La protection des documents fiduciaires et identitaires contre la fraude exige le développement d’outils de contrôle fondés sur des effets visuels sans cesse renouvelés, difficiles à contrefaire (même pour un expert ... de la contrefaçon !). Ce projet de recherche s’inscrit dans cette problématique et vise à apporter des solutions originales via l’impression de supports diffusants d’une part, et le développement de modèles de rendu visuel d’autre part. Les effets visuels recherchés sont des ajustements de couleurs entre les deux faces d’un imprimé lorsque celui-ci est observé par transparence devant une source lumineuse. Pour obtenir facilement des ajustements de couleurs quelles que soient les couleurs visées, il est capital d’avoir un modèle à disposition, permettant de calculer les quantités d’encre à déposer. Un modèle doit être capable de prédire les facteurs spectraux de réflexion et de transmission du support imprimé en décrivant les phénomènes de diffusion optique présents en pratique dans les couches d’encre et le support. Nous nous intéressons plus particulièrement aux imprimés translucides contenant des couleurs en demi-ton des deux côtés de la surface avec pour objectif de prédire le rendu visuel pour diverses configurations d’observation. Pour cela, nous proposons une nouvelle approche basée sur l’utilisation de matrices de transfert de flux pour prédire les facteurs spectraux de réflexion et de transmission des imprimés lorsqu’ils sont éclairés simultanément des deux côtés. En représentant le comportement optique des différents composants d’un imprimé par des matrices de transfert, la description des transferts de flux entre ces composantes s’en trouve simplifiée. Ce cadre mathématique mène à la construction de modèles de prédiction de couleurs imprimées en demi-ton sur des supports diffusants. Nous montrons par ailleurs que certains modèles existants, comme le modèle de Kubelka-Munk ou encore le modèle de Clapper-Yule, peuvent également être formulés en termes de matrices de transfert. Les résultats obtenus avec les modèles proposés dans ce travail mettent en évidence des qualités de prédiction équivalentes, voire supérieures, à celles qu’on retrouve dans l’état de l’art, tout en proposant une simplification de la formulation mathématique et de la description physique des échanges de flux. Cette simplification fait de ces modèles des outils de calcul qui s’utilisent très facilement, notamment pour la détermination des quantités d’encre à déposer sur les deux faces de l’imprimé afin d’obtenir des ajustements de couleurs / The protection of banknotes or identity documents against counterfeiting demands the development of control tools based on visual effects that are continuously renewed. These visual effects become thus difficult to counterfeit even by an expert forger ! This research tries to deal with that issue. Its objective is to bring new solutions using on the one side, the printing of diffusing materials, and on the other side the development of visual rendering models that can be observed. The visual effects that are sought-after are the color matching on both sides of a printed document when observed against thelight. To easily obtain a color matching, whatever the colors that are aimed for, it is essential to have a model that helps in calculating the quantity of ink to be left on the document. A model must be used to predict the spectral reflectance and the transmittance factors of the printed document by describing the phenomena of optical diffusion really present in the ink layers and in the document. We shall focus our interest especially on translucent printed documents that have halftone colors on both sides. Our goal here is to predict the visual rendering in different configurations of observation. To that end, we are offering a new approach based on the use of flux transfer matrices to predict the spectral reflectance and transmittance factors of prints when they are simultaneously lit up on both sides. By representing with transfer matrices the optical behavior of the different components present in a printed document, we see that the description of flux transfer between these elements is thus simplified. This mathematical framework leads to the construction of prediction models of halftone printed colors on diffusing materials. We also show that some existing models, such as the Kubelka-Munk or the Clapper-Yule models, can also be formulated in transfer matrices terms. The results that we get with the models used in this work make apparent identical prediction quality and in some cases even better ones to the ones found in the state of the art, while offering a simplification of the mathematical formulation and the physical description of the flux transfer. This simplification thus transforms these models into calculation tools that can easily be used especially for the choice of quantities of ink that must be left on both sides of the document in order to obtain color matching

