On s'intéresse à la localisation des sources normales et pathologiques de l'activité cérébrale électrique chez le nouveau-né et l'enfant prématuré à partir de mesures en Electro-Encéphalo-Graphie (EEG). La spécificité chez le nouveau-né est la présence, dans la couche du crâne, des fontanelles qui ont des propriétés électriques différentes de celles de l'os. Du point de vue mathématique, le problème direct en EEG consiste à calculer le potentiel électrique sur le scalp connaissant la géométrie de la tête, les conductivités de différents tissus de la tête et les caractéristiques des sources de courant localisées à l'intérieur du cerveau. Le problème inverse de sources en EEG vise à identifier les caractéristiques des sources de courant à partir de mesures du potentiel électrique enregistrées sur le scalp. Nous proposons dans cette thèse un modèle mathématique du problème direct chez le nouveau-né capable de prendre en compte la présence et l'ossification des fontanelles. L'analyse théorique et numérique des problèmes direct et inverse sont traitées et une discussion sur l'impact des fontanelles est effectuée. En outre, une étude de la sensibilité des mesures du potentiel par rapport à la variation de la conductivité est réalisée / We investigate the localization of the normal and pathological sources of electric cerebral activity in neonates from measures in Electro-Encephalo-Graphy (EEG). The specificity for neonates is the presence of fontanels in the skull. Mathematically, the forward EEG problem consists in computing the electric potential on scalp for given electrical source located in the brain and different head tissues’ conductivities. The inverse EEG source problem is identifying the characteristics of sources of current from the knowledge of the measured potentials on scalp by EEG. We propose in this thesis a mathematical model for the forward EEG problem in neonates able to take into account the presence and ossification process of fontanels. We perform the theoretical and numerical questions for the forward and inverse problems and discuss the impact of fontanels. We perform a sensitivity analysis of the model with respect to variations of the conductivity

Reproduire efficacement l'apparence réaliste des matériaux est un problème crucial pour la synthèse d'images réalistes dans les productions cinématographiques et les jeux vidéo. Outre le transport global de la lumière, le réalisme d'une image de synthèse passe avant tout par une modélisation correcte du transport local, c'est-à-dire les interactions entre lumière et matière. La modélisation de ces interactions donne lieu à une grande variété de modèles de réflectance. Nous proposons une classification de ces modèles en s'appuyant sur l'échelle des détails géométriques abstraits. À partir de cette classification, nous étudions des modèles de réflectance particuliers : * un modèle de transmission pour les surfaces transparentes et rugueuses, tels que le verre dépoli. Son efficacité permet une utilisation au sein applications temps-réel * une analyse et une modélisation du transport de la lumière dans les matériaux composés d'agrégats de particules * une base alternative aux harmoniques sphériques pour représenter et illuminer efficacement les matériaux mesurés ayant une réflectance à basses fréquences. Ces modèles permettent une abstraction efficace des interactions locales tout en conservant la reproduction de leurs effets réalistes. / Reproducing efficiently the appearance of complex materials is a crucial problem in the synthesis of realistic images widely involved in the production of video games and movies. Apart from global light transport, the realism of a synthetic image is in large part due to the adequate modeling of local light transport, i.e. the interactions between light and matter. Modeling these interactions gives rise to a large variety of reflectance models. We therefore propose a classification of these models based on the scales of their abstract geometric details. From this classification, we can study particular reflectance models: a transmitting reflectance model for transparent rough surfaces such a frosted glass. The efficiency of our model allows real-time performances, a study and a model of energy propagation in material composed of dense packed discrete particles, an alternative basis for representing and lighting efficiently measured materials having a low frequency reflectance. These models permit the abstraction of local interactions while keeping the realism of fully simulated local light transport models.

