Dans une première partie, nous étudions la cohérence dans les systèmes transactionnels, en nous concentrant sur le problème de réconcilier la scalabilité avec des garanties transactionnelles fortes. Nous identifions quatre propriétés critiques pour la scalabilité. Nous montrons qu’aucun des critères de cohérence forte existants n’assurent l’ensemble de ces propriétés. Nous définissons un nouveau critère, appelé Non-Monotonic Snapshot Isolation ou NMSI, qui est le premier à être compatible avec les quatre propriétés à la fois. Nous présentons aussi une mise en œuvre de NMSI, appelée Jessy, que nous comparons expérimentalement à plusieurs critères connus. Une autre contribution est un canevas permettant de comparer de façon non biaisée différents protocoles. Elle se base sur la constatation qu’une large classe de protocoles transactionnels distribués est basée sur une même structure, Deferred Update Replication(DUR). Les protocoles de cette classe ne diffèrent que par les comportements spécifiques d’un petit nombre de fonctions génériques. Nous présentons donc un canevas générique pour les protocoles DUR.La seconde partie de la thèse a pour sujet la cohérence dans les systèmes de stockage non transactionnels. C’est ainsi que nous décrivons Tuba, un stockage clef-valeur qui choisit dynamiquement ses répliques selon un objectif de niveau de cohérence fixé par l’application. Ce système reconfigure automatiquement son ensemble de répliques, tout en respectant les objectifs de cohérence fixés par l’application, afin de s’adapter aux changements dans la localisation des clients ou dans le débit des requête. / In the first part, we study consistency in a transactional systems, and focus on reconciling scalability with strong transactional guarantees. We identify four scalability properties, and show that none of the strong consistency criteria ensure all four. We define a new scalable consistency criterion called Non-Monotonic Snapshot Isolation (NMSI), while is the first that is compatible with all four properties. We also present a practical implementation of NMSI, called Jessy, which we compare experimentally against a number of well-known criteria. We also introduce a framework for performing fair comparison among different transactional protocols. Our insight is that a large family of distributed transactional protocols have a common structure, called Deferred Update Replication (DUR). Protocols of the DUR family differ only in behaviors of few generic functions. We present a generic DUR framework, called G-DUR. We implement and compare several transactional protocols using the G-DUR framework.In the second part, we focus on ensuring consistency in non-transactional data stores. We introduce Tuba, a replicated key-value store that dynamically selects replicas in order to maximize the utility delivered to read operations according to a desired consistency defined by the application. In addition, unlike current systems, it automatically reconfigures its set of replicas while respecting application-defined constraints so that it adapts to changes in clients’ locations or request rates. Compared with a system that is statically configured, our evaluation shows that Tuba increases the reads that return strongly consistent data by 63%.

Cette thèse a pour objet de définir la nature du lien entre l'utilisation de l’écrit numérique en messagerie instantanée et la qualité de la production orthographique. C’est pourquoi il était nécessaire de comprendre ce qui se produit sur le plan cognitif lorsque des adolescents en contact quasi quotidien avec la norme produisent de l’écrit normé et numérique. Nous avons poursuivi le travail de recherche engagé en proposant une analyse en deux temps (le premier visant à définir plus amplement l’écrit numérique en messagerie instantanée ; le second à identifier la nature du lien évoqué supra). Dans un premier temps, nous avons défini (a) l’écrit numérique lorsqu’il est employé par les adolescents, identifié (b) les connaissances potentiellement impactées à l’origine des modifications (qui sont les formes propres à l’écrit numérique), et tenté de (c) de savoir si le contexte de production influe sur la performance des adolescents. Dans un second temps, nous avons tenté de déterminer (d) si le niveau orthographique a un lien avec la production de modifications, (e) si certaines modifications sont plus à risque que d’autres, et (f) si l’exposition à l’écrit numérique en messagerie instantanée a des conséquences sur la qualité de la performance orthographique. Pour les besoins de cette thèse, les méthodologies appliquées ont été l’analyse de corpus, la comparaison de performances en fonction du support (normé et numérique), et en fonction du groupe (e.g., francophones et anglophones). Les premiers résultats ont d’abord