these bacterial strains becomes necessary in order to identify the genetic elements responsible for this resistance and to understand how they contribute to the spread of antibiotic resistance. In this study, we focused on the A. salmonicida subsp. salmonicida strain SHY16-3432 to characterize novel genetic elements conferring resistance to antibiotics using long-read sequencing technologies. It allowed us to identify three novel plasmid variants named pAsa9b, pAsa5-3432 and pRAS3-3432, the latter two being responsible for the observed antibiotic resistance. The sequence analysis of these three variants revealed that they all differ from their classical counterparts through the presence or absence of mobile genetic elements. The plasmid pAsa5-3432 carries a new multi-drug resistance region composed of numerous mobile genetics elements that appears to have been acquired through plasmid recombination. As for pRAS3-3432, it contains a new inserted element that has only been reported in the swine pathogen Chlamydia suis. Lastly, the only variation between pAsa9b and the reference plasmid is the absence of an insertion sequence in pAsa9b. Overall, these discoveries highlight the significant implication of mobile genetics elements in the genomic plasticity of A. salmonicida subsp. salmonicida and suggest that this aquatic bacterium has a high capacity to interact with other bacteria, including animal pathogens. Furthermore, the data obtained suggest that the use of long-read sequencing technologies is required to fully decipher the genome of bacteria possessing complex plasmid repertoire, such as A. salmonicida subsp. salmonicida.

Afin de palier au manque d'efficacité des SIG en tant qu'outil d'aide à la décision (granularités multiples, rapidité, convivialité, temporalité), différentes saveurs d'outils SOLAP (Spatial OLAP) ont vu le jour dans les centres de recherche et fournisseurs de logiciels (CRG/Kheops/Syntell, SFU/DBMiner, Proclarity, Cognos, Microsoft, Beyond 20/20, ESRI, MapInfo, etc.). Combinant des fonctions SIG avec l'informatique décisionnelle (entrepôts de données, OLAP, data mining), le SOLAP est décrit comme un "logiciel de navigation rapide et facile dans les bases de données spatiales qui offre plusieurs niveaux de granularité d'information, plusieurs époques, plusieurs thèmes et plusieurs modes de visualisation synchronisés ou non: cartes, tableaux et graphiques statistiques (Bédard 2004). Le SOLAP facilite l'exploration volontaire des données spatiales pour aider l'utilisateur à détecter les corrélations d'informations, les regroupements potentiels, les tendances dissimulées dans un amas de données à référence spatiale, etc. Le tout se fait par simple sélection/click de souris (pas de langage SQL) et des opérations simples comme : le forage, le remontage ou le forage latéral. Il permet à l'utilisateur de se focaliser sur les résultats des opérations au lieu de l'analyse du processus de navigation. Le SOLAP étant amené à prendre de l'essor au niveau des fonctions qu'il propose, il devient important de proposer des améliorations à son interface à l'usager de manière à conserver sa facilité d'utilisation. Le développement d'une légende interactive et forable fut la première solution en ce genre proposée par Bédard (Bédard 1997). Nous avons donc retenu cette piste pour la présente recherche, étudié la sémiologie graphique et son applicabilité à l'analyse multidimensionnelle, analysé ce qui existait dans des domaines connexes, exploré différentes alternatives permettant de résoudre le problème causé par l'enrichissement des fonctions de navigation, construit un prototype, recueilli des commentaires d'utilisateurs SOLAP et proposé une solution. Tout au long de cette recherche, nous avons été confrontés à une absence de littérature portant explicitement sur le sujet (les SOLAP étant trop nouveaux), à des corpus théoriques qu'il fallait adapter (sémiologie, interface homme-machine, visualisation scientifique, cartographie dynamique) et à des besoins en maquettes et prototypes pour illustrer les solutions envisagées. Finalement, cette recherche propose une solution parmi plusieurs; cependant, son principal intérêt est davantage l'ensemble des réflexions et considérations mises de l'avant tout au long du mémoire pour arriver au résultat proposé que la solution proposée en elle-même. Ce sont ces réflexions théoriques et pratiques qui permettront d'améliorer l'interface à l'usager de tout outil SOLAP grâce au nouveau concept de légende interactive et forable.

