Les applications nécessitant une grande précision temporelle sont de plus en plus nombreuses, notamment lorsqu'elles requièrent des mesures par temps de vol, c'est-à-dire de mesurer le temps de propagation de la lumière ou de particules. La télémétrie laser et certaines modalités d'imagerie médicale dont la tomographie d'émission par positrons (TEP) en sont des exemples. Ces applications requièrent l'attribution d'étampes temporelles aux photons détectés, tout en assurant une précision temporelle exceptionnelle. Le Groupe de Recherche en Appareillage Médical de Sherbrooke (GRAMS) développe des scanners TEP visant à intégrer des mesures par temps de vol pour améliorer le contraste des images. Pour ce faire, une partie du GRAMS (GRAMS3D) se concentre sur la réalisation de modules de comptage monophotoniques (MCMP) à grande précision temporelle pour intégrer les prochaines générations de scanners TEP. D'autres projets pourraient également se concrétiser dans les prochaines années, dont l'intégration des MCMP du GRAMS dans le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider, LHC) au CERN pour des expériences en physique des hautes énergies. Pour atteindre de tels niveaux de performances, le MCMP se compose d'une matrice de photodiodes à avalanche monophotoniques intégrée en 3D avec l'électronique frontale et l'électronique de traitement de l'information. Certains MCMP n'utilisent qu'un seul convertisseur temps-numérique (CTN) pour une matrice de photodétecteurs, limitant le nombre d'étampes temporelles disponibles en plus d'obtenir un temps de propagation différent entre chacun des pixels et le CTN. Pour surpasser ces inconvénients, une autre approche consiste à intégrer un CTN à chacun des pixels. C'est dans cette perspective que le présent ouvrage se concentrera sur le CTN implanté dans chacun des pixels de 50 × 50 µm[indice supérieur 2] du MCMP développé au GRAMS. Le CTN proposé est basé sur une architecture vernier à étage unique afin d'obtenir une excellente résolution et une linéarité indépendante des variations de procédé. Sa taille de 25 × 50 µm[indice supérieur 2] et sa consommation de 163 µW en font un excellent choix pour une implantation matricielle. Le CTN, calibré en temps réel grâce à une boucle à verrouillage de phase numérique, a démontré une résolution de 14,4 ps avec une non-linéarité intégrale (INL)/non-linéarité différentielle (DNL) de 3,3/0,35 LSB et une précision temporelle inférieure à 27 ps[indice inférieur rms]. Les résultats obtenus prouvent qu'il est possible de concilier d'excellentes résolution et précision temporelles avec de très faibles dimensions et consommation.

Le Sommet mondial sur la société de l’information (Genève 2003 et Tunis 2005) a préconisé la solidarité numérique comme solution pour mettre fin aux inégalités d’accès aux technologies de l’information et de la communication (TIC) entre les pays industrialisés et les pays en développement. A l’issue de ce Sommet, deux mécanismes institutionnels, à savoir le Fonds mondial et l’Agence mondiale de solidarité numérique, ont vu le jour. Ces institutions s’étaient fixées pour objectif de contribuer à la réduction de la fracture numérique en promouvant l’accès généralisé aux TIC à travers des programmes et des projets internationaux ciblant en particulier les pays africains. Cette thèse analyse les effets des politiques et actions internationales menées dans le domaine de la solidarité numérique. Elle étudie notamment les conditions de la mobilisation des ressources humaines, financières et technologiques nécessaires pour que la solidarité numérique institutionnelle soit un instrument au service de la participation du continent africain dans la société de l’information. Il s’agit également de montrer que cette nouvelle approche de coopération Nord-Sud dans le domaine des TIC n’est pas véritablement en rupture avec les schémas traditionnels d’assistanat et d’aide publique au développement. La thèse révèle également l’existence des écarts et des décalages entre les objectifs annoncés par les politiques internationales de solidarité numérique et les actions qui ont concrètement été réalisées sur le terrain, aux niveaux national et local, dans les pays d’Afrique de l’Ouest. / The World Summit on the Information Society (Geneva 2003 and Tunis 2005) advocated the digital solidarity as a solution to end inequalities in access to information and communication technologies (ICT) between developed and developing countries. Following the Summit, two institutional mechanisms (the World Digital Solidarity Fund and the World Digital Solidarity Agency) have been created. These institutions were designed to contribute to reducing the digital divide by promoting widespread access to ICT through international programs specifically targeting African countries. This thesis analyzes the effects of international digital solidarity policies and programs in Africa. It examines specifically the conditions for mobilizing human, financial and technological resources for the participation of African countries in the information society. It also argues that this new approach of North-South cooperation in the field of ICT does not really break with traditional technical assistance projects. The thesis also reveals gaps between the objectives announced by international policies and the actions that have been carried out in West Africa countries in bridging the digital divide.

