Il est bien admis que la compréhension de la structuration moléculaire à l’intérieur des cellules neuronales est essentielle pour appréhender le fonctionnement du cerveau. Pour cette raison, l’étude de l’organisation des molécules clés neuronales et synaptiques contribue grandement à comprendre le mystère du cerveau. AMPA sont des récepteurs ionotropiques du glutamate jouent le rôle central dans la plasticité synaptique et la transmission synaptique basale dans le système nerveux central. Distribution des récepteurs AMPA sur la membrane neuronale est remarquablement hétérogène. Ils sont organisés en agrégats fonctionnels distincts, appelés nanodomaines. Des travaux antérieurs ont montré que Neuroligin, la molécule d’adhésion post-synaptique, ancres récepteurs AMPA par PSD95 dans la membrane post-synaptique et constitue en même temps un complexe d’adhésion trans-synaptique avec présynaptique Neurexin, impliqué dans le recrutement de machines de libération vésiculaire sur le site présynaptique. De cette façon, NRLG fonctionnellement organise synapses par la poste de recrutement de molécules présynaptiques essentielles pour réponse synaptique. Ici, nous avons étudié l’effet de la modulation de NRLG1 (modification du niveau d’expression ou de l’activité) sur le dynamique et nano-organisation des récepteurs AMPA au niveau des synapses individuelles. Notre hypothèse est que le complexe NRX-NRG pourrait être impliquée dans la localisation précise des récepteurs post-synaptiques et son apposition avec zone active présynaptique, jouant ainsi le rôle important dans la transduction du signal approprié. Taille de la densité post-synaptique (PSD) est de l’ordre de 500 nm, alors que diamètre moyen des nanodomaines AMPAR 100 nm. Une telle petite dimension nécessitait l’application de techniques de microscopie de super-résolution, dont la résolution de l’ordre de 20-40 nm est presque un ordre de grandeur mieux que microscopie fluorescence limitée par la diffraction. Nanoscopie fluorescence permettent visualiser des cellules jusqu’au niveau presque moléculaire. Pour atteindre mes objectifs, j’ai mis en place différents nanoscopies de localisation d’une seule molécule, qui s’appuient sur séparés dans l’espace et le temps de détection de population choisi de sondes de fluorescence. Il a été proposé que le trafic membranaire des récepteurs de neurotransmetteurs peut contribuer à la modulation de l’efficacité synaptique. J’ai sondé propriétés diffusionnelles des récepteurs AMPA avec suivi de particules unique, qui a été pendant longtemps appliqué pour sonder l’hétérogénéité de la membrane cellulaire. Localisation relative des biomolécules à la base de la compréhension de leur relation fonctionnelle. Il est bien admis que la juxtaposition de deux objets, ainsi que leur colocalisation, peuvent témoigner de leur association. Avec les récents développements dans l’acquisition multi couleur de la molécule unique et images de super-résolution à base d’ensemble, il est maintenant possible d’explorer la colocalisation à l’échelle nanométrique entre biomolécules dans des cellules vivantes et fixe. Malgré l’ la popularité et l’application très répandue, il n’existe que quelques paradigmes d’analyse quantitative pour la colocalisation des images multicolores super-résolution. Ici, avec l’aide de paradigmes conventionnels de mesure de la colocalisation et statistiques multivariées, nous analysons et présentons en isolement l’échelle du détail et proximité des macromolécules au sein de zones fonctionnelles de synapses. En outre, nous utilisons ces paradigmes pour évaluer marqueurs fluorescents impliqués dans la production de routine de la molécule unique fondée images super-résolution. Nous étendons notre analyse élucider en profondeur le co-agrégation des molécules clés synaptiques, PSD95 et récepteurs AMPA, qui sont impliqués dans l’organisation synaptique et transmission basale. / The brain is made of complex networks of interconnected neuronal cells. All our mental activities are underlain by electrochemical signals passing through dedicated neuronal circuits. Climbing further up on the complexity ladder, information processing by neurons is performed by multiple molecules assembling and interacting together. It is well accepted that the understanding of the molecular structuring inside neuronal cells is essential to apprehend functioning of the brain. For this reason, study of the organization of the key neuronal and synaptic molecules greatly contributes to understand the mystery of the brain. AMPA receptors (AMPARs) are ionotropic glutamate receptors that play a central role in synaptic plasticity and basal synaptic