montré que (a) l’écrit numérique en messagerie instantanée est plus proche du code oral que du code écrit, que (b) les connaissances potentiellement impactées (relatives à la valeur des lettres) sont celles qui permettent à la fois de produire de l’orthographe et des modifications, et que (c) le contexte de production (entre francophones et anglophones) influence autant la performance que la profondeur orthographique d’une langue. La seconde série de résultats a montré que (d) les adolescents qui disposent d’un niveau orthographique élevé produisent davantage de modifications que les adolescents qui disposent d’un niveau orthographique faible, (e) que les modifications qui peuvent être confondues avec des erreurs orthographiques sont plus à risque que celles qui ne le peuvent pas, et (f) que l’exposition à l’écrit numérique en messagerie instantanée chez les adolescents dont le niveau orthographique est faible et dont les connaissances orthographiques sont toujours en phase de consolidation a des conséquences négatives sur leur performance orthographique. Pour conclure, la nature de ce lien diffère en fonction du niveau orthographique des participants (même si le contexte de production influence la performance de façon inconditionnelle). D’un côté, elle s’avère négative pour les adolescents dont le niveau orthographique est faible et dont les connaissances orthographiques sont en cours de consolidation. La phonétisation de l’écrit, la production de modifications qui peuvent être confondues avec des erreurs orthographiques, et le risque associé lorsque les connaissances relatives à la valeur des lettres ne sont pas consolidées semblent être en cause. De l’autre, elle s’avère neutre pour les adolescents dont le niveau orthographique est élevé. / This thesis aims at defining the nature of the link between the use of digital writing in instant messaging and the quality of spelling performance. That is why it was necessary to understand what happens from a cognitive perspective when adolescents – who are exposed to the standards of spelling almost every day – produce standard and digital writing. We carried on with the research work that has been performed so far by dividing our analysis into two sections (the first that aims at deeply defining digital writing in instant messaging; the second at identifying the nature of the link that has been mentioned supra). First, we have defined (a) digital writing when it was used by adolescents, identified (b) the kind of knowledge which may be impacted and that allows producing modifications (which are the modified words in digital writing), and tried (c) to know whether the context of production has an influence on adolescent performance. Second, we tried to know (d) whether the spelling level is related to the production of modification, (e) whether using some modifications is more at risk than using others, and (f) whether being exposed to digital writing in instant messaging has consequences on the quality of spelling performance. For this thesis, we used different types of methodology by analyzing corpuses, comparing performances by taking the media into account (standard or digital) or the group (e.g., French speaking and English speaking). The first part of results showed that (a) digital writing in instant messaging is closer to the oral code than the written code, that (b) the kind of knowledge that may be impacted (related to the value of letters) corresponds to the one which allows producing both spelling and modifications, and that (c) the context of production (between French speaking and English speaking adolescents) has as much influence on performance than orthographic depth of a language. The second part of results showed that (d) the adolescents with a good spelling level produce more modifications than adolescents with a low spelling level, that (e) the modifications that can be confused with misspellings are more at risk than those that cannot, and that (f) being exposed to digital writing in instant messaging for adolescents whose spelling level is low and whose spelling knowledge is still being consolidated has negative consequences on spelling performance. To finish, the nature of the link differs according to the spelling level of participants (even if the context of production has an influence on performance unconditionally). On the one hand, it is proved to be negative for adolescents whose spelling level is low and whose spelling knowledge is still being consolidated. The phonetisation of writing, the production of modifications that can be confused with misspellings, and the associated risk when knowledge related to the value of letters is not yet consolidated have something to do with it. On the other hand, it is proved to be neutral for adolescents with a high spelling level.