Les structures nanophotoniques sont généralement simulées par des méthodes de volumes, comme la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD), ou la méthode des éléments finis (FEM). Toutefois, pour les grandes structures, ou des structures plasmoniques métalliques qui nécessitent, la mémoire et le temps de calcul requis peuvent augmenter de façon spectaculaire.Les méthodes de surface, comme la méthode des éléments de frontière (BEM) ont été développées afin de réduire le nombre d'éléments de maillage. Ces méthodes consistent à exprimer le champ formé dans tout l'espace en fonction des courants électrique et magnétique à la surface de l’objet. Combinées avec la méthode multipôle rapide (FMM) qui permet une accélération du calcul de l'interaction entre les éléments lointain du maillage, de grands systèmes peuvent ainsi être manipulés.Nous avons développé, pour la première fois à notre connaissance, une FMM sur un nouveau formalisme BEM, basé sur les potentiels scalaire et vectoriel au lieu de courants électriques et magnétiques. Cette méthode a été montrée pour permettre une simulation précise des systèmes plasmoniques métalliques, tout en offrant une réduction significative des besoins de calcul. Des systèmes nanophotoniques complexes ont été simulés, comme une lentille plasmonique composé d'un ensemble de nanotubes d'or. / Nanophotonic structures are generally simulated by volume methods, as Finite-difference time-domain (FDTD) method, or Finite element method (FEM). However, for large structures, or metallic plasmonic structures, the memory and time computation required can increase dramatically, and make proper simulation infeasible.Surface methods, like the boundary element method (BEM) have been developed to reduce the number of mesh elements. These methods consist in expressing the electromagnetic filed in whole space as a function of electric and magnetic currents at the surface of scatterers. Combined with the fast multipole method (FMM) that enables a huge acceleration of the calculation of interaction between far mesh elements, very large systems can thus be handled.What we performed is the development of an FMM on a new BEM formalism, based on scalar and vector potentials instead of electric and magnetic currents, for the first time to our knowledge. This method was shown to enable accurate simulation of metallic plasmonic systems, while providing a significant reduction of computation requirements, compared to BEM-alone. Several thousands of unknowns could be handled on a standard computer. More complex nanophotonic systems have been simulated, such as a plasmonic lens consisting of a collection of gold nanorods.

Ce travail de recherche porte sur la numérisation du patrimoine culturel dans les musées nationaux coréens en nous interrogeant sur les différents types de dispositifs qui s’adaptent à la tendance actuelle du tout digital, tout en redéfinissant la médiation numérique. Afin d’aborder la particularité de la numérisation dans un contexte coréen, nous mettons en évidence d’une part un paysage global de l’évolution des musées nationaux ainsi qu’une analyse de la mise en application de la technologique numérique dans les institutions culturelles, et d’autre part les actions de médiation culturelle réalisées selon deux principes : démocratisation de la culture au sens global et démocratie culturelle dans le cadre du bien-être culturel et de médiation numérique au sein des musées nationaux coréens. Au-delà de ces recherches préalables indispensables, nous analysons des dispositifs numériques proposés par le musée national de Corée, ainsi que le comportement du public coréen, largement composé de ‘ressourceurs’ depuis des années, à l’égard des institutions muséales. Nous examinons la nouvelle tendance actuelle de la numérisation dans la société coréenne : l’établissement du nouveau concept de musée numérique constitué principalement d’une base de données sans objets réels, ainsi que la diffusion de l’exposition numérique utilisant essentiellement des supports digitaux pour mettre en avant et reproduire des œuvres. Dans cette perspective, nous évaluons un état des lieux actuel de la numérisation des institutions muséales coréennes selon les fonctions du musée. Cette thèse apporte des éléments de réflexion sur la numérisation pour développer la médiation numérique muséale tout comme elle se sert d’un modèle permettant aux institutions muséales d’évaluer l’état et l’utilité de la numérisation en fonction de leur situation propre. / This research work focuses on the digitization of cultural heritage in Korean National Museums by asking different types of devices that adapt to the current trend in the digital age by redefining a digital interpretation. In order to approach the particularity of digitization in a Korean context, we emphasis on a global view of the evolution of national museums as we analyze the application of digital technology in cultural institutions on one hand, the cultural interpretation’s actions carried out by two principles on the other hand: democratization of Culture in a large sense and Cultural Democracy in the context of cultural well-being and digital interpretation in Korean National Museums. In addition to these indispensable preliminary researches, we analyze digital devices provided by the National Museum of Korea, as well as the behavior of the Korean audience towards museum institutions, which has been 'rechargers' for years for most of it. Also, we study the new trend of digitization in Korean society: the establishment of the new concept of a Digital Museum consisting mainly of a database without any actual object, as well as the diffusion of the digital exhibition using mostly a digital media for exhibiting and reproducing a work of art. In this perspective, we evaluate the present state of the digitization of Korean Museums according to museum functions. This thesis provides the elements of reflection on digitization in order to develop museum’s digital interpretation as it uses a model that allows museum institutions to assess their state and utility of digitization according to their own situation.

