Ce travail présente quelques résultats d'arithmétique des ordinateurs. Dans une première partie, on fait une brève présentation des systèmes les plus classiques de représentation des nombres et on présente une modification de l'algorithme d'Avizienis d'addition en temps constant avec des conditions moins restrictives. La seconde partie traite du probleme de la multiplication de grands entiers: on preséente une implantation efficace de l'algorithme de Pollard que l'on compare a d'autres algorithmes. La troisième partie est consacrée au calcul en-ligne (bit série poids forts en tête): on reprend les résultats de la première partie pour obtenir des bornes sur le délai des fonctions calculables en-ligne. Enfin on présente un codage original des nombres complexes, qui permet entre autre de réaliser des additions en temps constant ainsi que des opérations arithmétiques en-ligne

Cette thèse porte sur l'apport de la simulation en ligne dans le pilotage des systèmes de production. Au fil des ans, ces systèmes deviennent de plus en plus compliqués et requièrent une capacité d'analyse toujours plus grande de la part de son pilote. Plusieurs études ont démontré que l'aide la plus précieuse qu'une entité décisionnelle pouvait obtenir pour optimiser ses décisions était un outil lui permettant de prévoir la conséquence de ses décisions. En effet, c'est cet aspect de la prise de décision qui est rendu particulièrement hasardeux par l'augmentation de la complexité des systèmes. L'objet de cette thèse est d'étudier comment la simulation de flux, après avoir été un outil d'aide à la conception d'unité de production, peut devenir un outil d'aide à la décision dans le cadre du pilotage de cette unité.<br />La première partie présente le contexte de nos travaux. Après avoir resitué le pilotage des systèmes de production, nous présentons les principes et les outils de la simulation du flux. Enfin, nous présentons un état de l'art concernant la simulation en ligne, en remarquant qu'il s'agit d'un domaine encore relativement peu exploré par la communauté de la recherche sur les systèmes de production. La seconde partie de nos travaux portent sur l'intégration des outils de simulation dans l'architecture de commande. Dans un premier temps, nous étudions la place relative de l'humain et de la machine au niveau de la prise de décision. Les outils de simulation classique permettent depuis longtemps déjà de prévoir la conséquence de décisions portant sur un terme long relativement à la dynamique du système. Lorsque l'horizon se restreint, l'état initial des simulations est problématique : de par son influence grandissante sur les résultats, il est nécessaire d'assurer une équivalence de plus en plus stricte avec l'état du système de production au moment du début des simulations. C'est pourquoi, dans la deuxième partie de ce chapitre, nous montrons sur un exemple l'importance de l'initialisation dans une simulation en ligne pour la prise de décision.<br />La troisième partie de nos travaux porte sur la résolution de ce problème par l'introduction dans l'architecture de commande d'un observateur, également réalisé par simulation, en communication constante avec les organes de commande du système. Au moment où la simulation se lance, elle s'initialise sur l'état de l'observateur, qui est considéré comme étant une bonne approximation de l'état actuel réel du système. La dernière partie présente une validation sous la forme d'une application complète des concepts et de l'architecture proposés sur un système de production flexible, actuellement en production dans le cadre de l'Institut Universitaire de Technologie de Nantes.

Un robot compagnon doit comprendre le lieu de vie de l'homme pour satisfaire une requête telle que "Va chercher un verre dans la cuisine" avec un haut niveau d'autonomie. Pour cela, le robot doit acquérir un ensemble de représentations adaptées aux différentes tâches à effectuer. Dans cette thèse, nous proposons d'apprendre en ligne un modèle d'apparence de structures locales qui pourront être nommées par l'utilisateur. Cela permettra ensuite de caractériser un lieu topologique (ex: la cuisine) par un ensemble de structures locales ou d'objets s'y trouvant (réfrigérateur, cafetière, evier, ...). Pour découvrir ces structures locales, nous proposons une approche cognitive, exploitant des processus visuels pré-attentif et attentif, mis en oeuvre à partir d'un système sensoriel multi-focal. Le processus pré-attentif a pour rôle la détection de zones d'intérêt, supposées contenir des informations visuelles discriminantes: basé sur le modèle de 'saillance' de Itti et Koch, il détecte ces zones dans une carte de saillance, construite à partir d'images acquises avec une caméra large champ; une zone détectée est ensuite suivie sur quelques images afin d'estimer grossièrement la taille et la position 3D de la structure locale de l'environnement qui lui correspond. Le processus attentif se focalise sur la zone d'intérêt: le but est de caractériser chaque structure locale, par un modèle d'apparence sous la forme de mémoires associatives vues-patches-aspects. De chaque image sont extraits des points d'intérêt, caractérisés par un descripteur d'apparence local. Après cette phase d'exploration, l'homme peut annoter le modèle en segmentant les structures locales en objets, en nommant ces objets et en les regroupant dans des zones (cuisine&). Ce modèle d'apparence sera ensuite exploité pour la reconnaissance et la localisation grossière des objets et des lieux perçus par le robot