transmission in the central nervous system. The distribution of AMPARs on the neuronal membrane is remarkably heterogeneous. They are organized in distinct functional aggregates, called nanodomains. Previous work demonstrate that the postsynaptic adhesion molecule Neuroligin (NRLG) anchors AMPARs through PSD-95 in the postsynaptic membrane while simultaneously forming a trans-synaptic adhesion complex with presynaptic Neurexin (NRX), and recruiting vesicular release machinery at the presynaptic site. In this way, NRLG functionally organizes synapses by recruiting post and pre-synaptic molecules essential for regulation of synaptic responses. Here we studied the effect of NRLG modulation (modification of expression level or activity) on AMPAR nano-dynamics and nano-organization at individual synapses. Our hypothesis is that the NRX-NRLG complex could be involved in the precise localization of postsynaptic receptors and their apposition with the neurotransmitter release sites in the presynaptic active zone, thus playing important role in proper signal transduction. The size of the postsynaptic density (PSD) is in the order of 500 nm, whereas the average diameter of AMPAR nanodomains 100 nm. Such small dimension necessitated the application of super-resolution microscopy techniques, whose resolution in the range of 20-40 nm is almost an order of magnitude better than diffraction limited fluorescence microscopy. Probe-based far-field fluorescence nanoscopies allow visualizing cells down to almost molecular level. To achieve my goals, I implemented different single-molecule localization nanoscopies which rely on the detection of selected populations of fluorescence probes that are separated in space and time. It was proposed that membrane trafficking of neurotransmitter receptors may contribute to modulation of synaptic efficacy. I have probed diffusional properties of AMPARs with single particle tracking, which has long been applied to probe heterogeneity of the cell membrane. Relative localization of biomolecules provides the basis for understanding their functional relationship. It is well accepted that the juxtaposition of two objects, as well as their colocalization, may give evidence of their association. With the recent developments in multi-color acquisition of single molecule and ensemble based super resolution images, it is now possible to explore the colocalization at the nanoscale between biomolecules in live and fixed cells. Despite the popularity and wide spread application of super resolution imaging, there exist only a few quantitative analysis paradigms for the colocalization of multicolor super-resolution images. Here, with the aid of conventional colocalization measurement paradigms and multivariate statistics, we analyze and report in detail the scale segregation and proximity of macromolecules within functional zones of synapses. Furthermore, we use these paradigms to evaluate fluorescent tags involved in the routine generation of single molecule based super-resolution images. We extend our analysis to elucidate in depth the co-aggregation and clustering of two key synaptic molecules, PSD95 and AMPARs, which are involved in basal synaptic organization and transmission.

Pour rendre compte du traitement de l’information visuo-spatiale, l’hypothèse dominante est celle du calepin visuo-spatial (Baddeley, 1986). Cependant l’approche multi-systèmes est actuellement remise en question et les théories fonctionnelles défendent l’idée d’un système mnésique unique. C’est dans cette perspective que se situe notre recherche qui s’organise autour de trois questions. La première consiste à définir les traitements visuo-spatiaux mis en œuvre lors de la manipulation d’informations visuo-spatiales. La seconde tente d’établir des profils comportementaux des traitements visuo-spatiaux caractéristiques du vieillissement normal et pathologique (Alzheimer). La troisième porte sur l’expression de la flexibilité cognitive chez des sujets âgés lors de la résolution des blocs de Corsi.Deux expériences ont été réalisées dans lesquelles les participants (sujets Alzheimer et contrôles) devaient résoudre la tâche de Corsi, dans sa version ordre direct (expérience 1) et dans ces versions ordre direct et indirect (expérience 2). Les données ont été exploitées en recourant à une méthodologie d’analyse de protocoles individuels. Dans la première expérience, nous nous sommes intéressée aux erreurs rencontrées. Dans la seconde étude, nous avons étendu nos analyses aux traitements visuo-spatiaux inhérents à ces erreurs. Les résultats obtenus ont permis de définir cinq traitements visuo-spatiaux (vectoriel, vectoriel