La Selle Rivière, cours d’eau non canalisé du bassin Artois-Picardie est considérée par l’Agence de l’Eau comme une masse d’eau prioritaire dont la qualité est à améliorer. L’objet de ce travail a été d’étudier le comportement spatio-temporel de plusieurs substances déclassantes ou non, avec des échelles de temps allant du prélèvement ponctuel à la mesure haute fréquence, en passant par des échantillonneurs passifs intégrateurs. Nous nous sommes intéressés à plusieurs traceurs de la contamination urbaine, agricole et industrielle, au travers des nitrates, des phosphates, des éléments traces métalliques, de certains produits phytosanitaires et pharmaceutiques, et de la matière organique dissoute. Dans un premier temps, nous avons confirmé que la Selle est principalement alimentée par les eaux souterraines riches en nitrates, avec des teneurs résiduelles en atrazine qui se retrouvent dans le cours d’eau à des concentrations similaires. Par ailleurs, le bassin versant étant très agricole dans sa partie amont et avec des ilots urbains plutôt localisé en aval, quelques pesticides et médicaments sont retrouvés à l’état d’ultra-traces par temps sec, et des teneurs en phosphates souvent supérieures à 0,2 mg L-1. Les métaux sont peu présents dans le cours d’eau malgré des teneurs pouvant être élevées en sortie de stations d’épuration (notamment Gd et Zn) car les débits des stations représentent des apports mineurs. La mesure haute fréquence a permis de préciser des problèmes de qualité d’eau par temps de pluie avec des lessivages de sols, et des pics importants mais limités dans le temps en phosphore et carbone organique alors que l’on observe une dilution des nitrates. La composition de la matière organique étudiée par spectroscopie de fluorescence a permis de caractériser la signature spectrale de différents types d’eau (souterraine, de surface et effluent de station d’épuration) et de différencier les apports allochtones des apports autochtones. Enfin, ces résultats permettent de discuter qualitativement les futurs effets du changement climatique à l’échelle régionale sur l’évolution de la qualité de la Selle Rivière. / The River Selle is a non-channelised stream in the Artois-Picardy basin and is considered as a priority waterbody by the Artois-Picardy Water Agency. The aim of this work was to study the spatio-temporal behaviour of several substances at different time scales, ranging from low-frequency (grab sampling, passive samplers) to high-frequency monitoring. More specifically, tracers of pollution reflecting urban, agricultural and industrial contamination (nitrates, phosphates, trace metal elements, pesticides, pharmaceutical residues, dissolved organic matter) were investigated. We confirmed that the River Selle is mainly fed by a nitrate-rich groundwater. Besides, the nitrates and atrazine concentrations in the river water were similar to those found in the groundwater. At the upstream of the river, the land-use is mainly dominated by agriculture whereas most of the urban islets are located at the downstream of the river. Consequently, during dry weather, ultra-trace concentrations of some pesticides and pharmaceutical residues were recorded and phosphate levels often exceeded 0.2 mg L-1. Due to the minor flow input of the wastewater treatment plants into the river, metallic contamination in the River Selle (particularly Gd and Zn) is quite low despite the high concentrations measured in wastewater effluents. Water quality issues during storm events were identified by high-frequency monitoring. Significant but time-limited peaks in phosphorus and organic carbon were observed, while nitrates were diluted. The composition of dissolved organic matter was studied by fluorescence spectroscopy. The spectral signature of different types of water (groundwater, surface water and wastewater effluents) was characterised as well as the origins of this organic matter (autochtonous vs allochthonous). Finally, these results enable to discuss qualitatively the future effects of climate change at a regional scale on the evolution of the water quality of the River Selle.

