Cette thèse a pour sujet la mobilité faible des applications et en particulier la communication entre entités mobiles. Nous nous sommes tout d'abord intéressés aux relations existant entre le paradigme des objets actifs et celui des applications mobiles. De nombreux protocoles pour assurer les communications entre objets mobiles ont été décrits dans la littérature mais leurs performances n'ont jamais été étudiées formellement. Nous avons isolé des propriétés permettant de les classer en trois familles~: la poste restante, la recherche et le routage. Après avoir choisi deux protocoles utilisés dans des bibliothèques Java, nous avons entrepris leur étude à l'aide de chaînes de Markov, le but étant de pouvoir déterminer le temps moyen nécessaire pour communiquer avec un agent mobile. Le mécanisme des répéteurs est représenté à l'aide d'une chaîne à espace d'états infini. Nous avons pu exprimer deux métriques: le temps moyen de réponse du système et le nombre moyen de répéteurs. Le cas du serveur nécessite l'analyse d'une chaîne à espace d'états fini qui est résolue numériquement. Pour valider nos modèles nous avons utilisé un simulateur à événements discrets puis, nous avons mené des expérimentations sur un réseau local et sur un réseau régional. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus théoriquement ce qui nous a permis de montrer que les performances de nos modèles sont tout à fait acceptables. Il est donc possible de les utiliser pour prédire les performances. Enfin, nous terminons ce travail par la présentation d'un nouveau protocole de communications utilisant des répéteurs à durée de vie limitée et un serveur. Nous montrons qu'il est possible d'obtenir de bonnes performances sans les aspects négatifs des deux protocoles précédents.

La maintenance des voies navigables par dragage génère de grands volumes de sédiments, souvent contaminés en métaux. Pour certains d'entre eux, un traitement par phytoextraction pourrait être envisagé. Le premier volet de ce travail vise à étudier le devenir du Cd présent dans un sédiment de curage contaminé par des métaux lors de la culture d'A. halleri, plante hyperaccumulatrice de Zn et Cd. Pour cela, un suivi des teneurs en Cd a été réalisé dans le sédiment, les parties aériennes de la plante et les lixiviats lors de la culture en pot. La présence de plantes diminue la quantité de Cd lixivié, mais ne modifie ni la fraction échangeable ni le pool phytodisponible en Cd. La spéciation a été étudiée par spectroscopie EXAFS et µXANES, la localisation par µXRF et MEB-EDX, et la biodisponibilité par DGT et extraction au Ca(NO3)2. Avant culture, le Cd est présent sous forme d'un sulfure mixte de Zn, Cd et Fe. Après 5 mois de culture, cette espèce est totalement oxydée en présence de plantes et presque totalement dans les pots sans plante. Les espèces de Cd néoformées sont des complexes Cd-acides organiques et du Cd-phosphate. Le second volet de ce travail porte sur les mécanismes d'accumulation du Cd dans les parties aériennes d'A. halleri. Après culture en hydroponie, l'analyse des parties aériennes par autoradiographie en utilisant 109Cd montre que le métal est transféré aussi bien dans les feuilles jeunes que les matures, ces dernières montrant un enrichissement des tissus périphériques. L'analyse des feuilles par spectroscopie EXAFS a montré que le Cd était lié principalement à des ligands organiques de type COOH/OH, et de façon minoritaire à des ligands de type thiols.

Dans ce travail, nous développons des outils d'analyse par intervalles pour l'automatique. Nous nous intéressons plus particulièrement à l'identification de paramètres et à l'estimation d'état pour des modèles non-linéaires. Pour l'identification, l'algorithme d'optimisation globale de Hansen fournit un encadrement de tous les vecteurs de paramètres minimisant une fonction coût mettant en jeu les grandeurs mesurées sur un dispositif réel à modéliser et leur pendant prédit par son modèle. Nous montrons que ceci peut mettre en évidence d'éventuels problèmes d'identifiabilité sans étude préalable. Dans l'approche à erreurs bornées, même lorsque des données aberrantes sont présentes, des encadrements intérieur et extérieur des ensembles de vecteurs de paramètres admissibles sont fournis par les algorithmes d'inversion ensembliste par analyse par intervalles. Quand les bornes sur les erreurs ne sont pas connues, une méthode originale évaluant la plus petite borne d'erreur fournissant un ensemble de vecteurs de paramètres admissibles non vide est proposée. Un nouvel algorithme récursif d'estimation d'état garanti est présenté. D'une structure analogue au filtre de Kalman, mais dans un contexte d'erreurs bornées, il fournit à tout instant un ensemble contenant les valeurs de l'état compatibles avec les informations disponibles. Cet algorithme est construit à l'aide d'un algorithme d'inversion ensembliste et d'un algorithme original de calcul d'image directe. Tous deux exploitent la notion de sous-pavages décrits par des arbres binaires, qui permet une description approchée d'ensembles compacts. Ces techniques sont appliquées à la localisation puis au suivi d'un robot à l'intérieur d'une pièce cartographiée. La présence de données aberrantes, comme les ambiguïtés liées aux symétries de la pièce dans laquelle se trouve le robot sont prises en compte sans difficulté. Des ensembles de configurations possibles disjoints peuvent être considérées et leur traitement ne pose aucun problème. En outre, le suivi, même en présence de données aberrantes, est fait en temps réel sur les exemples traités.