partiel, identité stricte, approximatif et mixte), de mettre en évidence des profils comportementaux concernant le traitement vectoriel partiel et identité stricte pour les sujets âgés sains lors de la condition indirecte et de montrer l’expression de flexibilité cognitive spontanée lors des traitements visuo-spatiaux séquentiels. Nos analyses ont ainsi permis de proposer une approche différente du traitement de l’information visuo-spatiale en substituant le concept de traitement visuo-spatial à celui de calepin visuo-spatial. / Currently, to account visuospatial information processing, the dominant hypothesis is that of the visuospatial sketchpad (Baddeley, 1896). However, such models postulating the existence of several independent modules are being questioned and recent functional theories defend a single memory system. Our research therefore is organized in this perspective around three questions.The first one aim to define the different visuospatial processing when visuospatial information is needed. The second one is to attempt to establish behavioral profiles of the visuospatial processing by normal ageing people and pathological one (Alzheimer). The third question is to express the cognitive flexibility of elderly patients when solving the Corsi block-tapping task.Two experiments were conducted where participants (seniors affected by Alzheimer’s disease ‘AD’ and a control group of elderly) had to solve the Corsi block-tapping task, in the direct condition (experiment 1) and in the direct and indirect conditions (experiment 2). The data were analyzed using the methodology of individual protocols analysis. In the first experiment, we examined different errors encountered during the resolution of the task. In the second research we extended our analysis to visuospatial processing associated with these errors.We identified five major visuospatial processing: “the vector processing”, “partially vectorial”, “strict identity”, “approximate identity” and “mixed”, to highlight behavioral profiles on the ‘partially vectorial’ processing and ‘strict identity’ to the healthy elderly subjects in the indirect condition and show the expression of spontaneous flexibility in AD patients and normal subjects. Our analysis allowed us to propose a different approach that improve knowledge about both normal and pathological (here Alzheimer’s disease) ageing. Analyzing the subjects in action, conducts to speak in terms of visuospatial processing rather than visuospatial sketchpad.

A partir d’un dispositif eTandem chinois-français initié et développé par l’Université de Genève (Suisse) et l’Université du Hubei (Chine) sur cinq années, cette thèse aborde deux problématiques : l’ingénierie pédagogique du dispositif et la co-construction des compétences via la réalisation des rôles d’expert et d’apprenant entre les locuteurs natifs et non natifs. D’une part, nous montrons que la conception du dispositif doit prendre en compte l’influence des exigences institutionnelles, des pédagogies et des cultures éducatives sur la motivation, les stratégies et les performances des apprenants. D’autre part, nous analysons de manière fine des interactions au sein de binômes dont les styles d’organisation peuvent varier. Le « projet didactique » sous-jacent à leurs échanges, grâce notamment à son caractère institutionnalisé, mobilise des ressources technologiques et interculturelles en lien avec le processus d’apprentissage. Nous montrons en particulier comment les stratégies de résolution de problèmes (négociation du sens et de la forme) sont prolongées et enrichies par les outils informatiques. / Based on a Chinese-French eTandem course initiated and developed by the University of Geneva (Switzerland) and the University of Hubei (China) over five years, this thesis tackles two issues: instructional design of the course and co-construction of competences through the realization of the roles of expert (native speaker) and learner (non-native speaker). On the one hand, our research shows that the course design should take into account the influence of the institutional requirements, teaching methods and the educational cultures on students’ motivation, strategies, and performance. On the other hand, we analyse interactions between learners, which present varying organisational styles. Thanks to the institutionalisation of the eTandem course, the « didactical characteristics » identified in their interaction mobilizes technological and intercultural resources related to the learning process. We show particularly how problem-solving strategies (negotiation of meaning and form) are extended and enriched by new technologies.