Les images de synthèse sont désormais omniprésentes dans les domaines de création artistique, en particulier celui du cinéma. Dans ce cadre, un infographiste modélise une scène virtuelle, qui est ensuite rendue par un algorithme spécialisé, appelé moteur de rendu, pour produire une image résultat, le rendu. La description de la scène et l'algorithme de rendu reposent tous deux sur des modèles physiques afin d'assurer un résultat réaliste. Cependant, l'infographiste ne recherche pas seulement un résultat réaliste mais aussi un objectif artistique, relatif à l'oeuvre concernée. Cet objectif artistique peut être en opposition avec le réalisme physique du rendu, de la même manière qu'en peinture, des techniques comme le clair-obscur ne correspondent pas à une réalité physique mais répondent à un objectif artistique précis. Dans cette thèse, nous commençons par définir la problèmatique de contrôle artistique du rendu en synthèse d'images et établissons trois critères d'évaluation des méthodes d'édition du rendu. Nous proposons une taxonomie caractérisant les différents paradigmes d'approches permettant de contrôler le rendu. Dans nos travaux, nous nous intéressons aux approches comportementales permettant de répondre équitabement à tous les critères d'évaluation retenus. Ces méthodes agissent sur le comportement du transport lumineux. Suivant cette approche, nous proposons un formalisme théorique d'édition du rendu par téléportation du transport lumineux, que nous intégrons aux équations de radiométrie, bases des algorithmes de rendu. Nous proposons ensuite une implémentation pratique, appelée portails, dans laquelle le contrôle du transport se fait à l'aide d'un couple de surfaces, entrée et sortie, représentant la téléportation dans l'espace 3D du transport lumineux. Nous intégrons les portails à différents moteurs courants, et analysons les résultats obtenus, à la fois nouveaux et en comparaison des travaux précèdents. Finalement, nous proposons une analyse préliminaire de la structure de l'espace des chemins et faisons un tour d'horizon des travaux futurs. / Nowadays, computer-generated imagery (CGI) is a standard in digital content creation, as in the context of film production. Visual artists design a model of the virtual scene. The renderer, a specific software, then produces the resulting image, called rendering. Both the 3D model and the renderer rely on physical laws in order to give photorealism. However, for artistic purposes, the visual artist does not necessarily seeks photorealism but is more inclined to care about artistic goals, mostly based on the related work of art. These artistic goals may be in opposition to physically-based rendering, in a similar way to techniques such as chiaroscuro in painting which do not yield a photorealistic result but rather aim at a precise artistic goal. In this PhD thesis, we first define the question of artistic control in rendering and specify three criteria to evaluate editing techniques. We propose a taxonomy to characterise the suitable paradigms to edit rendering. In our work, we focus on behavioural approaches, which properly suit all the evaluation criteria we defined. These methods act on the behaviour of light transport. Following this approach, we propose a theoretical formalism to edit rendering through the teleportation of light transport. We integrate this formalism in the underlying concept of rendering techniques, the rendering equation. We propose a practical tool we call \emph{RayPortals}. Using RayPortals, the rendering is edited using a pair of surfaces, input and output, defining the teleportation in 3D space of ligth transport. We integrate RayPortals in usual rendering techniques. We compare to previous work and also show some novel results. Ultimately, we propose a preliminary analysis of the path-space structure and summarize the future works.

