Dans le cadre de cette thèse nous avons étudie l'implantation des algorithmes de l'arithmétique en ligne. En particulier, la réalisation de deux circuits destines aux applications exigeant une précision infinie est exposée. En effet, dans de nombreux domaines tels que la génération de nombres aléatoires, cryptographie, calcul formel, arithmétique exacte, réduction de fraction en précision infinie, calcul modulaire, traitement d'images..., les opérateurs classiques manquent d'efficacité. Face a ce type de problèmes, un remède peut être apporte par le calcul en ligne selon lequel les calculs sont faits en introduisant les opérandes en série chiffre a chiffre en notation redondante. Nous obtenons ainsi un haut degré de parallélisme et une précision variable linéairement. Le premier circuit présenté implante un algorithme de pgcd nomme Euclide offrant, d'après les simulations, le meilleur compromis cout matériel/performance. Il donne également les coefficients de Bezout. Ce circuit est appelé a résoudre les problèmes lies au temps de calcul du pgcd par les méthodes classiques rencontrées dans beaucoup d'applications. Une deuxième application montre la possibilité de fusionner des opérateurs en ligne afin d'obtenir un opérateur complexe. L'exemple traite dans cette thèse est celui de la distance euclidienne: z=x#2+y#2 utilisée, entre autres, pour la resolution du moindre carre des systèmes linéaires

L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) étant une technique non invasive pour l'étude de cerveau, elle a été employée pour comprendre les mécanismes cérébraux sous-jacents à la prise alimentaire. Cependant, l'utilisation de stimuli liquides pour simuler la prise alimentaire engendre des difficultés supplémentaires par rapport aux stimulations visuellement habituellement mises en œuvre en IRMf. L'objectif de cette thèse a donc été de proposer une méthode robuste d'analyse des données tenant compte de la spécificité d'une stimulation alimentaire. Pour prendre en compte le mouvement dû à la déglutition, nous proposons une méthode de censure fondée uniquement sur le signal mesuré. Nous avons de plus perfectionné l'étape de normalisation des données afin de réduire la perte de signal. La principale contribution de cette thèse est d'implémenter l'algorithme de Ward de sorte que parcelliser l'ensemble du cerveau soit réalisable en quelques heures et sans avoir à réduire les données au préalable. Comme le calcul de la distance euclidienne entre toutes les paires de signaux des voxels représente une part importante de l'algorithme de Ward, nous proposons un algorithme cache-aware du calcul de la distance ainsi que trois parallélisations sur les architectures suivantes : architecture à mémoire partagée, architecture à mémoire distribuée et GPU NVIDIA. Une fois l'algorithme de Ward exécuté, il est possible d'explorer toutes les échelles de parcellisation. Nous considérons plusieurs critères pour évaluer la qualité de la parcellisation à une échelle donnée. À une échelle donnée, nous proposons soit de calculer des cartes de connectivités entre les parcelles, soit d'identifier les parcelles répondant à la stimulation à l'aide du coefficient de corrélation de Pearson. / As a non-invasive technology for studying brain imaging, functional magnetic resonance imaging (fMRI) has been employed to understand the brain underlying mechanisms of food intake. Using liquid stimuli to fake food intake adds difficulties which are not present in fMRI studies with visual stimuli. This PhD thesis aims to propose a robust method to analyse food stimulated fMRI data. To correct the data from swallowing movements, we have proposed to censure the data uniquely from the measured signal. We have also improved the normalization step of data between subjects to reduce signal loss.The main contribution of this thesis is the implementation of Ward's algorithm without data reduction. Thus, clustering the whole brain in several hours is now feasible. Because Euclidean distance computation is the main part of Ward algorithm, we have developed a cache-aware algorithm to compute the distance between each pair of voxels. Then, we have parallelized this algorithm for three architectures: shared-memory architecture, distributed memory architecture and NVIDIA GPGPU. Once Ward's algorithm has been applied, it is possible to explore multi-scale clustering of data. Several criteria are considered in order to evaluate the quality of clusters. For a given number of clusters, we have proposed to compute connectivity maps between clusters or to compute Pearson correlation coefficient to identify brain regions activated by the stimulation.

