Le déficit lié à l’âge en mémoire épisodique est bien admis à l’heure actuelle, mais il n’y a pas de consensus sur son origine. Quels que soient les processus ou ressources impliqués, ils pourraient être à l’origine d’une difficulté à mettre en œuvre des stratégies mnésiques chez les adultes âgés. Dans ce travail, nous avons étudié les principaux médiateurs connus pour être impliqués dans la diminution des performances en mémoire liée à l’âge: l’attention, les fonctions exécutives, la mémoire de travail et la vitesse de traitement. Nous les regrouperons sous le terme de « contrôle exécutif ». Nous avons mené une série de quatre expériences afin d’examiner son rôle dans l’utilisation de stratégies de mémoire et dans le rappel dans des populations présentant des ressources attentionnelles limitées (adultes âgés, adultes jeunes en condition d’attention divisée). Les résultats obtenus indiquent que les ressources de contrôle diminuent avec l’âge et seraient responsables d’un déficit d’utilisation adaptée de stratégies d’encodage, induisant une diminution des performances en mémoire chez les adultes âgés / The age-related episodic memory decline is now well established, but there is no consensus about its cause. Whatever the processes or resources implied, they could 5e responsible of a difficulty in using mnesic strategies. In this work, we studied the main mediators known to be implied in the age related episodic memory impairment: attention, executive functions, working memory and processing speed. We called them “executive control”. We have conducted four experiments in order to examine its rule in the use of mnesic strategies and in the recall of words, on individuals who show reduce attentional resources (older adults and younger adults under divided attention). Results showed that the control resources were reduced with ageing, which could 5e responsible fora deficit in the adapted use of encoding strategies. leading to a decrease of memory performance with old age

Bien que les accélérateurs fassent désormais partie intégrante du calcul haute performance, les gains observés ont un impact direct sur la programmabilité, de telle sorte qu'un support proposant des abstractions portables est indispensable pour tirer pleinement partie de toute la puissance de calcul disponible de manière portable, malgré la complexité de la machine sous-jacente. Dans cette thèse, nous proposons un modèle de support exécutif offrant une interface expressive permettant notamment de répondre aux défis soulevés en termes d'ordonnancement et de gestion de données. Nous montrons la pertinence de notre approche à l'aide de la plateforme StarPU conçue à l'occasion de cette thèse. / Multicore machines equipped with accelerators are becoming increasingly popular in the HighPerformance Computing ecosystem. Hybrid architectures provide significantly improved energyefficiency, so that they are likely to generalize in the Manycore era. However, the complexity introducedby these architectures has a direct impact on programmability, so that it is crucial toprovide portable abstractions in order to fully tap into the potential of these machines. Pure offloadingapproaches, that consist in running an application on regular processors while offloadingpredetermined parts of the code on accelerators, are not sufficient. The real challenge is to buildsystems where the application would be spread across the entire machine, that is, where computationwould be dynamically scheduled over the full set of available processing units.In this thesis, we thus propose a new task-based model of runtime system specifically designedto address the numerous challenges introduced by hybrid architectures, especially in terms of taskscheduling and of data management. In order to demonstrate the relevance of this model, we designedthe StarPU platform. It provides an expressive interface along with flexible task schedulingcapabilities tightly coupled to an efficient data management. Using these facilities, together witha database of auto-tuned per-task performance models, it for instance becomes straightforward todevelop efficient scheduling policies that take into account both computation and communicationcosts. We show that our task-based model is not only powerful enough to provide support forclusters, but also to scale on hybrid manycore architectures.We analyze the performance of our approach on both synthetic and real-life workloads, andshow that we obtain significant speedups and a very high efficiency on various types of multicoreplatforms enhanced with accelerators.

