Après une rapide présentation des systèmes d'assemblage et des différentes représentations des processus d'assemblage, ce travail de recherche présente plus précisément trois grands types de modélisation : les graphes d'assemblage, les graphes de précédence et les ASTD. Les graphes de précédence étant très utilisés avec les méthodes d'équilibrage ou de conception des lignes d'assemblage, l'objectif de ce travail est de proposer une méthode de génération des graphes de précédence simple et efficace à partir d'un ensemble de graphes d'assemblage préalablement établis. Deux méthodes de génération de graphe de précédence sont proposées dans ce travail : une par transformation de graphes et une directement basée sur la logique booléenne. La méthode par transformation de graphes permet d'obtenir un graphe de précédence si l'ensemble des séquences d'enchaînement peut être représenté par un unique graphe de précédence. Dans le cas contraire, avec les améliorations apportées à la méthode, il est possible d'obtenir soit un ensemble de graphes de précédence soit un hypergraphe de précédence. La deuxième de ces méthodes permet d'obtenir directement un ensembl e de graphes de précédence ou d'hypergraphes de précédence selon le niveau de complexité du problème. Un calcul des complexités des algorithmes respectifs montre qu'ils sont polynomiaux.

Les graphes sont des modèles de représentation qui permettent de modéliser un grand nombre de type de documents. Dans cette thèse, nous nous intéressons à leur utilisation pour la recherche dans des bases de données multimédia.Nous commençons par présenter la théorie autour des graphes ainsi qu'un aperçu des méthodes qui ont été proposées pour leur mise en correspondance.Puis, nous nous intéressons plus particulièrement à leur utilisation pour la reconnaissance des formes et l'indexation multimédia.Dans le but de répondre de la manière la plus générique possible aux différents problèmes de recherche, nous proposons de travailler dans le cadre des fonctions noyaux.Ce cadre permet de séparer les problèmes liées à la nature des documents de ceux apportés par les différents types de recherche. Ainsi, toute notre énergie est consacrée à la conception de fonctions de mise en correspondance,mais en gardant à l'esprit qu'elles doivent respecter un certain nombre de propriétés mathématiques. Dans ce cadre, nous proposons de nouvelles solutions qui permettent de mieux répondre aux caractéristiques particulières des graphes issus de primitives et descripteurs visuels. Nous présentons aussi les algorithmes qui permettent d'évaluer rapidement ces fonctions. Enfin, nous présentons des expériences qui mettent en lumière ces différentes caractéristiques, ainsi que des expériences qui montrent les avantages qu'offre nos modèles vis à vis de la littérature. / Many type of documents can be modeled by a graph representation. In this thesis, we focus on theuse of graph for research in multimedia databases.We begin by presenting the theory of graphs and aroundan overview of methods that have been proposed for matching.Then, we are particularly interested in their use for recognitionforms and multimedia indexing.In order to respond in the most generic possible differentresearch problems, we propose to work within the framework of kernel functions.This framework allows to separate the problems related to the nature of the documentsthose introduced by the different types of research. Thus, all ourenergy is devoted to the design of mapping functions,but bearing in mind that they must meet a numbermathematical properties. In this context, we propose newsolutions that better meet the specificgraphs from primitive and visual descriptors. Wealso present algorithms to quickly assessthese functions. Finally, wepresent experiments that highlight thesedifferent characteristics and experiences that showadvantages of our models with respect to the literature.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les définitions actuelles des infrastructures de sécurité (française, européenne, G-20) sont inadaptées à la réalité des attaques observées ou potentielles. Il en est de même des attaques elles-mêmes et en conséquence le terme « cyberattaque » réduit considérablement le champ conceptuel et opérationnel de celui qui est en charge de la protection et de la défense. La quasi-totalité des approches se réduit à identifier le champ strictement technique informatique (systèmes, réseaux) et à oublier d’autres dimensions propres au renseignement. Ainsi les principales méthodologies d’identification et de gestion du risque (EBIOS ou méthodologies similaires) considèrent une définition particulièrement restrictive, statique et locale de la notion d’infrastructure critique. La modélisation elle-même des attaquants et des attaques est extrêmement réduite. La principale erreur est de restreindre les approches techniques et les angles d’attaque d’un attaquant au seul champ informatique. Les angles « cyber » peuvent ne pas exister ou représenter un volet limitée dans un scenario global d’attaque. En outre, l’approche classique néglige le volet opérationnel gouvernant la préparation et la conduite de la manœuvre dans une attaque. Les modélisations par arbres d’attaques sont également très limitées du fait d’une restriction au seul champ cyber (systèmes et réseaux).Il est alors nécessaire de concevoir une définition très élargie, laquelle doit être dictée par la vision de l'attaquant et non celle du défenseur. Cette thèse