Studies in alphabetic languages suggest the presence of morphological processing in reading already at the beginning of learning (Casalis et al, 2015). The linguistic characteristics of Arabic, particularly its richness in morphological derivations, could have implications for the acquisition of reading and spelling. In expert readers, studies with priming techniques showed morphological decomposition of Arabic words (Boudelaa and Marslen-Wilson, 2015) but there is almost no research available on beginning readers. In addition, derived words in Arabic (example: kātib) are formed from the combination of a consonantal root (K-T-B) and a vocal pattern (_ā_i_). These two morphemes cannot be isolated either aurally or visually as independent units but are part of an abstract mental representation. This could make their identification difficult for beginning readers. Our thesis aims at evaluating the presence of morphological processes in the recognition of written words, with 139 Lebanese children, from the first to the fourth grade. In a first cross-sectional study, we examined the effect of root and pattern frequency on reading and the contribution of morphological and phonological knowledge to the reading of words and pseudowords and to the comprehension of written words. In the second study, we looked for the presence of this effect in spelling. The third study is longitudinal. The same children carried out, one year after the first evaluation, the tests of the cross-sectional study.The results suggest that the ability to read and spell in Arabic is influenced very early by the awareness of the morphological composition, more specifically the familiarity with the patterns. / Les études sur les langues alphabétiques suggèrent la présence de traitements morphologiques en lecture même en début d’apprentissage (Casalis et al, 2015). Les spécificités linguistiques de l’arabe, plus particulièrement la richesse en dérivations morphologiques, pourraient avoir des implications sur l’acquisition de la lecture et de l’orthographe. Les études par des techniques d’amorçage ont montré une décomposition morphologique des mots en arabe chez le lecteur expert (Boudelaa et Marslen-Wilson, 2015) mais il n’y a presque pas de recherches disponibles sur le début d’apprentissage. Par ailleurs, les mots dérivés en arabe (exemple :kātib) sont formés à partir de la combinaison d’une racine consonantique (k-t-b) et d’un schème vocalique (_ā_i_). Ces deux morphèmes ne peuvent être isolés auditivement ou visuellement en unités indépendantes mais ils font partie d’une représentation mentale abstraite. Ceci pourrait rendre leur identification difficile pour des apprentis lecteurs. Notre thèse vise l’évaluation de la présence de traitements morphologiques dans la reconnaissance des mots écrits, auprès de 139 enfants libanais, de la première à la quatrième année de primaire. Dans une première étude transversale, nous avons examiné l’effet de la fréquence de la racine et du schème sur la lecture ainsi que la contribution des connaissances morphologiques et phonologiques à la lecture de mots et de pseudomots et à la compréhension de mots écrits. Dans la deuxième étude, nous avons recherché la présence de cet effet en orthographe. La troisième étude est longitudinale. Les mêmes enfants ont effectué, un an après la première passation, les tests de l’étude transversale.Les résultats suggèrent que la capacité de lecture et d’orthographe en arabe est influencée très tôt par la prise de conscience de la composition morphologique, plus spécifiquement la familiarité avec les schèmes. / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse a trois principaux objets : la description morphologique des mots rédupliqués pour en déduire les différents types de réduplication en malgache, la détermination des différentes fonctions de la réduplication et l'étude des valeurs sémantiques dénotées par la réduplication. Les données puisées dans plusieurs dictionnaires et lexiques malgaches disponibles affirment la productivité et la profusion de ce processus. Ce travail de recherche se propose donc de montrer la place de réduplication dans le lexique malgache, en se basant sur l'analyse morphologique et sémantique. Il met en œuvre deux bases théoriques, à savoir la réduplication typologique (Blust 1998, 2001 et Zeitoun : 1998, 2006) et la réduplication fonctionnant comme affixes (Marantz :1982) et McCarthy et Prince (1999). L'étude est basée sur des relations, des fonctions et des associations, d'où le recours à la morphologie structurale, fonctionnelle et associative en adoptant le rapport d'opposition selon Rajaona (1977, 2004) et le cercle linguistique de Prague et aussi la morphologie associative de Danielle Corbin (1988, 1991, 2004). Les éléments du corpus sont extraits des ouvrages écrits, mais également de documents sonores existants ou que nous avons nous-mêmes collectés. La thèse est divisée en trois parties organisées en sept chapitres. Comme résultats, l'étude