La segmentation d'images par la morphologie mathématique est une méthodologie basée sur les concepts de ligne de partage des eaux et de modification de l'homotopie. Ces deux outils sont construits à partir de transformations morphologiques élémentaires présentées dans la première partie de ce mémoire. Ces transformations élémentaires sont les transformations morphologiques sur images à teintes de gris et en particulier les opérations d'amincissement et d'épaississement, ainsi que les transformées géodésiques. Ces outils de base permettent l'élaboration de transformations plus sophistiqués. Parmi elles, le gradient morphologique et sa régularisation, opérateursimportants dans la segmentation d'images de gris et la ligne de partage des eaux. Après avoir introduit cette notion et mis en lumière ces liens avec les opérateurs géodésiques et les épaississements homotopiques, divers algorithmes permettant de la réaliser sont présentés par le biais du squelette de fonction et surtout au moyen d'une représentation des images à teintes de gris sous forme d'un graphe de fléchage.<br />La deuxième partie est consacrée à l'usage de ces outils. On montre en particulier comment le concept de marquage des régions à segmenter permet d'obtenir, en combinant la modification d'homotopie et la ligne de partage des eaux, une segmentation de l'image de bonne qualité. L'usage de ces outils est illustré dans le cas de segmentations plus complexes. On introduit alors une hiérarchisation de l'image, toujours basée sur la ligne de partage des eaux, et on montre comment cette hiérarchie permet la segmentation de certaines scènes où le marquage est moins évident. Un autre exemple, montrant la difficulté du marquage mais aussi les avantages de ce concept est également présenté.

Nous nous intéressons au diagnostic de systèmes à événements discrets modélisés par un automate. Pour pouvoir prendre en compte des observations incertaines, nous les représentons sous la forme d'un automate. Le diagnostic est alors défini comme la synchronisation des deux automates. Pour permettre un calcul incrémental et en-ligne du diagnostic, nous définissons une structure appelée chaîne d'automates qui représente les observations par périodes appelées fenêtres.<br />Le diagnostic peut s'effectuer sur chacune de ces périodes, et on peut raffiner le résultat en vérifiant l'égalité entre l'état final d'une fenêtre et l'état initial de la suivante. Puisque le modèle global d'un système réel est trop grand pour être calculé, nous avons adapté les techniques de diagnostic décentralisé à notre approche. Enfin, nous avons étendu nos résultats aux systèmes reconfigurables, c'est-à-dire dont certains composants ainsi que les connexions entre ceux-ci peuvent être ajoutés, modifiés ou supprimés.

Les services d'encadrement, quoique peu fréquentés, sont identifiés comme des moyens de diminuer le sentiment d'isolement que ressentent les apprenants à distance et d'augmenter par le fait même le taux de rétention dans les programmes de formation. La recherche de facteurs pouvant stimuler la participation et la collaboration des apprenants à des activités d'encadrement médiatisées par ordinateur est à l'origine de cette recherche descriptive. Des résultats de recherche ayant établi un lien entre l'attitude proactive des tuteurs et l'utilisation des outils d'aide à l'apprentissage dans des dispositifs de formation à distance, nous avons présumé que cette relation serait observable dans des téléconférences d'encadrement médiatisées par ordinateur. Plus précisément, nous avons voulu retrouver des traces d'une part, de l'influence de l'attitude proactive des tuteurs sur la participation et la collaboration des apprenants et d'autre part, de l'influence de l'attitude proactive des apprenants entre eux sur leur collaboration.