Parmi les mécanismes susceptibles de contribuer à une instabilité thermoacoustique, l'effet direct de la pression acoustique sur la structure interne d'une flamme a été étudié analytiquement, mais n'a jamais été mesuré. L'objectif de ce travail est de présenter une étude expérimentale de la réponse de flamme à une sollicitation acoustique. Les analyses théoriques existant dans la littérature ont été réalisées dans le cadre d'un modèle de flamme simplifié, avec une réaction globale à une étape. Elles fournissent une évaluation de la réponse de flamme en termes de consommation massique instationnaire, ainsi qu'en termes de taux de dégagement de chaleur. Nous avons conçu et réalisé un dispositif expérimental unique dans lequel des flammes laminaires prémélangées de méthane et de propane sont maintenues parfaitement planes par stabilisation paramétrique, et excitées par une oscillation de pression à fréquence variable. La réponse instationnaire de la flamme est mesurée par la chimiluminescence du radical excité OH*, supposée, a priori, proportionnelle au taux de réaction. Les mesures confirment l'existence d'un effet direct de la pression sur l'intensité instantanée de l'émission OH*, mais ne reproduisent pas les tendances prévues par l'analyse, en particulier pour les grandes valeurs de la fréquence réduite. Une étude numérique et expérimentale de la relation entre l'intensité de chimiluminescence de OH* et le taux de consommation massique d'une flamme stationnaire a été réalisée, avec l'objectif de corriger nos mesures. Cependant, le résultat de cette étude ne fait qu'aggraver le désaccord avec les prévisions analytiques. Ces résultats ont suscité une nouvelle analyse théorique, basée sur des modèles de flamme plus complexes, qui montre que le modèle de cinétique chimique peut fortement influencer la réponse instationnaire d'une flamme à des oscillations de pression acoustique. Le meilleur accord avec nos résultats expérimentaux est obtenu pour le taux de dégagement de chaleur instationnaire.

Les robots dits « de service » doivent cohabiter avec des humains dans la vie de tous les jours. Ils sont ainsi confrontés à des environnements dynamiques qui ne leur sont pas spécifiquement adaptés. Afin de pouvoir y évoluer efficacement, ils doivent posséder, entre autres, une base capable d’une grande mobilité. Les bases mobiles omnidirectionnelles utilisant des roues conventionnelles orientables (RCO) présentent un bon compromis entre mobilité et complexité mécanique. Possédant généralement plus d’actionneurs que de degrés de liberté, elles nécessitent cependant une coordination rigoureuse de leurs actionneurs afin de garantir un mouvement précis et sécuritaire. La coordination des actionneurs est le rôle du contrôleur d’exécution. Une coordination basée sur le concept du mouvement du châssis autour de son centre instantané de rotation (CIR) est une méthode connue. Cependant, les paramétrisations communément utilisées pour décrire la position du CIR sont toutes entachées de singularités propres, ce qui nuit à la conception d’un contrôleur d’exécution efficace. De plus, la plupart des contrôleurs d’exécution présentés dans la littérature ne sont pas adaptés à l’utilisation de RCO qui possèdent un couplage mécanique entre direction et propulsion (dénommées roues AZIMUT), qui permettent par exemple de ressentir des forces qui seraient appliquées extérieurement sur la base. Enfin, ces contrôleurs d’exécution ne peuvent pas gérer de façon aisée les contraintes de position, vitesse et accélération imposées par les actionneurs. Cette thèse adresse le problème du contrôle d’exécution pour AZIMUT-3, une base mobile omnidirectionnelle non holonome utilisant des roues AZIMUT. Un nouvel espace de configuration pour le mouvement du châssis ainsi qu’une paramétrisation de celui-ci ne possédant aucune singularité propre sont tout d’abord proposés. Afin de garantir la coordination des roues, le contrôle se fait explicitement dans cet espace de configuration, et les modèles cinématiques établis pour le robot permettent de passer de l’espace de configuration du mouvement du châssis à celui du mouvement des actionneurs et réciproquement. Le contrôle ne se faisant pas dans l’espace de configuration du mouvement des actionneurs, il est nécessaire d’estimer le mouvement du châssis à partir des données fournies par les actionneurs. Un nouvel algorithme itératif d’estimation de la position du CIR est ainsi proposé. Le contrôleur d’exécution conçu sur la base de ces éléments permet de respecter les contraintes en position, vitesse et accélération des actionneurs et de gérer le couplage propre aux roues AZIMUT. Il permet aussi de gérer les singularités structurelles inhérentes aux robots mobiles utilisant des RCO. Les résultats de tests effectués avec AZIMUT-3 démontrent les performances du contrôleur d’exécution conçu en termes de respect des contraintes, de précision odométrique et de vitesse d’exécution de commande. L’extension du modèle cinématique et du contrôleur d’exécution à tous les robots mobiles omnidirectionnels non holonomes utilisant des RCO est aussi discutée.