du corpusa permis d'identifier au moins neufs types de réduplication, cinq fonctions et vingt-cinq valeurs de la réduplication dans la langue malgache. Dans la conclusion, nous avons aussi évoqué les limites, les applications et les perspectives. / This thesis has three main objects: the morphological description of reduplicated words with a view to deducing the various types of reduplication in Malagasy, determination of the different functions of reduplication and the study of the semantic values provided by the reduplication. The data collected from a number of Malagasy dictionaries and lexicons that are availables how case the productivity and profusion of the process. This research work thus aims to show reduplication’s place in the Malagasy lexicon, based on morphological and semantic analysis. This work is based on two theoretical views: typological reduplication (Blust: 1998, 2001 and Zeitoun: 1998, 2006) and on the other hand partial reduplication which functions as affix (Marantz: 1982) and McCarthy and Prince (1999). This study is based on relations, functions and associations, thus appealing to structural, functional and associative morphology by adopting opposition relationship (according to Rajaona: 1977, 2004 and the linguistic circle of Prague) and Danielle Corbin’s associative morphology (1987, 1991, 2004). Items of the data have been extracted from written work ssuch as dictionaries as well as existing sound materials or materials we have collected ourselves. This thesis is divided into three parts which comprise seven chapters. As results, the morphological and semantic study of the data identified at least nine types of reduplication, five functions and twenty-five values of reduplication in the Malagasy language. In the conclusion, we also discussed limits, applications and perspectives.

Le séchage par atomisation est un procédé relativement bien maîtrisé, certains aspects de la transition goutte-particule n’étant pas encore totalement compris. Ainsi, comprendre précisément comment la particule est formée et comment ce phénomène peut être contrôlé reste aujourd’hui un défi majeur. Ce projet visait à découpler la complexité du phénomène de séchage via une approche multi-échelles. La formation de particules à partir de protéines laitières (protéines de lactosérum et micelles de caséines) a été étudiée avec différents systèmes expérimentaux (gouttes suspendue, confinée, mono-dispersées et enfin pulvérisées) dans des environnements de séchage contrôlés (température de séchage: 20°C à 190°C et l'humidité relative: 40% à 2%).Les résultats obtenus montrent que le séchage d'une goutte de protéine comprend trois étapes distinctes, mises en évidence par l’apparition d'événements morphologiques spécifiques (rétrécissement à vitesse établie, flambage, formation de vacuole). Selon le type de protéines, ces étapes diffèrent en termes de cinétique de séchage et de dynamique structurale, conduisant à des formes de grains caractéristiques. Ces différents comportements peuvent être rattachés aux conditions particulières de la formation d’une peau en surface et aux modes de dissipation des contraintes internes par les matériaux protéiques. De manière générale, l’approche multi-échelles de ce travail a permis de mettre en évidence la signature particulière de protéines laitières dans un état concentré et l'impact de la matière dans le processus de séchage. / Spray drying is a well-established process but certain aspects of droplet-particle transition are not yet fully understood, resulting in variability in terms of powder quality and performance. Therefore, understanding precisely how the particle is formed and how it can be controlled still remain a major challenge. This PhD project aims to break down the complexity of the drying phenomenon using an exploratory multi-scale approach. Particle formation of milk proteins (whey proteins and casein micelles) was investigated using different experimental systems (single pendant droplet, confined droplet, mono-dispersed droplets and spraying cone droplets) in controlled drying environments (drying temperature: 20°C to 190°C and relative humidity: 40% to 2%).The results showed that the drying of a single protein droplet included three distinct stages highlighted with the occurrence of specific morphological events (constant rate shrinkage, buckling instability, vacuole nucleation). According to the type of proteins, these drying stages differed in drying kinetics and droplet dynamics, leading to characteristic and reproducible particle shapes whatever the droplet configuration and the drying conditions. These different kinds of drying behaviour were related to specific skin formation conditions and different responses of the protein material to internal stress. Finally, by means of this multi-scale approach, this work highlighted the particular signature of milk proteins in a concentrated state and in general the impact of the matter in the droplet drying process.