Traditionnellement, les recherches évaluatives cherchaient à savoir si un programme était efficace ou s’il était implanté correctement. Dans l’évaluation réaliste, plutôt que de se poser la question "est-ce que le programme fonctionne?", la question posée est "pourquoi il fonctionne?". Autrement dit, le but de notre évaluation était d’expliciter la théorie de ce programme : que font les acteurs, dans quel but le font-ils et qu’est-ce qui influence leur intervention? Nous avons évalué un programme dans la communauté en santé mentale en nous basant sur le modèle de l’évaluation réaliste comme cadre d’analyse et en nous appuyant sur trois champs théoriques : le mouvement du rétablissement, l’approche par les forces et l’approche centrée sur les effets. D’un point de vue méthodologique, notre recherche est l’étude d’un cas : le programme de suivi d’intensité variable (SIV) de l’équipe en santé mentale du CSSS-IUGS. Notre recherche peut aussi être comprise comme une recherche évaluative, donc une évaluation de programme, visant à expliciter la théorie de programme SIV selon le modèle de l’évaluation réaliste. Dans ce modèle, trois catégories de variables forment la théorie de programme : les effets, les mécanismes d’intervention et les facteurs contextuels les influençant. Au coeur de notre démarche, le mécanisme d’intervention peut être conçu comme une petite théorie décrivant les processus responsables des effets. Selon ce vocabulaire, notre question de recherche est : Dans le programme de suivi d'intensité variable du CSSS-IUGS, quels sont les mécanismes d'intervention qui, mis dans un contexte et des circonstances précis, mènent à des effets dans la vie des personnes concernées ? Différentes méthodes de collecte de données furent utilisées : une recension réaliste des écrits, des entretiens avec les usagers, les intervenants et les gestionnaires, de l’observation directe et une analyse de la documentation interne (dont les plans d’interventions). La recherche permit de dégager une ébauche de théorie de programme contenant : - deux grandes finalités : l’amélioration de la qualité de vie et le maintien dans la communauté; - des effets désirés à court et à moyen terme; - trois familles de mécanismes d’intervention : la relation, le support social et la centration sur l’usager; - certains facteurs contextuels centraux pour l’intervention. En plus de la théorie de programme, la recherche a aussi permis de dégager un certain nombre de recommandations concernant notamment l’utilisation des outils, les modalités de la supervision de groupes, l’attribution des usagers et certaines conditions entourant le travail des intervenants.

L'objectif de cette thèse est lerendu de scène virtuelles extrêmement détaillées.Nous nous intéressons plus particulièrementaux algorithmes de rendu de haute qualitéreposant sur du path tracing qui sont très largement utilisésdans l'industrie des effets spéciaux et pour calculerle rendu des films d'animations.Les grandes quantités de détail nécessaires à la modélisationde mondes virtuels crédibles soulèvent de sérieux problèmes d'efficacitédu rendu qui paralysent les studios et compliquent grandementle travail des artistes. Nous introduisons de nouveaux algorithmespour préfiltrer les objets 3D complexes à des échelles arbitraires,afin de réduire les temps de chargement, les coûts d'intersection des rayons lumineux,le calcul des matériaux et la quantité de bruit dans les images,le tout sans porter atteinte à la qualité du rendu.Nos contributions principales sont une nouvelle approchehybride de niveaux de détail qui allie les avantages des maillageset des représentations volumiques pour le préfiltrage des objets complexes àdes échelles arbitraires, ainsi qu'une nouvelle approchede préfiltrage pour le cas des volumes hétérogènes de haute résolution. / We address the problem of rendering extremely complex virtualscenes with large amounts of detail. We focuson high-end off-line rendering algorithms based on path tracing thatare intensively used in the special effects and 3D animation industries.The large amounts of detail required for creating believable virtual worldsraise important efficiency problemsthat paralyze production rendering pipelines andgreatly complicate the work of 3D artists.We introduce new algorithms for prefilteringcomplex 3D assets while preserving their appearanceat all scales, in order to reduce loading times,ray intersection costs, shading costs and Monte Carlo noise,without lowering the quality of rendered frames.Our main contributions are a new hybrid LODapproach that combines the benefits ofmeshes and volumetric representationsfor prefiltering complex 3D assets,as well as a new approach for prefilteringhigh-resolution heterogeneous participatingmedia.