L'interaction entre des lignes de contact et un écoulement hydrodynamique intervient dans de nombreuses situations industrielles ou fondamentales. Nous etudions la dynamique de gouttes ruisselantes, tout d'abord le long de leur axe de symétrie (Partie I) puis a trois dimensions (Partie II) en mesurant la distribution d'angle de contact autour de cette goutte par réfraction d'une nappe laser et le champ de vitesse a la surface. Nous montrons que la situation est localement à deux dimensions, dans la direction perpendiculaire à la ligne de contact. L'angle de contact ne dépend que de la vitesse de la ligne de contact mesurée perpendiculairement a elle-même, vitesse qui coïncide avec la vitesse locale du liquide, dont la composante tangentielle s'annule a la ligne de contact. Dans le cas de lignes singulières (en coin), ou deux normales coexistent en un point, nous montrons que le champ de vitesse est autosimilaire a l'approche de ce point. Nous abordons également (Partie III) la question des lignes de contact statiques dans un ecoulement à travers l' etude de la stabilité et de la forme de zones sèches dans un film liquide en écoulement. Nous montrons en particulier l'influence du mouillage sur ces objets et nous mesurons l'angle de contact tout autour de ces zones sèches. Nous montrons que la distribution d'angle de contact est, suivant l'histoire de la zone sèche, uniforme et bloquée a l'angle d'avancée (ce qui permet de construire des modèles simples) ou au contraire relativement désordonnée. Enfin nous mettons en évidence un phénomène encore non reconnu de stick-slip de la ligne de contact lorsqu'une goutte de suspension colloïdale en cours de séchage avance (interaction entre dépôt et hydrodynamique).

L'interaction entre des lignes de contact et un ecoulement hydrodynamique intervient dans de nombreuses situations industrielles ou fondamentales. Nous etudions la dynamique de gouttes ruisselantes, tout d'abord le long de leur axe de sym etrie (Partie I) puis a trois dimensions (Partie II) en mesurant la distribution d'angle de contact autour de cette goutte par r efraction d'une nappe laser et le champ de vitesse a la surface. Nous montrons que la situation est localement a deux dimensions, dans la direction perpendiculaire a la ligne de contact. L'angle de contact ne d epend que de la vitesse de la ligne de contact mesur ee perpendiculairement a elle-m^eme, vitesse qui co ncide avec la vitesse locale du liquide, dont la composante tangentielle s'annule a la ligne de contact. Dans le cas de lignes singuli eres (en coin), ou deux normales coexistent en un point, nous montrons que le champ de vitesse est autosimilaire a l'approche de ce point, Nous abordons egalement (Partie III) la question des lignes de contact statiques dans un ecoulement a travers l' etude de la stabilit e et de la forme de zones s eches dans un lm liquide en ecoulement. Nous montrons en particulier l'in uence du mouillage sur ces objets et nous mesurons l'angle de contact tout autour de ces zones s eches. Nous montrons que la distribution d'angle de contact est, suivant l'histoire de la zone s eche, uniforme et bloqu ee a l'angle d'avanc ee (ce qui permet de construire des mod eles simples) ou au contraire relativement d esordonn ee, En n nous mettons en evidence un ph enom ene encore non reconnu de stick-slip de la ligne de contact lorsqu'une goutte de suspension collo dale en cours de s echage avance (interaction entre d ep^ot et hydrodynamique).