La présente thèse, relative aux matériaux locaux et innovation dans les métiers d’"art-isanat" en Tunisie, vise, dans un premier temps, l'étude des ambiguïtés définitionnelles liées au métiers d’art avec toutes leurs déclinaisons dans le contexte socio-économique et culturel tunisien. Ces métiers seront comparés avec ceux de la France, pays partenaire de la Tunisie,pour en tirer les points de similitudes et de différences pour faire ressortir les principaux moteurs d'expansion. Dans un second temps, notre recherche se tourne vers l’établissement d’un bilan des connaissances des matériaux locaux répartis par régions tunisiennes. La poterie/céramique artisanale et la bijouterie ont constitué les deux créneaux majeurs de notre ensemble d’études. Des argiles locales et des pigments de la Tunisie utilisés ou pas par les artisans (es) dans les métiers liés à la poterie artisanale ont fait l’objet d'une caractérisation scientifique (minéralogique, chimique et géotechnique), réalisée dans des laboratoires spécialisés. Cela a permis d’améliorer les compositions des pâtes d'argiles et de découvrir des couleurs naturelles authentiques pouvant constituer un vecteur d'innovation. D’autres matériaux locaux, comme le quartz fumé bi-pyramidé pour la bijouterie, peuvent constituer un créneau valide et important pour la promotion des métiers d’artisanat en Tunisie. Cette recherche est basée essentiellement sur des analyses scientifiques et des réflexions épistémologiques et s’intègre principalement dans le cadre de la recherche en Design. / The present thesis, relating to local materials and innovation in the craft trades of “art-isanat”in Tunisia, aims, initially, at studying the definitional ambiguities related to craft trades with all their variations in the Tunisian socio-economic and cultural context. These trades will becompared with those of France, Tunisia's partner country, to draw points of similarities and differences to highlight the main drivers of expansion. In a second stage, our research isaimed at drawing up an assessment of the knowledge of local materials distributed byTunisian regions. Artisanal pottery/ceramics and jewellery were the two major niches of ourset of studies. Local clays and pigments from Tunisia used or not by craftsmen in tradesrelated to artisanal pottery have been scientific characterization (mineralogical, chemical and geotechnical), carried out in specialized laboratories. This has allowed us to improve the composition of the clay pastes and discover authentic natural colors that could be a vector ofinnovation. Other local materials, such as bi-pyramid smoked quartz for jewelers, can constitute a valid and important niche for the promotion of crafts in Tunisia. This research isessentially based on scientific analyses and epistemological reflections and is mainly part of the design research.

À la Martinique au XVIIIe siècle, les « libres de couleur », qu’ils soient nés libres ou affranchis, noirs ou métis, forment une catégorie juridique distincte des Blancs et des esclaves. L’étude comparée, avec les territoires espagnols ou anglais, montre qu’aucune réglementation légale n’a officialisé un passage de la catégorie Libre de couleur à celle de Blanc dans les colonies françaises de la fin du XVIIe siècle à la Révolution française. Aussi, cette thèse se propose de montrer les processus officieux qui ont permis à certaines personnes – les « assimilés » – de franchir la barrière de couleur. Une réflexion a été menée sur le préjugé de couleur, système raciste dont l’idéologie, soutenue par la réglementation locale, a légitimé la construction collective d’un ordre public et social. Puis, on a examiné l’élaboration de la barrière de couleur. Les libres de couleur ont été les premiers à faire les frais de l’imperméabilisation de la ligne de démarcation et des problèmes posés par la pureté de sang ; mais les Blancs mésalliés, dans le cadre d’unions interraciales, et les Amérindiens ont aussi été visés. Enfin nous avons réfléchi à ce qui faisait la blancheur et aux stratégies adoptées pour réussir ce changement de statut. Le notariat et les 33 000 actes des registres paroissiaux traités ont donné lieu à la reconstitution de généalogies pour examiner des individus et des familles sur plusieurs générations ; on a ainsi observé l’importance du phénotype, le blanchiment, la légitimité des relations, les conjoints privilégiés, le choix des réseaux, les niveaux de fortune et l’usage de l’espace. / In Martinique in the eighteenth century, the "free people of color", both those free by birth and freedmen, black or mixed race, form a legal category, which was distinct from those of whites and slaves. Comparative studies with Spanish or English territories show that no legal regulation formalized a shift - from the category of free colored people to that of White - in the French colonies between the late seventeenth century and the French Revolution. Also, this thesis proposes to show the informal process that enabled some people - the "assimilated" - to cross the color barrier. I analysed the color prejudice, a racist system, whose ideology, supported by local regulations, legitimized the collective construction of a public and social order. In a second step, I examined the development of the color bar. The free colored people were the first to bear the brunt of the impermeability of the demarcation line and of the problems posed by the purity of blood; but some whites, through interracial unions, and Native Americans have also been targeted. Finally I thought about what made the whiteness, and the strategies to achieve whiteness, change in status. Notarial acts and 33,000 acts of parish registers treaties led to the reconstitution of genealogies, in order to examine individuals and families over generations; I observed the importance of the phenotype, whitening, legitimacy relations, privileged partners, choice of networks, wealth levels and the use of space.

