Les travaux de cette thèse portent sur l'identification des systèmes dynamiques hybrides. Nous nous intéressons plus précisément à l'identification d'une classe particulière des systèmes hybrides qui est la classe des modèles dynamiques affines par morceaux (PWA). Nous faisons tout d'abord un état de l'art sur d'identification des modèles PWA. Nous proposons ensuite de nouvelles méthodes d'identification des modèles PWA basées sur des techniques innovantes de classification non supervisée combinées avec des techniques de régression pour grouper les données selon leurs sous-modèles respectifs. Puis nous procédons à l'estimation des régions de validité des sous-modèles. Nous proposons ensuite un algorithme récursif d'identification de modèles dynamiques affines par morceaux (PWA) et de modèles dynamiques non linéaires par morceaux dont les paramètres des sous-modèles et des régions peuvent varier dans le temps. Une technique de régression par des LS-SVM récursifs permettant l'adaptation des fonctions de régression est ainsi proposée. L'adaptation des paramètres des régions de validité est assurée par un nouvel algorithme de classification incrémentale et décrémentale multi-classe à vecteurs de support. La dernière partie de ce travail est consacrée à la validation de nos méthodes sur des exemples réels. Nous appliquons nos méthodes à l'identification d'un système hydraulique à surface libre puis à la modélisation d'une machine de montage de composants électroniques sur circuit imprimé. Nous montrons aussi comment la segmentation temporelle de vidéos en différentes scènes peut être effectuée en se basant sur une estimation de sous-modèles linéaires locaux. / In this thesis, we consider the identification of a special class of hybrid systems which is the class of PieceWise Affine (PWA) systems from input-output data. The identification of PWA models is a challenging problem. It involves the estimation of both the parameters of the affine sub-models, and the coefficients of the hyperplanes defining the partition of the state + input set. First, we give an overview of the different approaches available in the literature for the identification of PWA systems. Then, we propose new methods for identifying PWA models from data. The solution includes the estimation of the number of sub-models, the identification of the parameter vectors that describe the different sub-models and the determination of the bounding hyperplanes of the polyhedral regions associated with the sub-models. After this, we propose a recursive algorithm for identifying PieceWise Affine systems (PWA) and PieceWise nonlinear systems where the parameters of the sub-models and the regions can vary over time. A recursive LS-SVM technique is proposed for recursive updating of the parameters of each sub-model. The adaptation of the parameters of the regions is ensured by an online multi-category support vector classifier. The last part of this work is devoted to the validation of our methods on real examples. We apply our methods to the identification of a hydraulic system and a pick-and-place machine. We also show how the temporal segmentation of video into different shots can be performed, based on the estimation of local linear sub-models.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Seminario para optar al grado de Ingeniero Comercial, Mención Economía / El principal objetivo de esta investigación es analizar la heterogeneidad del efecto par en Chile a través de la interacción entre este efecto y el rendimiento de los alumnos por tipo de establecimiento al cuál pertenece. Haciendo uso del SIMCE 2010 de los 4tos básicos y utilizando un modelo MCO con corrección del sesgo de selección, mostramos que el efecto par de la composición socioeconómica y cultural de las familias no es líneal, sino convexa para los estudiantes que asisten a colegios municipales y particulares subvencionados, siendo mayor en el caso de los estudiantes que asisten a colegios municipales, mientras que para los que asisten a colegios particulares pagados este efecto es lineal. También se observa que aunque mucho más homogénea la composición social de los estudiantes al interior de los colegios particulares subvencionados, existe un efecto par cuando la composición social en este tipo de colegios es más diversa. Una vez que el análisis se lleva a cabo a nivel colegio, los resultados permanecen consistentes pero esta vez encontrando que el efecto par es heterogéneo al interior de las clases de los colegios municipales y particulares subvencionados, lo cual implica que este efecto es mayor cuando los estudiantes que componen el colegio presentan mayor diversidad socioeconómica, al contrario de lo que sucede en los colegios particulares pagados, donde los colegios más heterogéneos en su composición tienen un efecto menor que los homogéneos