vise à développer de nouveaux modèles d'infrastructure de sécurité basés sur la théorie des graphes et a modéliser de manière très élargie le concept d’attaque, incluant ou non un champ cyber. Cette représentation déjà utilisée pour décrire la topologie des infrastructures critiques sera enrichie pour appréhender de manière exhaustive l'environnement avec lesquelles elles interagissent. Les interdépendances avec d’autres entités (personnes, autres infrastructures critiques…) sont un élément clef dans la construction de scenarii d’attaques sophistiquées. Cette représentation enrichie doit aboutir à des nouveaux modèles d'attaquants, plus réalistes et mettant en œuvre des composants externes de l'infrastructure mais appartenant à son environnement proche. L'objectif majeur est la recherche de chemins optimaux dans un scénario d'attaque défini par l'objectif de l'adversaire. Cette approche globale, apporte une définition plus fine (et donc plus réaliste) de la sécurité comme étant le coût le plus faible du chemin d'attaque pris sur l'ensemble des adversaires réalistes (polynomiaux, i.e. agissant en temps fini).Le programme de recherche est structuré en cinq étapes. Les deux premières étapes visent à définir les modèles et les objets représentant les infrastructures de sécurité ainsi que les attaquants auxquelles elles sont confrontées. La troisième étape consiste en la définition d'une méthodologie générique pour évaluer la sécurité d'une infrastructure de sécurité. Cette étape doit aboutir à la conception d'heuristiques de recherche de vulnérabilités. Afin de valider les modèles et la méthodologie proposés, le programme de thèse prévoit le développement d'un démonstrateur recherche sous la forme d'une plate-forme d'évaluation. Enfin, la dernière étape consistera à l'évaluation d'un système existant à partir de la plate-forme en mettant en œuvre la méthodologie proposée. L'objectif de cette dernière étape est de valider les modèles et la méthodologie et d'en proposer une amélioration si nécessaire. / The current definitions of a critical infrastructure are not adapted to the actual attacks which are observed these days. The problem is the same for the definition of an attack and therefore, the term « cyber attack » tends to reduce the conceptual and operational field of the person in charge of the security. Most of the approaches are reduced to identify the technical and IT domain only, and they forget the others domains specific to the intelligence. Then, the main methodologies to identify and to manage risk (EBIOS or some similar methodologies) take into account a definition of a critical infrastructure which is restrictive, static and local. The model of attacker and attack is also extremely narrowed as the technical approaches and the angles of attack of an attacker tend to be restricted to the IT domain only, even if the « cyber » angles may not exist or may only be a small part of an attack scenario.Therefore, it is necessary to have a new definition of a critical infrastructure, more complete and made according to the attacker point of view. Indeed, critical infrastructures can be protected by assessing the threats and vulnerability. This thesis aims to develop new models of infrastructure and attack accurately, models which will based on graph theory, with or without the cyber part. This graph-based representation is already used a lot to describe infrastructure, it will be enriched in order to have a more exhaustive view of an infrastructure environment. The dependencies with other entities (people, others critical infrastructures, etc.) have to be taken into account in order to obtain pertinent attack scenarios. This enriched representation must lead to new models of attackers, more realistic and implementing external components of the infrastructure which belong to its immediate environment. The main objective is the research of optimal paths or other mathematical structures which can be translated into attack scenarios. This global approach provides a finer (and therefore more realistic) definition of security as the lowest cost of the attack path.The research program is structured in five stages. The first two steps are aimed at defining the models and objects representing the security infrastructures as well as the attackers they are confronted with. The major difficulty encountered in developing a relevant infrastructure model is its ability to describe. Indeed, the more the model is rich, the more it can describe the infrastructure and the adversaries that attack it. The counterpart of developing a relevant model is its exponential characteristic. In these security models, we therefore expect that the problem of finding the vulnerabilities of a security infrastructure is equivalent to difficult problems, i.e. NP-hard or even NP-complete. The locks to be lifted will therefore consist in the design of heuristics to answer these problems in finite time with an ``acceptable" response. The third step is to define a generic methodology for assessing the safety of a security infrastructure. In order to validate the proposed models and methodology, the thesis program provides for the development of a research demonstrator in the form of an evaluation platform. Finally, the last step will be to evaluate an existing system from the platform by implementing the proposed methodology. The objective of this last step is to validate the models and the methodology and to propose an improvement if necessary.