Une carte génétique densément peuplée en marqueurs SNP a été construite pour le mil en utilisant une population de 93 individus F2. D’abord, un nouveau protocole de génotypage par séquençage (GBS) impliquant une combinaison d’enzymes de restriction PstI-MspI avec des amorces PCR incluant trois bases sélectives a été utilisé pour obtenir 3 321 marqueurs SNP. Suite à plusieurs procédés de filtration, 314 marqueurs SNP non-redondants distribués sur sept groupes de liaison ont permis de construire une carte couvrant une distance génétique totale de 640 cM avec un intervalle moyen de 2,1 cM entre marqueurs SNP. La taille des groupes de liaison variait considérablement (62 cM à 123 cM). Finalement, 19 marqueurs SSR ont été analysés sur les parents de la population afin de trouver ceux qui étaient polymorphes et ainsi faire le pont entre notre carte et celles rapportées précédemment. Parmi eux, quatre marqueurs SSR étaient polymorphes et ont permis d’établir une correspondance entre quatre groupes de liaison de notre carte et ceux des cartes antérieures. La disponibilité d’une telle carte peut être un atout exploitable pour l’identification de régions associées à certains caractères d’importance agronomique. / A high-density SNP genetic map was constructed for pearl millet using a mapping population of 93 F2 individuals. Firstly, a Genotyping by Sequencing (GBS) protocol involving a combination of restriction enzymes PstI-MspI with PCR primers including three selective bases was used to obtain 3,321 SNP markers. Following several filtration processes, 314 non-redundant SNPs distributed over seven linkage groups were used to build a map covering a total genetic distance of 640 cM with an average interval of 2.1 cM between SNPs. The size of the linkage groups varied considerably (62 cM to 123 cM). Finally, 19 SSR markers were analyzed on the parents of the population in order to find those that were polymorphic and thus bridge the gap between our map and those reported previously. Among them, four SSR markers were polymorphic and have established a correspondence between four linkage groups in our map and previous maps. The availability of such a map may be exploitable for the identification of regions associated to some important agronomic characters.

Dans le domain de l'intelligence artificielle, la performance du cerveau humain trouve son homologue le plus intuitif dans les réseaux de neurones artificielles. Dans ce travail le model des réseaux de neurones utilisé est les cartes auto-organisationnelles de classification. Cette étude porte sur l'évaluation des performances de ce type de cartes auto-organisationnelles supervisées et non-supervisées. Le processus de classification est appliqué à la reconnaissance de bateaux à partir d'une base de données. Cette base de données contient la description de 8 différentes classes de bateaux, définie par 11 paramètres extraits des 2545 images infra-rouges. La construction de la base de données et de l'extraction des paramètres provient du travail de Sklansky et Park [1]. Le comportement des classificateurs avec cartes auto-organisationnelles a été étudié avec l'altération de différents paramètres. La performance des classificateurs évolue avec les changements de dimensions pour la carte auto-organisationnelle, en variât graduellement le nombre d'époques d'entraînement et la variation d'autres paramètres. Le meilleur taux moyen de reconnaissance enregistré avec le classincateur non-supervisé varie entre 0.81 et 0.86. Le taux moyen de reconnaissance du classificateur supervisé est 0.95. Les résultats obtenu ont été comparé avec les résultats d'autre types de classificateurs accomplissant le classement des données provenant de la même base de données. Les résultats obtenu dans ce travail permet d'affirmer que les classificateurs supervisés et non-supervisés avec cartes auto-organisationnelles donnent des résultats satisfeisant