L’objectif de cette thèse est de proposer une méthode de mesure précise d’une période radioactive de l’ordre de quelques secondes. L’acquisition numérique temps réel FASTER permet d’accéder aux caractéristiques physiques du signal induit par la détection de chaque désintégration lors de la décroissance radioactive. La sélection des données de comptage peut se faire par une analyse optimisée post-expérience. Ainsi, après avoir établi les facteurs d’influence de la mesure (variation d’empilements, de gain des tubes photomultiplicateurs, de la ligne de base électronique), il est possible, a posteriori, de calculer leur impact sur l’estimation de la période radioactive, et de choisir un seuil en énergie déposée, ainsi qu’un temps mort qui minimisent leurs influences. Cette thèse propose, par ailleurs, une méthode pour mesurer, puis compenser les variations de ses grandeurs. Cette méthode a été appliquée pour l’estimation de la période radioactive du 19Ne avec une incertitude relative de 1,2.10-4 : T1/2=17,2569(21) s. / The aim of this thesis is to propose a method for precise half-life measurements adapted to nuclides with half-lives of a few seconds. The FASTER real-time digital acquisition system gives access to the physical characteristics of the signal induced by the detection of each decay during the counting period following beam implantation. The selection of the counting data can be carried out by an optimized post-experimental offline analysis. Thus, after establishing the influence factors impacting the measurement (pile up, gain and base line fluctuations), we are able to estimate, a posteriori, their impact on the half-life estimation. This way, we can choose the deposited energy threshold and dead time in order to minimize their effect. This thesis also proposes a method for measuring and then compensating for influence factors variations. This method was applied to estimate the 19Ne half-life with a relative uncertainty of 1.2 10-4 leading to T1 / 2 = 17.2569 (21) s. This is the most precise measurement to date for this isotope.

La précision dans la mesure du temps est considérée par l’historiographie comme un élément qui a émergé simultanément avec la géométrisation des phénomènes naturels. Les savants du XVIIe siècle sont ainsi étudiés dans ce cadre comme des Philosophes Naturels qui considèrent comme seul argument fiable les résultats quantitatifs de mesure et de précision. Dans cette thèse nous avons étudié cette émergence, dans le cadre emblématique de la théorie gravitationnelle de Newton. Dans un premier temps nous avons défini la précision du temps comme un élément qui demande une amélioration constante par le biais des instruments. Nous avons ensuite découpé la connaissance scientifique en trois parties distinctes : la construction de la théorie, son application et la confirmation de cette dernière. Nous avons étudié la précision dans la mesure du temps et son rôle en tant qu’élément de validation dans les trois parties en mettant l’accent sur la première. Dans ce cadre d’étude nous avons démontré que la thèse couramment répandue dans l’historiographie jusqu’ici est problématique. La précision dans la mesure du temps n’a pas de relation de causalité directe avec la géométrisation de la nature. Son importance au sein des théories, au cas par cas, est évolutive et s’est pendant longtemps retrouvée cantonnée dans les aspects techniques du savoir avant de trouver en retour une place importante dans la théorie. L’étude des aspects techniques nous ont amené à l’exploration de documents liés à la détermination des longitudes en mer, et sa relation intrinsèque au développement du commerce entre continents. Dans ce cadre nous avons détaillé des aspects jusque là obscurs du « mesureur de temps » de Galilée, proposé par ce dernier comme un instrument de grande précision qui participe à la solution des longitudes. / Precision in time measurement is considered by historiography as an element that emerged simultaneously with the geometrization of natural phenomena. The scholars of the seventeenth century are therefore studied in this context as Natural Philosophers who consider as the only reliable argument the quantitative results of measurement and precision. In this thesis we have studied this emergence, in the emblematic framework of Newton's gravitational theory. At first we defined the accuracy of time as an element that requires constant improvement through the instruments. We then divided the scientific knowledge into three distinct parts: the construction of the theory, its application and the confirmation of the theory. We studied the accuracy (here as synonym of precision) in the measurement of time and its role as a validation element in all three parts with a focus on the former. In this framework of study we have shown that the thesis commonly used in historiography so far is problematic. Precision in the measurement of time has no direct causal relation with the geometrization of nature. Its importance in theories, on a case-by-case study, is evolutionary and has for a long time been confined to the technical aspects of knowledge before finding an important place in the theory. The study of technical aspects led us to explore documents related to the determination of longitudes at sea, and its intrinsic relationship to the development of trade between continents. In this context we have detailed previously unclear aspects of Galileo's "time measurer", proposed by the later as an instrument of great accuracy being part of the longitude solution.