L'évolution du calcul haute performance est aujourd'hui dirigée par les besoins des applications de simulation numérique.Ces applications sont exécutées sur des supercalculateurs qui peuvent proposer plusieurs milliers de cœurs, et qui sont découpés en un très grand nombre de nœuds de calcul ayant eux un nombre de cœurs beaucoup plus faible.Chacun de ces nœuds de calcul repose sur une architecture à mémoire partagée, dont la mémoire est découpée en plusieurs blocs physiques différents : cela implique un temps d'accès dépendant à la fois de la donnée accédée ainsi que du processeur y accédant.On appelle ce genre d'architectures NUMA (pour emph{Non Uniform Memory Access}).La manière actuelle de les exploiter tend vers l'utilisation d'un modèle de programmation à base de tâches, qui permet de traiter des programmes irréguliers au delà du simple parallélisme de boucle.L'exploitation efficace des machines NUMA est critique pour l'amélioration globale des performances des supercalculateurs.Cette thèse a été axée sur l'amélioration des techniques usuelles pour leur exploitation : elle propose une réponse au compromis qu'il faut faire entre localité des données et équilibrage de charge, qui sont deux points critiques dans l'ordonnancement d'applications.Les contributions de cette thèse peuvent se découper en deux parties : une partie dédiée à fournir au programmeur les moyens de comprendre, analyser, et mieux spécifier le comportement des parties critiques de son application, et une autre partie dédiée à différentes améliorations du support exécutif.Cette seconde partie a été évaluée sur différentes applications, ce qui a permis de montrer des gains de performances significatifs. / Nowadays the evolution of High Performance Computing follows the needs of numerical simulations.These applications are executed on supercomputers which can offer several thousands of cores, split into a large number of computing nodes, which possess a relatively low number of cores.Each of these nodes consists of a shared memory architecture, in which the memory is physically split into several distinct blocks: this implies that the memory access time depends both on which data is accessed, and on which core tries to access it.These architectures are named NUMA (for Non Uniform Memory Access).The current way to exploit them tends to be through a tasks-based programming model, which can handle irregular applications beyond a simple loop-based parallelism.Efficient use of NUMA architectures is critical for the overall performance improvements of supercomputers.This thesis has been targetted at improving common techniques for their exploitation: it proposes an answer to the tradeoff that has to be made between data locality and load balancing, that are two critical aspects of applications scheduling.Contributions of this thesis can be split into two parts: the first part is dedicated to providing the programmer with means to understand, analyze, and better characterize the behavior of their applications' critical parts, and the second part is dedicated to several improvements made to the runtime systems.This last part has been evaluated on various applications, and has shown some significant performance gains.

