Dans cette thèse, nous développons et mettons en oeuvre une méthode numérique de discrétisation spatiale entièrement tridimensionnelle afin d'étudier la transition des écoulements visqueux et incompressibles dans un canal infiniment long, d'un état stable et bidimensionnel à un état tridimensionnel. Le principe de stabilité linéaire permet de déterminer l'apparition d'une telle bifurcation et la théorie des systèmes dynamiques montre que l'écoulement au voisinage de la solution stable bidimensionnelle considérée tend alors à suivre une direction privilégiée. Dans certains cas il en résulte un écoulement tridimensionnel et périodique qu'il n'est possible de décrire qu'en adoptant une approche entièrement tridimensionnelle. Nous avons adopté une approche combinant la robustesse de la méthode des éléments finis à la précision des méthodes de Fourier. La théorie de la méthode de discrétisation est expliquée, un code est validé en utilisant plusieurs bancs d'essai et la description qualitative du comportement local de l'écoulement après bifurcation est présentée.

Cette thèse se situe dans le cadre général de la détection d’objets. Elle porte plus particulièrement sur la détection de véhicules dans les images aériennes de grandes dimensions. Le principal obstacle à l’obtention d’une détection robuste des véhicules est la grande variété de leurs apparences. Dans un premier temps, nous avons abordé le cadre théorique de la détection et identifié une approche prometteuse, l’analyse locale de scène. Par le biais de détecteurs, nous avons limité l’analyse aux seules régions susceptibles de contenir des véhicules. De là, nous avons extrait les informations locales caractéristiques des véhicules afin d’entraîner des Séparateurs à Vaste Marge (en anglais Support Vector Machine, SVM). Cette première chaîne de traitement nous a permis d’obtenir de multiples détections par véhicule. Dans un deuxième temps, nous avons regroupé automatiquement les multiples détections à l’aide de l’algorithme Affinity Propagation(AP). Des contraintes spatiales ont été introduites afin de garantir que le regroupement se fasse dans le respect des dimensions des véhicules. Finalement, l’extraction des véhicules a été effectuée en utilisant les informations relatives à l’orientation et la forme des véhicules présentes dans l’image. Afin de pallier certaines faiblesses que présente la première chaîne de traitement, nous avons développé une seconde chaîne de traitement. Tout d’abord, nous avons procédé à la sélection de régions saillantes susceptibles de contenir les véhicules. Ensuite, nous avons sur-segmenté l’image afin d’obtenir des régions uniformes en couleur de dimensions inférieures à celles des véhicules, les superpixels. De là, nous avons extrait les informations locales et globales relatives à ces superpixels et entraîné à nouveau des SVM en mode classification. À l’issue de cette deuxième chaîne de traitement, nous avons augmenté significativement notre capacité de détection. Finalement, dans le dernier chapitre de cette thèse, nous avons proposé un nouvel algorithme destiné à sélectionner les régions saillantes de l’image. Cet algorithme est spécialement conçu pour traiter des images aériennes. De plus, il présente de nombreux avantages comparativement aux méthodes concurrentes existantes.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / L'objectif visé par cette recherche est de développer un système de reconstruction 3D à lumière blanche structurée pour des scènes dynamiques. Un état de l'art critique sur les stratégies de codage pour ce type de système est d'abord présenté. Ensuite, une nouvelle stratégie de codage permettant d'obtenir un grand nombre de correspondances précises est détaillée. Ce mémoire propose d'utiliser un encodage spatial sur une seule trame en utilisant des séquences de De Bruijn binaires. Afin de solutionner le problème de la déformation du code sur l'objet, une séquence de référence fixe est intégrée au code projeté. Cette stratégie de codage est implantée sur deux systèmes. Le premier système est un capteur comportant une seule caméra et un projecteur alors que le second est un capteur comportant deux caméras et un projecteur. La qualité et la densité des points 3D extraits avec ces deux types de capteurs sont analysées et comparées.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / L'objectif principal de ce travail est, d'une part, d'étudier l'image numérique d'un opérateur borné sur un espace de Hilbert H et, d'autre part, d'établir que, pour toute matrice carrée A et pour tout polynôme p : C C, on a ||p(A)||< 11,08 sup \p(z)\. z€W(A) On prouve aussi que cette inégalité est valide pour n'importe quel opérateur borné A sur H et n'importe quelle fonction p continue sur W(A) et holomorphe en son intérieur. Comme application, on montre que chaque opérateur borné T est semblable à un opérateur ayant une 9l4y (T)-dilatation normale.