Pour produire des images couleurs nous devons obtenir l'information relative aux trois couleurs primaires (généralement Rouge, Vert et Bleu) à chaque pixels de l'image. Pour capturer cette information la plupart des caméras numériques utilisent une matrice de filtres couleurs (CFA – Color Filter Array en anglais), c'est-à-dire qu'une mosaïque de couleurs recouvre le capteur de manière à ce qu'une seule couleur soit mesurée à chaque position dans l'image.Cette méthode de mesure est similaire à celle du système visuel humain (HVS – Human Visual System en anglais) pour lequel les cônes LMS (sensibles aux longues L, moyenne M et courte S (short en anglais)) forment également une mosaïque à la surface de la rétine. Pour le système visuel, l'arrangement est aléatoire et change entre les individus alors que pour les caméras nous utilisons des arrangements réguliers. Dans les caméras, on doit interpoler les couleurs manquantes pour retrouver une image couleur totalement résolue, méthode appelée démosaïçage. A cause de l'arrangement régulier ou périodique des filtres couleurs, l'image démosaïçée peut faire apparaître des fausses couleurs ou des artefacts. Dans la littérature, les algorithmes de démosaïçage adressent principalement les mosaïques régulières.Dans cette thèse, nous proposons un algorithme de démosaïçage par apprentissage statistique, qui peut être utilisé avec n’importe quelle mosaïque régulière ou aléatoire. De plus, nous optimisons l’arrangement des couleurs dans la mosaïque et proposons des mosaïques qui, avec notre méthode, offrent des performances supérieures aux meilleures méthodes appliquées aux mosaïques régulières. Les images démosaïçées à partir de ces mosaïques ne présentent pas de fausses couleurs ou artefacts.Nous avons étendu l’algorithme pour qu’il ne soit pas limité à trois couleurs mais puisse être utilisé pour un arrangement aléatoire d’un nombre quelconque de filtres spectraux. Avoir plus de trois couleurs permet non seulement de mieux représenter les images mais aussi de mesurer des signatures spectrales de la scène. Ces mosaïques sont appelées matrice de filtres spectraux (SFA – Spectral Filter Array en anglais). Les technologies récentes nous offrent une grande flexibilité pour définir les filtres spectraux et par démosaïçage nous pouvons obtenir des couleurs plus justes et une estimation de la radiance spectrale de la scène. Le substrat silicium dans lequel les photodiodes du capteur sont réalisées est sensible aux radiations proche infra-rouge et donc des filtres visibles et proche infra-rouge peuvent-être combinés dans la même mosaïque. Cette combinaison est particulièrement utile pour le nouveau challenge des caméras numérique d’obtenir des images couleurs en vision de nuit à basse lumière.Nous démontrons l'application de notre algorithme pour plusieurs exemples de cameras récentes équipées d'une matrice de filtres spectraux. Nous montrons que notre méthode est plus performante que les algorithmes actuels en terme de qualité d'image et de vitesse de calcul. Nous proposons également d'optimiser les transmissions des filtres et leur arrangement pour améliorer les résultats selon des métriques ou applications choisies.La méthode, basée sur la minimisation de l'erreur quadratique moyenne est linéaire et par conséquent rapide et applicable en temps réel. Finalement, pour défier la nature linéaire de notre algorithme, nous proposons un deuxième algorithme de démosaïçage par réseaux de neurones qui à des performances légèrement meilleures mais pour un coût de calcul supérieur. / To produce color images we need information of three primary colors (notably Red, Green and Blue) at each pixel point. To capture this information most digital cameras utilize a Color Filter Array (CFA), i.e. a mosaic arrangement of these colors is overlaid on the sensor such that only one color is sampled at one pixel.This arrangement is similar to the Human Visual System (HVS) wherein a mosaic of LMS cones (for sensitivity to Long, Medium and Short wavelength) forms the surface