La présente thèse entend rechercher les contraintes qui pèsent sur l’emploi de la tmèse homérique et les tendances qui le caractérisent sur le plan de la syntaxe. Ce travail décrit et précise pour commencer les degrés de dépendance que les prépositions-préverbes en tmèse entretiennent avec le verbe de la proposition, tant sur le plan actanciel que sémantique. Il étudie également les relations entre la tmèse et l’ordre des mots en termes de séparabilité entre la préposition-préverbe (P) et le verbe, en analysant à la fois le critère de la position initiale de la préposition-préverbe en tmèse, et le nombre et la fonction des constituants présents entre P et le verbe. Enfin, il examine les contraintes morphologiques susceptibles de s’exercer sur la tmèse, comme le nombre de syllabes ou le statut phonologique des prépositions-préverbes, en relation avec le facteur métrique. L’étude morphologique porte également sur les rapports entre tmèse et double préverbation et entre tmèse et augment, et interroge enfin la possibilité que la morphologie d’ἀντί et d’ὑπέρ explique leur résistance à l’emploi en tmèse. Cette étude de la syntaxe de la tmèse permettra une meilleure connaissance non seulement de l’emploi des prépositions-préverbes dans la langue homérique, mais également de la construction verbale et de la phrase homérique elle-même. / This dissertation seeks to identify the constraints that define the use of the Homeric tmesis and the general characteristics of its syntactic aspects. First, this study describes and clarifies the degrees of dependency between the prepositions-preverbs used in a tmesis and the verb of the clause in which it is used, both on the actantial and semantic levels. It also examines the relation between the tmesis and the word order from the perspective of the separability between the prepositions-preverb (P) and the verb, by analyzing both the criterion of the initial position of the preposition-preverb in a tmesis, and the number and the function of the constituents present between P and the verb. Eventually, this study looks at the possible morphological constraints of a tmesis, like the number of syllables or the phonological status of the prepositions-preverbs, in relation with the metrical factor. The morphological study also involves the relations between the tmesis and the double preverbs, as well as between tmesis and augment, and considers eventually the possibility that the morphology of ἀντί and ὑπέρ explains why they cannot be used in a tmesis. This study of the syntax of the tmesis will allow for a better understanding not only of the use of prepositions-preverbs in the Homeric language, but also of the verbal construction in Homeric language and of the Homeric sentence itself.

Marqué par l’afflux des emprunts d’origine anglaise jusqu’à « La Révolution tranquille », l’état de la néologie lexicale québécoise reste aujourd’hui à découvrir. C’est dans cette optique que cette étude cherche à situer la néologie lexicale québécoise à partir d’un corpus des mots récents dont l’analyse démontre que la néologie lexicale québécoise connaît des sources d’enrichissement variées et que sa productivité est différente suivant le type, procédé de formation, origine, etc. du néologisme. Afin de mesurer l’efficacité de la néologie lexicale québécoise, elle s’intéresse également à son actualisation, c'est-à-dire, à sa reconnaissance et fréquence d’usage dans la langue à travers un sondage linguistique réalisé au Québec.Ce travail ouvre des perspectives pour une étude comparée des susdits aspects de la néologie lexicale québécoise avec le français de France. / Marked by the influx of English borrowings until “The Quiet Revolution”, the state of the lexical neologisms in Quebec French today has yet to be researched. In this context, this study seeks to classify lexical neologisms in Quebec French taken from a corpus of words which was recently analyzed and shows that Quebec lexical neologisms have varied sources of enrichment and their difference in productivity dependent on their type, formation process, origin, etc. In order to measure the effectiveness of lexical neologisms in Quebec French, this paper is also interested in its actualization that is its recognition and frequency of use in the language monitored in a linguistic survey conducted in Quebec.This work provides news perspectives and ideas for a comparative study on the aforementioned aspects of lexical neologisms in Quebec French and the French language of France.