La compréhension du développement des habiletés numériques est un enjeu majeur pour guider les pratiques éducatives et rééducatives des jeunes enfants. Les résultats des enquêtes nationales et internationales sont unanimes à cet égard : le niveau moyen des élèves en mathématiques a chuté depuis 2003 (PISA, 2012). L’hypothèse la plus avancée à l’heure actuelle est celle d’un déficit des correspondances entre les codes numériques et le « sens des nombres » (Dehaene, 1997). Le « sens du nombre » est contenu dans la représentation analogique et non verbale des nombres. Dans le présent travail, nous cherchons à démontrer que l’estimation numérique permet ainsi d’exercer les correspondances entre les codes afin de donner du sens aux représentations symboliques écrites et orales. Malgré l’importance accordée aujourd’hui au processus d’estimation, son rôle dans les apprentissages doit encore être précisé afin d’orienter et de mieux guider les pratiques (ré)éducatives (Dehaene et Cohen, 2001 ; Von Aster et Shalev 2007). A travers trois études expérimentales, nous explorons ainsi le rôle de l’estimation numérique dans les apprentissages d’un point de vue éducatif (auprès d’enfants scolarisés en CP) et d’un point de vue rééducatif (dans le syndrome génétique de la trisomie 21). L’acquisition des différentes représentations et des relations complexes qui s’établissent entre-elles est également analysée et discutée pour mieux préciser les modèles de traitements du nombres et du calcul actuels. Les résultats obtenus corroborent ainsi une hypothèse de spiralité des apprentissages symboliques. / Understanding the development of numerical abilities is a major issue to guide educative and reeducative practices in mathematics in young children. National and international investigations has demonstrated that the mathematical skills of students has decrease since 2003 (PISA, 2012). Nowadays, weak capacities to map numerical representations and therefore a defective « number sense » (Dehaene, 1997 ; 2001) is the most supported hypothesis. The « number sense » is contained into the analogical and non-verbal representation of number. In this work, we consider that numerical estimation is a good way to exercise this mapping and give sense to verbal and written numerical symbols. Indeed, the role of numerical estimation needs to be specified in order to lead the (re)educative practices (Dehaene, 1997 ; 2001 ; Von Aster et Shalev). During three experimental studies, we explore the role of numerical estimation, in an educative and reeducative way in children in first year and children with down’s syndrom. The acquisition of numerical representations and the complex relations they have are also explored and discussed through a spirality hypothesis in order to better specify actual models of number treatment.