Les humains doivent sans cesse s’adapter à des environnements incertains, changeants et ouverts. Pour ce faire, il est nécessaire d’explorer, d’ajuster et d’exploiter plusieurs task-sets, c’est-à-dire des associations sensorimotrices flexibles entre des stimuli, des actions et des résultats. Collins et Kœchlin ont proposé un modèle computationnel qui contrôle la création, l’apprentissage, le stockage, la récupération et la sélection de tels task-sets pour guider le comportement (Collins & Kœchlin, 2012, PloS biology). Le modèle met à jour les fiabilités d’un ensemble de task-sets, c’est-à-dire leur capacité à prédire correctement les conséquences des actions. Cette mise à jour des fiabilités est réalisée par inférence bayésienne en intégrant les résultats des actions et l’information contextuelle. Elle permet d’arbitrer entre l’exploitation du task-set le plus fiable et l’exploration de nouveaux task-sets. En l’absence d’information contextuelle, la fiabilité des task-sets appris est maintenue et mise à jour dans le cortex frontopolaire (Donoso, Collins & Kœchlin, Science, 2014). Ce travail de thèse a pour but d’élucider les mécanismes neuraux permettant le monitorage et la récupération de task-sets stockés en mémoire, que ce soit selon les indices contextuels ou les résultats des actions. Pour ce faire, nous avons élaboré une expérience d’IRM fonctionnelle dans laquelle des sujets sains doivent apprendre, par essais et erreurs, plusieurs task-sets associés à divers indices contextuels, puis réutiliser les task-sets appris. Les conditions expérimentales varient de façon non prédictible de telle sorte que : (i) des task-sets précédemment appris doivent être réutilisés soit avec le même indice contextuel, soit avec un indice contextuel nouveau ; (ii) de nouveaux task-sets doivent être appris soit avec de nouveaux indices contextuels, soit avec des indices connus. Les résultats comportementaux montrent que les sujets apprennent, maintiennent, mettent à jour et réutilisent un répertoire grandissant de task-sets tel que le prédit le modèle computationnel. Plus précisément : (i) les indices contextuels connus sont utilisés de façon proactive (avant l’exécution d’une action) pour sélectionner le task-set correspondant ; (ii) lorsque les indices contextuels sont inconnus, les sujets sélectionnent le task-set de façon réactive, selon les résultats des actions. Les résultats d’imagerie révèlent que la fiabilité des task-sets est mise à jour dans le cortex frontopolaire et le cortex préfrontal dorso-latéral. De plus, le cortex préfrontal latéral est impliqué dans le processus de sélection proactif et réactif. Cependant, les récupérations proactives et réactives dépendent de réseaux distincts : (i) d’une part la récupération proactive repose sur un réseau ventral qui inclut le cortex préfrontal ventro-médian, le striatum et l’hippocampe ;(ii) d’autre part, la récupération réactive repose sur un réseau frontal incluant notamment le cortex frontopolaire. / Humans need to adapt to uncertain, changing, and open-ended environ- ments. In such situations, decision-making involves exploring, adjusting and ex- ploiting multiple task-sets – defined as flexible sensorimotor mappings associating stimuli, actions, and expected outcomes. Collins and Kœchlin proposed a computational model that controls the crea- tion, learning, storage, retrieval, and selection of such task-sets for driving action (Collins & Kœchlin, 2012, PloS biology). The model monitors the reliability of a collection of concurrent task-sets - i.e., the ability of alternative task-sets to correctly predict action outcomes. Task-set reliability is updated in a Bayesian manner according to outcomes and contextual information and arbitrates between exploiting the most reliable task- set or exploring new ones to drive action. It has recently been shown that, without contextual information, the reliability of alternative learned task-sets is monito- red in frontopolar cortex (Donoso, Collins & Kœchlin, Science, 2014). The goal of this study is to investigate the neural mechanisms that subserve the monitoring and retrieval of stored task-sets according to both contextual cues and action outcomes. We designed an fMRI experiment requiring healthy human subjects to learn by trials and errors and to switch between multiple task-sets associated with va- rious contextual cues. Experimental conditions varied unpredictably such that: (i) previously learned task-sets re-occurred with either the same or new contextual cues, (ii) new task-sets that needed to be learned occurred with new cues or pre- viously encountered ones. Behavioral results and model fits show that subjects learned, monitored and switched across an expanding repertoire of task-sets as predicted by the compu- tational model. More specifically : (i) Known contextual cues were used proactively (before performing any action) to select the corresponding task-set ; (ii) When previously learned task-sets re-occurred with unknown contextual cues, subjects selected the stored task-set reactively based on action outcomes. Model-based fMRI results revealed that task-set reliability is updated in the frontopolar cortex and the lateral prefrontal cortex. Moreover, lateral prefrontal cortex is engaged in the selection process in both cases. However distinct networks are involved depending on whether the retrieval is cue or outcome-based: (i) on the one hand, proactive retrieval relies on a ventral pathway including ventromedial prefrontal cortex, striatum and bilateral hippocampus ;(ii) on the other hand, reactive retrieval relies on a frontal network including frontopolar cortex.

Les personnes atteintes de troubles cognitifs légers (i.e., Mild Cognitive Impairment, MCI) souffrent d’un déclin cognitif, pouvant engendrer des troubles exécutifs et fonctionnels, pénalisants dans leurs activités de la vie quotidienne. Face à ces déficits, plusieurs programmes d’intervention de stimulations physique ou cognitive montrent des résultats encourageants sur les performances de ces profils. / People with Mild Cognitive Impairment (MCI) suffer from a cognitive decline, which engender executive and functional disorders, punishing in their activities of the everyday life. Given these deficits, several programs of physical or cognitive stimulations show encouraging results on cognitive performances of these profiles.