L'objectif de la thèse est d'étudier l'évolution de la morphologie de flocs soumis à des conditions hydrodynamiques turbulentes. A cet effet, des expériences de floculation par neutralisation de charge en présence de sels sont mises en œuvre, dans deux géométries de réacteurs, sous différentes conditions hydrodynamiques. Dans un premier temps, des expériences de floculation sont réalisées sous conditions hydrodynamiques fixées. D'une part, un suivi en ligne de la floculation de microsphères de latex en jar test est effectué par granulométrie à diffraction laser. Plus le taux de cisaillement moyen G caractéristique de l'hydrodynamique globale du réacteur est élevé, plus la cinétique de floculation est rapide ; la distribution de diamètres équivalents demeure alors monomodale et présente une autosimilarité. L'évolution de la dimension fractale Df représentative de l'ensemble de la population montre une compaction des agrégats au cours du temps, d'autant plus marquée que G est élevé. D'autre part, la caractérisation de nombreuses propriétés morphologiques de flocs de bentonite formés dans un réacteur de Taylor-Couette est effectuée par analyse d'images (méthode in situ non intrusive). Un grand nombre d'images sont acquises, permettant de déterminer avec précision l'évolution temporelle des distributions des propriétés morphologiques ainsi que de leurs moments. Bien que les caractéristiques de taille et de forme soient liées, leur dépendance à l'hydrodynamique n'est pas la même. Des flocs produits dans des conditions hydrodynamiques différentes, et dont les distributions de tailles sont similaires, présentent des formes différentes. Le rayon de giration des flocs est corrélé à la micro-échelle de Kolmogorov tandis que leur circularité semble corrélée à la vitesse de rotation du cylindre interne. Dans un second temps, un séquençage des conditions hydrodynamiques consistant en deux cycles de rupture-refloculation est effectué après une première étape de floculation dans le réacteur de Taylor-Couette. L'irréversibilité après rupture est montrée. La refloculation produit des flocs de tailles plus réduites et de formes plus régulières et l'état stationnaire est atteint plus rapidement, sans phase de restructuration significative, contrairement à ce qui est observé après la première étape de croissance. Si la contrainte appliquée lors de la rupture est suffisamment élevée, le second cycle a peu d'influence sur la population de flocs. En revanche si la contrainte de rupture est moins importante, chacun des deux cycles forme des flocs plus compacts et plus lisses, mais aussi plus petits. L'étape de rupture produit des floculi qui deviennent alors les briques élémentaires pour l'étape de refloculation suivante. La taille des flocs obtenus lors de ces étapes de refloculation est limitée par l'hydrodynamique, mais leur structure est déterminée par la taille et la structure des floculi. Enfin, la problématique de la modélisation de la floculation par Bilan de Population (BP) est abordée. Une équation de BP tenant compte de la dimension fractale est formulée pour modéliser les expériences de floculation de latex en jar test. Les seuls paramètres variables du modèle sont les valeurs expérimentales de G et Df. Basée sur la méthode de la quadrature des moments (QMOM), la résolution du BP permet de décrire convenablement l'évolution des six premiers moments de la distribution de tailles expérimentale et de certains diamètres caractéristiques, aux différentes conditions hydrodynamiques mises en œuvre. / The objective of this work is to study the time evolution of floc morphology under turbulent hydrodynamic conditions. For this purpose, flocculation by charge neutralization in the presence of salts is realized within two reactor geometries under various hydrodynamic conditions. As a first step, flocculation experiments under constant hydrodynamic conditions were realized. On the one hand, a laser light scattering technique is used for an on-line monitoring of latex microsphere flocculation conducted in a jar. The higher the global shear gradient G, the faster the flocculation kinetics, and thus the equivalent diameter distribution tends to keep monomodal and autosimilar. The time evolution of the fractal dimension Df, representative for the whole population, shows that aggregates get more compact with time, and this trend is more pronounced when G is higher. . On the other hand, bentonite flocculation is realized in a Taylor-Couette reactor. Various morphological