El empleo de pilares tubulares de acero rellenos de honnigón (CFT) ha crecido en las últimas décadas, debido a su excelente comportamiento estructural, que aprovecha el efecto combinado del acero y honnigón trabajando juntos. Esta asociación ofrece una serie de ventajas que hacen de las columnas CFT una solución interesante: su alta capacidad portante o su eficiente tecnología constructiva pueden citarse entre sus beneficios ampliamente conocidos, que se completan con una elevada resistencia al fuego sin necesidad de protección externa. Tradicionalmente, se han venido utilizando secciones huecas circulares, cuadradas y rectangulares para formar estas columnas compuestas. Adicionalmente, la sección elíptica ha sido recientemente introducida dentro de la gama de secciones de acero huecas disponib les comercialmente. Su atractivo estético y su reducida intrusión visual, junto con sus ventajas estructurales asociadas a secciones con diferentes propiedades en sus ejes fuerte y débil, hacen a las secciones elípticas de gran interés para los diseñadores. En esta tesis se estudian pi lares CFT de sección tanto circular como elíptica. Pese a que el comportamiento de los pilares CFT a temperatura ambiente ha quedado bien establecido en los últimos años, en situación de incendio la degradación de las propiedades del material da lugar a un comportamiento extremadamente no lineal de estas columnas compuestas, lo que hace dificil predecir su fallo. El estado del arte en el campo del comportamiento frente al fuego de columnas CFT se revisa en esta tesis, mostrando que es necesario profundizar en su investigación para una comprensión completa del funcionamiento de tales columnas en situación de incendio. En el caso de las secciones elípticas, este trabajo constituye una investigación novedosa. El comportamiento frente al fuego de los pilares CFT se estudia en esta tesis por medio de un modelo realista tridimensional de elementos finitos. Los valores adoptados de los parámetros del / Espinós Capilla, A. (2012). Numerical analysis of the fire resistance of circular and elliptical slender concrete filled tubular columns [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17579

[EN] The combination of different materials to form a single structural member to take profit of their individual good characteristics is a successfully established practice in building industry. In concrete filled tubular columns (CFT) the combined action of steel and concrete results in many positive attributes at ambient temperature: high load-bearing capacity with smaller cross-section size, aesthetics, high stiffness and ductility and reduced construction cost. In the last decades, the use of CFT columns in building industry, especially in high-rise buildings, has increased not only because of their positive characteristics at room temperature, but also for their inherent high fire resistance. Besides, CFT sections are greatly versatile given that they admit different types of concrete infill such as plain concrete, bar-reinforced concrete or fiber reinforced concrete; and also a wide variety of shapes. Although the more commonly used shapes are circular, and rectangular, new configurations and shapes are continuously appearing together with innovative materials. The ambient temperature behavior of CFT columns has been deeply studied and, in turn, the investigations dealing with their fire behavior have increased. For its structural analysis, the column can be considered as an isolated member or as a column integrated in a structure interacting with other structural members. The review of the state of the art in the area of CFT columns in fire carried out in the framework of this thesis has pointed out that most works cover the fire response of isolated members and that the existing studies on columns within frames differ in their proposals and conclusions. In this thesis, the fire response of CFT columns is analyzed by means of a fiber beam element model. First, a realistic cross-sectional thermal model is implemented to be integrated in the thermo-mechanical model developed whose accuracy is validated against experimental results after its calibration. Parametric studies are carried out with the aim of investigating the main factors affecting the problem and developing a simple calculation method based on Eurocode 4 and using the concept of equivalent concrete core cross-section. Finally, given the reduced computational cost of the fiber model, the effects of axial and rotational restraint in the fire response of CFT columns are investigated by integrating the heated CFT column within a frame. A parametric analysis is performed in order to draw conclusions about this interaction and contrast the current code provisions. The scope of this thesis is limited to circular CFT columns subjected to concentric axial loads. / [ES] Combinar diferentes materiales en un único elemento estructural para aprovechar las fortalezas individuales de cada uno es una práctica