Le développement fulgurant de réseaux informatiques, a entraîné l'apparition de diverses applications multimédia qui emploient des données 3D dans des multiples contextes. Si la majorité des travaux de recherche sur ces données s'est appuyées sur les modèles statiques, c'est à présent vers Les modèles dynamiques de maillages qu'il faut se tourner. Cependant, le maillage triangulaire est une représentation extrinsèque, sensible face aux différentes transformations affines et isométriques. Par conséquent, il a besoin d'un descripteur structurel intrinsèque. Pour relever ces défis, nous nous concentrons sur la modélisation topologique intrinsèque basée sur les graphes de Reeb. Notre principale contribution consiste à définir une nouvelle fonction continue basée sur les propriétés de diffusion de la chaleur. Ce dernier est calculé comme la distance de diffusion d'un point de la surface aux points localisés aux extrémités du modèle 3D qui représentent l'extremum locales de l'objet . Cette approche de construction de graph de Reeb peut être extrêmement utile comme descripteur de forme locale pour la reconnaissance de forme 3D. Il peut également être introduit dans un système de compression dynamique basée sur la segmentation.Dans une deuxième partie, nous avons proposé d'exploiter la méthode de construction de graphe de Reeb dans un système de reconnaissance de formes 3D non rigides. L'objectif consiste à segmenter le graphe de Reeb en cartes de Reeb définis comme cartes de topologie contrôlée. Chaque carte de Reeb est projetée vers le domaine planaire canonique. Ce dépliage dans le domaine planaire canonique introduit des distorsions d'aire et d'angle. En se basant sur une estimation de distorsion, l'extraction de vecteur caractéristique est effectuée. Nous calculons pour chaque carte un couple de signatures, qui sera utilisé par la suite pour faire l'appariement entre les cartes de Reeb.Dans une troisième partie, nous avons proposé de concevoir une technique de segmentation, des maillages dynamiques 3D. Le processus de segmentation est effectué en fonction des valeurs de la fonction scalaire proposée dans la première partie. Le principe consiste à dériver une segmentation purement topologique qui vise à partitionner le maillage en des régions rigides tout en estimant le mouvement de chaque région au cours du temps. Pour obtenir une bonne répartition des sommets situés sur les frontières des régions, nous avons proposé d'ajouter une étape de raffinement basée sur l'information de la courbure. Chaque limite de région est associée à une valeur de la fonction qui correspond à un point critique. L'objectif visé est de trouver la valeur optimale de cette fonction qui détermine le profil des limites. La technique de segmentation développée est exploitée dans un système de compression sans perte des maillages dynamiques 3D. Il s'agit de partitionner la première trame de la séquence. Chaque région est modélisée par une transformée affine et leurs poids d'animation associés. Le vecteur partition, associant à chaque sommet l'index de la région auquel il appartient, est compressé par un codeur arithmétique. Les deux ensembles des transformées affines et des poids d'animation sont quantifiés uniformément et compressés par un codeur arithmétique. La première trame de la séquence est compressée en appliquant un codeur de maillage statique. L a quantification de l'erreur de prédiction temporelle est optimisée en minimisant l'erreur de reconstruction. Ce processus est effectué sur les données de l'erreur de prédiction, qui est divisé en 3 sous-bandes correspondant aux erreurs de prédiction des 3 coordonnées x, y et z. Le taux de distorsion introduit est déterminé en calculant le pas de quantification, pour chaque sous-bande, afin d'atteindre le débit binaire cible. / In the last decade, the technological progress in telecommunication, hardware design and multimedia, allows access to an ever finer three-dimensional (3-D) modeling of the world. While most researchers have focused on the field of 3D objects, now it is necessary to turn to 3D time domain (3D+t). 3D dynamic meshes are becoming a media of increasing importance. This 3D content is subject to various processing operations such as indexation, segmentation or compression. However, surface mesh is an extrinsic shape representation. Therefore, it suffers from important variability under different sampling strategies and canonical shape-non-altering surface transformations, such as affine or isometric transformations. Consequently it needs an intrinsic structural descriptor before being processed by one of the aforementioned processing operations. The research topic of this thesis work is the topological modeling based on Reeb graphs. Specifically, we focus on 3D shapes represented by triangulated surfaces. Our objective is to propose a new approach, of Reeb graph construction, which exploits the temporal information. The main contribution consists in defining a new continuous function based on the heat diffusion properties. The latter is computed from the discrete representation of the shape to obtain a topological structure.The restriction of the heat kernel to temporal domain makes the proposed function intrinsic and stable against transformation. Due to the presence of neighborhood information in the heat kernel, the proposed Reeb Graph construction approach can be extremely useful as local shape descriptor for non-rigid shape retrieval. It can also be introduced into a segmentation-based dynamic compression scheme in order to infer the functional parts of a 3D shape by decomposing it into parts of uniform motion. In this context, we apply the concept of Reeb graph in two widely used applications which are pattern recognition and compression.Reeb graph has been known as an interesting candidate for 3D shape intrinsic structural representation. we propose a 3D non rigid shape recognition approach. The main contribution consists in defining a new scalar function to construct the Reeb