Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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La diversité spatiale nécessitant des réseaux d’antennes à l’émission et/ou à la réception, connue sous la terminologie MIMO pour « Multiple Input Multiple Output », est intégrée dans les derniers standards des réseaux sans fil et fait déjà son apparition sur le marché des téléphones portables et des stations Wi-Fi. Au delà des solutions offertes pour augmenter le débit des communications, les techniques MIMO offrent la possibilité de retrouver, à l’aide d’algorithmes de traitement du signal, quelques paramètres physiques des signaux reçus et/ou transmis. Cette propriété va être exploitée pour offrir, par exemple aux terminaux Wi-Fi, la possibilité de se localiser dans des milieux confinés où les techniques développées pour la localisation des mobiles en extérieur ne sont pas aisément transposables.La demande est très forte pour ce genre d’application, notamment dans les lieux publics tels que les gares ou zones d’échanges multimodales, puisque la technologie pourrait permettre le développement de nouveaux services en rendant le voyage « intelligent » et en proposant l’accès à une vaste gamme de services en temps réel. L’objectif général de cette thèse est donc de proposer une solution de localisation pour aider le voyageur dans ses déplacements dans une zone d’échanges ou des gares.Le procédé de localisation développé est basé sur l’utilisation des paramètres angulaires et temporels d’au moins deux trajets entre le mobile à localiser et au moins deux réseaux de récepteurs. On suppose que ces trajets ont subi au maximum une interaction avec l’environnement. L’estimation des paramètres nécessaires à la localisation est effectuée à l’aide d’algorithmes à haute résolution de problèmes inverses tels SAGE et plus récemment RIMAX. Les études paramétriques sur les performances des algorithmes ont permis de déterminer les ressources nécessaires pour l’estimation des retards et des paramètres angulaires avec des précisions compatibles avec des applications de localisation. L’algorithme de localisation a été testé et validé dans différentes configurations, en utilisant les paramètres exacts des signaux ou ceux estimés par RIMAX. / Spatial diversity exploits antenna array at the transmitter and the receiving station. The resulting technology, known as MIMO (Multiple Input Multiple Output), has already been implemented in latest generation equipments and standards like Wi-Fi 802.11n. Excepting the advantage of increased data throughput, the technology allows extracting physical parameters of the received signals via signal processing algorithms. This property can be used to develop localization applications in indoor environments.The request for such applications continued increasing in the last decade. In the public transportation systems domain, the technology allows the development of intelligent solutions giving access to a wide range of real time services. The objective of this PhD is the development of an indoor localization solution in the context of public transportation systems.The proposed localization method is based on the exploitation of time domain and angular domain parameters of 2 or more LOS or NLOS of first order paths between the mobile object being localized and 2 or more receiving stations. Both the transmitter and the emitters are equipped with antenna arrays. The estimation of the parameters exploited in the localization method is obtained through high resolution signal parameter algorithms like SAGE and RIMAX. The parametric studies on the performance of parameter estimation algorithms allowed us to set a basis for the configuration allowing us to estimate the delays and the directions of arrival and departure within the limits set by the localization application. The localization algorithm has been tested and validated in different setups using the exact parameters of the signals or the parameters estimated by SAGE and RIMAX.

Plusieurs recherches suggèrent que les attitudes des futurs enseignants du primaire par rapport aux mathématiques ne sont pas des plus positives et qu'une fois que ceux-ci se retrouvent devant la classe, leurs attitudes influencent entre autres leur façon d'enseigner et les attitudes de leurs élèves. Comme la résolution de problèmes est présentement au coeur des programmes de mathématiques et que peu de recherches ont été effectuées sur les attitudes des enseignants et/ou des futurs enseignants quant à leurs attitudes par rapport à cette activité mathématique, nous avons décidé de nous attarder à celles-ci. Nous avons demandé à des étudiants de résoudre des problèmes, tout en répondant à des questionnaires portant sur certains aspects de la résolution de problèmes pour connaître leurs attitudes par rapport à cette activité mathématique ainsi que l'évolution de ces attitudes dans le cadre d'un cours de mathématiques dans lequel la résolution de problèmes est importante. Après l'expérimentation, nous avons examiné les écrits de onze volontaires pour en dégager leurs attitudes affectives, cognitives et sociales par rapport à la résolution de problèmes ainsi que l'évolution de ces attitudes au cours de la session. Nous avons remarqué, entre autres, que les attitudes des futurs enseignants du primaire ne sont pas si négatives que nous le pensions au départ. Par exemple, environ la moitié affirme aimer la résolution de problèmes et certains aiment avoir des défis à relever. Nous retrouvons tout de même certaines conceptions erronées par rapport à la résolution de problèmes, comme l'idée qu'un problème admet toujours plus d'une méthode de résolution. Notre recherche nous a aussi permis de voir que les attitudes peuvent être modifiées, mais ce n'est pas chose facile. Par exemple, plusieurs semblent avoir plus confiance en leurs habiletés à résoudre des problèmes à la fin de la session, mais peu semblent avoir changé d'attitude par rapport à leur appréciation des discussions entre collègues.