consolidada con éxito en el sector de la construcción. En los pilares tubulares de acero rellenos de hormigón (CFT) la acción conjunta del acero y el hormigón presenta muy buenas cualidades a temperatura ambiente: alta capacidad de carga con secciones pequeñas, buena apariencia, alta rigidez y ductilidad y bajo coste de puesta en obra. En las últimas décadas, el uso de pilares CFT en el sector de la construcción, especialmente en edificios de gran altura, ha aumentado no solo debido a sus buenas características a temperatura ambiente sino también por su inherente alta resistencia al fuego. Además, las secciones de pilares CFT son muy versátiles ya que admiten diferentes tipos de relleno, como hormigón en masa, con armaduras o reforzado con fibras; y también una amplia variedad de formas. Aunque los perfiles tubulares más usados son los circulares y rectangulares, nuevas configuraciones están continuamente en desarrollo junto con nuevos materiales. El comportamiento de los pilares CFT a temperatura ambiente ha sido ampliamente estudiado y, a su vez, las investigaciones sobre su comportamiento a fuego han aumentado. Para su análisis estructural, el pilar puede ser considerado como un elemento aislado o como un elemento integrado en una estructura que interactúa con otros elementos estructurales. La revisión del estado del arte en el área de los pilares CFT sometidos a fuego llevado a cabo en el marco de esta tesis ha puesto de manifiesto que la mayoría de los trabajos cubren la respuesta a fuego de elementos aislados y que los estudios existentes sobre pilares en estructuras difieren en sus propuestas y conclusiones. En esta tesis, la respuesta a fuego de pilares CFT se analiza por medio de un modelo de elementos viga con integración por fibras. En primer lugar, se implementa un modelo térmico realista para ser integrado en el modelo termo-mecánico desarrollado cuya precisión se valida con resultados experimentales después de ser calibrado. Un estudio paramétrico se lleva a cabo con el objeto de estudiar los principales factores que afectan al problema y desarrollar un modelo simplificado de cálculo basado en el Eurocódigo 4 Parte 1-1 y que emplea el concepto de sección equivalente del núcleo de hormigón. Finalmente, dado el reducido coste computacional del modelo de fibras, se investigan los efectos de la restricción axial y rotacional en la respuesta frente al fuego de los pilares CFT integrando la columna expuesta a fuego dentro de una subestructura. Se ejecuta un estudio paramétrico para extraer conclusiones sobre esta interacción y contrastar las prescripciones de la normativa actual. El alcance de esta tesis queda limitado a pilares CFT sin protección externa, de sección circular y sometidos a carga axial centrada. / [CA] Combinar distints materials en un únic membre estructural per a aprofitar les fortaleses individuals de cada u és una pràctica consolidada amb èxit en el sector de la construcció. En els pilars tubulars d'acer omplerts de formigó (CFT) l'acció conjunta de l'acer i el formigó presenta molt bones qualitats a temperatura ambient: alta capacitat de càrrega amb seccions xicotetes, bona aparença, alta rigidesa i ductilitat i baix cost de posada en obra. En les últimes dècades, l'ús de pilars CFT en el sector de la construcció, especialment en edificis de gran altura, ha augmentat no sols degut a les seues bones característiques a temperatura ambient, sinó també per la seua inherent alta resistència al foc. A més, les seccions de pilars CFT són molt versàtils, doncs admeten distints tipus de farcit, com formigó en massa, amb armadures o reforçat amb fibres; i també una àmplia varietat de formes. Encara que els perfils tubulars més usats són els circulars i rectangulars, noves configuracions estan contínuament en desenvolupament junt amb nous materials. El comportament dels pilars CFT a temperatura ambient ha sigut àmpliament estudiat i, al mateix temps, les investigacions sobre el seu comportament a foc han augmentat. Per a la seua anàlisi estructural, el pilar pot ser considerat com un element aïllat o com un element integrat en una estructura que interactua amb altres elements estructurals. La revisió de l'estat de l'art en l'àrea dels pilars CFT sotmesos a foc, duta a terme en el marc d'aquesta tesi, ha posat de manifest que la majoria dels treballs cobreixen la resposta a foc d'elements aïllats, i que els estudis existents sobre pilars en estructures difereixen en les seues propostes i conclusions. En aquesta tesi, la resposta a foc de pilars CFT s'analitza mitjançant un model d'elements biga amb integració per fibres. En primer lloc, s'implementa un model tèrmic realista per a ser integrat en el model termo-mecànic desenvolupat, i la seua precisió es valida amb resultats experimentals desprès de ser calibrat. Un estudi paramètric es du a terme amb l'objectiu d'estudiar els principals factors que afecten al problema i desenvolupar un model simplificat de càlcul basat en l'Eurocodi 4, Part 1-1 