L’expérience sensorielle précoce atypique ou l’expertise dans un domaine sont des phénomènes connus pour modifier certains aspects du traitement visuel. La surdité précoce profonde et la pratique de la langue des signes pourraient ainsi être deux sources distinctes de modulation du traitement visuel. Cette thèse s’intéresse à déterminer l’impact respectif de la surdité et de l’impact de la langue des signes dans le traitement de l’espace visuel périphérique et le traitement des visages et des expressions faciales. Ces processus ont été choisis puisqu’ils sont sollicités dans la communication en langue des signes. En effet, les signes de paroles sont perçus par le champ visuel périphérique inférieur et il est en même temps nécessaire de porter une attention particulière au visage de son interlocuteur qui délivre des informations syntaxiques, grammaticales ou encore affectives indispensables à la compréhension du discours.Pour cela, une première série d’études explore l’effet de la surdité et de la langue des signes sur le traitement visuel périphérique et notamment dans l’espace périphérique inférieur. Les résultats montrent que la pratique de la langue des signes chez les entendants peut influencer des aspects spécifiques du traitement visuel de l’espace inférieur et que principalement la rapidité du traitement visuel de bas niveau. La deuxième série d’études explore l’effet de la surdité et de la langue des signes sur le traitement des visages et notamment la reconnaissance des visages et des expressions faciales. Les résultats montrent des différences dans la stratégie d’exploration des visages pour la reconnaissance des visages chez les sourds signeurs avec un effet de la pratique de la langue des signes dans les mécanismes de prise de décision de reconnaissance des visages. Enfin, la surdité associée à la pratique de la langue des signes ne semble pas affecter les seuils de catégorisation d’émotions. Les résultats de nos six études enrichissent la littérature actuelle sur la plasticité sensorielle chez les personnes sourdes signeuses et illustrent l’importance de contrôler systématiquement l’effet de la langue des signes puisqu’elle semble induire des modifications dans le traitement visuel qui lui sont propres. Mots clés : Surdité, langue des signes, plasticité visuelle, périphérie visuelle, reconnaissance des visages, reconnaissances des émotions / Our visual system presents some flexibility and experience has been shown to tune it. Early profound deafness and sign language experience can therefore be considered as two potential sources of visual plasticity. The aim of this thesis is to untangle the respective impact of deafness (or auditory deprivation) and sign language experience on peripheral visual field perception and face processing and facial expressions recognition; two crucial mechanisms for sign language communication. Signs are indeed perceived in the lower part of the peripheral visual field and faces provided syntactic, grammatical or affective information to precise or nuances linguistic gestures. A first series of studies explores deafness and sign language experience effects on peripheral visual perception and more particularly in the lower visual space from basic to more complex visual processing. Results suggest that sign language experience in hearing population can affect some aspect of lower visual field processing and that early deafness mainly increase speed of low-level visual processing. The second series of studies explores deafness and sign language experience impact on face processing and more particularly on face recognition and expression recognition. Results suggest a difference in gaze strategy to explore and recognize face in deaf signers supported by a shift in decision-making strategy in both deaf and hearing signers for face recognition. Finally, deafness combined to sign language experience doesn’t seem to affect thresholds for facial expression recognition and categorization. Altogether the results from these six studies provide new insight in our current knowledge about visual perception in early deaf signers and highlight the importance to systematically control sign language experience since its experience can have an impact in both hearing and deaf signers. Key words: Deafness, sign language, visual plasticity, visual periphery, face recognition, facial expression recognition