La catégorie du roman du qui ? comprend des romans écrits par des romanciers qui ne sont pas strictement contemporains les uns des autres, tels Henry Miller, Paul Auster et Michel Houellebecq. Ces romanciers suggèrent une problématicité de la parole, marquée par des indices référentiels contradictoires et ambigus. Ils compensent l’incertitude de ces indices par la stabilité qu’ils prêtent aux personnages et parce qu’ils se veulent réalistes : ils inscrivent leurs romans nettement dans leur époque et font de leurs personnages les témoins de cette époque. Cette dualité — incertitude du statut de la parole et réalisme — explique qu’au cadre spatial et temporel réaliste soient liés des jeux instables d’énonciation et d’identité. Cela justifie la catégorie de « roman du qui ? » et permet de lire, chez Henry Miller, Paul Auster et Michel Houellebecq, une problématicité, celle de la parole, celle des temps qu’évoquent ces romans. / The category of the novel of the whom? includes novels written by novelists who are not strictly contemporaries of each other, such as Henry Miller, Paul Auster and Michel Houellebecq. These novelists suggest a problematics of speech, marked by contradictory and ambiguous referential indices. They compensate the uncertainty of these indices by the stability they lend to the characters and because they want to be realistic: they write their novels clearly in their time and make their characters witnesses of this time. This duality - uncertainty of the status of the speech and realism - explains that the realistic spatial and temporal framework are linked by unstable games of enunciation and identity. This justifies the category of the “novel of the whom?” and allows Henry Miller, Paul Auster and Michel Houellebecq to read a problematic, that of speech, of the times evoked by these novels.

Le tracé de rayons est la seule technique de synthèse d'images permettant le réalisation d'effets lumineux spéculaires. Cet algorithme est très coûteux en temps de calcul. Nous nous intéressons aux diverses méthodes d'optimisation du tracé de rayons basées sur la subdivision de l'espace. Nous proposons une structure de subdivision originale : les macro-régions. Cette structure utilise un grid dans lequel les éléments de grid appartenant à des zones à faible densité d'information sont regroupées en macro-régions. Nous présentons ensuite une étude théorique et pratique du coût de dif- férentes méthodes de subdivision de l'espace : grid, octree, boîtes englobantes et la structure de macro-régions. Le coût moyen d'un rayon est étudié d'un point de vue pratique d'après les résultats d'une implantation de l'algorithme, et théorique en utilisant des résultats de géométrie stochastique. Ce coût est divisé en deux parties, on calculera tout d'abord le nombre moyen d'objets rencontrés par un rayon, puis le nombre moyen de régions rencontrées par un rayon dans les différents cas de subdivision. Cette étude fournit un certain nombre de résultats généraux permettant de mener à bien les mêmes calculs pour d'autres structures. Les résultats exposés établissent l'efficacité de la subdivision par macro- régions.

Reproduire efficacement l'apparence réaliste des matériaux est un problème crucial pour la synthèse d'images réalistes dans les productions cinématographiques et les jeux vidéo. Outre le transport global de la lumière, le réalisme d'une image de synthèse passe avant tout par une modélisation correcte du transport local, c'est-à-dire les interactions entre lumière et matière. La modélisation de ces interactions donne lieu à une grande variété de modèles de réflectance. Nous proposons une classification de ces modèles en s'appuyant sur l'échelle des détails géométriques abstraits. À partir de cette classification, nous étudions des modèles de réflectance particuliers : * un modèle de transmission pour les surfaces transparentes et rugueuses, tels que le verre dépoli. Son efficacité permet une utilisation au sein applications temps-réel * une analyse et une modélisation du transport de la lumière dans les matériaux composés d'agrégats de particules * une base alternative aux harmoniques sphériques pour représenter et illuminer efficacement les matériaux mesurés ayant une réflectance à basses fréquences. Ces modèles permettent une abstraction efficace des interactions locales tout en conservant la reproduction de leurs effets réalistes.