Depuis les travaux de chimie théorique de Moskaleva et Lin (2000), il est connu que le radical NCN est le produit de la réaction d’initiation CH + N2 du NO précoce dans les flammes. Dans le cadre de l’ANR NO-mecha, cette thèse avait pour but d’étendre la base de données expérimentales initiale (comprenant les profils de CH et NCN) dans différentes flammes stabilisées à basse pression (5.3 kPa), aux espèces NO, HCN et CN impliquées dans le processus de formation du NO-précoce afin de valider à terme un sous mécanisme cinétique. Lors de ce travail, les mesures de fractions molaires ont été mesurées in situ (pour les espèces labiles) et ex situ (HCN) en combinant deux méthodes de spectroscopie laser. La fluorescence induite par laser (LIF) permet de mesurer les profils relatifs d’espèce directement dans la flamme. Cette technique permet de mesurer la température à partir de la distribution de population rotationnelle de NO. Les mesures par LIF sont calibrées par une méthode des ajouts dosés (NO) ou par une méthode d’absorption (CN). La technique d’absorption retenue est le Cavity Ringdown Spectroscopy (CRDS) qui repose sur la mesure du temps de vie d’une impulsion laser au sein d’une cavité optique. La mesure du profil de HCN a été réalisée de façon tout à fait originale après extraction des gaz vers une cellule CRDS externe à 1036 nm. Les études portent sur cinq flammes (de richesse comprise entre 0.8 et 1.25) de prémélange CH4/O2/N2 dont une dopée par N2O. Les résultats expérimentaux sont comparés à la simulation cinétique réalisée avec le code Chemkin/Premix et le mécanisme GDFkin®3.0_NCN, montrant dans l’ensemble un accord satisfaisant. / Since the work of theoretical chemistry by Moskaleva and Lin (2000), it is known that the NCN radical is the product of the initiation reaction CH + N2 of prompt NO in flames. Under the ANR NO-mecha program, the objective of this thesis was to extend in different flames stabilized at low pressure (5.3 kPa), the initial experimental database (including CH and NCN profiles) to the species NO, HCN and CN involved in the prompt NO formation in order to validate a kinetic mechanism. In this work, measurements of mole fractions were measured in situ (for labile species) and ex situ (HCN) by combining two methods of laser spectroscopy. The laser induced fluorescence (LIF) is used to measure profiles of species directly in the flame. This technique is used to measure the temperature from the rotational population distribution of NO. The LIF measurements are calibrated by a method of standard additions (NO) or by absorption (CN). The adopted absorption technique is the Cavity Ringdown Spectroscopy (CRDS) based on the measurement of the lifetime of a laser pulse in an optical cavity. Measurement of HCN profile was carried out using an original method after gas extraction to an external CRDS cell at 1036 nm. The studies focused on five premixed flames of CH4/O2/N2 (richness comprised between 0.8 and 1.25) with a doped flame by N2O. The experimental results are compared with the kinetic simulation using the Chemkin/Premix code and the GDFkin®3.0_NCN mechanism, showing an overall satisfactory agreement.

Les bactéries du genre xanthomonas sont responsables de nombreuses maladies des plantes, telles que la nervation noire des brassicacées causée par x. campestris pv. campestris (xcc). Lors des phases précoces du processus infectieux, ces bactéries doivent identifier des sites favorables à leur pénétration dans les tissus et les atteindre afin de s'internaliser dans les tissus végétaux et s’y multiplier. Le chimiotactisme est le mécanisme par lequel les bactéries détectent des signaux et se dirigent vers des attractants ou s’éloignent de signaux répulsifs. L’objectif de ce travail est de comprendre les rôles du chimiotactisme et de la mobilité flagellaire dans la fitness des xanthomonas. Nous avons montré que la mobilité flagellaire n’est pas une caractéristique partagée par tous les xanthomonas mais qu’environ 5% des souches perdent cette capacité sans altération majeure de leur fitness in planta. Un senseur du chimiotactisme, dénommé hsb1, probablement acquis par transfert horizontal, présente un groupe d’allèles spécifique à x. campestris. Une mutation de hsb1 dans la souche xcc atcc 33913 entraine une diminution de l’internalisation de cette souche dans les tissus de plantes hôtes combinée à une augmentation de l’internalisation dans les tissus des plantes non-hôtes. Hsb1 perçoit un signal émis par les blessures des feuilles de chou. Un glucosinolate, la sinigrine, et un acide aminé, la l-phénylalanine, sont détectés in vitro par ce senseur, mais ne sont pas métabolisés. Des travaux complémentaires seront nécessaires pour identifier le signal détecté par ce senseur et envisager la conception de méthodes de lutte basées sur la confusion d’informations. / Xanthomonads are responsible for plant diseases such as black rot of Brassicaceae caused by X. campestris pv. campestris (Xcc). During the early stages of the infection, pathogenic bacteria such as Xcc must detect favorable sites and ingress into host plant tissues to colonize and multiply in the apoplast or the xylem vessels. Chemotaxis is the mechanism used by bacteria to detect attractants and repellents and adapt in consequence its direction. The aim of this work is to understand the roles of chemotaxis and flagellar motility in the fitness of xanthomonads. We showed that flagellar motility is not a general feature of xanthomonads. About 5 % of tested strains lost this ability without major impact on their fitness in planta. A chemotaxis sensor, named Hsb1, probably acquired by horizontal transfer shows a group of alleles that are specific of X. campestris. In Xcc ATCC 33913, a mutation in hsb1 resulted in a decreased penetration of this strain in the host plant tissues combined with an increase penetration in the non-host plant tissues. Hsb1 sense a signal from wounds of cabbage leaves. In vitro, a glucosinolate, the sinigrin, and an amino acid, the L-phenylalanine are detected by Hsb1 but are not metabolized. Further work is needed to identify the signal detected by the sensor and to design control methods based on confusion.