L'apparence d'un produit joue un rôle important dans la perception de sa qualité par le client. Au-delà des fonctionnalités qu'il doit remplir, un produit doit désormais avoir un aspect irréprochable. Il n'y a cependant pas de surface parfaite car, à un niveau de grossissement donné, un écart par rapport à une surface idéale peut toujours être identifié. Pour détecter cet écart et évaluer son impact sur la qualité perçue du produit, les entreprises mettent généralement en place un contrôle visuel d'aspect de surface de leurs produits. Une première thèse a été réalisée au Laboratoire SYMME afin de proposer une méthodologie permettant de réduire la variabilité généralement observée sur les résultats de ce type de contrôle. Nos travaux se situent dans la continuité de ces travaux avec l'objectif de proposer des méthodes et des outils pour la maîtrise des trois étapes d'un contrôle visuel d'aspect : exploration, évaluation et décision. Le projet de thèse réalisé dans le cadre d'un programme européen de recherche INTERREG IV réunissait différentes Universités et Entreprises. Les pratiques des entreprises partenaires ont procurés un terrain d'expérimentation des recherches proposées. Partant de cette observation, nous avons proposé une conceptualisation du contrôle visuel humain débouchant sur des propositions de méthodes et outils adaptés aux trois étapes. Ces propositions ont été testées dans les entreprises partenaires pour vérifier leur robustesse à la variété des situations industriels. Nous avons par exemple proposé un nouveau test R2&E2 Conformité qui mesure la variabilité d'un contrôle visuel et contribue à l'identification des sources possibles de cette variabilité. Outre cette conceptualisation pour la création d'outils, nous listons un ensemble de recommandations à suivre par les entreprises pour une meilleure exploration des anomalies. Nous proposons également un ensemble d'attributs sensoriels permettant de caractériser, en vue de l'évaluer, toute anomalie d'aspect. Enfin, nous montrons comment, en formalisant le processus d'expertise, un contrôleur peut évaluer une anomalie d'aspect et juger de son impact sur la qualité perçue du produit. / The product appearance plays an important role in the perception of quality by the customer. Beyond the features that must be satisfied, now a product must have a flawless appearance. However, there is no perfect surface, because a given level of magnification, a deviation from an ideal surface can always be identified. To detect this deviation and assess its impact on perceived product quality, companies usually set up a visual inspection of the surface appearance of their products. A first PhD thesis was carried out at the Laboratoire SYMME to propose a methodology to reduce the variability generally observed on the results of this type of inspection. Our work is in the continuity of this thesis with the aim to propose methods and tools for the control of three stages of visual inspection of surface appearance: exploration, evaluation and decision. The thesis project carried out under of a European research program INTERREG IV brought together different Universities and Companies. The practices of corporate partners have brought a testing field for the proposed researches. Based on this observation, we proposed a conceptualization of human visual inspection leading to proposals for methods and tools adapted to the three stages. These proposals were tested in the partner companies to verify their robustness to a variety of industrial situations. For example, we proposed a new test R2&E2 Compliance which measures the variability of a visual inspection and helps to identify possible sources of this variability. In addition to this conceptualization for the development of tools, we list a set of recommendations to be followed by companies for a better exploration of anomalies. We also propose a set of sensory attributes to characterize, with a view to evaluate any anomaly appearance. Finally, we show how to formalize the expertise process, a controller can evaluate an anomaly appearance and judge its impact on the perceived quality of the product.

Plusieurs fonctions cognitives sont latéralisées dans le cerveau humain adulte. Nous avons étudié l’origine des asymétries fonctionnelles chez les nourrissons, en évaluant les substrats neuronaux de reconnaissance des visages et des traitements du langage imbriqués dans les réseaux visuels et auditifs, grâce à la neuroimagerie non invasive (EEG et l’IRM de diffusion). Pour cela, nous avons étudié le développement fonctionnel et structurel de ces deux systèmes cérébraux au cours des six premiers mois postnataux. Nous avons observé que la vitesse des réponses visuelles était liée à la maturation des faisceaux de fibres de la matière blanche conduisant ces réponses, plus que l’âge des bébés, alors que la vitesse des réponses auditives doit dépendre d’un réseau de faisceaux de fibres et de régions corticales plus vaste. Parallèlement, nous avons étudié