Cette thèse propose une nouvelle approche pour estimer des propriétés de la topologie d’Internet. Contrairement aux approches historiques, qui se bases sur des données déclaratives très peu fiables, ou sur la lecture de cartes mesurées avec des outils de diagnostic, notre approche consiste à mettre au point des primitives de mesures très fiables, dont le fonctionnement, les hypothèses et les résultats sont bien définis formellement. Notre premier cas d’étude est celui de la distribution de degré de la topologie logique, ou L3. Nous utilisons l’outil traceroute dont nous étudions le fonctionnement, pour en déduire une primitive de mesure. Cette primitive de mesure, qui repose sur l’utilisation d’un ensemble de moniteurs distribué dans le réseau, permet d’obtenir une estimation du nombre de voisins dans la topologie logique, d’un routeur du cœur. Nous utilisons cette primitive vers un échantillon aléatoire de cibles, pour obtenir une estimation de la distribution de degré recherchée et établir les limites de cette approche. Notre deuxième cas d’étude est celui de la distribution de degré de la topologie physique, ou L2-L3. Nous utilisons l’outil UDP Ping, dont nous étudions le fonctionnement, pour en déduire une primitive de mesure. Elle est semblable à l’outil utilisé pour la topologie logique, mais repose sur des hypothèses bien plus clairement établies et vérifiées, et validée par des simulations très détaillées. Nous intégrons également au protocole de mesure, des garanties statistiques sur l’uniformité de l’échantillon de cibles, des routeurs du cœur, que nous mesurons. Nous obtenons une évaluation de la distribution de degré recherchée, d’une très grande fiabilité. Nous complétons ce cas d’étude par un travail complémentaire sur les tables de transmission des routeurs du cœur. Enfin, nous dressons un tableau assez large des perspectives qui s’ouvrent en se basant sur cette approche, par exemple en l’appliquant à d’autres types de réseaux (réseaux sociaux, etc.). / This thesis proposes a novel approach to reliably estimate properties of the Internet topology. Unlike historical approaches, based on declarative, hardly reliable data, or on readings from maps measured with diagnostic tools, our approach is to develop very reliable measure primitives, of which the operation, the hypotheses, and the results are well defined. Our first case study is the degree distribution of the logical topology, or L3. We use the traceroute tool, of which we study the operation, to derive a measurement primitive. This measurement primitive, which relies on using a distribution set of monitors over the network, allows us to get an estimation of the number of neighbors in L3 of a target core router. We use this primitive against a random sample of targets and obtain the sought distribution, and establish limits to this method. Our second case study is the degree distribution of the physical topology, or L2-L3. We use the UDP Ping tool, of which we study the operation, to derive a measurement primitive. It is alike the tool we used for the logical topology, but relies on much more clearly established and verified hypotheses, and is validated by very detailed simulations. We also include statistical guarantees of the sampling uniformity of the target core routers to the measurement protocol. We obtain an evaluation of the sought degree distribution, of an unprecedented reliability. We complete this case study by a complimentary study over the forwarding tables of the core routers. Finally, we picture the many perspectives opened by this approach, eg. By applying it to other types of networks (social networks, etc.).

Il est maintenant largement accepté que le stress joue un rôle important dans les sociétés modernes. Le stress impacte en effet le corps et l'esprit à différents niveaux. De plus, le lien entre stress et maladie a été observé dans plusieurs études. Cependant, il n'y a pas encore de définition consensuelle du stress, et par conséquent il n'y a pas de manière consensuelle de le mesurer. Ainsi, bien que la qualité de la mesure joue un rôle majeur dans la réalisation de solutions robustes de détection du stress, les chercheurs doivent choisir une stratégie de mesure parmi un grand nombre de possibilités. Cette hétérogénéité impacte la validité des comparaisons faites entre les différentes solutions. Dans cette thèse, nous évaluons l'impact de plusieurs stratégies de mesure pour la détection du stress. Dans un premier temps, nous résumons comment différents domaines de recherche définissent et mesurent le stress. Nous décrivons ensuite comment nous avons collecté des données de sujets en situation stressante ainsi que plusieurs mesures du stress. Nous étudions également les liens entre ces différentes mesures. Par la suite, nous présentons les descripteurs comportementaux et physiologiques que nous avons extraits pour nos expériences. Enfin, nous présentons les résultats obtenus concernant l'impact des stratégies de mesure sur 1) la normalisation de données, 2) la performance des descripteurs pour la classification et 3) sur la conception d'algorithmes d'apprentissage automatique. De manière générale, nous défendons l'idée qu'il faut adopter une approche globale pour concevoir une solution de détection du stress. / It is now widely accepted that stress plays an important role in