properties are measured by an in situ non-intrusive method of image acquisition and analysis. Each measurement consists of a large number of images, allowing the precise calculation of property distributions and their moments over time. Although size and shape are obviously correlated, their dependency to hydrodynamics is different. Flocs of similar sizes produced under different hydrodynamic conditions exhibit different shapes. The sizes are calibrated by the turbulence as the double radius of gyration is close to Kolmogorov microscale, whereas the circularity seems correlated to the rotation speed. As a second step, a hydrodynamic sequencing is imposed in the Taylor-Couette reactor, in order to realize two breakup and reflocculation cycles after a first flocculation phase. The irreversibility is shown. Reflocculation after breakup produces smaller sizes, more regular shapes, and the steady state is reached faster since there is no restructuration phase such as the one observed after the initial growth step. When the breakup shear is high enough, the second cycle has very little impact. However, if the breakup shear is lower, each of the two cycles produces more compact and smoother, but also smaller flocs. The breakup step produces flocculi that are the building blocks for the next re-flocculation step. The, floc size is conditioned by hydrodynamics, whereas floc structure is determined by flocculi size and structure. Finally, the issue of modelling is addressed. A population balance (PB) equation accounting for the fractal dimension is formulated, in order to model the latex flocculation experiments. The only varying model parameters are the experimental values of G and Df. The PB, solved using the quadrature method of moments, allows to adequately describe the temporal evolution of the first six moments of the experimental distribution obtained under three hydrodynamic conditions.

L’objectif de ce travail était d’étudier l’évolution de la morphologie des agrégats soumis à des conditions hydrodynamiques turbulentes. Pour cela, des expériences de floculation de particules de latex ont été réalisées dans un réacteur de Taylor-Couette en mettant en œuvre un séquençage des conditions hydrodynamiques, consistant en six étapes effectuées alternativement à faible et fort taux de cisaillement. Pour l’ensemble des expériences, un suivi en ligne de la taille des flocs a été réalisé par granulométrie laser. Par ailleurs, des paramètres caractéristiques de la forme des agrégats, ont été déterminés par analyse d’images sur des échantillons de suspension prélevés à la fin des différentes étapes du séquençage hydrodynamique. Dans le cas où le mécanisme de floculation est la neutralisation de charges (par ajout de NaCl ou de Al2(SO4)3), les résultats ont permis de confirmer la forte influence de l’hydrodynamique sur la taille des agrégats mais ont aussi révélé l’existence d’un lien entre la forme des agrégats et leur histoire. Contrairement à la taille, la morphologie des flocs, caractérisée par leur circularité ou leur convexité est peu sensible à l’hydrodynamique. L’étude des distributions surfaciques de ces paramètres de forme ainsi que la représentation des résultats expérimentaux sous forme bidimensionnelle (reliant taille et forme) ont en effet montré qu’après un certain nombre de cycles rupture-refloculation, la circularité comme la convexité évoluent vers une distribution unique, indépendante de l’hydrodynamique. Dans le cas où le mécanisme de floculation est le pontage (le polymère utilisé étant le PolyDADMAC), pour des taux de cisaillement faible, les agrégats sont plus grands, mais plus circulaires et plus résistants à la rupture que ceux créés par neutralisation de charge. Une analyse complémentaire est ensuite proposée permettant d’analyser l’effet des conditions hydrodynamiques sur la dimension fractale des flocs déduite des mesures par diffraction laser ou de l’analyse d’images. A des fins de comparaison, une nouvelle expression de la dimension fractale issue de l’analyse morphologique Df* a été introduite. Enfin, la modélisation de la floculation par résolution de l’équation de bilan de population basée sur la méthode de la quadrature des moments (QMOM) a été abordée ; les paramètres variables du modèle étant les valeurs expérimentales du taux de cisaillement moyen et la dimension fractale. Les résultats préliminaires montrent qu’il est possible de reproduire correctement l’évolution des six premiers moments de la distribution en taille