Cette thèse présente trois apports principaux dans le cadre de la modélisation et la simulation des systèmes physiologiques. Le premier apport est la formalisation des aspects qui concernent la modélisation multi-formalisme et multi-résolution. Le deuxième est la présentation et amélioration d'une librairie et un cadre général de modélisation et simulation qui intègre un ensemble d'outils pour aider la définition, l'analyse, l'utilisation et le partage des modèles mathématiques complexes. Le troisième apport est l'application du cadre de modélisation pour améliorer le diagnostic et les stratégies thérapeutiques des applications cliniques concernant le système cardiovasculaire, notamment l'insuffisance cardiaque associée à l'hypertension et les maladies coronariennes. Des applications potentielles associées à la thérapie de resynchronisation cardiaque et l'apnée-bradycardie du nouveau-né prématuré ont été aussi présentées. Ces cas d'étude incluent une intégration d'un cœur pulsatile dans un modèle globale du système cardiovasculaire qui prend en compte i) les mécanismes de régulation à long terme, ainsi que la représentation d'un type d'insuffisance cardiaque, ii) l'analyse de l'hémodynamique coronarienne et sa circulation collatérale pour des patients atteints d'une maladie tri-tronculaire et qui subissent une chirurgie de pontage aorto-coronarien, iii) l'intégration du système électrique cardiaque et son comportement mécanique pour l'optimisation du délai atrio-ventriculaire d'un stimulateur cardiaque, et iv) l'estimation basée sur modèles de l'activité des voies vagale et sympathique du baroreflèxe en période néonatale. / This thesis presents three main contributions in the context of modeling and simulation of physiological systems. The first one is a formalization of the methodology involved in multi-formalism and multi-resolution modeling. The second one is the presentation and improvement of a modeling and simulation framework integrating a range of tools that help the definition, analysis, usage and sharing of complex mathematical models. The third contribution is the application of this modeling framework to improve diagnostic and therapeutic strategies for clinical applications involving the cardiovascular system: hypertension-based heart failure (HF) and coronary artery disease (CAD). A prospective application in cardiac resynchronization therapy (CRT) is also presented, which also includes a model of the therapy. Finally, a final application is presented for the study of the baroreflex responses in the newborn lamb. These case studies include the integration of a pulsatile heart into a global cardiovascular model that captures the short and long term regulation of the cardiovascular system with the representation of heart failure, the analysis of coronary hemodynamics and collateral circulation of patients with triple-vessel disease enduring a coronary artery bypass graft surgery, the construction of a coupled electrical and mechanical cardiac model for the optimization of atrio ventricular and intraventricular delays of a biventricular pacemaker, and a model-based estimation of sympathetic and vagal responses of premature newborn lambs.

Les céramiques polycristallines transparentes sont une classe émergente de matériaux pour des applications optiques et photoniques. Au cours de cette thèse, nous avons utilisé une méthode innovante pour élaborer de tels matériaux : la cristallisation complète d'un verre parent. Ce procédé permet d'obtenir de nouvelles céramiques polycristallines transparentes grâce à l'absence de porosité, inhérente à la fabrication du verre parent et aussi d'accéder à de nouvelles phases cristallines. Deux études ont été menées pour améliorer la vitrification de la composition BaAl₄O₇ (1ère céramique transparente obtenue par cristallisation complète du verre). Des résultats surprenants ont été obtenus avec la cristallisation d'une nouvelle phase (BaGa₄O₇) ou avec la synthèse de céramiques biphasiques transparentes BaAl₄O₇ - BaAl₂O₄ dont la transparence est fortement améliorée par rapport à la céramique de BaAl₄O₇, grâce à la cristallisation d'une seconde phase BaAl₂O₄, limitant la croissance des grains biréfringents de BaAl₄O₇. Des céramiques polycristallines transparentes appartenant à la famille des mélilites, de formule générale Sr₁₊xRE₁₋xGa₃O₇₊x∕₂ (RE : rare earth), ont aussi été synthétisées. Des propriétés d'émission de lumière visible ont été mises en évidence à partir des compositions SrGdGa₃O₇ et SrYbGa₃O₇. Cette famille de céramiques polycristallines transparentes ouvre la voie à d'autres applications où l'absence totale de porosité ainsi que l'élaboration de nouvelles phases cristallines inaccessibles par réaction à l'état solide sont des facteurs clés. Ces possibilités ont été démontrées dans le cas de céramiques transparentes présentant une importante conductivité ionique. / Transparent polycrystalline ceramic is an emerging class of optic and photonic materials. During this thesis, we used an innovative method to elaborate such materials: the full glass crystallization. This process permits to obtain new transparent polycristalline ceramics through the lack of porosity, inherent to the parent glass and to access to new crystalline phases. Two studies were leaded to improve the glass forming ability of the BaAl₄O₇ composition (1st transparent ceramic obtained from full glass crystallization). Surprising results were obtained with the crystallization of a new phase (BaGa₄O₇) or with the synthesis of two-phase transparent ceramics (BaAl₄O₇ – BaAl₂O₄) where the transparency is considerably enhanced compared to the BaAl₄O₇ ceramic thanks to a second phase crystallization (BaAl₂O₄), limiting the growth of the birefringent BaAl₄O₇ grains. Transparent polycristalline ceramics belonging to the melilite family, with Sr₁₊xRE₁₋xGa₃O₇₊x∕₂ (RE: rare earth) general formulae were also synthesized. White light emission properties have been demonstrated from the SrGdGa₃O₇ and SrYbGa₃O₇ compositions. This family opens the way to others applications where the total absence of porosity with the elaboration of new crystalline phases unattainable by solid state reaction are key factors. These possibilities were demonstrated in the case of transparent polycristalline ceramics showing an important ionic conductivity.