Cette étude porte sur la distance parcourue pour commettre un crime à Gatineau en 2006. Peu d’études canadiennes récentes ont porté sur le sujet. De plus, il existe un vide de connaissances sur la mobilité des délinquants dans les petites villes et les banlieues. La présente recherche vise à comparer trois mesures de distance différentes, à vérifier si la distance parcourue varie en fonction du type de crime et à voir si les variables de temps (jour de la semaine, moment de la journée et saison) de même que certaines caractéristiques des suspects (âge, sexe et lieu de résidence) ont un impact sur la distance parcourue. Pour chaque crime, l’adresse du suspect et le lieu du crime ont été géocodées pour ensuite calculer la distance entre les deux points. Il ressort de l’analyse de la forme des courbes de distances que seules les agressions sexuelles présentent une zone tampon. Les résultats des analyses statistiques indiquent que les jeunes sont plus mobiles que les suspects plus âgés et que les hommes parcourent une distance plus élevée que les femmes. Étonnement, la distance parcourue ne diffère pas significativement selon la saison et le moment de la journée. Enfin, comparativement aux autres criminels, les délinquants qui ont commis un vol qualifié sont ceux qui ont parcouru les plus grandes distances. / This study focuses on the journey to crime of the offenders who have committed a crime in Gatineau in 2006. There are only a few recent Canadian studies on the subject. In addition there is a vacuum of knowledge on the journey to crime in smaller cities and suburbs. This research is designed to compare three different measures of distance, to check if the distance varies depending on the type of crime and see if the variables of time (day of week, time of day and season) as well as some characteristics of suspects (age, sex and place of residence) have an impact on the distance traveled. For each crime, the address of the suspect and the crime location were geocoded then, the distance between the two points was calculated. An analysis of the shapes curves pattern of the distances indicates that sexual assault is the only type of crime which possesses a buffer zone. The results of statistical analysis show that young people are more mobile than older suspects and that men travel a greater distance than women. Surprisingly, the distance does not differ significantly according to season and time of day. Finally, compared to the other criminal offenders, those who have committed a robbery traveled the greatest distances.

Cette étude porte sur la distance parcourue pour commettre un crime à Gatineau en 2006. Peu d’études canadiennes récentes ont porté sur le sujet. De plus, il existe un vide de connaissances sur la mobilité des délinquants dans les petites villes et les banlieues. La présente recherche vise à comparer trois mesures de distance différentes, à vérifier si la distance parcourue varie en fonction du type de crime et à voir si les variables de temps (jour de la semaine, moment de la journée et saison) de même que certaines caractéristiques des suspects (âge, sexe et lieu de résidence) ont un impact sur la distance parcourue. Pour chaque crime, l’adresse du suspect et le lieu du crime ont été géocodées pour ensuite calculer la distance entre les deux points. Il ressort de l’analyse de la forme des courbes de distances que seules les agressions sexuelles présentent une zone tampon. Les résultats des analyses statistiques indiquent que les jeunes sont plus mobiles que les suspects plus âgés et que les hommes parcourent une distance plus élevée que les femmes. Étonnement, la distance parcourue ne diffère pas significativement selon la saison et le moment de la journée. Enfin, comparativement aux autres criminels, les délinquants qui ont commis un vol qualifié sont ceux qui ont parcouru les plus grandes distances. / This study focuses on the journey to crime of the offenders who have committed a crime in Gatineau in 2006. There are only a few recent Canadian studies on the subject. In addition there is a vacuum of knowledge on the journey to crime in smaller cities and suburbs. This research is designed to compare three different measures of distance, to check if the distance varies depending on the type of crime and see if the variables of time (day of week, time of day and season) as well as some characteristics of suspects (age, sex and place of residence) have an impact on the distance traveled. For each crime, the address of the suspect and the crime location were geocoded then, the distance between the two points was calculated. An analysis of the shapes curves pattern of the distances indicates that sexual assault is the only type of crime which possesses a buffer zone. The results of statistical analysis show that young people are more mobile than older suspects and that men travel a greater distance than women. Surprisingly, the distance does not differ significantly according to season and time of day. Finally, compared to the other criminal offenders, those who have committed a robbery traveled the greatest distances.