of the retina. For HVS, the arrangement is random and differs between individuals, whereas for cameras we use a regular arrangement of color filters. For digital cameras one needs to interpolate the missing colors to recover the full color image and this process is known as demosaicing. Due to regular or periodic arrangement of color filters the output demosaiced image is susceptible to false colors and artifacts. In literature, the demosaicing algorithms proposed so far cater mainly to regular CFAs.In this thesis, we propose an algorithm for demosaicing which can be used to demosaic any random or regular CFA by learning statistics of an image database. Further, we optimize and propose CFAs such that they outperform even the state of art algorithms on regular CFAs. At the same time the demosaiced images from proposed CFAs are free from false colors and artifacts.We extend our algorithm such that it is not limited to only three colors but can be used for any random arrangement of any number of spectral filters. Having more than three colors allows us to not only record an image but to record a spectral signature of the scene. These mosaics are known as Spectral Filter Arrays (SFAs). Recent technological advances give us greater flexibility in designing the spectral filters and by demosaicing them we can get more accurate colors and also do estimation of spectral radiance of the scene. We know that silicon is inherently sensitive to Near-Infrared radiation and therefore both Visible and NIR filters can be combined on the same mosaic. This is useful for low light night vision cameras which is a new challenge in digital imaging.We demonstrate the applicability of our algorithm on several state of the art cameras using these novel SFAs. In this thesis, we demonstrate that our method outperforms the state of art algorithms in image quality and computational efficiency. We propose a method to optimize filters and their arrangement such that it gives best results depending on metrics and application chosen.The method based on minimization of mean square error is linear in nature and therefore very fast and suitable for real time applications. Finally to challenge the linear nature of LMMSE we propose a demosaicing algorithm using Neural Networks training on a small database of images which is slightly better than the linear demosaicing however, it is computationally more expensive.

Les institutions culturelles mènent depuis une vingtaine année une politique de sauvegarde numérique exhaustive de leurs collections conduisant à la création de bases d'images de plus en plus grandes. Les oeuvres d'art se différencient des images naturelles car elles sont souvent stylisées. Cette caractéristique influence notre interprétation de l'image et l'impression visuelle qui nous est transmise. Nous proposons dans cette thèse des descripteurs et mesures de similarité spécifiques au contenu pictural et les testons dans le cadre de la recherche par le contenu d'images similaires. Le premier aspect du contenu pictural auquel nous nous sommes intéressés concerne l'organisation spatiale globale des couleurs. Nous modélisons le problème de la comparaison entre deux organisations spatiales des couleurs par un problème de transport optimal appliqué à des imagettes. Dans le cadre de la recherche d'images dans une base, nous proposons également un seuil adaptatif sur cette distance de transport fondé sur une approche "a contrario". Le deuxième aspect du contenu pictural que nous étudions concerne les caractéristiques du contenu géométrique lié aux lignes dans les dessins au trait. Pour cette approche nous développons un détecteur de contours de trait sans paramètre reposant sur un filtrage topologique de l'arbre des lignes de niveau significatives de Desolneux et al., ainsi qu'un ensemble de méthodes d'extraction de caractéristiques visuelles incluant les extrémités de trait, les jonctions et les coins. Nous évaluons ces deux approches en utilisant sept bases différentes totalisant environ 65000 images.