Les services Web ont émergé comme un support de développement et d’intégration d’applications ou de systèmes d’information. Dans ce cadre, les interactions entre deux applications consommateur et fournisseur, encapsulées par des services Web se font par échanges de messages. Ces échanges s’appuient sur la notion d’interfaces, qui décrivent les interactions dans lesquelles un service peut s’engager et les dépendances entre ces interactions. Dans le Web actuel, il arrive très fréquemment que de nombreux services répondent à un même ensemble de besoins fonctionnels. Ces services sont souvent offerts par le biais d’interfaces différentes. Des nombreuses raisons, telles que la panne du service fournisseur, peuvent amener un consommateur à substituer son fournisseur habituel par un autre fournisseur qui offre la même fonctionnalité. Cette substitution provoque des incompatibilités entre l’interface du service consommateur et celle du service fournisseur substitut. Cela est dû au fait que le service consommateur n’a pas été fait en fonction de ce nouveau service fournisseur. Les recherches que nous menons dans cette thèse visent à résoudre le problème des incompatibilités dans des interactions entre deux services consommateur et fournisseur substitut. En particulier, notre contribution s’étend, tant sur le plan théorique que sur le plan pratique. Il s’agit d’une part d’un canevas pour la génération automatique des adaptateurs des interactions entre deux services. D’autre part, nous proposons une architecture logicielle multicouche fournissant un cadre permettant une substitution transparente et flexible d’un service fournisseur par un autre service vis-à-vis du consommateur du premier. Dans notre canevas pour la génération automatique des adaptateurs, une modélisation des interfaces de services en des automates a été adoptée. Puis, une étape de détection des incompatibilités entre ceux-ci est réalisée. Ensuite, un adaptateur des interactions entre les deux services est généré automatiquement sur la base d’incompatibilités détectées. La génération de l’adaptateur est guidée par le modèle d’automates. Cela permet de modéliser l’adaptateur indépendamment de son implémentation cible, permettant ainsi une bonne réutilisation des modèles. Une fois généré, l’automate de l’adaptateur suffisamment détaillé est projeté sur la technologie CEP (Complexe Event Processing). Cette projection est réalisée à l’aide des composants cartouches (en anglais : Templates) que nous avons mis en oeuvre. Chaque cartouche étant conçue pour générer du code exécutable (en termes de requêtes continues) pour la technologie CEP / Web services have emerged as a support for development and integration of applications and information systems. In this context, the interactions between two consumer and supplier applications, encapsulated by Web services are done by exchanging messages. These exchanges are based on the concept of interfaces, which describe the interactions in which a service can handle and dependencies between these interactions. In the current Web, it is very often that many services meet the same set of functional requirements. These services are often delivered through different interfaces. For many reasons, such as failure of the service provider, the consumer has to replace his usual supplier with another supplier that offers the same functionality. This substitution leads to incompatibilities between the interfaces of the service consumer and new service provider. This is because the customer service was not been developed according to the new service provider. The research we conduct in this thesis aims to solve the problem of incompatibility in the interaction between two services; consumer and new provider. In particular, our contribution extends both in theory and in practice. It is a part of a framework for the automatic generation of adapters for interactions between two services. On the other hand, we propose a multi-layer software architecture providing a framework for transparent and flexible substitution of a service provider by another with respect to an existed consumer. In our framework for automatic generation of adapters, services interfaces modeling using automata has been adopted. Then, a step of detecting incompatibilities between them is achieved. After that, an adapter of the interactions between the two services is generated automatically based on the detected incompatibilities. The generation of the adapter is based on the automata model. The generated adapter automaton contains a sufficient detail for the projected technology CEP (Complex Event Processing). This projection is performed using components templates that are implemented by us. Each template is designed to generate executable code (in terms of continuous requests) for the CEP technology