Cette thèse est consacrée à l'étude du problème de la séparation aveugle d'un mélange instantané de sources gaussiennes autorégressives, sans bruit additif, par la méthode du maximum de vraisemblance exact. La maximisation de la vraisemblance est décomposée, par relaxation, en deux sous-problèmes d'optimisation, également traités par des techniques de relaxation. Le premier consiste en l'estimation de la matrice de séparation à structure autorègressive des sources fixée. Le second est d'estimer cette structure lorsque la matrice de séparation est fixée. Le premier problème est équivalent à la maximisation du déterminant de la matrice de séparation sous contraintes non linéaires. Nous donnons un algorithme de calcul de la solution de ce problème pour lequel nous précisons les conditions de convergence. Nous montrons l'existence de l'estimateur du maximum de vraisemblance dont nous prouvons la consistance. Nous déterminons également la matrice d'information de Fisher relative au paramètre global et nous proposons un indice pour mesurer les performances des méthodes de séparation. Puis nous analysons, par simulation, les performances de l'estimateur ainsi défini et nous montrons l'amélioration qu'il apporte à la procédure de quasi-maximum de vraisemblance ainsi qu'aux autres méthodes du second ordre.

Les tempêtes tropicales sont l'un des principaux moteurs des niveaux d'eau extrêmes notamment à cause des forts vents, des pluies torrentielles et des fortes houles qui les accompagnent. L'océan Pacifique nord-ouest est l'endroit où ces tempêtes tropicales (appelées typhons dans cette zone) sont les plus violentes au monde dépassant souvent les 95 nœuds de vent (175 km/h). L'île de Taïwan subit chaque année 3 à 4 typhons qui la frappent directement et une vingtaine qui passent à proximité de l'île. La quantification des variations du niveau instantanée de l'eau reste encore aujourd'hui un sujet de recherches actif. En effet, l'identification des processus physiques qui peuvent devenir dominants sur le niveau en conditions paroxysmales est cruciale pour la gestion et la protection des zones côtières. Ce travail de thèse basé sur une approche numérique, permet de discuter les mécanismes hydrodynamiques régionaux fondamentaux à l’origine de l’élévation du niveau d’eau le long de la barrière sableuse de Wan-Tzu-Liao au sud-ouest de Taïwan. L'utilisation du modèle de circulation 3D SYMPHONIE et du modèle de vagues WAVEWATCH III permet d'étudier la saison de mousson 2011 et la saison des typhons 2012 sur une zone s’étendant à environ 600 km autour de l’île de Taïwan. Ces simulations intègrent convenablement la totalité des forçages météo-marins ayant un rôle sur la circulation et le niveau d’eau à la côte : vent, flux atmosphériques, circulation grande échelle, marée, pression atmosphérique, rivières et vagues. Le couplage entre les vagues et les courants est complet en 3D et les deux modèles partagent la même grille de calcul. Par ailleurs, dans le cadre du projet franco-taïwanais KUNSHEN, un ensemble d'appareils a été déployé entre octobre 2011 et novembre 2012 le long d’un profil cross-shore de la barrière sableuse. La simulation complète de niveau d’eau rend compte des surcotes générées par les typhons avec une erreur de l'ordre de 0.1 m. Pour étudier les mécanismes hydrodynamiques, un ensemble de simulations a été réalisé afin d'isoler les contributions. Leur analyse montre que le forçage dominant est celui de la marée astronomique (~1 m), suivi par la circulation régionale (0.5-0.7m) puis des conditions météorologiques (0.2-0.3 m). Dans cette zone à forte dissipation énergétique, la contribution des vagues est négligeable avec moins de 0.1 m d'élévation. La contribution des rivières est, elle aussi, faible (< 0.1 m). / Tropical storms are the main engine of extreme water levels due to strong winds, abundant rainfalls and strong waves attached to these events. The western North Pacific ocean is one of places where these tropical storms (called typhoon in this area) are the most