graph. This function is computed based on the diffusion distance. For matching purpose, the constructed Reeb graph is segmented into Reeb charts, which are associated with a couple of geometrical signatures. The matching between two Reeb charts is performed based on the distances between their corresponding signatures. As a result, the global similarity is estimated based on the minimum distance between Reeb chart pairs. Skeletonisation and segmentation tasks are closely related. Mesh segmentation can be formulated as graph clustering. First we propose an implicit segmentation method which consists in partitioning mesh sequences, with constant connectivity, based on the Reeb graph construction method. Regions are separated according to the values of the proposed continuous function while adding a refinement step based on curvature and boundary information.Intrinsic mesh surface segmentation has been studied in the field of computer vision, especially for compression and simplification purposes. Therefore we present a segmentation-based compression scheme for animated sequences of meshes with constant connectivity. The proposed method exploits the temporal coherence of the geometry component by using the heat diffusion properties during the segmentation process. The motion of the resulting regions is accurately described by 3D affine transforms. These transforms are computed at the first frame to match the subsequent ones. In order to improve the performance of our coding scheme, the quantization of temporal prediction errors is optimized by using a bit allocation procedure. The objective aimed at is to control the compression rate while minimizing the reconstruction error.

Dans ma thèse j'etude les variétés abéliennes ordinaires définies avec multiplication réelle maximale. Je définis des polynômes modulaires dans ce situation et je donne un algorithme pour calculer sur les nombres complexes et pour les surfaces sur des corps finis. Je donne aussi un théorème de structure pour les graphs des isogénies dans ce contexte. Je donne une généralisation de Schoof-Elkies-Atkin aux courbes de genre 2 avec multiplication réelle maximale fixe en utilisant les polynômes modulaires. / My thesis looks at ordinary abelian varieties defined with maximal real multiplication. I define modular polynomials in this setting and give an algorithm to compute them over the complex numbers, and for surfaces over finite fields. I also give a structure theorem for isogeny graphs in this setting. I give a generalisation of Schoof-Elkies-Atkin to genus 2 curves with fixed maximal real multiplication using the modular polynomials.

Le Web est devenu une plateforme universelle d’hébergement d'applications hétérogènes. Dans ce contexte, les services Web se sont imposés comme une technologie clé pour permettre l’interaction entre diverses applications. Les technologies standards proposées autour des services Web permettent la programmation, plutôt manuelle, de ces applications. Pour favoriser une programmation automatique à base de services web, un problème majeur se pose : celui de leur découverte. Plusieurs approches adressant ce problème ont été proposées dans la littérature. L’objectif de cette thèse est d’améliorer le processus de découverte de services en exploitant trois pistes de recherche. La première consiste à proposer une approche de découverte qui combine plusieurs techniques de matching. La deuxième se base sur une validation des services retournés par un processus de découverte automatique en se basant sur les compétences utilisateurs. Ces approches ne prennent pas en considération l’évolution de services dans le temps et les préférences des utilisateurs. Pour remédier à ces lacunes plusieurs approches incorporent des techniques de recommandation. La majorité d'entre eux sont basées sur les évaluations des propriétés de QdS. Pratiquement, ces évaluations sont rarement disponibles. D’autres systèmes exploitent les relations de confiance. Ces relations sont établies en se basant sur les évaluations de services. Or, invoquant le même service ne signifie pas obligatoirement avoir les mêmes préférences. D’où, nous proposons, l’exploitation des relations d’intérêts entre les utilisateurs pour recommander des services. L’approche s’appuie sur une modélisation orientée base de données graphes. / The Web has become an universal platform for content hosting and distributed heterogeneous applications that can be accessed manually or automatically. In this context, Web services have established themselves as a key technology for deploying interactions across applications. The standard Web services technologies allow and facilitate the manual programming of these applications. To promote automatic programming based on Web services, a major problem arises : that of their discovery. Several approaches addressing this problem have been proposed in the literature. The aim of this thesis is to improve the Web services discovery process. We proposed three approaches. We proposed a Web services discovery approach that combines several matching techniques. The second consists on the validation of the services returned by an automatic process of discovery using users’ competencies. These approaches do not take into account the evolution of services over time and user preferences. To address these shortcomings, several approaches incorporate referral techniques to assist the discovery process. A large majority of these approaches are based on assessments of QoS properties. In practice, these assessments are rarely available. In other systems, trust relationships between users and services are used. These relationships are established based on invocations evaluations of similar services. However, invoking the same service do not necessarily mean having the same preferences. Hence, we propose, in our third approach, the use of the relations of interest between users to recommend services. The approach relies on modeling services’ ecosystem by database graphs.