La réalité économique vécue aujourd’hui, principalement par les pays européens, apporte,en même temps qu’une naturelle préoccupation, un nouvel horizon de pensées, un souffle de nouvelles idées. La pratique a montré qu’une réduction des dépenses publiques n’est pas la solution la plus fiable pour répondre à la crise de la dette publique. La présente thèse se propose de démontrer que l’investissement dans la performance de la perception fiscale peut être une puissante prophylaxie. Au lieu de diminuer les dépenses générées par les plus divers services publics, la meilleure politique à adopter est le développement de la performance de l’Administration fiscale. Dans le texte, nous décrirons la performance d’une administration qui parvient à percevoir les ressources nécessaires au fonctionnementde l’État, avec un minimum de dépenses et en causant un préjudice moindre aux contribuables, dont les intérêts et les satisfactions sont préservés au maximum. Il s’agit d’une définition générale qui n’est pas restreinte à l’analyse d’une certaine ordonnance.Notre objectif est de construire une notion universelle, applicable en tout lieu. De la même manière, nous chercherons à identifier les moyens généraux qui promeuvent l’objectif de performance de l’Administration fiscale. Il ne fait pas de doute que cet objectif ne peut être atteint qu’en rendant le travail de l’administration plus pratique. Le « principe de praticité » aide exactement à la diminution des multiples tâches. Cet objectif est complété par la privatisation de certaines activités liées à la perception des impôts. Au-delà de la réduction du travail du Fisc, nous comprenons qu’il est nécessaire d’investir dans les mesures de contrôle et de diminution des litiges, qui en plus de dégrader la sensible relation entre administration et contribuable, retarde l’encaissement des impôts, ce qui a un impact négatif au niveau de la perception fiscale. Cet objectif peut être atteint par le biais du développement du consentement à l’impôt et de l’adoption de moyens alternatifs de résolution de litiges fiscaux. / The economic reality lived today primarily by European countries, along with a natural concern, brings a new horizon of thoughts, a breath of new ideas. The practice has already shown that cutting public spending is not the most reliable output to the Government debt crisis. What is intended to demonstrate with this thesis is that the investment in tax collection performance can be a powerful prophylaxis. Instead of reducing spending accomplished with the most diverse public services, the best policy to be adopted is the development of tax administration performance. In the text, we describe as performer the Administration which manages to raise the resources needed to perform its functions, the State with the least expenses for the minor nuisance caused possible for taxpayers, in which their interests and satisfactions to be preserved as much as possible. This is a general definition that is not restricted to a particular land-use analysis. Our goal is to build a universal notion applicable anywhere. Similarly, we seek to identify a general meanswhich promotes the objective of making the effective tax administration. There is no doubt that this goal can only be achieved if the work of the Administration becomes more practical. The "principle of practicality" helps exactly in the reduction of multiple tasks. This is complemented through the privatization of some activities related to tax collection. In addition to reducing the work of tax authorities, we understand that it is necessary to invest in control measures and reduction of disputes, which in addition to degrade the sensitive relationship between administration and taxpayers, slows the receipt of taxes, causing a negative impact on the level of revenues. This goal can be achieved, mainly through the development of consent to tax and the adoption of alternative means of dispute resolution.

Résoudre aisément un problème, c’est-à-dire trouver une procédure rapide et efficace menant à la solution, nécessite de pouvoir considérer la situation selon plusieurs points de vue pour en choisir le plus pertinent, mais aussi de pouvoir en changer lorsque l’on se trouve face à une impasse, ce que l’on peut interpréter comme une expression de la flexibilité cognitive. Une adaptation des problèmes de jarres de Luchins a été présentée à 486 enfants scolarisés en CM1 et en CM2, afin d’observer leur capacité à faire preuve de flexibilité cognitive, puis, après tirage au sort, un certain nombre d’épreuves et d’échelles ont été proposés à 100 d’entre eux, lors de deux entretiens individuels. En effet, l’objet de cette étude est de montrer, auprès d’enfants se situant au niveau des opérations concrètes, que la flexibilité cognitive, qui leur permet d’élaborer des stratégies cognitives variées et de remettre en question leur point de vue initial, est liée, d’une part, à leur niveau de développement opératoire ainsi qu’à leur capacité à prendre en compte un point de vue différent du leur, et cela en lien avec leurs capacités de décentration et la présence d’une théorie de l’esprit. Mais il est, d’autre part, de montrer qu’au-delà de ces aspects développementaux, la flexibilité cognitive est également en lien avec la capacité de pouvoir confronter son point de vue à un autre, ce qui signifie qu’il ne s’agit pas seulement de prendre en compte un autre point de vue que le sien, mais aussi de pouvoir les prendre en compte en même temps, en concevant le fait que ces deux points de vue sur une même réalité sont susceptibles de coexister. Dès lors, faire preuve de flexibilité cognitive serait lié à la capacité de pouvoir confronter son propre point de