la latéralisation de la reconnaissance des visages grâce à un paradigme de discrimination des visages présentés dans chaque hémichamp. Nous avons observé que seul l'hémisphère droit pouvait discriminer les visages et que les informations pertinentes étaient transférées entre les deux hémisphères. Pour cibler la latéralisation du traitement du langage, nous avons étudié les réponses à des stimuli de la parole présentés de manière monaurale. Une comparaison entre un groupe de nourrissons avec une agénésie du corps calleux et un groupe contrôle a montré que les réponses à ces stimuli étaient transférées de façon asymétrique via le corps calleux. Cette asymétrie, facilitée vers l’hémisphère gauche, intervient probablement dans la latéralisation précoce du réseau du langage. L’ensemble de ces études mettent bien en évidence le potentiel de la neuroimagerie pour étudier le développement du cerveau et ces asymétries précoces. / Several cognitive functions such as face and speech processing are lateralized in the adult human brain. The ontogeny of these functional asymmetries is yet poorly understood. We aimed to evaluate the neural substrates of face and speech processing, nested in the visual and auditory networks using non-invasive neuroimaging techniques in infants. First, we studied how the functional and structural characteristics of these two brain systems change over the first postnatal semester. With EEG, we showed age-related decreases in the latency of brain responses and demonstrated that the speed of early visual responses is related to the maturation of underlying white matter tracts conducting them, as assessed with diffusion MRI. For the auditory system, our results suggested that the speed of responses may rely on maturation of more pathways and cortical regions. In parallel, we studied face processing lateralization using a discrimination paradigm of faces presented in each hemifield and observed that only the right hemisphere was able to discriminate between faces. Further evidence also suggested a transfer of face-relevant information across hemispheres. To study speech processing lateralization, we used a paradigm with monaural presentation of speech stimuli. A comparison between typical infants and infants with callosal agenesis, suggested an asymmetric transfer of auditory information across hemispheres, facilitated toward the left hemisphere, that might contribute to the lateralization of language early on. This thesis highlights the potential of neuroimaging techniques for the study of brain’s structural and functional development and of hemispheric asymmetries early on.

La grande variété de morphologie de l’appareil visuel chez les arthropodes en fait un groupe unique pour l’étude de la diversité et l'évolution du système visuel. Cependant, la plupart de nos connaissances sur le développement et l'architecture neurale du système visuel provient de quelques organismes modèles. Mon projet vise à contribuer à l'étude de la diversité et de l'évolution du système visuel des arthropodes en étudiant l'œil du crustacé Parhyale hawaiensis; axé sur son développement, sa neuro-architecture et sa fonction. En particulier, mon travail vise à caractériser la structure du système visuel, à cartographier les connexions entre les photorécepteurs (PR) et le lobe optique (LO) et à comprendre les adaptations fonctionnelles de l'œil, par rapport aux yeux des autres arthropodes.Une description de l'anatomie de base du système visuel a été réalisée au moyen de la microscopie électronique, par immunomarquage et par la production de lignées de transgénique. J'ai trouvé que Parhyale possède un œil composé de type apposition avec 8 (chez les nouveau-nés) à 50 (chez les adultes) ommatidies, chacun formée par 5 PR (R1-R5). Nous avons trouvé deux opsines, nommés Ph-Opsin1 et Ph-Opsin2, exclusivement exprimés dans la rétine. En utilisant la séquence génomique comme guide, j'ai cloné des séquences régulatrices en amont de chaque gène d’opsine et généré des rapporteurs transgéniques qui récapitulent les patterns d'expression de Ph-Opsin1 et de Ph-Opsin2. Ces rapporteurs ont révélé que R1-R4 exprime Ph-Opsin1 tandis que R5 exprime le Ph-Opsin2.Immunomarquage ainsi que l'imagerie des deux lignées transgéniques, ont montré que les PR envoient de longues projections depuis la rétine au LO. Trois neuropiles optiques ont été identifiés: la lamina, la medulla et un neuropile plus profond qui est probablement la lobula plate ou la lobula. En suivant les projections axonales des PR dans le cerveau, révélant que tous les PR se projettent dans la lamina. Ceci diffère de ce qui a été montré chez les diptères et les crustacés, où au moins un PR par ommatidie