Les bactéries endocytobiotes vivent de manière durable au sein même des cellules des organismes qui les abritent. L'environnement particulier qu'est la cellule de l'hôte, et le type de relations entre les deux partenaires (parasitisme ou mutualisme), ont naturellement des conséquences sur l' évolution de leur métabolisme respectif. L'objectif global de cette thèse est de mieux comprendre l'influence du mode de vie sur l' évolution et le fonctionnement du métabolisme des endocytobiotes. Nous appréhendons le métabolisme d'une manière globale, sous la forme de réseaux métaboliques. Le développement de nouvelles méthodes et d'outils d'exploration du réseau métabolique nous ont permis de réaliser des analyses et des comparaisons de réseaux métaboliques complets avec un niveau de détail élevé. L'ensemble de ces analyses éclaire ainsi d'un jour nouveau le métabolisme des bactéries endocytobiotes par sa diversité, son évolution et la nature des interactions métaboliques entretenues avec l'hôte.

La thèse couvre deux problèmes motivés par la biologie: l'étude des réarrangements génomiques, et celle des réseaux d'haplotypes. Les problèmes de réarrangements génomiques sont un cas particulier des problèmes de distances d'édition, où l'on cherche à transformer un objet en un autre en utilisant le plus petit nombre possible d'opérations, les opérations autorisées étant fixées au préalable; on s'intéresse également à la distance entre les deux objets, c'est-à-dire au calcul du nombre d'opérations dans une séquence optimale plutôt qu'à la recherche d'une telle séquence. Les problèmes de réarrangements génomiques peuvent souvent s'exprimer comme des problèmes de tri de permutations (vues comme des arrangements linéaires de {1,2,...,n}) en utilisant le plus petit nombre d'opérations (autorisées) possible. Nous examinons en particulier les ``transpositions', qui déplacent un intervalle de la permutation. Beaucoup de problèmes liés au tri par transpositions sont ouverts, en particulier sa complexité algorithmique. Nous nous écartons des ``outils standards' utilisés dans le domaine des réarrangements génomiques, et utilisons la décomposition en cycles disjoints des permutations pour prouver de nouvelles majorations sur la distance des transpositions ainsi que des formules permettant de calculer cette distance en temps polynomial dans de nombreux cas. Cette décomposition nous sert également à résoudre un problème d'énumération concernant le ``graphe des cycles' de Bafna et Pevzner, et à construire une technique générale permettant d'obtenir de nouvelles minorations en reformulant tous les problèmes de distances d'édition sur les permutations en termes de factorisations de permutations paires associées. Les réseaux d'haplotypes sont des graphes dont une partie des sommets porte des étiquettes, utilisés en génomique comparative quand les arbres sont trop restrictifs, ou quand l'on ne peut choisir une ``meilleure' topologie parmi un ensemble donné d'arbres. Nous formalisons une nouvelle méthode due à Cassens, Mardulyn et Milinkovitch, qui consiste à construire un graphe contenant tous les arbres partiellement étiquetés donnés et possédant le moins d'arêtes possible, et donnons des algorithmes résolvant le problème de manière optimale sur deux graphes, dont le temps d'exécution est exponentiel en général mais polynomial dans quelques cas que nous caractérisons.