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Dans cette thèse, nous combinons les outils de la théorie des probabilités et de la géométrie stochastique pour proposer de nouvelles solutions au problème de la détection et le suivi d'objets multiples dans des séquences d'images haute résolution. Nous créons un cadre fondé sur des modèles de processus ponctuels marqués spatio-temporels pour détecter et suivre conjointement plusieurs objets dans des séquences d'images. Nous proposons l'utilisation de formes paramétriques simples pour décrire l'apparition de ces objets. Nous construisons de nouveaux modèles fondés sur des énergies dédiées constituées de plusieurs termes qui tiennent compte à la fois l'attache aux données et les contraintes physiques telles que la dynamique de l'objet, la persistance de la trajectoire et de l'exclusion mutuelle. Nous construisons un schéma d'optimisation approprié qui nous permet de trouver des minima locaux de l'énergie hautement non-convexe proposée qui soient proche de l'optimum global. Comme la simulation de ces modèles requiert un coût de calcul élevé, nous portons notre attention sur les dernières mises en oeuvre de techniques de filtrage pour le suivi d'objets multiples, qui sont connues pour être moins coûteuses en calcul. Nous proposons un échantillonneur hybride combinant le filtre de Kalman avec l'échantillonneur MCMC à sauts réversibles. Des techniques de calcul de haute performance sont également utilisées pour augmenter l'efficacité de calcul de notre méthode. Nous fournissons une analyse en profondeur du cadre proposé sur la base de plusieurs métriques classiques de suivi d'objets et de l'efficacité de calcul. / In this thesis, we combine the methods from probability theory and stochastic geometry to put forward new solutions to the multiple object detection and tracking problem in high resolution remotely sensed image sequences. We create a framework based on spatio-temporal marked point process models to jointly detect and track multiple objects in image sequences. We propose the use of simple parametric shapes to describe the appearance of these objects. We build new, dedicated energy based models consisting of several terms that take into account both the image evidence and physical constraints such as object dynamics, track persistence and mutual exclusion. We construct a suitable optimization scheme that allows us to find strong local minima of the proposed highly non-convex energy. As the simulation of such models comes with a high computational cost, we turn our attention to the recent filter implementations for multiple object tracking, which are known to be less computationally expensive. We propose a hybrid sampler by combining the Kalman filter with the standard Reversible Jump MCMC. High performance computing techniques are also used to increase the computational efficiency of our method. We provide an in-depth analysis of the proposed framework based on standard multiple object tracking metrics and computational efficiency.

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

L’atrazine, un des herbicides les plus utilisés pour contrôler le développement des plantes adventices dans les cultures, a conduit à la contamination de l’environnement. L’exposition chronique à cet herbicide a conduit à l’émergence de populations microbiennes du sol capables de dégrader l’atrazine et de l’utiliser comme une source d’azote pour leur croissance. Ces populations microbiennes sont responsables de la biodégradation accélérée (BDA) de l’atrazine, un service écosystémique contribuant à diminuer la persistance de cet herbicidedans l’environnement. L’objectif de ce travail était d’étudier les mécanismes génétiques et physiologiques responsables du fonctionnement et de l’amélioration de ce service écosystémique. Nous avons appliqué une démarche expérimentale allant des gènes codant la dégradation à des communautés microbiennes afin d’identifier les processus adaptatifs impliqués dans l’évolution de la fonction de BDA de l’atrazine.Le premier volet a consisté à évaluer l’importance de mutations accumulées dans le gène atzA dans la transformation de l’atrazine en hydroxyatrazine catalysée par AtzA. Le séquençage de gènes atzA de différents isolats bactériens dégradant l’atrazine (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps et différents Chelatobacter heintzii) a montré que la séquence du gène atzA était très conservée. Toutefois quatre mutations non silencieuses ont pu être identifiées (1 chez Pseudomonas sp. ADP MSE et 3 chez Chelatobacterheintzii). La modélisation de la structure de la protéine AtzA a permis de montrer que trois des mutations étaient situées dans des régions importantes (site actif, poche de liaison avec l’atrazine et liaison avec le métalFe2+. [...] Le second volet a consisté à étudier la plasticité de la voie de biodégradation de l’atrazine dans deux conditions opposées : (i) la première visait à évaluer la persistance de la capacité de dégradation en absence de pression de sélection et (ii) la seconde visait à évaluer l’évolution de la capacité de dégradation en présence d’une pression de sélection élevée. Pour conduire ces études, des manipulations d’évolution expérimentale sur Pseudomonas