projette ses axones dans la medulla.La microscopie électronique a montré que les rhabdomères des deux paires de PR, R1 + R3 et R2 + R4, sont orthogonalement alignés les uns aux autres dans chaque ommatidie, et que le rhabdome ne tourne pas. Ces caractéristiques rendent les PR intrinsèquement sensibles aux directions spécifiques de la lumière polarisée. Par conséquent, j'ai essayé de comprendre si Parhyale réagît à la lumière polarisée, au moyen d'expériences comportementales. Les données que j'ai recueillies suggèrent que Parhyale sont phototactiques pour la lumière blanche mais ne montrent aucune réponse à la lumière polarisée dans ces essais expérimentaux. Les problèmes potentiels liés à ces tests de comportement sont discutés.Enfin, je montre que l'œil de Parhyale s'adapte rapidement à différentes conditions d'intensité lumineuse. Ceci est obtenu par le mouvement des granules de pigments, situés à l'intérieur des PR, et par des changements morphologiques de la membrane basale du PR.Ce projet est pionnier dans l'étude du système visuel chez Parhyale. C'est la première fois que des outils génétiques ont été introduits pour étudier le système visuel de crustacés. Il établit Parhyale comme un puissant système expérimental pour des études in vivo de développement des yeux composé et de ciblage axonal du système visuel, un champ actuellement dominé par des études sur une seule espèce de mouche. / The wide diversity of eye designs present in arthropods makes them a unique group for studying the diversity and evolution of the visual system. However, most of our knowledge on the development and the neural architecture of the visual system comes from few model organisms. My project aims to contribute to the study of the diversity and evolution of the arthropod visual system by studying the eye of the crustacean Parhyale hawaiensis; focusing on its development, neuroarchitecture and function. In particular, my work aims to characterize the structure of the visual system, to map the connections between photoreceptors (PR) and optic lobe (OL) and to understand the functional adaptations of the eye, in relation to the eyes of other arthropods.A description of the basic anatomy of the visual system was performed by means of electron microscopy, immunostainings and by generating transgenic reporter lines. I found that Parhyale has an apposition-type compound eye with 8 (in hatchlings) to 50 (in adults) ommatidia, each one formed by 5 PR cells (R1-R5).Two opsins were found in Parhyale, named Ph-Opsin1 and Ph-Opsin2, which are exclusively expressed in the retina. Using the genome sequence as a guide, I cloned upstream regulatory sequences from each opsin genes and generated transgenic reporters that recapitulate the expression patterns of Ph-Opsin1 and Ph-Opsin2. These reporters revealed that R1-R4 express Ph-Opsin1 while R5 expresses Ph-Opsin2.Immunostainings and live imaging of the two transgenic lines showed that PR cells send long projections from the retina to the OL, via an optic nerve. Three optic neuropils were identified: lamina, medulla and a deeper neuropil, possibly the lobula or lobula plate. Following the axonal projections of the PR into the brain, revealed that all PR project to the lamina. This differs from what has been shown in dipterans and crustaceans, where at least one PR per ommatidium projects to the medulla. Electron microscopy showed that the rhabdomeres of two pairs of PR, R1+R3 and R2+R4, are orthogonally aligned to each other in each ommatidium, and that the rhabdom does not rotate. These features render the PR intrinsically sensitive to specific directions of light polarisation. Therefore, I tried to understand whether and how Parhyale respond to polarised light. I developed two experimental setups to address whether Parhyale shows behavioural responses triggered by light polarisation. The data I have collected suggest that Parhyale are phototactic to dim white light but show no response to polarised light in these specific experimental assays. Potential problems with these behavioural assays are discussed.Finally I show that the eye of Parhyale quickly adapts to different conditions of light intensity. This is achieved by movement of the shielding pigment granules, located inside the PR cells and by morphological changes of the PR basal membrane.This project is pioneering the study of the visual system in Parhyale. It is the first time that genetic tools have been introduced to study the crustacean visual system. It establishes Parhyale as a powerful experimental system for in vivo studies of compound eye development and axonal targeting, a field currently dominated by studies in a single species of fruitfly.