Depuis la moitié du XXe siècle, les écrits alarmistes n'ont cessé de se multiplier, avertissant des innombrables problèmes environnementaux qui menacent l'ensemble de la biosphère. Cinquante ans plus tard, ces écrits restent d'actualité. En effet, en dépit d'une certaine volonté de changer la situation (par exemple la signature du protocole de Kyoto sur les changements climatiques ou le développement de la gestion environnementale en entreprise), les changements demeurent trop lents par rapport à la rapidité de l'accroissement des problèmes environnementaux. De plus, la connaissance de la nature de ces problèmes demeure partielle du fait de leur complexité. Ajoutons que la complexification croissante des systèmes dans lesquels l'humain évolue (systèmes sociaux, systèmes écologiques, systèmes économiques) met au défi les scientifiques d'étudier et d'approfondir des phénomènes où interagissent une multitude de facteurs, où se combinent des principes de régulation et de déséquilibre, où se mêlent contingence et déterminisme, création et destruction, ordre et désordre. Dans un tel contexte, il semble difficile de résoudre un problème environnemental, sa complexité ne pouvant -par définition -être parfaitement connue. Le but de cette recherche était d'accélérer et daméliorer le processus de résolution de problèmes environnementaux. L'objectif était de développer une méthodologie spécifique à la résolution des problèmes environnementaux en intégrant de nouvelles connaissances et en mettant l'accent sur l'élaboration d'un outil d'aide à la décision. Pour ce faire, nous avons tout d'abord défini la notion de problème environnemental en intégrant un ensemble de connaissances qui lui sont liées, à savoir la complexité. Nous avons, ensuite, développé une méthodologie de la résolution des problèmes environnementaux en se basant, d'une part, sur la littérature existante de la résolution de problèmes (issue majoritairement des sciences de la gestion), et d'autre part, en intégrant les connaissances requises de l'approche et de la méthode systémique. Enfin, l'élaboration de cet outil s'est faite en développant et en confrontant une typologie des problèmes environnementaux et une typologie des interventions. Nous avons pu construire une grille de synthèse qui permet, ainsi, de faciliter la prise de décision en fonction de l'évolution d'un écosystème dans le temps et en fonction de la solution la plus adéquate. Ces résultats montrent que l'élaboration d'une méthodologie apparaît essentielle pour améliorer le processus de résolution des problèmes environnementaux, de même que l'outil d'aide à la prise de décision, qui demande, néanmoins, à être amélioré. De plus, certaines solutions seraient à privilégier parmi d'autres, puisqu'elles engendreraient une faible incertitude quant aux risques de conséquences non désirées sur le long terme. Ces résultats mettent également en avant la nécessité d'adopter une attitude plus prospective pour résoudre les problèmes environnementaux futurs, plutôt que de simplement réagir aux évènements dans le présent. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Problèmes environnementaux, Complexité, Méthodologie, Prospective, Résolution de problème.

Ce travail vise à mettre en place un système de fusion de sources d'information basé sur la Théorie des Fonctions de Croyance (TFC) et adapté aux contextes des images forestières. La TFC engendre des temps de calcul importants lorsque la cardinalité du cadre de discernement devient grande. Ainsi, nous avons proposé en premier lieu une méthode de réduction du référentiel de définition permettant d'éviter l'explosion combinatoire en restreignant le calcul sur les hypothèses estimées pertinentes et déterminées à partir des histogrammes des classes issues de la phase d'apprentissage. Ensuite, nous avons proposé des techniques d'estimation de fonctions de masse spectrales, texturales, contextuelles et structurelles. L'information multi-fractale a été utilisée comme signature de texture, ainsi l'image de Hôlder a constitué une source d'information pour l'estimation de la masse texturale. Un autre apport consiste à proposer une approche de transfert de masse basée sur l'information contextuelle, en exploitant l'image des couronnes d'arbres comme une source déduite. L'implémentation d'algorithmes de détection de couronnes d'arbres nous a permis d'extraire des mesures sur les couronnes que nous avons utilisées en tant qu'attributs pour l'estimation des fonctions de masse. Nos expérimentations montrent des taux de classification assez satisfaisants et une adéquation de notre approche de fusion à une classification à l'arbre près / This thesis aims to develop an information source fusion system based on belief functions theory (BFT) and adapted t forest images context (especially high resolution images). Applications of BFT to image classification result in th assignment of each image point to a c1ass or a subset of classes based on the mass functions estimation expressing th belief of an event. BFT leads to significant computation time when the cardinality of the set of definition become large. Thus, we first proposed a method to reduce the frame of discernment in order te avoid the combinatorial explosio by restricting the calculation on the hypotheses of the set of definition deduced from the classes histograms determine from the learning phase. Then, we proposed spectral, texturai, contextual and structural mass functions technique estimation. Multi-fractal information was used as texture signature and Hôlder image has been a source ( information for estimating the texturai mass. Another contribution is the integration of trees crowns image as derive source and the proposai of an approach to mass transfer based on contextual information inside and outside a crown. Th implementation of detection trees crowns algorithms allowed us to extract measurements on trees. These measurement are used as attributes for mass functions estimation. Our experiments and comparisons with other methods show quit satisfactory classification rate with spectral and textural approaches and adequacy of our fusion approach to contextu and structural information for trees classification