Placé à la frontière entre l'informatique graphique et la physique, le rendu d'image physiquement réaliste est un domaine qui tente de créer des images en simulant le comportement optique des matériaux. Les applications sont multiples : restauration virtuelle d'oeuvre du patrimoine, simulation d'effets optiques, rendu industriel pour la conception, voire même, conception assistée par ordinateur de la couleur. Cette thèse présente les travaux réalisés au cours du projet Virtuelium, un logiciel de rendu d'image physiquement réaliste dont la quatrième version a été développée dans le cadre de cette thèse. Elle en présente les principes et méthodologies utilisés pour les mesures et la validation des résultats. Nous présentons aussi plusieurs travaux réalisés durant cette thèse avec cet outil : de la restauration virtuelle à la bio-photonique sans oublier un aperçu de rendu de "matériaux à effet", pour des applications industrielles (peintures, encres, cosmétiques, etc.). / Laying between computer graphics and physics, the rendering of physically based images is a domain that attempt to create images by simulating the optical behaviour of materials interacting with light (either natural or not). There are several applications : virtual restoration of cultural heritage artefacts, simulation of optical effects, industrial rendering for design and even computer-aided design of colour. This thesis presents the works realised within Virtuelium project framework, a physically based rendering software. The fourth version was developed during this thesis. Here will be presented the principles and methodologies involved for the measurements and the validation of the obtained results. We present also several works that have been done during that thesis using Virtuelium: from virtual restoration to bio-photonics, including an overview of iridescent pigments rendered for an industrial purpose.

Les expériences rares, qu’elles soient positives ou négatives, surprennent par leur avènement inopiné et brutal. Toutefois, le plus surprenant reste l’incapacité des organisations à en tirer des leçons appropriées. Les expériences rares challengent les approches traditionnelles de l’apprentissage organisationnel fondées sur la réplication et l’amélioration progressive. De plus, les expériences rares sont souvent complexes : elles sont composées d’une grande variété d’éléments qui interagissent de façon incertaine. De ce fait, elles sont marquées par un niveau élevé d’ambiguïté causale qui peut conduire à un apprentissage superstitieux. Dans ces conditions, la littérature souligne la nécessité de mettre en oeuvre un apprentissage délibéré fondé sur la codification des connaissances. Mais la codification est une arme à double tranchant, qui peut rigidifier l’organisation et la littérature reste assez silencieuse sur comment réaliser une « bonne codification ». Ce travail de thèse s’intéresse alors à la question suivante : comment développer et mettre en oeuvre une stratégie de codification appropriée pour faciliter un apprentissage organisationnel délibéré à partir d’une expérience rare et complexe ? Cette recherche menée au sein de l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire s’appuie sur étude de cas réaliste critique. Elle vise à étudier deux apprentissages délibérés mis en place au sein de l’institut pour apprendre de deux accidents nucléaires graves : l’accident Fukushima Daiichi et l’accident Three Mile Island. Les résultats obtenus identifient trois mécanismes générateurs clés du processus de codification, leurs modes d’activation et la façon dont ils se combinent. Ces mécanismes s’activent grâce à la fois au contexte environnemental et à l’apparition de structures dédiées à la codification, puis se combinent pour former différentes configurations qui supportent deux cycles distincts d’apprentissage. Ces deux cycles sont essentiels pour apprendre d’une expérience rare et complexe. / Rare experiences, whether they are positive or negative, surprise by their unexpected and brutal occurrence. However, more surprising is organizations’ incapability to draw lessons from such rare experiences. Indeed, these experiences challenge traditional approaches of organizational learning based on replication and incremental improvement. In addition, rare experiences are often complex: they are composed of a large variety of elements that interact in uncertain ways. As a result, rare experiences are characterized by a high level of causal ambiguity that can lead to superstitious learning. In these circumstances, the literature emphasizes the need to implement deliberate learning based on knowledge codification. However, codification is a double-edged sword, which can produce organizational rigidity. Besides, research remains quite silent on how to achieve a "well-performed codification”. This research addresses the following question: how to develop and implement an appropriate codification strategy to facilitate deliberate organizational learning from rare and complex experiences? This research is conducted in the Institute of Radioprotection and Nuclear Safety. It is based on a critical realist case study which aims to study two deliberate learning process implemented within the institute to learn from two serious nuclear accidents: Fukushima Daiichi accident and Three Mile Island accident. Our results identify three key generative mechanisms of the codification process, their activation modes and how they are combined. These mechanisms are activated by both the environmental context and the emergence of dedicated structures to codification. The combination of these mechanisms forms different configurations that support two distinct learning cycles which are essential for learning from a rare and complex experience.