Titre de l'écran-titre (visionné le 16 janvier 2024) / Ce mémoire mobilise l'interdisciplinarité des sciences sociales computationnelles afin d'étudier les conséquences d'une approche non probabiliste aux sondages. Spécifiquement, il a pour objectif d'illustrer ce en quoi les sondages « opt-in » sont problématiques et à quel point il est possible de les corriger. Le chapitre 1 aborde les origines du débat concernant le biais de sélection, et établit les bases théoriques et statistiques requises à sa compréhension. Le chapitre 2 est le cœur du mémoire et applique concrètement le principe d'ignorabilité à l'aide de données simulées. On y apprend qu'il n'y a pas de limites théoriques à la capacité de correction de la pondération. Le chapitre 3 mobilise des données réelles afin d'explorer les limites rencontrées en pratiques. Ce dernier développe également le prototype d'une méthode d'analyse de sensibilité des quantités descriptives afin de tester la performance de la correction. / This Master's thesis mobilizes the interdisciplinarity of computational social science to study the consequences of a non-probabilistic approach to surveys. Specifically, it illustrates why opt-in surveys are problematic and how they can be corrected. Chapter 1 addresses the origins of the debate regarding selection bias, and establishes the theoretical and statistical understanding required. Chapter 2 is the heart of the thesis and concretely applies the ignorability principle using simulated data. We learn that there are no theoretical limits to the correction capacity of weighting techniques. Chapter 3 uses real data to explore the limits encountered in practice. The latter also develops a tentative method for sensibility analysis of descriptive quantities in order to test the performance of the correction.

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.

Progressivement, les technologies numériques prennent une place plus importante dans la recherche sur les phénomènes socioculturels. Des projets d’équipement se développent dans toutes les disciplines des sciences humaines et sociales (SHS) et des mouvements prônant une révolution instrumentale se multiplient. Cette thèse en sciences de l’information et de la communication propose d’interroger l’avènement d’une recherche « numériquement équipée » en SHS à partir d’une réflexion générale sur les liens entre sciences, technique et écriture. Quels sont les enjeux épistémologiques, mais aussi politiques, sous-jacents à ces logiques d’instrumentation numérique en tant qu’elles instituent de nouvelles techniques d’écriture au cœur des pratiques de recherche ? Le mémoire présente un parcours en trois grandes parties. La première partie inscrit la recherche dans une pensée des rapports fondamentaux entre instruments techniques et connaissance scientifique. Il s’agit également de reconnaître les spécificités d’une approche « communicationnelle » de l’instrumentation scientifique, et en particulier de l’instrumentation numérique. La deuxième partie propose une exploration critique des discours d’escorte qui accompagnent ces transformations en s’appuyant sur les projets émanant de deux courants majeurs du domaine de la recherche numériquement équipée en SHS : les « humanités numériques » et les « méthodes numériques ». Quelles sont les promesses portées par ces mouvements ? Quels imaginaires, quelles représentations de la science et du numérique ces projets de « renouvellement » de la recherche par le numérique abritent-ils, mais aussi à quels « obstacles » se heurtent-ils ? À partir de la théorie des médias informatisés et de l’écriture numérique, et sur la base d’une démarche d’analyse techno-sémiotique, la troisième partie interroge les formes et les pouvoirs de la médiation instrumentale numérique. Sur un plan morphologique et praxéologique, en quoi consiste la conception et la mise en œuvre de tels instruments ? Sur un plan plus politique, quels sont les effets « normatifs » de ces dispositifs instrumentaux sur l’épistémologie des disciplines qui s’en saisissent ? / Gradually, digital technologies are becoming more important in research on sociocultural phenomena. Equipment projects are developing in all the social sciences and the humanities (SSH) and movements advocating an instrumental revolution are multiplying. This thesis proposes to question the advent of a digitally equipped research in the SSH on the basis of a general reflection on the links between science, technology and writing. What are the epistemological and political issues that underlie these digital instrumentation logics as they institute new writing techniques at the heart of research practices? The thesis is composed of three main parts. The first part questions the fundamental relationships between technical instruments and scientific knowledge. It is also about estimating the specificities of a communication approach to scientific instrumentation. The second part proposes a critical exploration of the discourses that accompany these transformations by focusing on projects from two major currents in the field of digitally equipped research in the SSH: the "digital humanities" and the "digital methods". What promises, what "imaginaires", what representations of science do these research practices renewal projects by digital technology contain? But also what "epistemological obstacles" do they encounter? Based on a theory of digital writing, and on a techno-semiotic analysis approach, the thir part questions the forms and powers of the digital instrumentation. On a morphological level, what do the design and implementation of such instruments consist of? On a political level, what are the normative effects of these "dispositifs" on the epistemology of the disciplines that seize them?