sp. ADP ont été menées. (i) L’exposition à l’acide cyanurique, intermédiaire métabolique de l’atrazine, a conduit à la sélection d’une population nouvellement évoluée capable de croître plus rapidement dans un milieu de culture ne contenant que l’acide cyanurique comme source d’azote. Cette population est caractérisée par une délétion d’une région de 47 kb du plasmide ADP1 contenant les gènes atzABC. Les analyses conduites ont permis de conclure que le gain de compétitivité de la population évoluée résidait dans la perte du fardeau génétique représenté par la région de 47 kb, la capacité de dégradation de l’acide cyanurique restant inchangée. (ii) L’exposition à l’atrazine a conduit à la sélection d’une populationnouvellement évoluée caractérisée par l’insertion du plasmide ADP1 en quasi-totalité sur le chromosome bactérien. [...] Le troisième volet a consisté à développer un outil permettant d’évaluer, à l’échelle d’une communauté microbienne synthétique, l’évolution du potentiel génétique dégradant. Pour ce faire quatre souches dégradantes dont une, Arthrobacter sp. TES6, isolée au cours de cette étude, ont été choisies. [...] Ces travaux montrent que la fonction de biodégradation accélérée de l’atrazine est très versatile et qu’elle est en constante évolution. Il met en évidence que le principal facteur pilotant cette évolution est le niveau d’exposition des populations dégradantes au pesticide. / Atrazine, one of the most used herbicide to control the development of weeds in crop, has led to the contamination of the environment. Repeated exposure to this herbicide resulted in the emergence of microbial populations able to degrade atrazine and to use it as a nitrogen source for its growth. These microbial populations are responsible for accelerated biodegradation of atrazine (BDA), a key ecosystemic service diminishing the persistence of this herbicide in the environment. The aim of this PhD work was to study genetic and physiological mechanisms responsible for functioning and improving of this ecosystemic service. We applied an experimental approach starting from genes to communities degrading atrazine in order to identify processes of adaptation involved in the evolution of accelerated biodegradation function.The first part of the PhD aimed at evaluating the importance of accumulation of single mutations in the atzA gene for the activity of AtzA transforming atrazine to hydroxyatrazine. Sequencing or atzA genes amplified from different atrazine-degrading isolates (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps and differents Chelatobacter heintzii) showed that atzA sequence was conserved. However, four non synonymous mutations were identified (1 for Pseudomonas sp. ADP Ps and 3 for Chelatobacter heintzii). Modeling of AtzA structure showed that three mutations were located in important regions (active site, interaction with atrazine and with the metal Fe2+). [...] The second part aimed at studying the plasticity of the atrazine-degrading pathway in two opposed conditions: (i) one aiming at evaluating the persistence of degrading capability in absence of selection pressure and (ii) a second one aiming at evaluating the evolution of degrading capability under high selection pressure exerted by atrazine. With these aims, experimental evolutions were carried out with Pseudomonas sp. ADP. (i) We showed that cyanuric acid exposure led to the selection of a newly-evolved population characterized by increased growing ability on culture medium containing this substance as nitrogen source. This population is characterized by the deletion of a 47 kb region containing atzABC genes from ADP1. We showed that increased fitness of newly-evolved population was due to the selective loss of the genetic burden represented by the 47 kb region, the cyanuric acid degrading ability remaining unchanged. (ii) Atrazine exposure led to the selection of population characterized by the insertion of ADP1 plasmid in the bacterial chromosome. [...] The third part aimed at developing a tool allowing monitoring the evolution of atrazine-degrading genetic potential at the scale of a synthetic microbial community. To do so four degrading strains among which, one was isolated in this study, were chosen. [...] Altogether, these results showed that the atrazine accelerated biodegradation function is highly versatile and under constant evolution. Furthermore, they highlight that the exposure to atrazine is the key parameter driving the evolution of degrading population