modern societies. It impacts the body and the mind at several levels and the association between stress and disease has been observed in several studies. However, there is no consensual definition of stress yet, and therefore there is no consensual way of assessing it either. Thus, although the quality of assessment is a key factor to build robust stress detection solutions, researchers have to choose among a wide variety of assessment strategies. This heterogeneity impacts the validity of comparing solutions among them. In this thesis, we evaluate the impact of several assessment strategies for stress detection. We first review how different fields of research define and assess stress. Then, we describe how we collected stress data along with multiple assessments. We also study the association between these assessments. We present the behavioural and physiological features that we extracted for our experiments. Finally, we present the results we obtained regarding the impact of assessment strategies on 1) data normalization, 2) feature classification performance and 3) on the design of machine learning algorithms. Overall, we argue that one has to take a global and comprehensive approach to design stress detection solutions.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / Par souci environnemental, la Politique de protection des rives, du littoral et des plaines inondables fixe des contraintes aux propriétés riveraines québécoises. Ces contraintes sont applicables à l'intérieur de bandes de protection de largeur prédéterminée. La ligne des hautes eaux en constitue le point d'ancrage. Il s'agit d'une limite environnementale, indépendante des limites de propriété, possédant une double nature entre lesquelles il existe une corrélation. Une nature botanique basée sur les traces laissées par le passage récurrent des eaux. Une nature hydrologique-hydraulique basée sur les statistiques et la modélisation des écoulements. Pour les cours d'eau drainant de grands bassins versants, les mesures historiques de débits ou de hauteurs d'eau et les études hydrologiques-hydrauliques préexistantes fournissent une cote, directement applicable par les intervenants oeuvrant en aménagement du territoire qui ne sont ni expert en botanique, ni en hydrologie-hydraulique. Par contre, pour les petits cours d'eau non instrumentés, il n'existe aucune méthode à la fois simple, expéditive et réellement accessible pour remplir une telle tâche. En effet, lorsqu'elle est utilisée par un non-expert, la méthode botanique simplifiée proposée par le ministère du Développement durable de l'Environnement et des Parcs (MDDEP) mène à l'identification de plusieurs lignes correspondant chacune à un état significatif d'écoulement. L'incertitude sur la localisation des contraintes s'en trouve grandement affectée. Pour discriminer parmi ces lignes multiples, une relation hydrologique adaptée aux petits cours d'eau de la plaine du Saint-Laurent est établie. Cette dernière est combinée à des équations hydrauliques existantes et à des observations d'indicateurs botaniques, morphologiques et physiques au sein d'une toute nouvelle approche mixte s'appuyant sur la double nature de la limite recherchée. Afin d'évaluer les possibilités de celle-ci, elle est appliquée à neuf sites pour lesquels la cote d'élévation de la ligne des hautes eaux est préalablement connue. Les sciences géomatiques permettent d'y exploiter la complémentarité de la botanique et de l'hydrologie-hydraulique. Elles fournissent un cadre de comparaison unique : la mesure d'élévation. Elles permettent également de recueillir de façon cohérente, de stocker et d'exploiter des observations géoréféfencées de nature pourtant différentes. Au moyen de levés d'arpentage, les indicateurs-terrain et les paramètres liés à l'écoulement sont mesurés aux neuf sites. Les observations sont stockées à l'intérieur d'un fichier de coordonnées unique, puis exploitées à l'aide de logiciels DAO et COGO traditionnels afin d'examiner la corrélation existant entre les traces laissées par le cours d'eau et les modélisations hydrologiques-hydrauliques. En somme, l'addition de manipulations hydrologiques et hydrauliques permettent de réduire considérablement le nombre de lignes potentielles à considérer. D'autre part, l'étude valide ou infirme quelques relations proposées par le frère Marie-Victorin et le MDDEP quant à la position altimétrique de la limite environnementale par rapport à des indices physiques précis (par exemple les marques laissées par les glaces sur le tronc des arbres). L'utilisation de ces relations, de concert avec l'approche mixte, permet une réduction supplémentaire du domaine d'incertitude.

Ce mémoire porte sur la conception, l'assemblage et la calibration d'un système permettant l'acquisition de l'apparence et de la géométrie d'objets. Une première section porte sur la conception du système, c'est-à-dire sur le choix de son design et sa réalisation. Ensuite, les calibrations nécessaires au fonctionnement du système sont présentées. Les calibrations géométriques et radiométriques des caméras sont tout d'abord réalisées. Ensuite, les sources de lumière sont à leurs tours calibrées géométriquement et radiométriquement. Finalement, une application de stéréo photométrique est effectuée. Enfin, nous modélisons la fonction de réflectance de quelques objets.