Les fonctions analytiques généralisées sont définies par des séries convergentes de monômes àcoeffcients réels et exposants réels positifs. Nous étudions l'extension de la géométrie analytiqueréelle associée à ces algèbres de fonctions. Nous introduisons pour cela la notion de variétéanalytique réelle généralisée. Il s'agit de variétés topologiques à bord munies de la structure dufaisceau des fonctions analytiques réelles généralisées. Notre résultat principal est un théorèmede monomialisation locale de ces fonctions. / Generalized power series extend the notion of formal power series by considering exponents ofeach variable ranging in a well ordered set of positive real numbers. Generalized analytic functionsare defined locally by the sum of convergent generalized power series with real coe cients. Weprove a local monomialization result for these functions: they can be transformed into a monomialvia a locally finite collection of finite sequences of local blowingsup. For a convenient frameworkwhere this result can be established, we introduce the notion of generalized analytic manifoldand the correct definition of blowing-up in this category.

La première partie du travail de thèse a été l’étude de nanoparticules organiques (NPFs) de BODIPY de forte brillance (plus de 5000 molécules encapsulées). Des expériences par fluorescence résolue en temps ont permis de déterminer la présence d’agrégats non fluorescents et d’excimères (temps de vie de 1,8 ns). D’autre part, des expériences d’anisotropie de fluorescence résolue en temps et de spectroscopie d’absorption transitoire femtoseconde ont révélé l’existence de transferts d’énergie ultrarapides et efficaces, migration intermoléculaire (< 25 ps) et annihilation singulet-singulet (< 2 ps). Enfin, le suivi de l’émission des NPFs par spectroscopie de particules uniques a permis d’observer leur clignotement à l’échelle de la centaine de millisecondes. Cependant, due à une trop forte densité de molécules émissives, aucune extinction totale de fluorescence (état OFF) n’a été observée. L’absence d’état OFF ne permettant pas l’utilisation d’une méthode de localisation de molécules uniques, la deuxième partie du travail a concerné le développement d’une méthode de traitement des données d’imagerie de fluorescence de molécules uniques possédant une forte densité de molécules émissives. Cette méthode (MAPPIX, MAPping Pixel dissimilarity) utilise la fluctuation d’intensité de l’émission de fluorescence des sondes au cours du temps et est basée sur un calcul de dissimilarité. Les résultats obtenus sur des données simulées et des images réelles se sont avérés très concluant. Bien que n’ayant pas pu être rationalisé en termes de gain de résolution, une amélioration de contraste permettant de dépasser la limite de diffraction a été observée. / The first part of the thesis was the study of bright BODIPY nanoparticles (NPFs) (more than 5000 encapsulated molecules). Non-fluorescent aggregates and excimers (lifetime of 1.8 ns) were characterized by time resolved fluorescence experiments. In addition time-resolved fluorescence anisotropy and femtosecond transient absorption spectroscopy experiments revealed efficient ultrafast energy transfer, intermolecular migration (< 25 ps) and singlet-singlet annihilation (< 2 ps). Single particle spectroscopy on NPFs, function of the number of excited molecules within a NPF, revealed some blinking at the scale of about a hundred of milliseconds. However, due to too high density of emissive molecules, complete extinction of fluorescence (OFF state) could not be observed. The absence of OFF state forbid the use of a single molecule localization methods, the second part of this work was thus focused on the development of a data treatment method for single molecule fluorescence images containing high density of emitters. This method (MAPPIX, MAPping Pixel dissimilarity) uses the intensity fluctuations of the probes fluorescence emission over time and is based on a dissimilarity calculation. The results obtained on simulated data and real images were very conclusive. Although it was not possible to be rationalized it in terms of resolution, a contrast improvement bypassing the diffraction limit was observed.

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