L'apprentissage implicite est une acquisition d'information complexe sans intention d'apprendre. Le but de cette thèse est de déterminer comment des régularités temporelles peuvent influencer l'apprentissage implicite d'une grammaire artificielle basée sur des structures de hauteur des notes. Selon la théorie de l'attention dynamique (Jones, 1976), il y a une synchronisation entre des régularités temporelles des événements externes et des oscillateurs internes qui guide l'attention à travers le temps et aide à développer les attentes perceptives et temporelles. Notre hypothèse est que des structures métriques fortes pourront stimuler l'apprentissage implicite. Nous faisons l'hypothèse que le fait de présenter des hauteurs de notes avec des structures métriques fortes permet de développer des attentes temporelles par rapport à l'arrivée du prochain évènement. Ces attentes facilitent le traitement de hauteur des notes et ensuite «boostent» l'apprentissage implicite de la grammaire artificielle. Trois études ont été réalisées pendant cette thèse. L'étude 1 était une étude comportementale dans laquelle nous avons étudié l'influence d'une présentation temporelle régulière (avec une métrique forte) vs. irrégulière sur l'apprentissage implicite d'une grammaire artificielle basée sur des structures de hauteur des notes. Les résultats ont montré que la présentation temporelle influence l'apprentissage implicite et que la présentation temporelle régulière représente un avantage pour l'apprentissage implicite par rapport à la présentation temporelle irrégulière. Dans une étude électrophysiologique (L'étude 2) nous avons étudié quelle présentation temporelle de la grammaire artificielle, rythmique avec une métrique forte ou isochrone, serait plus efficace pour apprendre implicitement la grammaire des hauteurs des notes. Les résultats électrophysiologiques ont montré que les structures métriques apportent un bénéfice supplémentaire à l'apprentissage implicite. Dans l'étude 3 nous avons étudié comment des structures métriques fortes permettent d'améliorer les capacités d'apprentissage implicite chez des patients avec des lésions dans le cortex frontal inférieur qui ont été décrits comme déficitaires pour apprendre des structures artificielles. Les résultats comportementaux et électrophysiologiques ont montré que les patients atteints de lésions dans le cortex frontal inférieur sont capables d'apprendre une nouvelle grammaire artificielle malgré leurs lésions et leur déficit syntaxique. Il pourrait être utile d'exploiter cet avantage de la présentation métrique chez les patients, pour qui un déficit de l'apprentissage implicite a été montré avec des matériaux non-métriques et non musicaux / The thesis aims to investigate how temporal regularities can influence the implicit learning of artificial pitch structures. Implicit learning refers to the acquisition of structure knowledge by mere exposure. According to the Dynamic Attending Theory proposed by Jones (Jones, 1976), internal attentional oscillators synchronize with external temporal regularities, helping to guide attention over time and to develop temporal and perceptual expectations about future events. We made the hypothesis that strongly metrical structures might boost implicit learning, and in particular, that the strongly metrical presentation of pitch structures helps listeners to develop temporal expectations about the occurrence of the next event and thus benefits to the processing of the pitch dimension, leading to better learning of the artificial material. Three studies were realized during this PhD thesis. In Study 1, we used a behavioral approach to investigate how regular and irregular temporal presentations of an artificial pitch grammar influence implicit learning. The data revealed that both types of temporal presentations can influence implicit learning, but that the regular presentation leads to an advantage over the irregular presentation. In Study 2, we used behavioral and electrophysiological methods to investigate which type of regular temporal presentation of the artificial grammar, i.e. strongly metrical or isochronous, leads to better implicit learning of pitch structures. Electrophysiological results showed that the metrical framework provided an additional benefit for the pitch structure learning. In Study 3, we investigated whether the strongly metrical presentation allows patients with left inferior frontal lesions (with previously reported deficits for implicit learning) to learn the artificial pitch grammar. Behavioral and electrophysiological results showed that patients with left inferior frontal gyrus lesions acquired the new artificial grammar despite their lesions and despite previously reported deficits in implicit learning and syntax processing of natural language. It might be useful to exploit the potential benefit of the strongly metrical presentation further in patients for who impaired IL has been shown with non-musical and non-metrical materials

Le phénomène de massification des données de santé constitue une opportunité de répondre aux questions des vigilances et de qualité des soins. Dans les travaux effectués au cours de cette thèse, nous présenterons des approches permettant d’exploiter la richesse et le volume des données intra hospitalières pour des cas d’usage de pharmacovigilance et de surveillance de bon usage du médicament. Cette approche reposera sur la modélisation de trajectoires de soins intra hospitalières adaptées aux besoins spécifiques de la pharmacovigilance. Il s’agira, à partir des données d’un entrepôt hospitalier de caractériser les événements d’intérêt et d’identifier un lien entre l’administration de ces produits de santé et l’apparition des effets indésirables, ou encore de rechercher les cas de mésusage du médicament. L’hypothèse posée dans cette thèse est qu’une approche visuelle interactive serait adaptée pour l’exploitation de ces données biomédicales hétérogènes et multi-domaines