Ce mémoire a pour but d'explorer l'utilisation de données de contexte, notamment spatial, pour prédire de la durée que va prendre un garage pour effectuer les réparations à la suite d'un accident automobile. Le contexte réfère à l'environnement dans lequel évolue le garage. Il s'agit donc de développer une approche permettant de prédire une caractéristique précise en utilisant notamment de l'information historique. L'information historique comprend des composantes spatiales, comme des adresses, qui vont être exploitées afin de générer de nouvelles informations relatives à la localisation des garages automobiles. L'utilisation des données accumulées sur les réclamations automobiles va permettre d'établir un niveau initial de prédiction qu'il est possible d'atteindre avec de l'apprentissage supervisé. En ajoutant ensuite petit à petit de l'information de contexte spatial dans lequel évolue le garage responsable des réparations, de nouveaux niveaux de prédiction seront atteints. Il sera alors possible d'évaluer la pertinence de considérer le contexte spatial dans un problème de prédiction comme celui des temps de réparations des véhicules accidentés en comparant ces niveaux de prédiction précédemment cités. L'utilisation de données historiques pour prédire une nouvelle donnée se fait depuis plusieurs années à l'aide d'une branche de l'intelligence artificielle, à savoir : l'apprentissage machine. Couplées à cette méthode d'analyse et de production de données, des analyses spatiales vont être présentées et introduites pour essayer de modéliser le contexte spatial. Pour quantifier l'apport d'analyses spatiales et de données localisées dans un problème d'apprentissage machine, il sera question de comparer l'approche n'utilisant pas d'analyse spatiale pour produire de nouvelles données, avec une approche similaire considérant cette fois-ci les données de contexte spatial dans lequel évolue le garage. L'objectif est de voir l'impact que peut avoir une contextualisation spatiale sur la prédiction d'une variable quantitative. / The purpose of this paper is to explore the use of context data, particularly spatial context, to predict how long it will take a garage to complete repairs following an automobile accident. The context refers to the environment in which the garage evolves. It is therefore a question of developing an approach that makes it possible to predict a precise characteristic by using historical information in particular. The historical information includes spatial components, such as addresses, which will be exploited to generate new information about the location of car garages. The use of the accumulated data on car claims will allow to establish an initial level of prediction that can be reached with supervised learning. By then gradually adding information about the spatial context in which the garage responsible for the repairs evolves, new levels of prediction will be reached. It will then be possible to evaluate the relevance of considering the spatial context in a prediction problem such as that of the repair times of accidented vehicles by comparing these prediction levels previously mentioned. The use of historical data to predict new data has been done for several years with the help of a branch of artificial intelligence, namely: machine learning. Coupled with this method of data analysis and production, spatial analyses will be presented and introduced to try to model the spatial context. To quantify the contribution of spatial analysis and localized data in a machine learning problem, we will compare the approach that does not use spatial analysis to produce new data with a similar approach that considers the spatial context data in which the garage evolves. The objective is to see the impact that spatial contextualization can have on the prediction of a quantitative variable.

La présence d’hydrogène en solution dans l’aluminium liquide entraîne la formation de porosités une fois celui-ci solidifié. C’est pourquoi il est important de bien mesurer la quantité de gaz dissous dans le métal. La méthode de Sieverts, utilisée par d’autres expérimentateurs dans le passé, montre certaines faiblesses et une nouvelle méthode plus fiable et versatile est proposée afin de valider les résultats obtenus précédemment. Après plusieurs tests et améliorations au montage et à la méthodologie, des résultats prometteurs ont été obtenus. En fait, un phénomène attribuable à la dissolution de l’hydrogène dans l’aluminium a été observé. En faisant quelques hypothèses, ces résultats ont permis de valider le modèle mathématique en obtenant une valeur de la solubilité de l’hydrogène dans l’aluminium près de celle des autres expérimentateurs. Suite à ces essais, de nouvelles améliorations ont été apportées au montage et une nouvelle méthodologie de mesure est proposée pour les expérimentations futures. / The presence of hydrogen in solution in liquid aluminium leads to the formation of porosities after the solidification. For this reason, a good measurement of the quantity of gas dissolve in the molten metal should be made. The Sieverts’ method, used by the precedents experimenters, shows some weaknesses and a new method more reliable and versatile is proposed to validate the results formerly obtained. After several tests and ameliorations to the measurement system, some promising results were obtained. A phenomenon that can be attributed to the dissolution of hydrogen in liquid aluminium was observed. By making some assumptions, these results were used to validate the mathematical model by obtaining a value of the solubility of hydrogen in aluminum near the other experimenters. Following that, new ameliorations were made to the system and that a new measurement methodology is proposed for the future experimentations.