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Raketmatte is an App designed to enhance children’s numerical magnitude. This study describes the agile process behind the scene from the making of the App. The focus of the app is the transition from a logarithmic to a linear view on the mental number line. Theoretically the app is based on the integrated theory of numerical development, and the app aims to train the users mental number line. The study also describes how elements from gamification has been incoroprated in the final product.

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.

Aujourd’hui, la communauté scientifique dispose de jeux de données gravimétriques avec une précision et une résolution spatiale sans précédent qui améliorent nos connaissances du champ gravitationnel terrestre à différentes échelles et longueurs d’ondes, obtenues de mesures du sol à des satellites. Parallèlement à la gravimétrie, l’avancement des observations par satellite fournit à la communauté des modèles d’élévation numérique plus détaillés pour refléter la géométrie de la structure terrestre. Ensemble, ces nouveaux jeux de données offrent une excellente occasion de mieux comprendre les structures et la dynamique de la Terre à l’échelle locale, régionale et mondiale. L'utilisation et l'interprétation de ces données de haute qualité exigent le raffinement des approches standards dans le traitement et l'analyse des données liées à la gravité. Cette thèse consiste en une série d’études visant à améliorer la précision du traitement des données de gravité et gravité de gravité gradients pour les études géodynamiques. Pour ce faire, nous développons un outil, appelé GEEC (Gal Eötvös Earth Calculator), pour calculer précisément les effets gravimétriques dues à tout corps de masse, indépendamment de sa géométrie et de sa distance par rapport aux mesures. Les effets de gravité et des gravité gradients sont calculés analytiquement en utilisant la solution intégrale linéaire d'un polyèdre irrégulier. Les validations aux échelles locale, régionale et mondiale confirment la robustesse des performances du GEEC, où la résolution du modèle, qui dépend à la fois de la taille de la masse corporelle et de sa distance par rapport au point de mesure, contrôle fortement la précision des résultats. Nous présentons une application pour évaluer les paramètres optimaux dans le calcul des gradients de gravité et de gravité dus aux variations de topographie. La topographie joue un rôle majeur dans l'attraction gravitationnelle de la Terre; par conséquent, l'estimation des effets topographiques doit être soigneusement prise en compte dans le traitement des données gravimétriques, en particulier dans les zones de topographie accidentée ou à grande échelle. Pour les études de gravité de haute précision à l'échelle mondiale, le processus de correction de la topographie doit prendre en compte l'effet topographique de la Terre entière. Mais pour les applications locales à régionales basées sur des variations relatives à l'intérieur de la zone, nous montrons que la topographie tronquée à une distance spécifique peut être adéquate, même si ignorer la topographie de cette distance peut générer des erreurs. Pour soutenir ces arguments, nous montrons les relations entre les erreurs relatives à la gravité, la distance de troncature de la topographie et l'étendue de la zone d'étude. Enfin, nous abordons le problème: les mesures GOCE sont-elles pertinentes pour obtenir une image détaillée de la structure d'une plaque de subduction, y compris sa géométrie et ses variations latérales? Les résultats du calcul des avec des modèles de subduction synthétiques calculés à l’altitude moyenne du GOCE (255 km) démontrent que les bords de subduction et les variations latérales du pendage produisent des variations des gradients détectables avec le jeu de données GOCE. Dans l'application à la zone de subduction Izu-Bonin-Mariana (IBM), la topographie et les effets bathymétriques ont été supprimés avec succès. Cependant, dans l'application au cas réel de la zone de subduction Izu-Bonin-Mariana, les caractéristiques géométriques du second ordre du slab sont difficiles à détecter en raison de la présence des effets crustaux restants. Ceci est dû à l'imprécision du modèle crustal global existant qui est utilisée, qui conduit à une élimination impropre de l'effet crustal. / Nowadays, the scientific community has at its disposal gravity and gravity gradient datasets with unprecedented accuracy and spatial resolution that enhances our knowledge of Earth gravitational field at various scales and wavelengths, obtained from ground to satellite measurements. In parallel with gravimetry, the advancement of satellite observations provides the community with more detailed digital elevation models to reflect the Earth’s structure geometry. Together, these novel datasets provide a great opportunity to better understand the Earth’s structures and dynamics at local, regional, and global scales. The use and interpretation of these high-quality data require refinement of standard approaches in gravity-related data processing and analysis. This thesis consists of a series of studies aiming to improve the precision in the chain of gravity and gravity gradient data processing for geodynamic studies. To that aim, we develop a tool, named GEEC (Gal Eötvös Earth Calculator) to compute precisely the gravity and gravity gradients effects of due to any mass body regardless of its geometry and its distance from measurements. The gravity and gravity gradients effects are computed analytically using the line integral solution of an irregular polyhedron. The validations at local, regional, and global scales confirm the robustness of GEEC’s performance, where the resolution of the model, that depends on both size of the body mass and its distance from the measurement point, control strongly the accuracy of the results. We present an application for assessing the optimum parameters in computing gravity and gravity gradients due to topography variations. Topography has a major contribution in Earth gravitational attraction, therefore the estimation of topography effects must be carefully considered in the processing of gravity data, especially in areas of rugged topography or in large-scale studies. For high-accuracy gravity studies at a global scale, the topography correction process must consider the topography effect of the entire Earth. But for local to regional applications based on relative variations within the zone, we show that truncated topography at a specific distance can be adequate, although, ignoring the topography pas this distance could produce errors. To support these arguments, we show the relationships between gravity relative errors, topography truncation distance, and the extent of study zone. Lastly, we approach the issue: Are GOCE measurements relevant to obtain a detailed image of the structure of a subducting plate, including its geometry and lateral variation? The results of gravity gradient forward modelling using synthetic subduction models computed at GOCE’s mean altitude (255 km) demonstrate that both subduction edges and lateral variations of subduction angle produce gravity gradient variations that are detectable with GOCE dataset (∼100 km wavelength and 10 mE amplitude). However, in the application to the real case of Izu-Bonin-Mariana subduction zone, the second-order geometric features of the subducting plate are difficult to be detected due to the presence of the remaining crustal effects. This is caused by the inaccuracy of the existing global crustal model, that leads to inaccurate crustal effect removal.