i que empra el concepte de secció equivalent del nucli de formigó. Finalment, tenint en compte el reduït cost computacional del model de fibres, s'investiguen els efectes de les restriccions axial i rotacional en la resposta a foc dels pilars CFT integrant la columna exposada a foc dins d'una subestructura. Un estudi paramètric s'executa per a obtenir conclusions sobre aquesta interacció i contrastar les prescripcions de la normativa actual. L'abast d'aquesta tesi queda limitat a pilars CFT sense protecció externa, de secció circular i sotmesos a càrrega axial centrada. / Ibáñez Usach, C. (2016). FIRE RESPONSE ANALYSIS OF CIRCULAR CONCRETE FILLED TUBULAR COLUMNS AND THE EFFECTS OF AXIAL AND ROTATIONAL RESTRAINTS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/60150 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

In analogy with the reaction of phenols with very strong super acids, these compounds can be protonated by the weaker super acid trifluoroacetic acid (TFA) and trifluoromethanesulphonic acid (TFS) also giving rise to the formation of OH and/or ring protonated products, which can be identified unambiguously by means of ¹HNMR spectroscopy. The same reactions are possible with the deuterated acids TFA-d and TFS-d. However, from these reactions, additional information on the proton and deuterium attack at different positions in the phenolic compounds is possible not detectable by the hitherto used non-deuterated acids. Moreover, the reaction of phenols with these deuterated acids allows the preparation of partially or fully deuterated phenols that are also important as markers in biological application and material chemistry.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 novembre 2023) / Le longicorne asiatique, Anoplophora glabripennis, originaire de Chine et de la péninsule coréenne, est devenu un insecte nuisible qui représente une menace significative pour les forêts et les économies du monde entier. La gestion efficace de ses invasions et de ses dommages potentiels repose sur une détection précoce grâce aux méthodes de biosurveillance. Dans cette thèse, j'utilise des techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) et des méthodes de génomique des populations pour 1) caractériser la similarité et la différenciation des populations de ce coléoptère, 2) identifier les signatures génomiques qui déterminent la différenciation entre les lignées génétiques et les signatures génomiques associées à l'adaptation environnementale (i.e. variables climatiques), en particulier l'adaptation au froid, 3) éclairer l'histoire de son invasion en Amérique du Nord. Dans le premier chapitre, j'étudie la structure de population des ALB indigènes de l'Asie pour informer la conception des outils de biosurveillance afin d'identifier les sources d'invasion. En utilisant des individus de populations indigènes, en séquençant leurs génomes grâce au séquençage par génotypage (GBS), et en identifiant des marqueurs de polymorphisme nucléotidique (SNP) à l'échelle du génome, j'ai comparé la diversité génétique, mesuré le flux de gènes, et effectué des tests d'assignation de population. J'ai identifié six groupes génétiques avec une division claire entre les groupes du nord et du sud de l'aire de répartition native de cette espèce. Nos résultats démontrent qu'un petit nombre de SNPs peut assigner précisément des individus à des régions géographiques, jetant les bases pour de nouveaux outils de biosurveillance pour l'ALB. Dans le deuxième chapitre, j'examine les signatures génomiques sous sélection associées aux variables climatiques, en particulier la température. J'ai effectué un séquençage complet du génome sur dix échantillons multiplexés, chacun avec 20 individus, pour produire une forte densité de marqueurs SNP à l'échelle du génome. Le criblage du génome et l'analyse gène-environnement (GEA) ont été utilisés pour identifier plus de 5 000 gènes potentiellement impliqués dans l'adaptation locale chez l'ALB. Alors que des gènes communs de tolérance au froid, tels que la glycérol kinase, les cytochromes P450, la protéine antigel et les protéines de choc thermique ont été trouvés à travers des analyses de sélection, ceux-ci n'étaient pas significatifs dans l'analyse GEA, indiquant une relation complexe entre les facteurs environnementaux et l'évolution génétique de la tolérance au froid. Ce profilage génomique complet offre de nouvelles perspectives sur les mécanismes génétiques sous-jacents à l'adaptation locale chez cette espèce. Dans le troisième chapitre, j'utilise des données génomiques obtenues grâce à la technologie GBS pour reconstruire l'histoire invasive du longicorne asiatique en Amérique du Nord (NA) et mieux comprendre les invasions biologiques. Les résultats révèlent que la plupart des populations invasives de NA proviennent de plusieurs introductions indépendantes du nord de la Chine. Les origines spécifiques incluent la Région Nord Deux pour les populations de l'Illinois, de Toronto et de l'Ohio, la