Notre étude traite de l’enseignement de la statistique auprès des élèves du cycle III de l’école primaire, en France et plus précisément, porte sur la question de l’éducation statistique et de la formation de l’esprit statistique. Après avoir précisé les notions de fait statistique, pensée statistique et esprit statistique, nous avons analysé dans une deuxième partie, les difficultés rencontrées actuellement par cet enseignement, au travers de l’évolution des programmes scolaires de l’école primaire, des représentations des étudiants en Sciences de l’éducation, des professeurs des écoles, des élèves, ainsi que dans une perspective de continuité des contenus scolaires au fil des cycles de l’école primaire et du collège. Dans une troisième partie, nous avons observé les manuels scolaires de mathématiques des élèves du cycle III. L’ensemble fait ressortir des invariants : tendance à convertir en opérations arithmétiques des situations implicitement statistiques, pauvreté d’emploi des registres sémiotiques et des parcours sémiotiques, standardisation des formes de représentation et des tâches réclamées aux élèves, etc., mais surtout, nous avons pu établir un parallèle avec une dernière recherche portant sur les manuels de préparation au Concours de Recrutement des Professeurs des Écoles. Nous en avons conclu que c’était la perception commune, y compris celle de l’Institution scolaire, à propos de l’enseignement / apprentissage de la statistique qu’il fallait faire évoluer.Notre travail prend appui sur la théorie des situations didactiques de Guy Brousseau, sur celle des champs conceptuels et des travaux de Gérard Vergnaud traitant de la conceptualisation, sur la transposition didactique et sur l’institutionnalisation des savoirs par Yves Chevallard, sur les recherches de Jean-Claude Régnier concernant la didactique de la statistique, ainsi que sur celles de Raymond Duval portant sur le rôle des registres sémiotiques dans l’apprentissage de l’élève. / Our study is about the teaching of statistics to third cycle pupils in French primary schools, and more precisely, about the issue of statistical education and training of the statistical mind. In part I, we clarify the notions of statistical fact, statistical thinking and the statistical mind. We then analyze in part II the difficulties this teaching is currently faced with, due to the constant change of syllabus in primary schools, scrutinizing how future teachers, primary school teachers and pupils conceive statistics, aiming to reach continuity in the curricula from primary school all the way through to the end of secondary school. In part III, we dissect mathematics textbooks pupils use in the third cycle. This minute analysis highlights permanent features: tendency to convert implicitly statistical situations into arithmetical calculations; poor use of semiotic registers and semiotic learning paths; standardization of how statistics are represented and of the tasks required from the pupils and so on. Above all, we were able to draw a parallel with another of our researches exploring the textbooks that prepare school teachers for the competitive entry examination. Our conclusion is that the way the teaching and learning of statistics is generally perceived – also by the state education system - needs to be thoroughly reconsidered.Our work is supported by Guy Brousseau’s theory of didactical situations, by Gérard Vergnaud’s studies about conceptual fields and conceptualization, by Yves Chevallard’s theory of didactical transposition and institutionalization of knowledge, by Jean-Claude Régnier’s research on didactics of statistics and by Raymond Duval’s work on semiotic registers in a child’s learning.