vue à un autre, en se mettant à la place de l’autre tout en restant soi-même et en supportant la remise en cause que cela induit, donc aux capacités empathiques et à l’estime de soi. Cette recherche exploratoire a permis de valider partiellement nos hypothèses et a révélé, notamment à travers un essai de modélisation, certaines différences liées au genre. / Solving a problem easily, that is to say finding a fast and effective procedure leading to a solution, requires considering the situation from several points of view in order to choose the most appropriate one. However, this also requires being able to switch point of view when faced with a standstill ̶ which can be interpreted as an expression of cognitive flexibility. An adaptation of Luchins’ water jar experiment was presented to 486 school children from French CM1 and CM2 classes (England: Year 5 and Year 6), with the aim of observing their capacity to put cognitive flexibility into practice. Then, following a draw, several tests and levels were presented to 100 children from the group throughout two individual meetings. Indeed, the aim of this study is demonstrating that, for children who are at the stage of concrete operations, cognitive flexibility, which enables them to elaborate various cognitive strategies and question their initial point of view, is linked both to their operational development level and to their ability to take into account a point of view which differs from theirs, in association with their decentration abilities and the presence of a theory of mind. Furthermore, the goal of this study is also demonstrating that, beyond these developmental aspects, cognitive flexibility is also linked to the ability to confront one’s point of view with another one, which means not only taking into account someone else’s point of view but also having the ability to consider both perspectives simultaneously, appreciating that these two points of view on the same reality may co-exist. Consequently, displaying cognitive flexibility is supposedly linked to the capacity to confront one’s point of view with another one, by looking at things from the other’s perspective while also remaining ourselves and bearing the challenge that this implies ̶ and therefore linked to one’s self-esteem and empathetic capabilities. This exploratory research has enabled us to partially validate our hypotheses and has revealed, particularly through a modelling trial, some differences linked to gender.

Cette thèse porte sur l’étude du positionnement optimale des réseaux de capteurs pour la localisation de sources. Nous avons étudié deux approches: l’approche basée sur les performances de l’estimation en termes d’erreur quadratique moyenne et l’approche basée sur le seuil statistique de résolution (SSR).Pour le première approche, nous avons considéré les bornes inférieures de l’erreur quadratique moyenne qui sont utilisés généralement pour évaluer la performance d’estimation indépendamment du type d’estimateur considéré. Nous avons étudié deux types de bornes: la borne Cramér-Rao (BCR) pour le modèle où les paramètres sont supposés déterministes et la borne Weiss-Weinstein (BWW) pour le modèle où les paramètres sont supposés aléatoires. Nous avons dérivé les expressions analytiques de ces bornes pour développer des outils statistiques afin d’optimiser la géométrie des réseaux de capteurs. Par rapport à la BCR, la borne BWW peut capturer le décrochement de l’EQM des estimateurs dans la zone non-asymptotique. De plus, les expressions analytiques de la BWW pour un modèle Gaussien général à moyenne paramétré ou à covariance matrice paramétré sont donnés explicitement. Basé sur ces expressions analytiques, nous avons étudié l’impact de la géométrie des réseaux de capteurs sur les performances d’estimation en utilisant les réseaux de capteurs 3D et 2D pour deux modèles des observations concernant les signaux sources: (i) le modèle déterministe et (ii) le modèle stochastique. Nous en avons ensuite déduit des conditions concernant les propriétés d’isotropie et de découplage.Pour la deuxième approche, nous avons considéré le seuil statistique de résolution qui caractérise la séparation minimale entre les deux sources. Dans cette thèse, nous avons étudié le SSR pour le contexte Bayésien moins étudié dans la littérature. Nous avons introduit un modèle des observations linéarisé basé sur le critère de probabilité d’erreur minimale. Ensuite, nous avons présenté deux approches Bayésiennes pour le SSR, l’une basée sur la théorie de l’information et l’autre basée sur la théorie de la détection. Ces approches pourront être utilisée pour améliorer la capacité de résolution des systèmes. / This thesis deals with the array geometry optimization problem in the context of sources localization. We have considered two approaches for the array geometry optimization: the performance estimation in terms of mean square error approach and the statistical resolution limit (SRL) approach. In the first approach, the lower bounds on the mean square error which are usually used in array processing to evaluate the estimation performance independently of the considered estimator have been considered. We have investigated two kinds of lower bounds: the well-known Cramér-Rao bound (CRB) for