Cette thèse traite du problème de la synchronisation de porteuse pour la transmission de données entre un satellite géostationnaire et un terminal utilisateur. L'étude menée ici se rapporte plus précisément à des systèmes multimédia large bande exploitant les bandes Ku/Ka. Les systèmes actuellement envisagés se fondent par ailleurs sur des modulations de phase et les normes les plus récentes privilégient des ordres de modulations élevés afin d'augmenter l'efficacité spectrale des systèmes. A faible rapport signal à bruit, les techniques de synchronisation classiques ne sont pas suffisamment performantes pour garantir la qualité de service requise. Les algorithmes proposés dans cette étude se fondent sur le décodage souple d'un code de parité simple pour la synchronisation de phase porteuse. Nous étudions d'abord comment extraire une information de décodage à partir des symboles reçus, et comment l'exploiter lors de la synchronisation de phase. Deux algorithmes de synchronisation issus du maximum de vraisemblance sont déduits de cette approche, le premier fondé sur une boucle de phase et adapté aux transmissions continues, le second sur un estimateur direct et adapté à des transmissions par paquets courts. Les résultats de simulations présentés dans cette thèse sont fondés sur un modèle de transmission inspiré de la norme DVB-S2. Nous montrons que dans un contexte tel que celui de transmissions multimédia par satellite, les algorithmes proposés constituent une alternative intéressante à l'utilisation de symboles pilotes pour l'initialisation d'algorithmes itératifs plus performants.

La façon dont une information se répète au cours du temps a une influence sur la façon dont nous nous souviendrons de cette information. Les recherches en psychologie ont mis en évidence l’effet de pratique distribuée, selon lequel on retient mieux les informations qui se répètent avec des intervalles inter-répétitions longs que celles qui se répètent avec des intervalles courts. Nos travaux ont porté spécifiquement sur les situations où l’information se répète sur plusieurs jours, et nous avons comparé l’efficacité relative de différents types d’agencement temporel des répétitions. Un agencement uniforme consiste en des répétitions se produisant à intervalles réguliers, un agencement expansif en des répétitions se produisant selon des intervalles de plus en plus espacés, et un agencement contractant en des répétitions se produisant selon des intervalles de plus en plus rapprochés. Les Expériences 1 et 2 consistaient en une phase d’apprentissage d’une semaine et ont révélé la supériorité des agencements expansif et uniforme après un délai de rétention de deux jours. L’Expérience 3 consistait en une phase d’apprentissage de deux semaines, et les sujets étaient ensuite testés lors de trois délais de rétention différents (2, 6 ou 13 jours). La supériorité de l’agencement expansif sur les deux autres agencements est apparue progressivement, suggérant que les différents agencements induisaient des taux d’oubli différents. Nous avons également tenté de tester différentes théories explicatives des effets de l’agencement temporel des répétitions sur la mémorisation, en particulier les théories de la variabilité de l’encodage (Expérience 4) et de la récupération en phase d’étude (Expérience 2). Les résultats observés tendent à confirmer la théorie de la récupération en phase d’étude. Nous insistons sur l’importance de la prise en compte des apports des autres disciplines des sciences cognitives dans l’étude de l’effet de pratique distribuée. / How information is repeated over time determines future recollection of this information. Studies in psychology revealed a distributed practice effect, that is, one retains information better when its occurrences are separated by long lags rather than by short lags. Our studies focused specifically on cases in which items were repeated upon several days. We compared the efficiency of three different temporal schedules of repetitions: A uniform schedule that consisted in repetitions occurring with equal intervals, an expanding schedule that consisted in repetitions occurring with longer and longer intervals, and a contracting schedule that consisted in repetitions occurring with shorter and shorter intervals. In Experiments 1 and 2, the learning phase lasted one week and the retention interval lasted two days. It was shown that the expanding and uniform schedules were more efficient than the contracting schedule. In Experiment 3, the learning phase lasted two weeks and the retention interval lasted 2, 6, or 13 days. It was shown that the superiority of the expanding schedule over the other two schedules appeared gradually when the retention interval increased, suggesting that different schedules yielded different forgetting rates. We also tried to test major theories of the distributed practice effect, such as the encoding variability (Experiment 4) and the study-phase retrieval (Experiment 2) theories. Our results appeared to be consistent with the study-phase retrieval theory. We concluded our dissertation by emphasizing the importance of considering findings from other areas in cognitive science–especially neuroscience and computer science–in the study of the distributed practice effect.