Thesis advisor: David R. Burgess / Polarity established by the first cleavages in sea urchin embryos was investigated in this thesis revealing precocious embryonic polarity. Studies of embryonic polarity have focused on protostomes such as <italics>C. elegans</italics>, and those on deuterostomes have focused on later developmental stages. I find asymmetries in the sea urchin membrane cell cortex as early as the first division after fertilization as a result of new membrane addition in the cleavage furrow. Membrane domains and the polarity determinants Par6, aPKC, and Cdc42 are polarized to the apical, or free, cell surface, while the cell-cell contact site remains distinct. Using immunofluorescence, fluorescence recovery after photobleaching (FRAP), and specific inhibitor treatments, myosin filaments were identified as the major regulator of membrane cortex polarity. However, membrane domains and cortical polarity determinants are differentially regulated with respect to blastomere dissociation. These asymmetries are required for proper spindle alignment and cleavage plane determination and are responsible for polarized fluid phase endocytosis. The work in this thesis and future studies addressing the connection between the membrane cortex and myosin filaments has and will lead to a greater understanding of the maintenance of embryonic polarity in cleavage stage sea urchin embryos. / Thesis (PhD) — Boston College, 2009. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Biology.

L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) nécessite des outils pour gérer le mouvement physiologique et autre du sujet. La création des images par l'IRM comporte trois étapes: l'acquisition de données avec une séquence d'impulsions, la reconstruction d'images, et le post-traitement. Les techniques adaptatives de reconstruction d'images visent à intégrer des informations liées au mouvement dans le processus de génération d'images à partir de données acquises, ceci dans le but de compenser les artéfacts et problèmes provoqués par le mouvement. L'IRM dynamique avec rehaussement de contraste est une technique destinée à l'estimation de la fonction des organes, en suivant le passage d'un produit de contraste dans le corps. Les problèmes dus au mouvement, surtout dans l'application thoraco-abdominale de cette technique, se présentent sous forme d'artéfacts de mouvement et de décalages. Une nouvelle méthode de reconstruction d'images, DCE-GRICS (Reconstruction généralisée dynamique avec rehaussement de contraste par inversion d'un système couplé), a été développée pour résoudre ces problèmes. Le mouvement est estimé avec un modèle linéaire non rigide basé sur les signaux physiologiques issus de capteurs externes. Les changements d'intensité causés par le passage de l'agent de contraste sont rendus avec un modèle linéaire de changement de contraste basé sur le fonctions B-spline. Cette méthode a été appliquée et validée sur l'imagerie de la perfusion myocardique. Les inexactitudes causées par le mouvement dans les courbes intensité-temps sont compensées, afin de rendre plus fiable le post-tratement des courbes pour l'estimation de la perfusion myocardique. / Magnetic Resonance Imaging (MRI) requires tools for managing physiological and other motion of the patient. The generation of MR images consists of three steps: data acquisition with a pulse sequence, image reconstruction and image post-processing. Adaptive image reconstruction techniques aim at integrating motion information into the process of image generation from the acquired data, in order to compensate for motion-induced artefacts and problems. Dynamic contrast-enhanced (DCE) MRI is a technique designed for assessing the function of organs, by following dynamically the passage of a contrast agent in the body after a bolus injection. Motion-induced problems, especially in abdominal and thoracic DCE-MRI, consist of motion artefacts and misregistration. A new image reconstruction method, DCE-GRICS (Dynamic Contrast-Enhanced Generalized Reconstruction by Inversion of Coupled Systems), has been developed for solving these issues. Motion is estimated with a non rigid linear model based on physiological signals obtained from external sensors. Dynamic intensity changes caused by the passage of the contrast agent are described using a linear contrast change model based on B-splines. The method is applied and validated on myocardial perfusion imaging. Motion-induced inaccuracies in intensity-time curves are compensated, in order to allow for more reliable myocardial perfusion quantification by curve post-processing.