Dans cette thèse, nous avons utilisé la théorie des matrices et les propriétés d'algèbre linéaire pour concevoir de nouveaux précodeurs MIMO basés sur la distance euclidienne minimale (max-dmin) entre les points des constellations reçues. A cause de la grande complexité de résolution engendrée par le nombre d'antennes et le nombre de symboles dans la constellation utilisée, ce type de précodeur n'existait auparavant que pour 2 voies d'émission et des modulations simples. Nous l'avons dans un premier temps étendu à la modulation MAQ-16, avant de généraliser le concept pour toute modulation MAQ. L'utilisation des fonctions trigonométriques a ensuite permis une nouvelle représentation du canal à l'aide de deux angles, ouvrant la voie à un précodeur dmin pour trois voies de données. Grâce à ce schéma, une extension non-optimale du précodeur max-dmin pour un nombre impair de flux de symboles utilisant des modulations MAQ est obtenue. Lorsqu'une détection par maximum de vraisemblance est utilisée, le nombre de voisins fournissant la distance minimale est également très important pour le calcul du TEB. Pour prendre en compte ce paramètre, un nouveau précodeur, sans rotation possible, est considéré, menant à une expression moins complexe et un espace de solutions restreint. Enfin, une approximation de la distance minimale a été dérivée en maximisant la valeur minimale des éléments diagonaux de la matrice maximisant le RSB. L'avantage majeur de cette conception est que la solution est disponible pour toute modulation MAQ rectangulaire et pour tout nombre de flux de symboles.

La cryo-microscopie électronique est une technique tomographique permettant de reconstituer la structure 3D d’un objet complexe en biologie à partir d’un jeu d’acquisitions. Ces images de l’objet complexe sont appelées les projections et sont acquises sous orientations inconnues. Un des avantages de la cryo-microscopie électronique est l’obtention d’un modèle 3D de très haute résolution de l’objet dans un état naturel. La procédure de reconstruction comporte plusieurs étapes telles que l’alignement, la classification des projections, l’estimation de leurs orientations et le raffinement des projections. Lors de ces étapes, la distance entre deux projections est fréquemment mesurée. Le travail réalisé au cours de cette thèse s’organise autour de la recherche théorique d’une distance entre des projections non-orientées avec comme objectif l’amélioration de la procédure de reconstruction tomographique en cryo-microscopie électronique. La contribution de ce travail de thèse est une méthode permettant d’estimer la différence angulaire entre deux projections dans les cas 2D et 3D. Notre méthode est basée sur la construction d’un graphe de voisinage dont les sommets sont les projections, dont les arêtes relient des projections voisines et sont pondérées par une approximation locale de la différence angulaire. Le calcul de ces poids repose sur les propriétés des moments de projection. Notre méthode est testée sur des images simulées de différentes résolutions et de différents niveaux du bruit. La comparaison avec des autres méthodes d’estimation de la différence angulaire est aussi réalisée. / Cryo-electron microscopy is a tomographic technique allowing to reconstruct a 3D model of complex structure in biology from a set of acquired images. These images are known as the tomographic projections and are taken at unknown directions. The advantage of the cryo-electron microscopy is the 3D reconstruction at very high resolution. The reconstruction procedure consists of many steps such as projection alignment, projection classification, orientation estimation and projection refinement. During these steps, the distance between two projections is frequently measured. The work in this thesis aims at studying the distances mesured between two unknown-direction projections with the objective of improving the reconstruction result in the cryo-electron microscopy. The contribution of this thesis is the developement of a method for estimating the angular difference between two projections in 2D and 3D. Our method is based on the construction of a neighborhood graph whose vertices are the projections, whose edges link the projection neighbors and are weighted by a local approximation of the angular difference. The calculation of the weights relies on the projection moment properties. The proposed method has been tested on simulated images with different resolutions and at different noise levels. The comparison with others estimation methods of angular difference has been realised.