violent in the world exceeding 95 knots of wind speed (175 km/h). The island of Taiwan is located on the most of typhoons tracks which come from the western North Pacific. Every year, three or four typhoons strike Taiwan directly and around twenty pass near it. The quantification of instantaneous water levels variations is still studied by active researches. The identification of physical processes that can become dominant on water level during extreme conditions is crucial for the management and the protection of coastal areas.These PhD works, based on a numerical approach, allow to discuss the fondamental regional hydrodynamic mechanisms which control the sea surface elevation along the sandy barrier of Wan-Tzu-Liao located south-western Taiwan.We used the 3D circulation model SYMPHONIE and the wave model WAVEWATCH III to study the mousson season 2011 and the typhoon season 2012 on an area extending 600 km off Taiwan island. These simulations deal with most of the oceanographical forcings playing a role in the sea surface elevation at the coast : winds, air/sea fluxes, astronomical tides, regional circulation, rivers and waves. The coupling between waves and currents is fully in 3D and the two models share the same computational grid. Moreover, in the framework of the KUNSHEN project, a raft of devices were set in front of the Wan-Tzu Liao barrier from october 2011 to november 2012 along a cross-shore section. The full simulation of water level describes the storm surges generated by typhoons with errors of 0.1 m. With the aim to analyse hydrodynamic mechanisms, we performed a set of mono-forcing simulation that isolate each meteo-marine parameter. Their analysis show that astronomical tide is the dominant forcing (~1 m) followed by the regional circulation (0.5-0.7m) and the meteorological conditions (0.2-0.3 m). This zone displays a very strong dissipative feature that conducts to a very low waves contribution on the sea surface elevation (< 0.1 m). They display also a low contribution of rivers around Taiwan (< 0.1 m).

Les bases de données présentent des problèmes de passage à l’échelle. Ceci est principalement dû à la compétition pour les ressources et au coût du contrôle de la concurrence. Une alternative consiste à centraliser les écritures afin d’éviter les conflits. Cependant, cette solution ne présente des performances satisfaisantes que pour les applications effectuant majoritairement des lectures. Une autre solution est d’affaiblir les propriétés transactionnelles mais cela complexifie le travail des développeurs d’applications. Notre solution, Gargamel, répartie les transactions effectuant des écritures sur différentes répliques de la base de données tout en gardant de fortes propriétés transactionnelles. Toutes les répliques de la base de donnée s’exécutent séquentiellement, à plein débit; la synchronisation entre les répliques reste minime. Les évaluations effectuées avec notre prototype montrent que Gargamel permet d’améliorer le temps de réponse et la charge d’un ordre de grandeur quand la compétition est forte (systèmes très chargés avec ressources limitées) et que dans les autres cas le ralentissement est négligeable. / Databases often scale poorly in distributed configurations, due to the cost of concurrency control and to resource contention. The alternative of centralizing writes works well only for read-intensive workloads, whereas weakening transactional properties is problematic for application developers. Our solution spreads non-conflicting update transactions to different replicas, but still provides strong transactional guarantees. In effect, Gargamel partitions the database dynamically according to the update workload. Each database replica runs sequentially, at full bandwidth; mutual synchronisation between replicas remains minimal. Our prototype show that Gargamel improves both response time and load by an order of magnitude when contention is high (highly loaded system with bounded resources), and that otherwise slow-down is negligible.