L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet en un seul examen une analyse morphologique et fonctionnelle non invasive. Cependant, les mouvements physiologiques (cardiaques et respiratoires) ou involontaires du patient provoquent des artéfacts qui dégradent la qualité des images et réduisent la précision du diagnostic. Pour s'affranchir de ses mouvements, des méthodes telles que l'apnée ou la synchronisation sont habituellement utilisées en routines cliniques. Elles présentent des limites et restent contraignantes. Les techniques adaptatives intègrent les informations liées aux mouvements dans les processus d'acquisition et/ou de reconstruction des images afin de les compenser ou de les corriger. Elles nécessitent la connaissance de ces mouvements qui peuvent être estimés à l'aide de capteurs internes ou externes. Nous avons développé des capteurs à base d'accéléromètres, souvent utilisés pour estimer les mouvements, en respectant les contraintes imposées par l'environnement hostile de l'IRM et par l'utilisation en conditions cliniques. La compatibilité IRM ainsi que le fonctionnement en IRM, sur fantômes et volontaires sains, ont été évalués à l'aide de méthodes spécifiques mises en place. Deux autres capteurs basés sur des principes optiques ont également été testés, l'un sur fantômes uniquement et l'autre sur fantômes ainsi que sur volontaires sains. Enfin, les signaux obtenus par les différents capteurs ont été intégrés dans une méthode de correction rétrospective de mouvements développée au sein du laboratoire. L'objectif est de réduire les artéfacts de mouvements en intégrant les informations, issues des capteurs, lors de la reconstruction des images / Magnetic Resonance Imaging (MRI) is an emerging non-invasive imaging modality, which highlights both morphological and functional aspects. However, physiological motion (mainly cardiac and respiratory) and patient motion lead to artifacts which can degrade image quality and impair subsequent diagnosis. To avoid motion induced issues, breath-holding and synchronization are often used in clinical practice. They suffer from imperfections and they are not suitable for some patients. An alternative to these methods are adaptive imaging techniques. These techniques integrate information related to motion into the process of acquisition and/or image reconstruction in order to perform motion compensation. Motion can be detected and estimated using internal (associated with the image acquisition process) or external sensors. Accelerometer-based sensors have been developed taking into account the constraints imposed by the MR environment and the needs for their use clinical conditions. Their MR compatibility has been evaluated in MRI, on phantoms and on healthy volunteers, with specific evaluation methods implemented. Two other sensors based on optical principles have also been tested: the first one only on phantoms, whereas the second one has been tested on phantoms and volunteers. Finally, the obtained motion signals from all developed and tested sensors were integrated in a retrospective motion correction method developed by our team. The main objective is not only to reduce motion artifacts and improve the quality of acquired MR images but also to prove the feasibility and effectiveness of using the accelerometer-based sensors for respiratory motion estimation

L'apprentissage par renforcement est la réponse du domaine de l'apprentissage numérique au problème du contrôle optimal. Dans ce paradigme, un agent informatique apprend à contrôler un environnement en interagissant avec ce dernier. Il reçoit régulièrement une information locale de la qualité du contrôle effectué sous la forme d'une récompense numérique (ou signal de renforcement), et son objectif est de maximiser une fonction cumulante de ces récompenses sur le long terme, généralement modélisée par une fonction dite de valeur. Le choix des actions appliquées à l'environnement en fonction de sa configuration est appelé une politique, et la fonction de valeur quantifie donc la qualité de cette politique donc la qualité de cette politique. Ce parangon est très général, et permet de s'intéresser à un grand nombre d'applications, comme la gestion des flux de gaz dans un complexe sidérurgique, que nous abordons dans ce manuscrit. Cependant, sa mise en application pratique peut être difficile. Notamment, lorsque la description de l'environnement à contrôler est trop grande, une représentation exacte de la fonction de la valeur (ou de la politique) n'est pas possible. Dans ce cas se pose le problème de la généralisation (ou de l'approximation de fonction de valeur) : il faut d'une part concevoir des algorithmes dont la complexité algorithmique ne soit pas trop grande, et d'autre part être capable d'interférer le comportement à suivre pour une configuration de l'environnement inconnue lorsque des situations proches ont déjà été expérimentées. C'est le problème principal que nous traitons dans ce manuscrit, en proposant une approche inspirée du filtrage de Kalman / Reinforcement learning is the response of machine learning to the problem of optimal control. In this paradigm, an agent learns do control an environment by interacting with it. It receives evenly a numeric reward (or reinforcement signal), which is a local information about the quality of the control. The agent objective is to maximize a cumulative function of these rewards, generally modelled as a so-called value function. A policy specifies the action to be chosen in a particular configuration of the environment to be controlled, and thus the value function quantifies the quality of yhis policy. This paragon is very general, and it allows taking into account many applications. In this manuscript, we apply it to a gas flow management problem in the iron and steel industry. However, its application can be quite difficult. Notably, if the environment description is too large, an exact representation of the value function (or of the policy) is not possible. This problem is known as generalization (or value function approximation) : on the one hand, one has to design algorithms with low computational complexity, and on the other hand, one has to infer the behaviour the agent should have in an unknown configuration of the environment when close configurations have been experimented. This is the main problem we address in this manuscript, by introducing a family of algorithms inspired from Kalman filtering