Contribution à l’étude de la réflectance et du confinement des modes dans les systèmes optiques stratifiés Résumé : Ce travail prolonge les études du changement de réflectivité des systèmes optiques stratifiés sous des contraintes mécanique et électrique. D’abord, nous quantifions le déplacement de la bande interdite photonique suite à une modification de l’angle d’incidence. Il en dérive une technologie bio-inspirée. Ensuite, c’est un champ électrique externe qui contrôle les propriétés de réflexion et de polarisation d’une multicouche construite à partir de cristaux liquides. Enfin, nous distinguons deux manières de confiner l’énergie électromagnétique. Ce travail s’attache à comprendre la nature des modes qui se propagent à la surface des milieux stratifiés. Par ailleurs, il montre que l’association de matériau gauche et de matériau droit pour former un guide d’onde permet de réduire la vitesse de la lumière de plusieurs ordres de grandeur. Contribution to the study of the reflectance and the mode confinement in optical stratified systems Abstract : This work extends the studies of change in reflectance in optical stratified systems under mechanical and electrical constraints. In the first part, we quantify the shift of the photonic bandgap following, a modification in the angle of incidence. We define the tools for the design of bio-inspired Bragg mirrors. In the second part, we adjust the reflection properties of a multilayer stack made of liquid crystals with an external electric field. Furthermore, we examine two distinct ways of producing light confinement. First, we contribute to the understanding of the nature of electromagnetic modes propagating at the surface of stratified media. Second, we show that a waveguide made of left- and right-handed materials can reduce the speed of light by several orders of magnitudes.

La densité epsilon0 de la matière nucléaire ordinaire est de l'ordre de 0,17 GeV/fm^3 . Lorsqu' elle atteint une densité comprise entre 5 à 10 epsilon0 ou une température comprise entre 150 à 200 MeV, une transition de phase, prédite par la ChromoDynamique Quantique sur réseau, vers un nouvel état de la matière se produit. Cet état dans lequel les quarks et les gluons sont déconfinés et peuvent se mouvoir librement est appelé Plasma de Quarks et de Gluons (PQG). Les collisions d'ions lourds ultra-relativistes au Large Hadron Collider (LHC) permettront de recréer les conditions de formation d'un tel état. L'étude du PQG au LHC se fera essentiellement avec l'expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) dont le spectromètre à muons est conçu pour observer dans le canal muonique, sur un domaine de pseudo-rapidité -4 < eta < -2.5, la suppression des résonances lourdes (J/psi,Upsilon) par écrantage de couleur à travers leurs décroissance en muons.La première partie de ce travail porte sur les corrections d'acceptance et d'efficacité qui sont indispensables pour les analyses de physique. Cette étude a montré que le processus de correction est indépendant des distributions choisies.La seconde partie de cette thèse porte sur l'analyse du J/psi dans les collisions proton+proton à sqrt(s) = 7 TeV.

La recherche s'intéresse à l'apport au plan cognitif des dispositifs médiatiques présentés dans les expositions scientifiques interactives pour jeunes enfants, dans différents contextes d'accompagnement. Deux études ont été réalisées successivement dans l'exposition des 3/5 ans de la Cité des enfants à la Cité des sciences et de l'industrie (Paris), à propos d'un simulateur informatique proposant de réaliser des mélanges de peintures. Quarante-cinq enfants âgés de moins de six ans, ont été observés : vingt sous la conduite d'un tuteur expert, puis vingt-cinq sous la conduite d'un de leur parent. Afin de caractériser les interactions dyadiques en cours d'activité, nous avons eu recours à un modèle : le carré médiatique. Il ressort de l'analyse des interactions adulte-enfant que la tutelle exercée n'a d'impact qu'à partir d'un certain âge relatif au domaine de connaissances considéré, et apparaît essentiellement liée au contenu informationnel des échanges. Par ailleurs, l'activité de simulation semble avoir principalement fonction d'exercice formel pour l'enfant. L'impact de l'utilisation des dispositifs de type simulation, présentés dans les expositions scientifiques, serait donc subordonné à l'expérience préalable de l'enfant, mais aussi à la qualité de la tutelle déployée par l'adulte accompagnateur. Ce dernier point pose la question de l'aide à la conceptualisation, sur le plan du discours, mais aussi à l'utilisation, sur le plan manipulatoire.