dans le champ de la pharmacovigilance. Nous avons développé deux prototypes permettant la visualisation et l’analyse des trajectoires de soins. Le premier prototype est un outil de visualisation du dossier patient sous forme de frise chronologique. La deuxième application est un outil de visualisation et fouille d’une cohorte de séquences d’événements. Ce dernier outil repose sur la mise en œuvre d’algorithme d’analyse de séquences (Smith-Waterman, Apriori, GSP) pour la recherche de similarité ou de motifs d’événements récurrents. Ces interfaces homme-machine ont fait l’objet d’études d’utilisabilité sur des cas d’usage tirées de la pratique réelle qui ont prouvé leur potentiel pour un usage en routine. / The massification of health data is an opportunity to answer questions about vigilance and quality of care. The emergence of big data in health is an opportunity to answer questions about vigilance and quality of care. In this thesis work, we will present approaches to exploit the diversity and volume of intra-hospital data for pharmacovigilance use and monitoring the proper use of drugs. This approach will be based on the modelling of intra-hospital care trajectories adapted to the specific needs of pharmacovigilance. Using data from a hospital warehouse, it will be necessary to characterize events of interest and identify a link between the administration of these health products and the occurrence of adverse reactions, or to look for cases of misuse of the drug. The hypothesis put forward in this thesis is that an interactive visual approach would be suitable for the exploitation of these heterogeneous and multi-domain biomedical data in the field of pharmacovigilance. We have developed two prototypes allowing the visualization and analysis of care trajectories. The first prototype is a tool for visualizing the patient file in the form of a timeline. The second application is a tool for visualizing and searching a cohort of event sequences The latter tool is based on the implementation of sequence analysis algorithms (Smith-Waterman, Apriori, GSP) for the search for similarity or patterns of recurring events. These human-machine interfaces have been the subject of usability studies on use cases from actual practice that have proven their potential for routine use.

Quel enseignement de la poésie les manuels scolaires actuels proposent-ils ? Sont-ils dignes d’intérêt ? Considérant qu’une étude de l’enseignement de la poésie des années 70 à nos jours éclaire l’existence de pratiques actuelles, la recherche retrace tout d’abord les approches théoriques et didactiques dont la poésie fut l’objet, en s’appuyant prioritairement sur les travaux de Jakobson, Benveniste et Meschonnic, d’une part, de D. Delas, J.Y. Debreuille, et S. Martin, d’autre part. S’appuyant ensuite sur la lecture des programmes officiels et sur l’observation critique d’une vingtaine de manuels et d’une trentaine de séquences didactiques, la recherche analyse les corpus, les activités d’acculturation, de lecture, d’écriture et d’oral proposées par les manuels ; elle met en évidence les polarisations et les vectorisations entre activités. Elle associe analyses quantitatives et qualitatives, points de vue généraux sur les séquences et focalisations plus précises sur des chapitres traitant des fables, de la poésie engagée, du romantisme, de la fonction du poète. La recherche montre aussi comment de nouveaux manuels de collège, parus en mai 2016, intègrent des avancées didactiques en faveur des mises en voix du poème et d’une prise en compte du sujet lecteur. La recherche propose enfin des perspectives de formation pour des professeurs stagiaires de Lettres, du point de vue de l’usage du manuel et de besoins explicites en didactique de la poésie que révèle un questionnaire auquel la recherche les a soumis. La thèse a donc pour finalités de reconsidérer l’outil « manuel » et surtout de promouvoir l’enseignement de la poésie auprès de jeunes professeurs. Ces derniers n’ont-ils pas à concevoir la poésie autrement que comme un art du langage ou une célébration du monde, pour découvrir sa dimension pleinement éthique et politique ? En ce début de vingt et unième siècle, complexe et tourmenté, pour les jeunes professeurs et leurs jeunes élèves, cet enjeu d’éducation devient nécessité. Mots clés : théories, enseignement, didactique du français, poésie, manuels, séquences, formation, éducation.UNIVERSITE SORBONNE NOUVELLE - PARIS 3 ED 268- Langage et langues : description, théorisation, transmissionEA 2288- Didactique des langues, des textes et des cultures (DILTEC) / Just how is poetry taught in school text books today? Are these books worth reading? A study carried out from the 1970's to the present day highlights the reasons for current practices. The study covers the theoretical and didactic approaches based primarily on the works of Jakobson, Benveniste and Meschonnic on the one hand, and those of D.Delas, J.Y.Debreuille, and S.Martin on the other. Following the reading of official programmes the critical observation of around twenty books and thirty or more didactic sequences, the study analyses the insertion of "Poetry" sequences in books, corpus, acculturation activities, reading, writing, oral exercises, as