Le principal objectif de cette thèse est d'étudier le rôle du contrôle exécutif dans le décodage en lecture en confrontant cette hypothèse à celle d'un dysfonctionnement de la boucle phonologique ou de ressources insuffisantes en mémoire de travail. Des tâches simples, adaptées aux compétences des enfants et mobilisant des composantes exécutives précises ont été mises au point. Trois études ont été réalisées. Dans la première étude, les capacités de faibles et normolecteurs de CE2 à exercer un contrôle exécutif ont été mesurées à l'aide de tâches de mise à jour et d'alternance. Dans la deuxième, les effets de l'automatisation, de la charge attentionnelle et de l'évolution des capacités de contrôle avec l'âge ont été étudiés chez des enfants de CE1 et CM1 de niveaux en lecture différents. Dans la troisième, l'effet conjoint de la manipulation de la charge attentionnelle et mnésique a été étudié auprès d'adultes, à l'aide d'un dispositif d'enregistrement de mouvements oculaires. Dans chacune de ces études, des tâches d'empan en mémoire de travail ont également été présentées dans une version verbale et non-verbale. Les résultats confirment l'implication du contrôle exécutif : les faibles lecteurs sont systématiquement en difficulté lorsqu'un contrôle (alternance, mise à jour, inhibition) est exigé. Ce déficit de contrôle s'additionnerait à de faibles capacités de traitement phonologique. La difficulté à gérer différents processus pourrait par extension expliquer les difficultés de régulation des traitements mis en jeu dans une tâche de décodage en lecture, coûteuse pour les faibles lecteurs.

Athapascan-0b est un noyau exécutif pour machines parallèles supportant la multiprogrammation légère. Athapascan-0b permet un développement portable d'applications parallèles irrégulières et une exécution efficace de celles-ci sur un grand nombre de plates-formes. Ce document commence par la présentation du cadre dans lequel s'inscrit Athapascan-0b, à savoir les communications, la multiprogrammation légère et l'intégration de ces deux fonctionnalités. Sont ensuite présentes les concepts structurant Athapascan-0b ainsi que son interface de programmation. La problématique d'une intégration de communications et de multiprogrammation légère est posée, la réalisation d'Athapascan-0b est décrite et plus précisement le choix d'implantation, à savoir un mariage de bibliothèques existantes de multiprogrammation légère et de communications. Enfin, la performance d'Athapascan-0b est evaluée, comparée à la performance des bibliothèques au dessus desquelles il a été développé. L'exécution de quelques exemples est analysée afin de mieux comprendre les mécanismes en jeu.

Ces dernières années, la virtualisation a connu un important regain d'intérêt dans les centres de traitement de données. Elle séduit par la grande flexibilité qu'elle apporte, par ses propriétés d'isolation et de tolérance aux pannes ainsi que par sa capacité à tirer partie des processeurs multicoeurs. Toutes ces caractéristiques en font une solution intéressante pour répondre aux problèmes liés aux évolutions matérielles des grappes de calcul. Cependant, la virtualisation est encore peu mise en oeuvre dans ce cadre, notamment car son impact sur les performances des applications parallèles est considéré comme prohibitif. Pour pallier ce problème, nous avons conçu un périphérique virtuel de communication permettant l'exécution efficace d'applications parallèles dans une grappe de machines virtuelles. Nous proposons en outre un ensemble de techniques permettant de faciliter le déploiement d'applications virtualisées. Ces fonctionnalités ont été regroupées au sein d'un support exécutif permettant de bénéficier des avantages de la virtualisation de la manière la plus transparente possible pour l'utilisateur, et ce en minimisant l'impact sur les performances.