L'oeuvre plastique et l'oeuvre écrit d'Otto Freundlich (1878-1943) sont traversés par une grande thématique : celle d'une volonté de renouvellement de l'esthétique dans une quête de vérité, au coeur de laquelle se situe le rapport perceptif de l'être humain à la nature. Pour Otto Freundlich, qui adopte dans le champ de l'art une position d'artiste plasticien et d'artiste philosophe, ce renouvellement s'opère non seulement par l'intervention de l'artiste mais aussi par la perception visuelle des oeuvres. L'apparente hétérogénéité de son parcours artistique est donc sous-Tendue par une grande cohérence que cette thèse examine à travers une analyse d'une part diachronique des oeuvres plastique et écrit dans leur ensemble, d'autre part en rendant compte dans un même temps et de manière synchronique des modifications qui les affectent et de leurs modalités. Pour ce faire, cette recherche s'appuie sur le travail fondamental lié à la monographie d'artiste : l'étude précise des sources originales écrites principalement en gothique allemand, l'apport de sources inédites, l'analyse des oeuvres et du contexte de leur genèse, au sein du réseau international qu'Otto Freundlich tisse avec les acteurs du champ culturel présents en Allemagne et en France. Cette approche permet non seulement de corriger certaines données historiques mais aussi d'apporter des éléments nouveaux dans l'étude iconographique, iconologique et conceptuelle des oeuvres, isolément comme globalement. / A main thematic pervades Otto Freundlich's works of plastic art and writings : the will to renew the aesthetic in a quest for truth, in the center of which is the perceptive relation of the human being to nature. Otto Freundlich positions himself in the art field as a visual and a philosopher artist. To his mind, this renewal occurs not only through the intervention of the artist, but also by visual perception of works. The apparent heterogeneity of his artistic journey is underpinned by a strong coherence. This thesis examines his works of art andwritings diachronically as a whole, on one hand, and the changes and causes of their emergence synchronically, on the other. This research is founded on the methodology used for artist's monograph: a detailed study of the original sources written mainly in Gothic German, the contribution of unpublished sources, the analysis of works and of the context of their genesis within the international network Otto Freundlich weaves with the art field actors living in Germany and in France. This approach not only enables to correct some historical data, but also provides fresh elements in the iconographical, iconological and conceptualinterpretations of his works, separately and taken as a whole as well.

Les perles, petites masses percées de part en part destinées à être enfilées pour servir en particulier d’ornement, sont une des catégories d’objets les plus fréquemment observées dans les fouilles archéologiques en Afrique. Elles sont aussi présentes dans nombre d’objets perlés actuels ou récents, tels que les colliers, les coiffes, les vêtements, les instruments de danse ou même le mobilier. Employées dans les arts de cour comme dans les formes plus populaires, montées par enfilage simple ou incluses dans des broderies et des tissages, les perles sont omniprésentes dans l’existence d’un Africain, au point d’être considérées comme un des marqueurs d’africanité. Durant la période du commerce triangulaire, elles étaient une des marchandises européennes les plus prisées et ont été une des contreparties les plus courantes dans l’achat d’esclaves. L’objectif de cette thèse est de comprendre les raisons qui ont abouti à un tel engouement pour ces éléments, à travers l’étude des usages et des symboliques des perles du Cameroun, pays surnommé « l’Afrique en miniature ». Au cours de cette recherche, seront évoquées les « pierres d’aigris » ou « accory », perles bleues produites localement et constituées d’une matière mystérieuse, particulièrement recherchées dans le Golfe de Guinée durant les temps modernes (XVe- XVIIIe siècles). / Beads, beautiful small and perforated items made to be strung, are very common in African archaeological excavations. They are also familiar in actual and modern articles, like collars, headdresses, clothes, dance stuff and furniture. Used in art of courts as well as popular forms, put together in simple assembly or included into embroidery or weaving, beads are everywhere in the life of an African, that’s why they are today a designer label of africanism. All along the triangular trade, Europeans often gave beads in exchange of slaves. This thesis aims to understand why the beads are so valuable in Africa for many centuries. To reach it, uses and symbolism of Cameroonian beads are studied because Cameroon is called “Africa in miniature”. During this research, we investigate the mystery of agree beads, also called acory, which were highly valued in early modern period.