Cette thèse s'intéresse aux processus liés à la localisation et la consommation d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks WSN). Dans les WSN, Durant le processus global de localisation, les communications radio représentent la principale source de consommation d'énergie. Nous étudions trois formes de coopération entre les nœuds qui exploitent de manière différente les nombreuses transmissions radio. En particulier, le "Radio broadcasting" qui est souvent perçu comme un inconvénient dans WSN est utilisé dans les protocoles que nous proposons comme un élément clé pour améliorer la consommation d'énergie de la localisation. Nous étudions leurs conditions de convergence, leur vitesse de propagation et leur coût de communication avec des modèles de simulation. Nous montrons que l'implémentation qui utilise le "Over-hearing" -corollaire du broadcasting- dans une approche positive surpasse les deux autres protocoles en termes de vitesse de convergence et de coût de communication.

Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la recherche d'images par le contenu et plus spécifiquement dans celui de l'analyse de documents. Nous abordons le problème complexe de la localisation de symboles dans les documents où les symboles ne sont pas isolés de leur contexte. Bien qu'il existe beaucoup de travaux visant à la définition de bons descripteurs pour la représentation d'un symbole, ces derniers ne peuvent généralement pas être utilisés directement pour localiser des symboles dans les documents car on se heurte au paradoxe suivant : pour reconnaître les symboles il faudrait au préalable segmenter le document et réciproquement pour bien segmenter il faudrait au préalable reconnaître le contenu du document. Dans ce contexte, nous présentons nos contributions pour la localisation de symboles dans les documents graphiques où le problème de la localisation est abordé d'un point de vue différent de la plupart des méthodes existantes dans la littérature. Dans le contexte de l'analyse de documents graphiques, pour le problème de la localisation de symboles, presque toutes les études se focalisent sur l'aspect structurel du document, ce qui nécessite de résoudre plusieurs autres problèmes difficiles qui se situent soit en amont de la chaîne de traitements telle la vectorisation soit en aval telle la détection d'isomorphisme de (sous-) graphes. Cette thèse tente de voir ce problème de localisation sous l'aspect pixelaires qui est très rarement abordé dans les travaux précédents. Ainsi, dans nos travaux, nous avons abordé deux points essentiels pour résoudre ce problème. Le premier concerne le choix d'une représentation des informations des images de documents et le second est lié au processus de localisation de ces symboles. Afin de d´ecrire les symboles, nous proposons un descripteur de formes qui s'adapte bien aux symboles graphiques et qui peut être étendu pour d´ecrire le contenu des documents entiers ayant des symboles non-segmentés. Ce descripteur est basé sur le contexte de formes et prend en compte des informations associées aux seuls points d'intérêt associés à une forme. Le descripteur proposé assure l'invariance à la rotation et au changement d'échelle. Il est également tolérant à la déformation et à l'occultation partielle de l'objet. La localisation de symboles dans les documents graphiques s'appuie sur les techniques de traitement des documents textuels grâce à la notion de mots visuels. Un vocabulaire visuel est construit à partir d'un classifieur non-supervisé sur la base d'informations issues du descripteur de formes proposé et étendu aux documents entiers. Les documents graphiques sont ainsi “textualisés” grâce au vocabulaire visuel avec une technique d'appariements multiples. Lors de la localisation, les régions candidates sont identifiées dans les documents en fonction de l'appariement local entre la requête et les documents. La détermination des régions, parmi les régions candidates, contenant les occurrences du symbole requête est opérée à l'aide d'un système de vote adaptant le modèle vectoriel usuellement utilisé en recherche d'informations. Bien que la méthode ne soit pas encore validée sur les documents réels, les expérimentations sur des documents synthétiques et la comparaison avec une autre méthode montrent la performance de la méthode proposée en termes de précision, rappel.

Les analyses présentées dans ce mémoire portent sur l'endommagement et la rupture de matériaux hétérogènes. Le mécanisme principal de dégradation est la fissuration à l'échelle la plus petite. Une approche probabiliste s'avère être un outil efficace. Ceci concerne des matériaux à comportement fragile (céramiques, fontes GS sous sollicitation cyclique) ou quasi-fragile (céramiques monolithiques impactées ou renforcées par des fibres longues, ciments renforcés par des fibres longues ou courtes). Le dialogue entre les différentes échelles a d'une part permis de construire des modèles de prévision de l'endommagement et de la rupture. D'autre part, diverses stratégies d'identification des paramètres du matériau ont été mises en oeuvre.