L'objectif de ce travail est de montrer que l’'expertise peut-être une solution aux baisses de performances observées dans un paradigme de multitâche. Beaucoup d'expériences sur l'expertise expliquent que les experts vont mobiliser leurs connaissances antérieurement acquises afin de réaliser une tâche (stratégie top-down). Au contraire des novices, qui vont explorer le matériel de manière plus exhaustive en partant uniquement de l’objectif de la tâche à réaliser (stratégie bottom-up). Nous avons réalisé trois études. La première porte sur les patterns visuels des experts du jeu WoW. Alors que les experts devaient mémoriser des éléments d’une vidéo (simple vs complexe) tout en écoutant une histoire, on observe que lorsque le matériel est simple, les experts mettent en place une stratégie top-down, au contraire lorsque la tâche est plus complexe ils vont retourner progressivement à une stratégie bottom-up. Les novices, quant à eux suivront une stratégie bottom-up tout le long de l’expérience. La saillance capturerait le regard des novices, au contraire des experts qui arriveraient à l'inhiber. Grâce à ces résultats, nous avons mis à jour une grille d’heuristiques ergonomique. Enfin, nous avons étudié les patterns visuels dans un environnement plus écologique comme la réservation de billets d’avion en ligne. Les résultats, tout comme ceux de la première expérience, montrent le même type de pattern visuel trouvé dans les recherches n’impliquant que l’expertise. Les experts dans un domaine seraient aussi experts en multitâche dans ce domaine. De plus, la dernière expérience montre que les experts, quelques soient la charge de travail, mettent en place des stratégies top-down. / The aim of this project is to show how expertise can be a solution to the decrease of the performance in a multitasking paradigm. A lot of experience on the expertise explain that these experts will use their knowledge previously learned to explore an interface (top-down strategy). Unlike novices, who will explore the material in a more exhaustive way based on the objective of the task to be achieved (bottom-up strategy).We have carried out three studies to answer this problem. We studied the visual patterns of the WoW game experts, while asking them to memorize elements of a video (simple vs complex) and listening a story . We observe ambivalence in the strategy of exploration. Effectively, when the material is simple, experts will use a top-down strategy, and progressively with the complexity of the task, they will return to a bottom-up strategy. The novices, meanwhile, will follow a bottom-up strategy throughout the experience. The study of the map of salience shows that the attention of the novices will be captured by this one. This is not the case for experts who will inhibit it and explore the most important information for the task. From these results, we have updated an usability heuristic grid. Finally, we have completed this research by studying visual patterns in a more ecological context as booking airline tickets online. The results, like those of the first experiment, show the same type of visual pattern found in research involving only expertise. Experts in one field would also be experts in multitasking in this field. Moreover, in the last research, we found experts use all long these top-down’ strategy even on the more complex condition.

La connaissance orthographique des mots est indispensable au développement d’une lecture experte et rapide et d’une écriture correcte. L’acquisition de ces connaissances orthographiques lexicales est un processus complexe, encore mal compris. Cette acquisition se ferait en grande partie de façon implicite au cours de la lecture. Elle dépendrait alors de la qualité du décodage, d’autres facteurs restant à préciser. Des données théoriques et certains premiers résultats empiriques ont suggéré que le traitement visuel simultané de toutes les lettres du mot est un facteur important pour l’acquisition de son orthographe spécifique. Dans ce travail de thèse, cette hypothèse est testée d’une part par des études de régression, d’autre part par des études expérimentales. Les analyses de régression étudient le lien entre l’empan visuo-attentionnel (EVA), estimant les capacités maximales de traitement visuel simultané, et les connaissances orthographiques lexicales. Les résultats montrent une relation significative entre l’EVA et les connaissances orthographiques lexicales lorsque celles-ci sont évaluées par une épreuve de production écrite ou par un test d’auto-apprentissage. Cette relation est spécifique aux connaissances lexicales puisqu’elle ne se généralise pas à l’orthographe grammaticale. Elle existe indépendamment des capacités de mémoire de travail visuo-spatiale et de lecture. Les études expérimentales, tant chez l’enfant que chez l’adulte, explorent toutes le rôle du traitement visuel simultané sur l’acquisition des connaissances orthographiques en situation