Dans des systèmes numériques essentiellement latents, compenser la latence n’est pastrivial, en particulier lorsque les graphes de routage du signal sont complexes commec’est souvent le cas dans une station audionumérique (DAW).Tandis que le problème général est de nature mathématique, des complicationsapparaissent dans la conception de systèmes audio en temps réel à cause des contraintesdu matériel, de l’architecture du système, ou de l’ingénierie.Pour construire un système fournissant une compensation de latence sur l’intégralitédu graphe avec possibilité de connecter n’importe quelle source à n’importe quelledestination, uniquement décrire les mécanismes est insuffisant. Le système completdoit être conçu d’un bloc à l’aide de prototypes pour prendre en compte les limitationsdu monde réel.Cette recherche a été menée en utilisant Ardour, une station audionumériquelibrement disponible sous licence libre GPL. Cette thèse est autant un rapport deconception qu’une documentation de recherche.Une analyse complète des éléments de base et de leurs interactions est présentée.La plupart ont été implémentés au delà de la démonstration de faisabilité, dans lebut de combler l’écart entre les systèmes professionnels de production audio et ladocumentation librement accessible pour la recherche et le développement.Même si elle s’attache ostensiblement à Ardour, cette thèse décrit les conceptgénériques des station audio tels que les Ports, les pistes (Tracks), les bus (Busses)et les processeurs de traitement numériques du signal (Processors) ainsi que lesinteractions opérationnelles entre eux.Les concepts de base communs à toutes les entrées/sorties numériques sont expliquésainsi que les sources de latence. Les graphes de traitement et de latence sont illustréspour présenter une vue d’ensemble.Les problèmes généraux rencontrés lors de l’alignement temporel, tant local que / In inherently latent digital systems it is not trivial to compensate for latency, particularlyin situations of complex signal routing graphs as is the case in a Digital AudioWorkstation.While the general problem is of mathematical nature, design complexities arisein real-time audio systems due to constraints by hardware, system-architecture andengineering.To construct a system providing for full-graph latency compensation with anywhereto-anywhere routing capabilities, it is insufficient to merely describe mechanisms.The complete system has to be designed as one and prototyped to take real-worldlimitations into account.This research was carried out using Ardour, a digital audio workstation, whichis freely available under the GPL free-software licence. This thesis is as much adesign-report as it is research documentation.A complete breakdown of building-blocks and interaction is presented, most of whichhas also been implemented beyond a proof-of-concept with the goal to bridge the gapbetween professional audio production systems and freely accessible documentationfor research and development.While ostensibly focusing on Ardour, this thesis describes generic concepts of AudioWorkstations like Ports, Tracks, Busses, and DSP Processors, as well as operationalinteraction between them.Basic concepts common to all digital I/O processes an,d sources of latency areexplained, and process- and latency graphs are illustrated to provide a completepicture. General issues related to time-alignment, both local, and global, as wellas more DAW specific cases like parameter-automation and parallel-execution arediscussed. Algorithms are modelled with pseudocode where appropriate and applicationprogramming interfaces are presented as examples to concepts throughout the text.