Cette thèse s'intéresse au problème de la reconnaissance d'objets dans les images vidéo et plus particulièrement à celui de leur localisation. Elle a été conduite dans le contexte d'une collaboration scientifique entre l'INRIA Rhône-Alpes et MBDA France. De ce fait, une attention particulière a été accordée à l'applicabilité des approches proposées aux images infra-rouges. La méthode de localisation proposée repose sur l'utilisation d'une fenêtre glissante incluant une cascade à deux étages qui, malgré sa simplicité, permet d'allier rapidité et précision. Le premier étage est un étage de filtrage rejetant la plupart des faux positifs au moyen d'un classifieur SVM linéaire. Le deuxième étage élimine les fausses détections laissées par le premier étage avec un classifieur SVM non-linéaire plus lent, mais plus performant. Les fenêtres sont représentées par des descripteurs HOG et Bag-of-words. La seconde contribution de la thèse réside dans une méthode permettant de combiner localisation d'objets et catégorisation d'images. Ceci permet, d'une part, de prendre en compte le contexte de l'image lors de la localisation des objets, et d'autre part de s'appuyer sur la structure géométrique des objets lors de la catégorisation des images. Cette méthode permet d'améliorer les performances pour les deux tâches et produit des détecteurs et classifieurs dont la performance dépasse celle de l'état de l'art. Finalement, nous nous penchons sur le problème de localisation de catégories d'objets similaires et proposons de décomposer la tâche de localisation d'objets en deux étapes. Une première étape de détection permet de trouver les objets sans déterminer leurs positions tandis qu'une seconde étape d'identification permet de prédire la catégorie de l'objet. Nous montrons que cela permet de limiter les confusions entre les classes, principal problème observé pour les catégories d'objets visuellement similaires. La thèse laisse une place importante à la validation expérimentale, conduites sur la base PASCAL VOC ainsi que sur des bases d'images spécifiquement réalisées pour la thèse.

Le monde des transports et de la mobilité nécessite une restructuration induite par la hausse sans cesse croissante des échanges. L’engorgement des routes, l’augmentation de l’insécurité, la hausse perpétuelle du trafic et des nuisances environnementales poussent les différentes instances à réfléchir et à agir. Dans cette optique, la Commission européenne a lancé les programmes Marco Polo I et II dont l’objectif est de transférer une partie du trafic de marchandise de la route vers des modes de transports plus respectueux de l’environnement. Cette étude s’inscrit dans ce cadre en essayant d’évaluer l’opportunité de développer le transport combiné rail-route. Plus précisément, elle propose de localiser de manière judicieuse des terminaux dédiés au transbordement de fret continental, afin de permettre l’expédition de marchandises sur longues distances avec des volumes suffisamment grands pour que le transport combiné soit compétitif. La répartition des flux sur le réseau est un élément essentiel, car l’une des principales raison d’être des terminaux considérés est de consolider les flux. C’est pourquoi une approche innovante basée sur les flux de transport est proposé. C’est en se basant sur une modélisation des flux qu’il est alors possible d’identifier les localisations optimales des terminaux et de minimiser ainsi les coûts totaux du système. La méthode développée permet également d’analyser les variations des aires de marché des terminaux en fonction de l’offre et de la demande de transport, ainsi que de mesurer les impacts sur la répartition modales.