En tant qu'utilisateurs d'ordinateurs, nous générons des données en quantité de plus en plus abondante. Leur importance dans notre vie quotidienne est telle qu'une méthode de sauvegarde s'avère nécessaire. La création de sauvegardes locales est une approche commune, mais insuffisante en cas de vol ou de destruction. Dans cette thèse, nous concevons un système de sauvegarde distribué qui permet de restaurer l'état d'un système de fichiers de manière simple, grâce à la constitution d'instantanés. Nous stockons ces instantanés sur les passerelles résidentielles et utilisons un tracker centralisé pour les coordonner. Nous présentons le concept de fichiers d'indexes qui permet la correspondance entre l'état complet d'un système de fichiers et une structure de donnée. Nous divisons notre système en swarms, rendant l'accès aux données, et son suivi, simple. Les fichiers à sauvegarder sont traités différemment suivant leurs tailles, afin d'améliorer la performance globale du système, et de réduire les ressources nécessaires. Tous les fichiers, ainsi que leurs méta-données, sont chiffrés avant d'être téléchargés afin de garantir leur confidentialité. De plus, nous utilisons les techniques de l'état de l'art afin de rendre le tracker résistant aux pannes, et de pouvoir le remplacer s'il quitte le système. La charge sur le tracker ne dépend que du nombre de participants, et donc pas de la quantité de données stockée. Nous évaluons le système sur base de traces provenant de passerelles résidentielles réelles, avec lesquelles nous démontrons un faible impact global sur les ressources. En leur adjoignant des simulations, nous prouvons la faisabilité de notre service. / As computer users, we create increasing amounts of data, such as digital documents, pictures, and videos. Because these data have high value in our daily life the need for back-ups arises. The creation of local back-ups, e.g. on external hard drives, is a common approach, but is insufficient in the event of natural disasters or theft. In this thesis, we provide a proof of concept for a distributed back-up system that induces only low overhead, and respects user needs to easily recover a state of a file system in a snapshot-based manner. We store distributed back-ups on residential gateways and use a central tracker as coordinator. We introduce index files in order to map the full state of a file system to a single data structure. We divide the system into swarms of flexible size so that accessing data and monitoring is easy. Files are handled differently depending of their size in order to increase the system performance and reduce resource requirements. All files and their metadata are encrypted before being uploaded, so that data confidentiality is ensured. We use state-of-the-art technologies in order to design a tracker that is scalable, fault-tolerant, and is replaceable in case it entirely leaves the system. The load of the tracker only depends on the number of participants, not on the amount of data stored in the network. The system allows configuring a time span within which a user needs to recover his data in case of local data loss. We analyze this approach by using real world connectivity traces of residential gateways and show that it results in low resource demands. Together with simulations on these traces, we underline the feasibility of our service.

Nous abordons dans cette thèse le problème de la séparation de sources selon un angle novateur à de nombreux niveaux. Ces travaux associent deux domaines du traitement du signal jusqu'alors traités de manière disjointe, la séparation de source et le tatouage numérique. Le procédé mis en place au cours de ces travaux a pour but de permettre à un utilisateur "client" de séparer les différents signaux numériques sources composant un mélange audio à partir de ce seul mélange tatoué. Pour ce faire un marquage du signal est effectué par un utilisateur "fournisseur" avant la fixation du mélange sur son support numérique. Ce marquage consiste en l'insertion sur le signal lui-même d'informations utiles à la séparation, et ceci de façon imperceptible. Le tatouage peut, en principe, être inséré soit sur le mélange, soit sur les signaux sources, qui sont disponibles à l'utilisateur fournisseur. Deux systèmes composent donc ce procédé, un encodeur qui permet à l'utilisateur fournisseur de réaliser la phase de mélange et de marquage, et un décodeur qui permet à l'utilisateur client de contrôler la séparation à partir du mélange. Au cours de cette thèse, il est choisi de tatouer le signal de mélange. Une application cible particulièrement visée est le cas d'un mélange polyphonique (signal de musique) fixé sur un support CD audio. La séparation doit permettre à l'utilisateur client d'effectuer un certain nombre de contrôles (par exemple le volume sonore) sur les différentes composantes de la scène sonore (les différents instruments et voix).

Contribution à l'histoire culturelle de la France contemporaine, la thèse examine le projet de conquête de l'instantané photographique, entre 1841 (date de la première formulation d'un programme d'iconographie rapide) et 1895 (date de l'invention du Cinématographe Lumière). Proposant l'hypothèse d'un paradigme de l'instantané, comme un motif ayant fortement contribué à structurer l'imaginaire des photographes du XIXe siècle, cette étude établit une révision substantielle de la chronologie des technologies photographiques, sur la base d'un corpus en grande partie inédit. Elle permet de distinguer, par des critères clairs, deux genres proprement dits, jusqu'à présent confondus et mal caractérisés : la photographie rapide (1841-1882), et la photographie instantanée (à partir de 1882). Elle met notamment en lumière l'apport de Daguerre dans la naissance du projet photographique, l'importance de la formation de schémas interprétatifs pour l'appréhension des images, le rôle du développement dans la réduction du temps de pose, ou encore l'influence des modèles issus de l'iconographie scientifique sur la production des amateurs, qui annonce le photo-reportage. La thèse remet enfin en perspective l'invention de l'instantané dans le "roman de l'accélération" constitutif de l'imaginaire du progrès au XIXe siècle.