d’auto-apprentissage. Cette exploration est conduite en contrastant, pendant une lecture de mots nouveaux, une condition expérimentale où le traitement visuel simultané est possible avec une autre condition où ce type de traitement est impossible. Les résultats mettent en évidence un avantage de la condition avec traitement visuel simultané possible, sur la mémorisation de l’orthographe des mots nouveaux. Cet avantage n’est pas dû à des différences de temps de présentation ou de temps de traitement des items entre les deux conditions et confirme donc que, au-delà des capacités de lecture-décodage, les capacités de traitement visuel simultané sont directement impliquées dans l’acquisition des connaissances orthographiques lexicales. / Word orthographic knowledge is necessary to develop expert and fast reading and correct orthographic production. Lexical orthographic acquisition is a complex and largely unknown process. This acquisition is mostly implicit during reading. It would depend on phonological decoding and on other factors not précised yet. Both theoretical and empirical data suggest that the simultaneous visual processing made during word reading could influence lexical orthographic acquisition. This hypothesis is assessed with both regression analyses and experimental studies. Regression analyses examine the relation between visual attention span (VAS), which estimates the maximal simultaneous processing abilities, and the lexical orthographic knowledge. Results show a significant relation between VAS and lexical orthographic knowledge when this knowledge is assessed with a dictation task or with a self-teaching test. This relation is specific because it doesn’t extent to grammatical orthographic knowledge. It exists independently of both visual-spatial working memory and reading skills. Experimental studies, both on children and adults, investigate the role of simultaneous visual processing on lexical orthographic acquisition during self-teaching. This investigation was done with two experimental conditions during the reading of novel words. In the whole word condition, the entire letter-string of a novel word was available at once, while in the partial word condition only sub-lexical parts of the word letter string were available at once. The results show an advantage of the whole word condition on the memorization of novel word orthographic forms. This advantage is not explained by differences of presentation time or of processing time between the two conditions, and confirms that, beyond the phonological decoding skills, simultaneous visual processing abilities of entire words are involved in lexical orthographic acquisition.

Le cerveau montre d’étonnantes capacités d’adaptation aux modifications des entrées sensorielles, celles-ci pouvant avoir pour origine une modification de l’environnement ou être liées à une pathologie de l’organe récepteur lui-même. Les techniques d’imagerie fonctionnelle permettent d’étudier l’impact d’une atteinte du récepteur sensoriel du système visuel, la rétine, sur le fonctionnement et les capacités de réorganisation du cortex visuel primaire. Le but de ce travail était d’ouvrir des pistes de recherche sur les conséquences fonctionnelles centrales et périphériques de pathologies oculaires se manifestant toute par un scotome visuel important. Dans un premier temps, nous avons étudié l’organisation fonctionnelle du cortex visuel humain en Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf) à haut champ (3T). Le but de cette étude était de cartographier et de délimiter de manière reproductible les aires visuelles de bas niveau (V1, V2 et V3) par la réalisation de cartes corticales rétinotopiques. Nous avons développé un protocole expérimental spécifique afin d’étudier, chez le sujet sain, les modifications de l’organisation rétinotopique corticale en présence d’une interruption locale de stimulation rétinienne (scotome artificiel). Ce protocole a ensuite été appliqué chez un patient présentant une maculopathie en phase aiguë et après récupération fonctionnelle. Cette étude confirme la possibilité de mesurer sur la surface corticale des zones d’activités différentielles correspondant à une modification localisée de la sensibilité rétinienne et permettra, dans le cas d’atteintes rétiniennes évolutives, d’étudier les phénomènes de plasticité corticale au cours de l’évolution de ces pathologies. Dans un second temps, nous avons mis au point un dispositif d’imagerie optique afin de caractériser l’organisation rétinotopique de l’aire V1 chez le rat. Le développement de cette méthode va nous permettre de lancer deux études importantes. Premièrement, nous étudierons la cinétique des modifications de la carte rétinotopique et de l’activité neuronale afin d’évaluer le rôle respectif des phénomènes de plasticité corticale ou de modification du gain neuronal dans la réorganisation fonctionnelle du cortex visuel après lésion rétinienne. Ces résultats 3 seront à