Depuis ces trente dernières années, les systèmes d'observation de la Terre et les modèles numériques se sont perfectionnés et complexifiés pour nous fournir toujours plus de données, réelles et numériques. Ces données, de nature très diverse, forment maintenant un ensemble conséquent d'informations précises mais hétérogènes sur les structures et la dynamique des fluides géophysiques. Dans les années 1980, des méthodes d'optimisation, capables de combiner les informations entre elles, ont permis d'estimer les paramètres des modèles numériques et d'obtenir une meilleure prévision des courants marins et atmosphériques. Ces méthodes puissantes, appelées assimilation variationnelle de données, peinent à tirer profit de la toujours plus grande complexité des informations de par le manque de puissance de calcul disponible. L'approche, que nous développons, s'intéresse à l'utilisation des méthodes multigrilles, jusque là réservées à la résolution de systèmes d'équations différentielles, pour résoudre l'assimilation haute résolution de données. Les méthodes multigrilles sont des méthodes de résolution itératives, améliorées par des corrections calculées sur des grilles de plus basses résolutions. Nous commençons par étudier dans le cas d'un modèle linéaire la robustesse de l'approche multigrille et en particulier l'effet de la correction par grille grossière. Nous dérivons ensuite les algorithmes multigrilles dans le cadre non linéaire. Les deux types d'algorithmes étudiés reposent d'une part sur la méthode de Gauss Newton multigrille et d'autre part sur une méthode sans linéarisation globale : le Full Approximation Scheme (FAS). Ceux-ci sont appliqués au problème de l'assimilation variationnelle de données dans le cadre d'une équation de Burgers 1D puis d'un modèle Shallow-water 2D. Leur comportement est analysé et comparé aux méthodes plus traditionnelles de type incrémentale ou multi-incrémentale.

Les globes virtuels Web peuvent faciliter la communication entre les urbanistes et les citoyens. Des études récentes ont montré que les représentations 3D plutôt que 2D peuvent être plus efficaces dans la communication de l'information. Cependant, une telle visualisation présente plusieurs défis, y compris le niveau de détail et de réalisme. La compréhension par les citoyens de l'impact de leurs choix lors d’une consultation pourrait être améliorée en exploitant des simulations spatiotemporelles. Pourtant, la 4D (3D + temps) a rarement été intégrée aux plateformes de participation citoyenne. Ainsi, l'objectif principal de cette recherche était de développer une plateforme de cartographie Web combinant des visualisations multidimensionnelles (2D, 3D, 4D) de manière intuitive, afin que les citoyens puissent mieux évaluer et comprendre les enjeux de la consultation. Pour atteindre cet objectif, des lignes directrices de représentation adaptées à la consultation citoyenne ainsi que des simulations spatiotemporelles ont été conçues. Ces concepts ont ensuite été intégrés au sein d’une plateforme de cartographie Web 4D mettant en vedette le globe virtuel Cesium. Des tests utilisateurs ont été réalisés avec 21 participants expérimentés qui ont utilisé un questionnaire intégré à la plateforme pour valider les concepts. Le questionnaire contenait 5 scénarios réalistes simulés de participation citoyenne, dans lesquels les participants ont évalué l'intuitivité des représentations choisies ainsi que les concepts liés à cette recherche. Les résultats ont montré que les informations spatiales partagées au sein des consultations citoyennes peuvent être intuitivement représentées par une combinaison de dimensions 2D, 3D et 4D. De plus, cette combinaison permet également de mieux comprendre les impacts liés aux choix effectués lors de la consultation. La plateforme proposée dans ce projet est un premier pas vers un outil plus complet dédié à la participation citoyenne. Les futurs travaux viseront à utiliser la plateforme dans un contexte réel de consultation citoyenne. / Web virtual globes can facilitate communication between urban planners and citizens. Recent studies have shown that 3D rather than 2D representations can be more effective in communicating information. However, such visualization presents several challenges, including the level of detail, realism and abstraction. Citizens' understanding of the impact of the choices they make during urban planning consultations could be improved by exploiting spatiotemporal simulations. Yet, 4D (3D + time) has rarely been integrated to citizen participation platforms. Therefore, the main objective of this research was to develop a web mapping platform combining multidimensional visualizations (2D, 3D, 4D) in an efficient and intuitive way, so that citizens can better assess and understand the issues of the consultation at stake. To achieve this objective, representation guidelines adapted to citizen consultation as well as spatiotemporal simulations were designed. These concepts were then integrated into a 4D web mapping platform featuring the virtual globe Cesium. User testing was done with 21 experienced participants who used a questionnaire integrated into the platform to validate the concepts. The questionnaire contained 5 simulated realistic case scenarios of citizen participation, in which the participants assessed the intuitiveness of the chosen representations as well as the concepts related to this research. Results showed that spatial information shared within citizen consultations can be intuitively represented through a combination of 2D, 3D and 4D dimensions. Moreover, this combination also offers a better understanding of the impacts related to choices made during the consultation. We consider that the platform proposed in this project is a first step toward a more complete tool dedicated to citizen participation. Future works will aim to use the platform in a real context of citizen consultation.