Cette thèse a pour but didentifier de changements dans le comportement dynamique dun système mécanique par le développement des techniques didentification, de détection et de recalage de modèle. Un endommagement ou une activation de non - linéarité est considéré responsable du changement. Une bien connue classification pour la détection dendommagement dans la littérature est utilisée dans la thèse, qui définit quatre niveaux dans lordre croissant de complexité: - Niveau 1 : Détection dendommagement : inspection de la présence dendommagement dans la structure. - Niveau 2 : Localisation dendommagement : détermination de position de lendommagement. - Niveau 3 : Evaluation de la gravité de lendommagement. - Niveau 4 : Prévision de la durée restant de vie de la structure. Selon la classification décrite ci-dessus, le problème de diagnostic dans cette thèse est abordé pour les trois premiers niveaux, i.e. détection, localisation et évaluation. Lidentification dendommagements ou dactivation de non - linéarité est basée sur une comparaison entre un état actuel et létat de référence (en normal condition). La thèse est organisée comme suit : Chapitre 1 présente une étude bibliographique sur des méthodes dindentification modale et de détection. Cette partie décrit quelques caractéristiques principales de systèmes non - linéaires et également des défis que présente la non - linéarité. Les problèmes de localisation et dévaluation sont discutés ensuite. Chapitres 2, 3 et 4 se concentrent sur la détection de défaut, par exemple lactivation de non linéarité ou lapparition dendommagement par trois méthodes respectivement : la Transformée en ondelettes (Wavelet transform), la Séparation aveugle au second ordre (Second-Order Blind Identification) et lAnalyse en composantes principales à noyau (Kernel Principal component Analysis). Seuls des signaux de sortie sont utilisés pour le traitement. Les deux premières méthodes réalisent la surveillance structurale par un processus didentification modale, tandis que la dernière méthode exerce directement dans des espaces caractéristiques déterminés par une fonction de noyau choisie. La détection peut être réalisée au moyen du concept dangle entre sous-espaces ou basée sur des statistiques. La robustesse des méthodes est illustrée sur une structure de poutre avec une non -linéarité géométrique à un bout ; ce modèle a été étudié dans le cadre dun projet de recherche européenne COST F3. Des autres exemples sont également considérés, tels quune maquette davion avec différents niveaux dendommagement et deux applications industrielles avec le but de contrôle de qualité sur un set dappareils électro - mécaniques et sur des joints de soudure. Chapitre 5 vise à la localisation dendommagement basée sur lanalyse de sensibilité des résultats de lAnalyse en composantes principales dans le domaine fréquentiel. La localisation est exécutée par la comparaison des sensibilités de composantes principales entre létat de référence (saine) et un état endommagé. Seules les réponses mesurées, e.g. réponses en fréquence (FRFs) sont nécessaires pour cet objectif. Après lanalyse de sensibilité au Chapitre 5, Chapitre 6 sadresse à lévaluation de paramètres, par exemple estimation dendommagements. Pour ce but, une procédure de recalage de modèle est exécutée. Cette procédure demande de construire un modèle analytique de la structure. Lanalyse de sensibilité pour la localisation dendommagement est illustrée par des données numériques et expérimentales dans des systèmes de masse - ressort et dans des structures de poutre. Une réelle structure, i.e. le pont I-40 à New Mexico qui a été détruite en 1993 est aussi examinée. Enfin, des conclusions sont retirées basées sur le travail réalisé et quelques perspectives sont proposées pour la continuation de cette recherche.

Le cadre de cette thèse est centré sur l'étude d'un radar ultra large bande (ULB) en mode impulsionnel, pour la " vision " à travers les murs (VAM), qui présente de nombreuses applications tant dans le domaine militaire (lors des assauts, des prises d'otages, ...) que dans le secteur de la sécurité civile (recherche de personnes dans des décombres, dans un incendie, ...). Pour ces utilisations, l'image réelle de la scène observée n'est pas nécessaire, seules certaines informations pertinentes suffisent : nombre de personnes, position, vitesse de déplacement, etc. C'est dans ce contexte que nous avons développé un dispositif expérimental de détection et des techniques de localisation de cibles derrière un mur. Le radar développé est constitué d'un émetteur impulsionnel couvrant la gamme de fréquence de 3 GHz à 6 GHz, et de trois récepteurs indépendants, associés à des algorithmes de localisation et de reconstruction d'image.Le premier algorithme repose sur une technique de trilatération. Une fois, le modèle théorique présenté, plusieurs méthodes de résolution sont étudiées pour l'estimation de la mesure de la distance de propagation du signal. La méthode de Brent-Dekker a été retenue pour sa rapidité de convergence et son faible nombre d'itérations. Bien que cette technique soit précise, elle ne permet pas d'obtenir une image de la scène, mais juste de localiser les cibles, sans apporter des informations sur ses dimensions. C'est pourquoi une seconde approche, basée sur une " formation de faisceau ", a été étudiée, afin d'obtenir une représentation 2D de la scène. Nous avons choisi de développer une méthode de rétroprojection non cohérente, technique la plus simple qui ne nécessite pas de contrainte forte sur la phase du signal ni sur le positionnement des antennes. Différentes variantes de rétroprojection ont été proposées : la rétroprojection avec cross corrélation, la rétroprojection cross corrélation améliorée et la rétroprojection bicross corrélée. Ces trois méthodes reposent sur une fusion d'informations capturées par l'antenne réceptrice avec celles obtenues sur des antennes dites de référence. Cette fusion a permis d'améliorer progressivement le rendu des images.Pour conclure ses travaux, une perspective est ébauchée afin de minimiser le taux de fausse détection, elle s'appuie sur la collaboration de la technique de trilatération avec la technique de rétroprojection bicross corrélée. Cette collaboration permet de mettre en correspondance les détections estimées par la technique de trilatération et celles utilisant la rétroprojection bicross corrélée. Les cibles non appariées sont alors supprimées selon des critères spécifiques à chacune des deux approches.