comparer aux données acquises en IRMf chez l’homme. Deuxièmement, cette méthode est le préalable à une étude complémentaire qui a pour but de tester l’impact fonctionnel d‘implants rétiniens chez le rat. Les lésions oculaires impliquent aussi des réorganisations locales, en particulier vasculaires dont les conséquences fonctionnelles sont mal connues. Nous avons donc développé en parallèle des modèles de lésions périphérique permettant l’étude des conséquences sur la rétinotopie d’un scotome induit à la suite d’une atteinte sensorielle périphérique. Ce travail ouvre plusieurs perspectives quant à l’exploration fonctionnelle dans des pathologies comme la DMLA. / The brain shows a high ability to reorganize following alteration of sensorial input that may result from modification of the environment or disease of sensorial organs. Modern functional imagery techniques allow to examine the impact on the visual system of such alterations. The aim of this thesis was to develop new approaches for studying at the cortical level, functional consequences of ocular disease associated with a significant visual scotoma. In the first section of this thesis, we used high-field (3T) functional magnetic resonance imaging (fMRI) to study the cortical functional architecture. Our goal was to map the retinotopic organization of human early visual cortical areas (V1, V2, V3). By this method, we identified modifications of retinotopic organization induced by a focal loss of retinal stimulation (artificial scotoma) and we observed the cortical projections of artificial scotoma on healthy subjects by the mean of a specific stimulus. In the following part of the experimentation, this protocol was used on a patient who showed a maculopathy at the acute stage and after recovery. This study confirms the ability to evaluate the cortical representation (size and location) of a focalized modification of the retinal sensibility threshold and could serve as a basis for the future investigation of cortical plasticity in the visual cortex following retinal diseases. The second section of this thesis was directed to the development of optical imaging intrinsic signals on small animals. Our goals were to characterize the retinotopic organization of rat’s visual cortex. With this method, we will investigate the kinetics of cortical remapping and modifications of the neuronal activity level following retinal lesion. These results will be compared to the data previously acquired by fMRI in humans. Another application of our method will be to study the functional impact of retinal prosthesis. Ocular lesions are associated with local modifications of retinal tissue, and especially with neovascular ingrowth, for which functional consequences have not been totally clarified. We therefore developed models of peripheral lesions, which allow to study the effect of scotoma on retinotopic organization of primary visual cortex after peripheral sensory lesion. This thesis gives some new directions in the functional exploration in retinal disease as Age Related Macular Degeneration (ARMD).

Nous nous intéressons ici au problème de la coordination de plusieurs bras manipulateurs au moyen de la vision. Après avoir étudié les approches de commande dédiées à ce problème, notre première contribution a consisté à établir un formalisme basé sur l'asservissement visuel 2D. Ce formalisme permet de bénéficier des images fournies par une ou plusieurs caméras, embarquées ou déportées, pour coordonner les mouvements d'un système robotique multi-bras. Il permet de plus d'exploiter la redondance de ce type de système pour prendre en compte des contraintes supplémentaires. Nous avons ainsi développé une stratégie de commande pour réaliser une tâche de manipulation coordonnée tout en évitant les butées articulaires et la perte des indices visuels. Afin d'aller plus loin et de tolérer les occultations, nous avons proposé des approches permettant de reconstruire la structure des objets manipulés et donc les indices visuels qui les caractérisent. Enfin, nous avons validé nos travaux en simulation et expérimentalement sur le robot PR2. / We address the problem of coordinating a dual arm robot using one or several cameras. After proposing an overview of the control techniques dedicated to this problem, we develop a formalism allowing to coordinate the motions of several arms thanks to multicameras image based visual servoing. Our approach allows to bene?t from the natural redundancy provided by the robotic system to take into account useful constraints such as joint limits and occlusions avoidance. We propose a strategy to deal with these tasks simultaneously. Finally, to make our control more robust with respect to image losses, we reconstruct the structure of the manipulated objects and the corresponding visual features. To validate our approach, we use the formalism to make the dual arm PR2 robot recap a pen. Simulations and experimental results are provided.