the deterministic model in which the parameters are assumed to be deterministic, and the Weiss-Weinstein bound (WWB) which is less studied, for the Bayesian model, in which, the parameters are assumed to be random with some prior distributions. We have proposed closed-form expressions of these bounds, which can be used as a statistical tool for array geometry design. Compared to the CRB, the WWB can predict the threshold effect of the MSE in the non-asymptotic area. Moreover, the closed-form expressions of the WWB proposed for a general Gaussian model with parameterized mean or parameterized covariance matrix can also be useful for other problems. Based on these closed-form expressions, the 3D array geometry and the classical planar array geometry have been investigated under (i) the conditional observation model in which the source signal is modeled as a deterministic sequence and under (ii) the unconditional observation model in which the source signal is modeled as a Gaussian random process. Conditions concerning the isotropic and uncoupling properties were then derived.In the second approach, we have considered the statistical resolution limit which characterizes the minimal separation between the two closed spaced sources which still allows to determine correctly the number of sources. In this thesis, we are interested in the SRL in the Bayesian context which is less studied in the literature. Based on the linearized observation model with the minimum probability of error, we have introduced the two Bayesian approaches of the SRL based on the detection and information theories which could lead to some interesting tools for the system design.

Cette thèse porte sur l'analyse des performances en traitement du signal et se compose de deux parties: Premièrement, nous étudions les bornes inférieures dans la caractérisation et la prédiction des performances en termes d'erreur quadratique moyenne (EQM). Les bornes inférieures de l'EQM donne la variance minimale qu'un estimateur peut atteindre et peuvent être divisées en deux catégories: les bornes déterministes pour le modèle où les paramètres sont supposés déterministes (mais inconnus), et les bornes Bayésiennes pour le modèle où les paramètres sont supposés aléatoires. En particulier, nous dérivons les expressions analytiques de ces bornes pour deux applications différentes: (i) La première est la localisation des sources en utilisant un radar multiple-input multiple-output (MIMO). Nous considérons les bornes inférieures dans deux contextes c'est-à-dire avec ou sans erreurs de modèle. (ii) La deuxième est l'estimation de phase d'impulsion de pulsars à rayon X qui est une solution potentielle pour la navigation autonome dans l'espace. Pour cette application, nous avons calculé plusieurs bornes inférieures de l'EQM dans le contexte de données modélisées par une loi de Poisson (complétant ainsi les travaux disponibles dans la littérature où les données sont modélisées par une loi gaussienne). Deuxièmement, nous étudions le seuil statistique de résolution limite (SRL), qui est la distance minimale en termes des paramètres d'intérêts entre les deux signaux permettant de séparer / estimer correctement les paramètres d'intérêt. Plus précisément, nous dérivons le SRL dans deux contextes: le traitement d'antenne et le radar MIMO en utilisant deux approches basées sur la théorie de l'estimation et sur la théorie de l'information. Finalement, nous proposons des expressions compactes du SRL dans le cas d'erreurs de modèle. / This manuscript concerns the performance analysis in signal processing and consists into two parts : First, we study the lower bounds in characterizing and predicting the estimation performance in terms of mean square error (MSE). The lower bounds on the MSE give the minimum variance that an estimator can expect to achieve and it can be divided into two categories depending on the parameter assumption: the so-called deterministic bounds dealing with the deterministic unknown parameters, and the so-called Bayesian bounds dealing with the random unknown parameter. Particularly, we derive the closed-form expressions of the lower bounds for two applications in two different fields: (i) The first one is the target localization using the multiple-input multiple-output (MIMO) radar in which we derive the lower bounds in the contexts with and without modeling errors, respectively. (ii) The other one is the pulse phase estimation of X-ray pulsars which is a potential solution for autonomous deep space navigation. In this application, we show the potential universality of lower bounds to tackle problems with parameterized probability density function (pdf) different from classical Gaussian pdf since in X-ray pulse phase estimation, observations are modeled with a Poisson distribution. Second, we study the statistical resolution limit (SRL) which is the minimal distance in terms of the parameter of interest between two signals allowing to correctly separate/estimate the parameters of interest. More precisely, we derive the SRL in two contexts: array processing and MIMO radar by using two approaches based on the estimation theory and information theory. We also present in this thesis the usefulness of SRL in optimizing the array system.