La criminalité qui prévaut au Salvador, et plus généralement l'insécurité, menace la stabilité de la région et constitue une préoccupation pour plusieurs acteurs tant nationaux, qu'internationaux. Même si les politiques de sécurité publique sont au rang des priorités pour le gouvernement salvadorien, elles sont élaborées et mises en application d'une telle façon qu'elles en demeurent impuissantes à réduire les taux de criminalité. Pour expliquer cette faillite de l'État à produire des politiques de sécurité publique qui soient efficaces, c'est-à-dire qui répondent, totalement ou en partie, aux objectifs pour lesquels elles furent élaborées, ce mémoire utilise notamment les concepts de démocratie délégative et d'autonomie de l'État. lci, l'analyse porte essentiellement sur la structure politique du pays, sur les caractéristiques du système politique, sur les relations entre le pouvoir législatif et exécutif, et entre ces derniers et la société salvadorienne. Les résultats de cette analyse convergent vers une explication du phénomène qui soit structurelle plutôt que conjoncturelle. Les stratégies de recherche utilisées sont la revue de la littérature, l'observation directe, la réalisation d'entretiens semi-directifs et une recherche documentaire menée au Salvador. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : El Salvador, Amérique latine, Démocratisation, Sécurité publique, Autonomie de l'État, Criminalité, Pouvoir législatif, Pouvoir exécutif.

Depuis plusieurs années, la réalité virtuelle est largement utilisée en neuropsychologie, notamment dans le domaine de l'étude de la cognition spatiale. Son utilisation grandissante a pour but de répondre à la fois au manque de validité écologique des tests classiques et au manque de contrôle des évaluations en conditions réelles. Les études dans le domaine de la cognition spatiale ont permis de montrer la complexité de l'apprentissage et de la navigation dans les grands espaces et suggèrent également une origine cognitive multifactorielle des difficultés de navigation chez les personnes âgées. Le but de cette thèse sera tout d'abord de vérifier la validité écologique de notre application utilisant la réalité virtuelle par une comparaison directe des performances d'apprentissage et de navigation, entre apprentissages réels et virtuels chez des adultes jeunes et âgés. Il s'agira ensuite de confirmer les hypothèses sur l'origine à la fois mnésique et exécutive des difficultés de navigation liées au vieillissement. Enfin, le rôle du contrôle sensorimoteur dans l'apprentissage de grands espaces, peu étudiée pour le moment dans le cas du vieillissement sera abordé. A l'aide d'une application en réalité virtuelle, nécessitant de mémoriser un parcours dans un quartier virtuel, réplique d'un quartier de Bordeaux, nous avons étudiés les effets du vieillissement en termes de mémoire spatiale et de performance de navigation. Nous avons comparé directement les apprentissages en conditions réelles et virtuelles, en conditions actives (joystick) et passives, et nous avons mis en relation ces indicateurs avec des mesures neurocognitives et des questionnaires d'estimation des difficultés quotidiennes. Nos principaux résultats ont permis de montrer un effet négatif de l'âge sur les performances dans notre application avec des patterns équivalents entre apprentissages réels et virtuels chez les jeunes et les âgés. Nous avons obtenu une bonne relation entre les mesures obtenues grâce à notre application virtuelle et les difficultés rapportées par les jeunes mais pas de différences entre jeunes et âgés concernant les difficultés de navigation au quotidien. Ces résultats confirment la bonne validité écologique de notre application virtuelle chez les personnes âgées et favorisent ainsi l'utilisation de mesures directes de mémoire spatiale et de navigation plutôt que des questionnaires chez les personnes âgées. Ils ont également permis de montrer de manière directe le rôle des déclins mnésiques et exécutifs dans leurs difficultés de navigation. Contrairement à ce qui avait été obtenu chez les jeunes, le contrôle moteur a eu un effet négatif sur les performances de navigation chez les personnes âgées. Nous discuterons alors les hypothèses neurocognitives concernant l'origine des difficultés de navigation chez les personnes âgées, ainsi que le rôle de la dimension actif (joystick) vs. passif dans les performances de navigation des jeunes et des âgés.