well as the polarization and vectorization beween activities. It associates both quantitative and qualitative analyses, general points of view about the sequences and focuses on the chapters dealing with tales and fables, socially committed poetry, romanticism, and the poets function. The study also shows how new school books, published in May 2016 integrate didactic advances that lead to a closer consideration of the reader. Finally, the study proposes perspectives for teacher training on how to use the books, as well as other specific needs in poetry didactic identified from surveys to which they replied. The thesis therefore reconsiders the use of the book as a tool in schools and aims to promote the teaching of poetry to young teachers. After all isn't it up to them to present poetry other than an art of language or a celebration of the world, in order to discover its full ethical and political dimension? With such a complicated and troubled start to the twenty first century, for teachers and pupils alike, the challenges faced by those in education are major. Keywords : theories, school, French didactic, poétry, schoolbooks, sequences, training education. UNIVERSITE SORBONNE NOUVELLE - PARIS 3 ED 268- Langage et langues : description, théorisation, transmissionEA 2288- Didactique des langues, des textes et des cultures (DILTEC)

La comparaison de séquences est une des tâches fondamentales de la bioinformatique. Les nouvelles technologies de séquençage conduisent à une production accélérée des données génomiques et renforcent les besoins en outils rapides et efficaces pour effectuer cette tâche. Dans cette thèse, nous proposons un nouvel algorithme de comparaison intensive de séquences, explicitement conçu pour exploiter toutes les formes de parallélisme présentes dans les microprocesseurs de dernière génération (instruction SIMD, architecture multi-coeurs). Cet algorithme s'adapte également à un parallélisme massif que l'on peut trouver sur des accélérateurs de type FPGA ou GPU. Cet algorithme a été mis en oeuvre à travers le logiciel PLAST (Parallel Local Alignment Search Tool). Différentes versions sont disponibles suivant les données à traiter (protéine et/ou ADN). Une version MPI a également été mise au point pour un déploiement sur un cluster de PCs. En fonction de la nature des données et des technologies employées des accélérations de 3 à 20 ont été mesurées par rapport à la référence du domaine, le logiciel BLAST, pour un niveau de qualité équivalent.

Le traitement séquentiel : principes du traitement séquentiel, programmation du traitement séquentiel, application systématique du traitement séquentiel, analyse récurrente et traitement séquentiel. Le traitement arborescent : principes du traitement arborescent, application du traitement séquentiel au traitement d'arbres, application du traitement arborescent à l'étude d'algorithmes récursifs. Notations algorithmiques et programmation systématique : langages de programmation et notations algorithmiques. Un exemple de notation algorithmique.

Une entité botanique peut être considérée comme une succession ordonnée d'entités botaniques d'un niveau d'organisation inférieur (ex : une unité de croissance peut se décrire comme une succession de métamères). Pour chaque entité botanique, il est possible de mesurer un certain nombre de variables qui traduisent ses caractéristiques (longueur de l'entre-nœud, type de production axillaire). La succession des valeurs prises par une ou plusieurs variables mesurées est alors appelée « séquence d'événements botaniques ». Des travaux récents menés chez des arbres fruitiers et forestiers ont permis de développer une approche statistique adaptée à l'analyse d'échantillons de séquences allant de l'analyse exploratoire à la construction de processus Markoviens. L'objectif de cette thèse est (i) d'évaluer la pertinence d'une approche couplant analyse architecturale et analyse de séquences extraites d'architectures mesurées, (ii) d'apporter une vision et une compréhension nouvelle des phénomènes de croissance, de ramification et de floraison par l'utilisation de modèles statistiques adaptés et (iii) d'analyser les applications possibles des comparaisons de séquences et de modèles dans l'étude de l'influence du milieu et la caractérisation de la plasticité architecturale. Cette problématique est illustrée par (i) l'étude des structures de ramification des différents types d'unités de croissance des pousses annuelles mono- ou polycycliques de chêne rouge d'Amérique (Quercus rubra), (ii) des synchronismes de ramification et de floraison chez Cecropia obtusa et (iii) par l'étude de l'évolution de la phyllotaxie et des modalités de ramification au cours de l'ontogénie sur plusieurs espèces de Cupressus. Les résultats montrent que la répartition des productions axillaires sur une entité porteuse n'est pas aléatoire mais qu'elle est le plus souvent organisée en une succession de zones homogènes ou montre des motifs répétés à un niveau plus local. Les mécanismes sous-jacents potentiellement responsables des organisations révélées à diverses échelles et l'apport de la prise en compte de l'information structurelle des arbres dans la mesure et l'analyse statistique des données sont discutés