des agrégats pour une phase d’agrégation du séquençage hydrodynamique. / The aim of this work was to investigate the evolution of the morphology of aggregates under turbulent hydrodynamic conditions. For this purpose, latex particles flocculation experiments were conducted in a Taylor-Couette reactor by carrying out a sequencing of the hydrodynamic conditions, consisting of six steps performed alternately at low and high shear rate. For all the experiments, an on-line monitoring of the size of the flocs was carried out by laser diffraction. Moreover, characteristic parameters of the shape of the aggregates were determined by image analysis on suspension samples taken at the end of the various stages of the hydrodynamic sequencing. When the flocculation mechanism is the charge neutralization (by addition of NaCl or Al2(SO4)3), the results have confirmed the strong influence of hydrodynamics on aggregate size but also revealed the existence of a relationship between the shape of the aggregates and their history. Contrary to size, the morphology of the flocs, characterized either by their circularity or convexity, is not sensitive to hydrodynamics. The study of the surface distributions of these shape parameters as well as the representation of the experimental results in two-dimensional form (linking size and shape) have shown that, after a number of breakage-reflocculation cycles, both circularity and convexity evolve towards a single distribution which is independent of hydrodynamics. When the bridging flocculation is the main mechanism (the polymer used being PolyDADMAC), at low shear rates, the aggregates are larger, but more circular and more resistant to breakage than those issued from charge neutralization. A complementary analysis is then proposed to analyze the effect of hydrodynamics on the fractal dimension measured either by laser diffraction or by image analysis. In order to compare both results, a new expression of the fractal dimension derived from the morphological analysis Df * was introduced. Finally, the modeling of the flocculation by solving the population balance equation using the quadrature method of moments (QMOM) is presented; the only variable parameters being the experimental values of the average shear rate and the fractal dimension. The preliminary results show that it is possible to reproduce correctly the evolution of the first six moments of the aggregate size distribution for an aggregation phase of the hydrodynamic sequencing.

De nombreuses applications issues de la vision par ordinateur et de la reconnaissance des formes requièrent une analyse de l'image multi-échelle basée sur ses régions. De nos jours, personne ne considérerait une approche orientée « pixel » comme une solution viable pour traiter ce genre de problèmes. Pour répondre à cette demande, la Morphologie Mathématique a fourni des représentations hiérarchiques des régions de l'image telles que l'Arbre des Formes (AdF). L'AdF représente l'image par un arbre d'inclusion de ses lignes de niveaux. L'AdF est ainsi auto-dual et invariant au changement de contraste, ce qui fait de lui une structure bien adaptée aux traitements d'images de haut niveau. Néanmoins, il est seulement défini aux images en niveaux de gris et la plupart des tentatives d'extension aux images multivariées (e.g. en imposant un ordre total «arbitraire ») ne sont pas satisfaisantes. Dans ce manuscrit, nous présentons une nouvelle approche pour étendre l'AdF scalaire aux images multivariées : l'Arbre des Formes Multivarié (AdFM). Cette représentation est une « fusion » des AdFs calculés marginalement sur chaque composante de l'image. On vise à fusionner les formes marginales de manière « sensée » en préservant un nombre maximal d'inclusion. La méthode proposée a des fondements théoriques qui consistent en l'expression de l'AdF par une carte topographique de la variation totale curvilinéaire depuis la bordure de l'image. C'est cette reformulation qui a permis l'extension de l'AdF aux données multivariées. De plus, l'AdFM partage des propriétés similaires avec l'AdF scalaire ; la plus importante étant son invariance à tout changement ou inversion de contraste marginal (une sorte d'auto-dualité dans le cas multidimensionnel). Puisqu'il est évident que, vis-à-vis du nombre sans cesse croissant de données à traiter, nous ayons besoin de techniques rapides de traitement d'images, nous proposons un algorithme efficace qui permet de construire l'AdF en temps quasi-linéaire vis-à-vis du nombre