Région Sud pour les populations du Massachusetts, et la Région Nord Un pour les populations de Farmingdale, New York. Après leur introduction, toutes les populations ont connu des goulots d'étranglement, certaines connaissant également une seconde expansion, comme New York. Les résultats de notre étude sont cohérents avec les données historiques, offrant de nouvelles perspectives sur la dynamique d'invasion de cette espèce. En conclusion, cette thèse présente une étude approfondie sur la structure populationnelle, l'adaptation et l'histoire invasive du longicorne asiatique en utilisant des techniques génomiques avancées. Nos découvertes améliorent non seulement notre compréhension de la biologie de ce coléoptère et de ces mécanismes adaptatifs, mais fournissent également des perspectives précieuses pour le développement de stratégies de biosurveillance efficaces pour gérer et atténuer les impacts de ses invasions. Alors que la menace des espèces invasives continue d'augmenter à l'échelle mondiale, les méthodes et les connaissances acquises grâce à cette étude peuvent être appliquées à d'autres nuisibles invasifs, contribuant finalement à la protection de nos forêts, écosystèmes et économies. / The Asian longhorned beetle (ALB) Anoplophora glabripennis, native to China and Korea Peninsula, has become a global insect pest that poses a significant threat to forests and economies worldwide. Effective management of its invasions and potential damage relies on early detection through biosurveillance methods. In this thesis, I utilize next-generation sequencing (NGS) techniques and population genomics methods to 1) characterize the beetle's population similarity and differentiation, 2) identify genomic signatures that determine the differentiation between genetic lineages in its native range and signatures related to environmental adaptation associated with climate variables especially cold adaptation, and 3) provide insight on its invasion history in North America. In the first chapter, I investigate the population structure of native ALB populations to inform the design of biosurveillance tools for identifying invasion sources. By collecting native population samples, sequencing their genomes using genotyping-by-sequencing (GBS), and obtaining genome-wide single nucleotide polymorphism (SNP) markers, I compared genetic diversity, measured gene flow, and conducted population assignment tests. I identified six genetic clusters with a clear division between northern and southern groups. Our results demonstrate that a small number of SNPs can accurately assign individuals to geographic regions, laying the foundation for new ALB biosurveillance tools. In the second chapter, I examine genomic signatures under selection and associated with climate variables, specifically temperature. I performed whole genome sequencing on ten pooled samples, each with 20 individuals, to produce high-density genome-wide SNP markers. Genome scans and gene-environment analysis (GEA) were used to identify over 5,000 genes potentially involved in local adaptation in ALB. Notably, while common cold tolerance genes, such as glycerol kinase, cytochrome P450s, antifreeze protein, and heat shock proteins, were found through selection scans, these were not significant in GEA analysis, indicating a complex relationship between environmental factors and genetic evolution of cold tolerance. This comprehensive genomic profiling provides new insights into the genetic mechanisms underlying local adaptation in this species. In the third chapter, I use genomic data obtained through GBS technology to reconstruct the invasion history of the Asian longhorned beetle in North America (NA) to better understand the biological invasions in the invasive region. Findings reveal that most NA invasive populations originated from multiple independent introductions from northern China. Specific origins include North Region Two for populations in Illinois, Toronto, and Ohio, South Region for Massachusetts populations, and North Region One for Farmingdale, New York populations. Post introduction, all populations experienced bottleneck events, with some also experiencing secondary spread, such as New York. The results of our study are consistent with historical records, offering further insights into the invasion dynamics of this species. In conclusion, this thesis presents a detailed study of the Asian longhorned beetle's population structure, adaptation, and invasion history using advanced genomic techniques. Our findings not only enhance our understanding of the beetle's biology and adaptive mechanisms but also provide valuable insights for developing effective biosurveillance strategies to manage and mitigate the impacts of its invasions. As the threat of invasive species continues to rise globally, the methods and knowledge gained from this study can be applied to other invasive pests, ultimately contributing to the protection of our forests, ecosystems, and economies.