Dans le champ des neurosciences comportementales, une interrogation demeure quant à la contribution des informations visuelles et proprioceptives permettant de localiser la main et la cible pendant la réalisation d'un mouvement de la main vers une cible visuelle. Nous avons développé une méthode originale pour investiguer la thématique du contrôle en ligne du mouvement. Dans chacune des études réalisées, des participants adultes essayaient d'atteindre le plus précisément possible des cibles visuelles présentées dans l'obscurité. Des modifications de la position de la cible mais également de la position vue de la main étaient réalisées de façon aléatoire et nous avons analysé comment cela affectait le comportement moteur des sujets. Pour que l'influence de processus cognitifs sur le contrôle en ligne du mouvement soit aussi similaire que possible dans les conditions avec ou sans perturbation, nous avons choisi de produire ces perturbations sans que les sujets ne puissent les percevoir dans le sens où ils n'ont jamais été capables d'en rendre compte verbalement. L'étude 1 a montré que l'information visuelle relative à la position de la cible était prise en compte de manière plus importante et plus rapide par rapport à l'information visuelle relative à la position de la main, pour le contrôle en temps réel des mouvements rapides. Toutefois, la principale question dégagée de cette étude a concerné l'utilisation limitée du feedback visuel de la main, une observation qui semblait en opposition avec nombre d'études ayant montré le rôle essentiel de ce type d'information dans le contrôle de mouvements d'atteinte manuelle. En fait, une analyse approfondie de la littérature a laissé suggérer que la nature de la tâche, où l'amplitude du mouvement devait être contrôlée, pourrait avoir limité le traitement optimal de l'information visuelle. L'étude 2 avait pour but d'examiner l'utilisation du feedback visuel de la main dans le contrôle de mouvements d'atteinte manuelle lorsque seule la composante directionnelle du mouvement est à contrôler. L'étude 2 a permis de mettre en évidence la capacité d'intégration rapide et précise du système nerveux central des informations visuelles et proprioceptives sur la position de la main. L'information visuelle a en effet été utilisée de manière consistante et significative, un résultat différant singulièrement de celui obtenu dans l'étude 1 où essentiellement l'amplitude du mouvement était à contrôler. Dès lors, il nous a paru intéressant d'étudier une tâche où des modifications de l'information visuelle devaient résulter en des modifications de l'amplitude et de la direction du mouvement. La question sous-jacente était de savoir si le contrôle des deux composantes serait identique aux deux expériences précédentes ou si il y aurait un effet de type interaction au niveau du contrôle. L'étude 3 a notamment permis de démontrer que le contrôle directionnel de mouvements rapides sur la base d'informations visuelles de la main est limité par le contrôle de l'amplitude (que l'on peut alors légitimement définir comme une contrainte). En fait, le fait de contrôler l'amplitude (et donc le freinage du mouvement) semble limiter plus généralement le contrôle en ligne du mouvement sur la base des informations de localisation de la main. A ce stade, nous avions donc démontré la contribution des informations visuelles de localisation de la cible et de la main, ainsi que des informations proprioceptives au contrôle courant des mouvements d'atteinte manuelle. Nos expériences ont donc permis de démontrer les rôles essentiels des informations proprioceptives et visuelles (relatives à la position de la main et de la cible). Afin d'étudier le caractère indispensable de ces boucles de rétroaction, nous avons eu l'opportunité de travailler avec une patiente proprioceptivement désafférentée. L'étude 4 nous a permis de montrer qu'un contrôle du geste en cours d'exécution était possible malgré l'absence de boucles de rétroaction sensorielles périphériques sur la localisation de la main et de la cible. Nous proposons donc un modèle du contrôle en ligne du mouvement basé sur une utilisation optimale des mécanismes proactifs et rétroactifs, ainsi que sur la continuité et la rapidité du processus de traitement de l'information.

Nous avons étudié la rugosité et la dynamique de la ligne de contact d'un liquide visqueux sur un substrat désordonné. Sur des substrats présentant un désordre contrôlé avec une échelle caractéristique de 10 µm, nous avons trouvé que la rugosité de la ligne de contact ne dépend ni de la vitesse de la ligne, ni de la viscosité du liquide. L'exposant de rugosité zeta mesuré vaut 0,52±0,04, en désaccord avec les prédictions théoriques (zeta = 0,39). Nous avons donc testé les hypothèses du modèle. Une étude précise du mouvement de la ligne confirme l'hypothèse d'un mouvement quasi statique. En revanche, la dissipation n'est pas de type visqueux. Une simulation réaliste du problème montre que la non-linéarité en vitesse de la dissipation n'expliquent pas la valeur mesurée de zeta. Expérience et simulation montrent que la dynamique au voisinage du seuil de dépiégeage est contrôlée essentiellement par la dissipation à l'échelle microscopique, qui n'est pas universelle.