Sur la carte forestière traditionnelle du Québec, les frontières entre les peuplements sont représentées par des lignes, les estimations du volume ligneux proviennent de regroupements des échantillons de terrain (p-e) et sont assignées aux strates forestières, qui sont considérées comme homogènes pour les attributs cartographiés. L’objectif général de cette recherche est d’explorer comment la complémentarité de différentes méthodes peuvent permettre de mieux caractériser les frontières entre les peuplements, les strates forestières et les estimations du volume ligneux et ce, en fusionnant les informations de la carte et des p-e. Le contraste et le contexte spatial des frontières sont quantifiés, tout comme le contexte des peuplements. Ces aspects sont complémentaires et ils permettent de détecter les secteurs du territoire où l’identification des frontières serait plus facile. Il existe une relation statistiquement significative entre le contraste des variables examinées et la probabilité d’existence d’une frontière. D’autres frontières sont identifiées à partir des p-e. Elles correspondent aux groupes de p-e semblables ainsi qu’aux discontinuités spatiales des variables. Les deux types de frontières coïncident lorsque les différences par rapport au voisinage sont intenses. Quant aux estimations du volume ligneux, les modèles de régression arborescente forment des groupes de p-e dont la variabilité est inférieure à celle des groupes définis par la méthode actuelle utilisée au Québec. Les strates forestières auxquelles ces estimations sont associées sont caractérisées en fonction de la concordance carte/p-e, aux échelles locale et du voisinage. Pour certaines strates, la concordance locale est élevée, tandis que celle du voisinage est faible et vice-versa. La concordance locale peut être attribuée au degré d’homogénéité interne des strates et à la représentativité des p-e, tandis que la concordance avec le voisinage rend compte de l’incertitude positionnelle des p-e, des frontières et/ou des conditions structurales de ces dernières. Finalement, la fusion des frontières cartographiques et de terrain peut se faire sur le plan des connaissances, étant données les différences de résolution spatiale et du degré de généralisation des deux cartes. De façon générale, les méthodes employées dans cette thèse permettent de mieux caractériser la carte forestière et ses éléments améliorant l’estimation locale du volume ligneux. / In the traditional forest maps in Quebec, sharp lines represent stand boundaries, forest strata are considered equally concordant in relation to field/cartographic attributes and the woody volume estimations issue from successive regrouping of field plots. The general objective of this research is to explore how different methods can be combined to characterize stand boundaries, forest strata and woody volume estimations, from geomatic and ecological points of view, by map and field information fusion. In order to qualify boundaries, their contrast and spatial contexts are quantified. The integration of these aspects allows the detection of forest sectors where boundary identification could be easiest. A significant relationship exists among the contrast of examined variables with the existence probability of boundaries. Other boundaries are identified from the field plots. These ones correspond to homogeneous plot clusters and to strong spatial discontinuities in the field variables. The two boundary types coincide spatially when neighbourhood differences are intense. The woody volume boundaries are, in this scale, spatially dependent on forest and topographic boundaries. Regression trees are used for grouping field plots considering minimum volume variability. The most effective tree model is associated with field variables. The groups formed with this method present less spatial variability in comparison with the plot groups presently used in Quebec. The forest strata are qualified by their accord map/plot level. For many forest strata the local accord is high while the neighbourhood accord is low. The local accord is attributed to internal strata homogeneity and/or the fact that plots poorly represent the forest stratum. The neighbourhood accord is associated with positional uncertainty of field samples, of boundaries or both. Finally, in order to permit cartographic and field boundary fusion at the element level, the resolution of heterogeneity between field and forest map data must be addressed first. The spatial resolution and semantic ecological significance of cartographic units are the most important of these heterogeneities.

Nous modifions l’algorithme non supervisé de Kohonen sur la base de considérations biologiques, dans le double intérêt d’améliorer ses performances de modélisation et d’enrichir sa valeur de modèle théorique d’auto-organisation neuronale. À chaque étape de nos recherches sur l’auto-adaptativité et la topologie des cartes de Kohonen, nous intégrons nos conclusions à un algorithme opérationnel : version normée, multirythmique et auto-instruite. Deux nouvelles fonctions sont introduites : l’Attractivité locale AintL inspirée du « Growing Neural Gas network »(GNG) et la Connaissance Cint, qui permettent de réduire l’erreur de modélisation jusqu’à 80% de l’erreur standard. L’extension du cadre classique d’étude de la topologie petit-monde, récemment décou- verte dans quantité de réseaux, à la théorie de l’information, nous permet par ailleurs de mettre en lumière le lien temporel entre structure (topologie) et fonction (apprentissage et connaissance) du système de neurones. / Using biological understanding we have modified the unsupervised Kohonen algo- rithm, with two aims : to improve the performance of modelisation and to make this theoretical model of neural self-organisation more realistic. At various stages during our research into the auto-adaptivity and topology of Kohonen maps, we implemented our findings into practical algorithms creating normalised, multirhythmic and self-instructed versions. Two new functions are introduced : local attractivity AintL , inspired from Growing Neural Gas networks (GNG), and knowledge Cint. Using these, modelisation error is reduced by up to 80% of the standard error. Guided by recent work that shows small-world topologies exist in a large number of networks, we have extended this classic approach to information theory. This has highlighted the temporal link between structure (topology) and function (learning and knowledge) in the neural system.

Québec Université Laval, Bibliothèque 2015