L'objectif de cette thèse était de quantifier le réseau lacuno-canaliculaire du tissu osseux à partir d’images 3D acquises en nano CT synchrotron de phase. Ceci a nécessité d’optimiser les processus d’acquisition et de reconstruction de phase, ainsi que de développer des méthodes efficaces de traitement d'images pour la segmentation et l’analyse 3D. Dans un premier temps, nous avons étudié et évalué différents algorithmes de reconstruction de phase. Nous avons étendu la méthode de Paganin pour plusieurs distances de propagation et l’avons évaluée et comparée à d’autres méthodes, théoriquement puis sur nos données expérimentales Nous avons développé une chaine d’analyse, incluant la segmentation des images et prenant en compte les gros volumes de données à traiter. Pour la segmentation des lacunes, nous avons choisi des méthodes telles que le filtre médian, le seuillage par hystérésis et l'analyse par composantes connexes. La segmentation des canalicules repose sur une méthode de croissance de région après rehaussement des structures tubulaires. Nous avons calculé des paramètres de porosité, des descripteurs morphologiques des lacunes ainsi que des nombres de canalicules par lacune. Par ailleurs, nous avons introduit des notions de paramètres locaux calculés dans le voisinage des lacunes. Nous avons obtenu des résultats sur des images acquises à différentes tailles de voxel (120nm, 50nm, 30nm) et avons également pu étudier l’impact de la taille de voxel sur les résultats. Finalement ces méthodes ont été utilisées pour analyser un ensemble de 27 échantillons acquis à 100 nm dans le cadre du projet ANR MULTIPS. Nous avons pu réaliser une analyse statistique pour étudier les différences liées au sexe et à l'âge. Nos travaux apportent de nouvelles données quantitatives sur le tissu osseux qui devraient contribuer à la recherche sur les mécanismes de fragilité osseuse en relation avec des maladies comme l’ostéoporose. / Osteoporosis is a bone fragility disease resulting in abnormalities in bone mass and density. In order to prevent osteoporotic fractures, it is important to have a better understanding of the processes involved in fracture at various scales. As the most abundant bone cells, osteocytes may act as orchestrators of bone remodeling which regulate the activities of both osteoclasts and osteoblasts. The osteocyte system is deeply embedded inside the bone matrix and also called lacuno-canalicular network (LCN). Although several imaging techniques have recently been proposed, the 3D observation and analysis of the LCN at high spatial resolution is still challenging. The aim of this work was to investigate and analyze the LCN in human cortical bone in three dimensions with an isotropic spatial resolution using magnified X-ray phase nano-CT. We performed image acquisition at different voxel sizes of 120 nm, 100 nm, 50 nm and 30 nm in the beamlines ID16A and ID16B of the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF - European Synchrotron Radiation Facility - Grenoble). Our first study concerned phase retrieval, which is the first step of data processing and consists in solving a non-linear inverse problem. We proposed an extension of Paganin’s method suited to multi-distance acquisitions, which has been used to retrieve phase maps in our experiments. The method was compared theoretically and experimentally to the contrast transfer function (CTF) approach for homogeneous object. The analysis of the 3D reconstructed images requires first to segment the LCN, including both the segmentation of lacunae and of canaliculi. We developed a workflow based on median filter, hysteresis thresholding and morphology filters to segment lacunae. Concerning the segmentation of canaliculi, we made use of the vesselness enhancement to improve the visibility of line structures, the variational region growing to extract canaliculi and connected components analysis to remove residual noise. For the quantitative assessment of the LCN, we calculated morphological descriptors based on an automatic and efficient 3D analysis method developed in our group. For the lacunae, we calculated some parameters like the number of lacunae, the bone volume, the total volume of all lacunae, the lacunar volume density, the average lacunae volume, the average lacunae surface, the average length, width and depth of lacunae. For the canaliculi, we first computed the total volume of all the canaliculi and canalicular volume density. Moreover, we counted the number of canaliculi at different distances from the surface of each lacuna by an automatic method, which could be used to evaluate the ramification of canaliculi. We reported the statistical results obtained on the different groups and at different spatial resolutions, providing unique information about the organization of the LCN in human bone in three dimensions.

Ce manuscrit de thèse de doctorat présente la conception et la réalisation d’un système d’imageriepour le diagnostic précoce des pathologies de la peau. Un diagnostic précoce permet de réduire lesactes chirurgicaux inutiles. Il est important de mettre en avant que seulement 20% des pathologiesfaisant office d’une opération chirurgicale, sont malignes. De plus, les pronostics de l’année 2015avançaient trois millions de nouveaux cas de cancer de la peau diagnostiqués aux ´ Etats-Unis. Basésur la tomographie par cohérence optique à balayage en longueur d’onde et une configuration pleinchamp et multi-canaux, le système d’imagerie médicale est capable d’imager en volume les couchesinternes de la peau et donc de fournir un diagnostic médical pour le professionnel de santé. Pourune fabrication en série du système portatif, les composants optiques sont micro-fabriqués sur dessubstrats et assemblés verticalement. Ces micro-composants optiques requièrent une caractérisationspécifique. Pour cela, deux systèmes ont ainsi été développés pour estimer leurs performancesoptiques. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet Européen VIAMOS (Vertically IntegratedArray-type Mirau-based OCT System). / The manuscript concerns the optical design and the development of a non-invasive new imagingsystem for the early diagnosis of skin pathologies. Indeed, an early diagnosis can make the differencebetween malignant and benign skin lesion in order to minimize unnecessary surgical procedure.Furthermore, prognosis for the year 2015 was that more than three millions new skin cancer caseswill be diagnosed in the United States. Based on the swept source optical coherence tomographytechnique in full-field and multiple channels configuration, the imaging system is able to perform avolumetric image of the subsurface of the skin, and thus can help in taking a better medical decision.Furthermore, for a batch-fabrication of the hand-held device, micro-optical components were made atwafer-level and vertically assembled using multi-wafer bonding. This miniaturized system requiresspecific characterization. Thus, two systems were also developed for imaging quality evaluation ofmicro-optical elements. This work has been supported by the VIAMOS (Vertically Integrated ArraytypeMirau-based OCT System) European project.