de pixels et quadratique vis-à-vis du nombre de composantes. Nous proposons également des algorithmes permettant de manipuler l'arbre, montrant ainsi que, en pratique, l'AdFM est une structure facile à manipuler, polyvalente, et efficace. Finalement, pour valider la pertinence de notre approche, nous proposons quelques expériences testant la robustesse de notre structure aux composantes non-pertinentes (e.g. avec du bruit ou à faible dynamique) et nous montrons que ces défauts n'affectent pas la structure globale de l'AdFM. De plus, nous proposons des applications concrètes utilisant l'AdFM. Certaines sont juste des modifications mineures aux méthodes employant d'ores et déjà l'AdF scalaire mais adaptées à notre nouvelle structure. Par exemple, nous utilisons l'AdFM à des fins de filtrage, segmentation, classification et de détection d'objet. De ces applications, nous montrons ainsi que les méthodes basées sur l'AdFM surpassent généralement leur analogue basé sur l'AdF, démontrant ainsi le potentiel de notre approche / Nowadays, the demand for multi-scale and region-based analysis in many computer vision and pattern recognition applications is obvious. No one would consider a pixel-based approach as a good candidate to solve such problems. To meet this need, the Mathematical Morphology (MM) framework has supplied region-based hierarchical representations of images such as the Tree of Shapes (ToS). The ToS represents the image in terms of a tree of the inclusion of its level-lines. The ToS is thus self-dual and contrast-change invariant which make it well-adapted for high-level image processing. Yet, it is only defined on grayscale images and most attempts to extend it on multivariate images - e.g. by imposing an “arbitrary” total ordering - are not satisfactory. In this dissertation, we present the Multivariate Tree of Shapes (MToS) as a novel approach to extend the grayscale ToS on multivariate images. This representation is a mix of the ToS's computed marginally on each channel of the image; it aims at merging the marginal shapes in a “sensible” way by preserving the maximum number of inclusion. The method proposed has theoretical foundations expressing the ToS in terms of a topographic map of the curvilinear total variation computed from the image border; which has allowed its extension on multivariate data. In addition, the MToS features similar properties as the grayscale ToS, the most important one being its invariance to any marginal change of contrast and any marginal inversion of contrast (a somewhat “self-duality” in the multidimensional case). As the need for efficient image processing techniques is obvious regarding the larger and larger amount of data to process, we propose an efficient algorithm that can be build the MToS in quasi-linear time w.r.t. the number of pixels and quadraticw.r.t. the number of channels. We also propose tree-based processing algorithms to demonstrate in practice, that the MToS is a versatile, easy-to-use, and efficient structure. Eventually, to validate the soundness of our approach, we propose some experiments testing the robustness of the structure to non-relevant components (e.g. with noise or with low dynamics) and we show that such defaults do not affect the overall structure of the MToS. In addition, we propose many real-case applications using the MToS. Many of them are just a slight modification of methods employing the “regular” ToS and adapted to our new structure. For example, we successfully use the MToS for image filtering, image simplification, image segmentation, image classification and object detection. From these applications, we show that the MToS generally outperforms its ToS-based counterpart, demonstrating the potential of our approach

L’objectif de ces travaux est de fournir une méthode de segmentation sémantique qui soit générale et automatique, c’est-à-dire une méthode qui puisse s’adapter par elle-même à tout type de base d’images, afin d’être utilisée directement par les non experts en traitement d’image, comme les biologistes par exemple. Pour cela, nous proposons d’utiliser la classification de pixel, une approche classique d’apprentissage supervisé, où l’objectif est d’attribuer à chaque pixel l’étiquette de l’objet auquel il appartient. Les descripteurs des pixels à classer sont souvent calculés sur des supports fixes, par exemple une fenêtre centrée sur chaque pixel, ce qui conduit à des erreurs de classification, notamment au niveau des contours d’objets. Nous nous