Les théories et pensées de la lecture ont, au tournant du XXIe siècle, valorisé des approches pragmatiques de la lecture et de l’expérience qu’elle procure. De manière synchrone, le récit contemporain français réinvestit les figures de la lecture et du lecteur. Habituellement rattachées à une tradition parodique et anti-romanesque, elles constituent en fait une force de relance narrative et permettent de repenser les imaginaires littéraires et critiques de la lecture. À l’heure où la démocratisation des outils numériques semble transformer le rapport des sujets au livre et aux savoirs, interroger ces représentations dans les textes littéraires permet de mettre en évidence l’influence du numérique sur les pratiques de lecture comme les attitudes de la réception. Par leur manière d’impliquer le lecteur, de mettre en récit ou en abyme la lecture, et d’accueillir dans le livre de nouvelles figures de la réception, les textes du corpus dessinent et déclinent différents arts de lire. En faisant un objet de fiction du rapport des sujets aux signes qui les entourent ou les traversent, ces récits mettent à distance les méthodes de déchiffrement héritées des théories du texte et du moment formaliste de la théorie. Une pensée de la lecture s’élabore ainsi depuis les textes littéraires. Matière fictionnelle et narrative, elle fonctionne comme relance romanesque, et fait ressurgir la tentation critique d’une parole théorique des écrivains / Theories of reading and reader-response criticism have, since the turn of the 21st century, emphasized pragmatic approaches to reading and the reading experience. Meanwhile, contemporary French fiction has also been focusing on representations of reading and the reader. Although such representations are usually seen as part of a parodic, anti-novelistic tradition, they have in fact had a revitalizing impact on contemporary narratives and suggest new ways of looking at fictional and critical visions of reading. At a time when the democratization of digital tools seems to be revolutionizing the reading subject’s relationship to books and knowledge, a study of the representations of reading in literary texts can illuminate the impact of digital data on reading practices and reception. By devising new strategies of reader involvement and new embodiments of reception in the text, as well as by their fictionalization or mise en abyme of reading, the narratives of our corpus evolve and express new and diverse “arts of reading”. They turn our relationship to the signs in our world and in ourselves into fiction and thus call for a rethinking of our interpretive processes, away from classical hermeneutics and from formalist-inspired theories. Innovative thoughts and imaginings about literature are thus produced by literary texts themselves. They have a re-energizing impact on contemporary fiction and also explain why writers of fiction are once again lured into adopting theoretical discourses

Cette recherche s'inscrit dans le cadre de l'étude de la durabilité des ouvrages en béton en cas d'incendie. Les études expérimentales montrent l'influence importante de la température sur le comportement des bétons et notamment des BHP. La présente recherche a pour objet d'identifier les mécanismes élémentaires conduisant à la dégradation des bétons sous l'effet de la température et de proposer ainsi un modèle prédictif permettant l'évaluation de l'endommagement des bétons sous l'effet de la température. L'endommagent thermique du béton observé expérimentalement est en fait la résultante de plusieurs mécanismes élémentaires qui se produisent à différentes échelles du matériau. La démarche adoptée consiste à découpler l'endommagement thermique d'origine mécanique (accompagné des déformations) et qui a lieu à l'échelle macroscopique et microscopique de l'endommagement thermique d'origine physico-chimique (non accompagné de déformations) et qui est dû principalement aux transformations physico-chimiques de la matière. A l'échelle mésocopique, nous postulons l'existence d'une déformation supplémentaire, appelée déformation micromécanique, responsable de l'endommagement par dilatation différentielle entre le mortier (ou ciment) et les granulats. L'approche est basée sur l'exploitation simultanée du modèle multiphasique Béton Numérique (BN) et du modèle d'endommagement déviatorique (MODEV), implantés dans le code de calcul aux éléments finis SYMPHONIE. Une étude expérimentale a été réalisée afin d'alimenter et de valider le modèle d'endommagement thermique. Cette étude a porté sur 5 matériaux cimentaires, à savoir ; une pâte de ciment, un mortier, un béton ordinaire, un BHP à granulats calcaires et un BHP à granulats silico-calcaires. Des essais de flexion trois points ont été effectués sur des éprouvettes ayant subits au préalable un cycle de chauffage- refroidissement. L'approche multi échelles du modèle BN a permis de retrouver par simulation le comportement à chaud observé expérimentalement. Ceci est effectué en simulant les différents essais réalisés dans le cadre de la présente recherche. L'approche "Béton Numérique" a permis de mettre en évidence l'existence de la déformation micromécanique d'une part et de proposer une approche originale permettant l'identification par simulation des lois de comportement des bétons à hautes températures. Cette approche a été également appliquée avec succès pour expliquer les observations expérimentales du comportement thermomécanique du béton sous chargement mécanique, appelé communément « fluage thermique transitoire ». En fin, une application aux bétons réfractaires soumis à des très hautes températures a été réalisée.