Le principe du camouflage est le suivant : utiliser les couleurs de l’environnement pour s’y fondre. De l’apparition du camouflage français en 1914 à aujourd’hui, les techniques ont évolué. Les textures de camouflage ne sont plus monochromes mais composées de 3 à 4 couleurs différentes réparties sous formes de « taches ». Pour les camouflages les plus sophistiqués, la texture est « pixellique » pour en accroître l’efficacité, selon les études de Timothy R. O’NEILL, père du camouflage moderne. Cependant ces techniques se révèlent insuffisantes face à la diversité des théâtres opérations, et le coût est élevé pour adapter le camouflage à chaque situation particulière. L’évolution du camouflage atteint donc un palier. Son aspect statique est identifié comme barrière majeure à toute amélioration. Seule solution : concevoir un camouflage « adaptatif », qui s’adapterait dynamiquement à l’environnement dans lequel il est utilisé. Le camouflage adaptatif se définit comme suit : l’affichage d’une texture particulière sur un réseau d’afficheurs, piloté par un algorithme. Et c’est sur cet algorithme de camouflage, appelé « SCOTT », qu’ont porté les travaux de thèse. SCOTT est un algorithme biologiquement inspiré qui extrait d’une image de l’environnement ses couleurs et formes « dominantes », au sens de « visuellement importantes ». Ces caractéristiques sont ensuite reproduites dans une texture de camouflage fractale permettant une efficacité à différentes échelles d’observation. Bien qu’à vocation militaire, SCOTT peut être utilisé dans divers applications civiles, à commencer par la réduction de la pollution visuelle, en améliorant l’esthétique d’objets « polluants », par exemple les armoires de répartition. / The principle of camouflage is the following one: use the colors of the environment to melt in it. From the appearance of the French camouflage, in 1914, to today, the techniques have evolved. Camouflage textures are no more monochromatic but composed of 3 to 4 different colors distributed in the form of «spots». For the most sophisticated camouflages, the texture is «pixelated» to increase efficiency, according to studies by Timothy R. O’Neill, father of modern camouflage. However, these techniques are insufficient to diversity of operations, and the cost is high to suit each particular situation. The evolution of camouflage reaches a plateau. Its static aspect is identified as a major barrier to improvement. Only one solution: design an «adaptive» camouflage, which dynamically adapt itself to the environment in which it is used. Adaptive Camouflage is defined as displaying a special texture on a network of displays, controlled by an algorithm. The thesis work is about this camouflage algorithm called «SCOTT». SCOTT is a biologically inspired algorithm which extracts the «dominant» colors and shapes of the image of an environment, that is the visually meaning ones. These characteristics are then replicated in a fractal camouflage texture enabling efficiency at different scales of observation. Although SCOTT has been designed for a military application, it can be used in a variety of civilian applications, starting with the reduction of visual pollution, by improving the aesthetics of “polluting” objects, such as shelters.

Cette thèse a pour problématique la relation entre le texte électronique et la notion de contrainte. Afin d’étudier la rencontre de la création contrainte avec l’environnement électronique, le corpus est constitué de deux séries d’oeuvres positionnées différemment par rapport au média numérique. Les sections 1 et 2 du Chapitre I traitent de textes contraints produits par des auteurs hors du contexte numérique et qui furent intégrés à l’écran d’ordinateur lors de la transmédiatisation de l’oeuvre imprimée. Ces sections exposent les principes d’écriture contrainte employés dans ces oeuvres, les versions électroniques de celles-ci étant analysées dans le chapitre II. La seconde partie du corpus est comprise par des oeuvres dont la procédure contraignante est électronique, des textes imprimés étant appropriés via des algorithmes. Ces procédures électroniques font intervenir des générateurs combinatoires de textes, qui redistribuent aléatoirement les composants des textes appropriés. Lorsque le texte n’est pas semblablement transformé, l’écrit approprié est livré à une autre forme de systématisme, qui altère l’oeuvre originale en la faisant défiler sur l’écran selon des lois perturbant l’appréhension du texte. Les spécificités générales des générateurs de textes sont exposées dans la section 3 du chapitre I. Les générateurs inclus dans le corpus sont analysés dans le chapitre III. L’étude de l’interaction entre la contrainte écrite et l’environnement électronique, entre des textes appropriés et des procédures électroniques, l’analyse des divergences et convergences entre ces deux formes de productions contraintes, permettra de définir une textualité électronique fondée sur un système.