intéressons donc à un autre support, plus large que le pixel et s’adaptant au contenu de l’image: le superpixel. Les superpixels sont des régions homogènes et plutôt régulières, issues d’une segmentation de bas niveau. Nous proposons une nouvelle façon de les générer grâce à la ligne de partage des eaux, les waterpixels, méthode rapide, performante et facile à prendre en main par l’utilisateur. Ces superpixels sont ensuite utilisés dans la chaîne de classification, soit à la place des pixels à classer, soit comme support pertinent pour calculer les descripteurs, appelés SAF (Superpixel-Adaptive Features). Cette seconde approche constitue une méthode générale de segmentation dont la pertinence est vérifiée qualitativement et quantitativement sur trois bases d’images provenant du milieu biomédical. / In this work, we would like to provide a general method for automatic semantic segmentation, which could adapt itself to any image database in order to be directly used by non-experts in image analysis (such as biologists). To address this problem, we first propose to use pixel classification, a classic approach based on supervised learning, where the aim is to assign to each pixel the label of the object it belongs to. Features describing each pixel properties, and which are used to determine the class label, are often computed on a fixed-shape support (such as a centered window), which leads, in particular, to misclassifcations on object contours. Therefore, we consider another support which is wider than the pixel itself and adapts to the image content: the superpixel. Superpixels are homogeneous and rather regular regions resulting from a low-level segmentation. We propose a new superpixel generation method based on the watershed, the waterpixels, which are efficient, fast to compute and easy to handle by the user. They are then inserted in the classification pipeline, either in replacement of pixels to be classified, or as pertinent supports to compute the features, called Superpixel-Adaptive Features (SAF). This second approach constitutes a general segmentation method whose pertinence is qualitatively and quantitatively highlighted on three databases from the biological field.

Fouillée depuis une trentaine d'années, Reims est surtout connue pour son passé antique. Cette étude porte sur l'urbanisation de la ville de la fin du IVe siècle au XIXe siècle. Dans cette perspective la trame parcellaire est à la fois une source et un objet d'étude. La démarche a été pensée comme une démarche archéologique. Il s'agissait d'abord de confronter les formes de l'urbain avec les données matérielles, pour renseigner des éléments qui dynamisent et structurent la ville sur la longue durée.Trois volets ont été abordés. Le premier est d'ordre méthodologique. Il interroge les outils à utiliser et mettre en place pour traiter l'ensemble de l'espace urbain Le second volet consiste en une analyse mutliscalaire de certains objets urbains pour mettre en avant des lieux structurants de la ville médiévale et moderne : réseau viaire, zone humide, quartiers à dominante ecclésiastique ou économique. Dans la lignée des Documents d'Evaluation du Patrimoine Archéologique des Villes Française, la thèse se proposait avant tout de faire un état des lieux des phases d'évolution de la ville. Un chapitre conclusif de modélisation chrono-chorématique permet de faire le point sur les informations traitées et l'évolution des éléments structurants de la ville. / Excavated for about thirty years Reims is chiefly known for its ancient past. This work is focused on the city urbanisation from the end of the 4th century until the middle of the 19th century. In this perspective the plot frame is both a source and object of study. In an archaeological approach, I compare the urban forms first with material data, then with ecological data and archieves, to inform elements that drive and structure the city over the long term.Three main approaches were followed. The first one is methodological. It questions tools to create to threat all of the urban space. The second line consists of analysing urban objects from diferent scales to highlight structuring spaces : road network, wet zone, economic or ecclesiastical areas. Like Documents d'Evaluation du Patrimoine Archéologique des Villes Française, the purpose of this study was to the evolution of the city phases. A concluding chapter of chrono-chorematic modeling allows to review the data threated and the evolution of structural elements of Rheims.