Ce travail se situe dans le cadre de la modélisation numérique par éléments finis du procédé de forgeage à chaud des métaux. Il a pour but l'optimisation du logiciel de simulation numérique tridimensionnelle Forge 3. Il s'oriente autour de deux points bloquants pour une utilisation de ce logiciel: des problèmes de précision sur la surface de contact entre la pièce et l'outil et un temps de calcul élevé. Dans la première partie, on étudie le problème du contact unilatéral. En partant de la méthode de pénalisation existant, on améliore l'algorithme de contact par la mise en place d'un algorithme implicite. On valide ces développements sur plusieurs cas de forgeage où l'on montre l'apport du nouvel algorithme en terme de précision de gestion de la surface entre la pièce et l'outil. Dans la seconde partie, on traite du problème de temps de calcul. Malgré la mise en place d'une méthode de calcul parallèle les délais de calcul pour une simulation tridimensionnelle restent très élevés. Nos travaux ont donc consisté à remplacer le solveur de type résidu minimal implémenté dans Forge 3 par une méthode asymptotiquement optimale basée sur l'utilisation de multigrilles. Nous avons développé une méthode originale utilisant la méthode de résidu minimal comme lisseur et une méthode de raffinement de maillage pour la construction des différents niveaux. Nous avons optimisé cet algorithme en introduisant en particulier un préconditionneur utilisant une factorisation de Crout incomplète pour les résolutions grille grossière. Les résultats obtenus en bigrille sur différents cas de forgeage sont excellents et les quelques résultats sur un calcul avec trois niveaux de maillage sont très encourageants.

Dans cette thèse nous développons de nouveaux algorithmes de calcul numérique pour les matrices polynomiales. Nous abordons le problème du calcul de la structure propre (rang, espace nul, structures finie et infinie) d'une matrice polynomiale et nous appliquons les résultats obtenus au calcul de la factorisation J-spectrale des matrices polynomiales. Nous présentons également quelques applications de ces algorithmes en théorie de la commande. Tous les nouveaux algorithmes décrits ici sont basés sur le calcul d'espaces nuls constants de matrices bloc Toeplitz associées à la matrice polynomiale analysée. Pour calculer ces espaces nuls nous utilisons des méthodes standard de l'algèbre linéaire numérique comme la décomposition en valeurs singulières ou la factorisation QR. Nous étudions aussi l'application de méthodes rapides comme la méthode généralisée de Schur pour les matrices structurées. Nous analysons les algorithmes présentés au niveau complexité algorithmique et stabilité numérique, et effectuons des comparaisons avec d'autres algorithmes existants dans la littérature.

Ce manuscrit de thèse décrit en profondeur un modèle de cicatrisation osseuse qui est ensuite couplé avec un modèle de dynamique des fluides pour modéliser la croissance osseuse en bioréacteur (unité reproduisant les conditions de culture in vivo). Le modèle proposé est un modèle de dynamique des populations décrivant l'évolution spatio-temporelle des cellules souches mésenchymateuses, des ostéoblastes, de la matrice osseuse et d'un facteur de croissance. Pour ce modèle, nous avons montré à l'aide d'approximations de Faedo-Galerkin qu'il admettait au moins une solution faible physiquement admissible (concentrations positives et majorées). Le point délicat de cette démonstration réside dans l'obtention des estimations d'énergie, la difficulté provient du fait que certaines populations n'admettent pas de termes spatiaux. Nous avons ensuite proposé un schéma numérique pour des maillages admissibles. La discrétisation est classique hormis pour le terme d'haptotaxie (non linéaire) qui est discrétisé par un schéma de type décentré amont mais vérifiant en plus une propriété de monotonie. Nous avons montré l'existence et la convergence des solutions discrètes physiquement admissibles vers une solution faible physiquement admissible. Grâce à ce schéma, nous avons réalisé différentes simulations qui nous ont permis de valider le modèle. Pour modéliser la culture osseuse en bioréacteur, nous avons couplé le modèle précédent avec un modèle de dynamique des fluides en milieu poreux. Ce couplage prend en compte les effets des contraintes de cisaillement sur la différenciation ostéoblastique et le transport des populations par l'écoulement du milieu de culture.