La détection et la caractérisation des nanoparticules manufacturées (NPM) est l’une des premières étapes pour contrôler et diminuer leurs risques potentiels sur la santé humaine et l’environnement. Différents systèmes d’échantillonnage dans l’air existent pour l’évaluation d’une exposition aux NPM. Cependant, ils ne mesurent pas le risque potentiel de cette exposition à la santé humaine ni les mécanismes cellulaires qui en seraient responsables. Nos objectifs de recherche sont 1) Évaluer les effets de différents types de nanoparticules sur des cellules pulmonaires humaines et 2) Identifier de nouveaux mécanismes intracellulaires activés lors de l’exposition à divers types de NPM. Méthodologie: La lignée de cellules A549 a été utilisée. Trois types de NPM ont été étudiés (différentes concentrations et temps d’exposition): les nanoparticules de dioxyde de titane de type anatase (TiO2), les nanotubes de carbone simple paroi (NTCSP) et les nanoparticules de noir de carbone (NC). La viabilité cellulaire a été mesurée par le test MTS, le test PrestoBlue et le test d’exclusion du bleu de Trypan (uniquement pour les NTCSP). La mesure du stress oxydatif a été déterminée par la mesure des dérivés réactifs de l’oxygène (ROS) en utilisant l’essai DCFH-DA. L’activation d’une réponse anti-oxydative a été déterminée par la mesure de la forme réduite (GSH) et oxydée (GSSG) du glutathion, ainsi que du ratio GSH/GSSG (seulement avec NTCSP et TiO2). Résultats: Les trois nanoparticules ne semblent pas être toxiques pour les cellules A549 car il y a une diminution significative mais minime de la viabilité cellulaire. Cependant, elles induisent une augmentation du contenu intracellulaire en ROS qui est à la fois dépendante du temps et de la concentration. Aucun changement dans les concentrations de GSH et GSSG n’a été observé. En conclusion, nos données indiquent que la mesure de la viabilité n’est pas un critère suffisant pour conclure à la toxicité des NPM. La production de ROS est un critère intéressant, cependant il faudra démontrer l’activation de systèmes anti-oxydatifs pour expliquer l’absence de mortalité cellulaire suite à l’exposition aux NPM. / Detection and characterization of manufactured nanoparticles (NPs) is one of the first steps to control and reduce potential risks to human health and the environment. Various sampling schemes in air exist for the evaluation of exposure to NPs. However, they do not measure the potential risk of this exposure to the human health and the cellular mechanisms that are responsible. Our research objectives are 1) To evaluate the effects of different types of nanoparticles on human lung cells and 2) Identify new intracellular mechanisms activated during exposure to various types of NPs. Methodology: The cell line A549 was used. Three types of NPs were studied (different concentrations and exposure time): titanium dioxide nanoparticles of anatase (TiO2), the simple wall carbon nanotubes (SWCN) and black carbon nanoparticles (BC). Cell viability was measured by the MTS assay, the PrestoBlue assay and the Trypan blue due exclusion test (only for the SWCN). To investigate whether the NPs stimulated ROS generation in A549 cels, the intracellular ROS level was measured using the DCFH-DA assay. The potential induction of oxidative stress responses in cells when exposed to TiO2 and SWCN was determined by the quantification of the extracellular levels of reduced (GSH) and oxidized glutathione (GSSG) forms. Results: The three nanoparticles do not appear to be toxic to A549 cells because there is a significant but small decrease in cell viability. However, they induce ROS production which is both time and concentration dependent. No change in the concentrations of GSH and GSSG were observed. In conclusion, our data indicate that measuring the cell viability is not a sufficient criterion for concluding if the NPs are toxic. ROS production is an interesting criterion, however, we have to demonstrate the activation of anti-oxidative systems to explain the absence of cell death following exposure to the NPs.

La politique de réforme et de modernisation de l’État engagée par les gouvernements français successifs a visé à mettre l’organisation territoriale de la République aux standards des grandes démocraties occidentales comme l’indique l’avant-propos du dernier projet de loi de décentralisation. La question du nombre de communes en France est partie prenante de cette réflexion. C’est ainsi que la loi du 16 décembre 2010, sous l’influence du rapport rendu par le comité Balladur en mars 2009 et qui s’intitulait «il est temps de décider » a eu pour ambition d’engager la création d’un nouveau dispositif de fusion de communes : «la commune nouvelle». L’objectif est de poser les fondements de la commune du 21ème siècle en facilitant les fusions de communes par l'amélioration du système né de la loi Marcellin du 16 juillet 1971 qui avait connu un succès limité. La récente proposition de loi déposée par le député maire de Lons le Saunier Jacques Pélissard vise à « consolider, améliorer et rendre plus attractif le dispositif de commune nouvelle dans un contexte de nécessaire optimisation de notre organisation territoriale. » 3) Les enjeux : La France et l’Europe font face à une métamorphose économique qui les oblige à s’interroger sur leur organisation administrative. La construction européenne, la mondialisation, et le contexte de crise généralisée auquel la France est confrontée l’oblige à s’interroger sur l’efficacité de ses structures publiques. L’organisation territoriale de la France est-elle à même de répondre aux exigences d’action publiques que le 21ème siècle exige ? Une structure pluriséculaires comme la commune peut elle se moderniser pour faire face ? Bon nombre de pays voisins de la France ont drastiquement réduit le nombre de leurs communes. Le Royaume uni possède 4000 seulement pour une population comparable à celle de la France. Mais s’arrêter à la dimension financière ou structurelle de la commune cacherait le fait que la décentralisation est d’abord et avant tout un processus démocratique et historique. La commune occupe une place centrale dans ce dispositif démocratique français. 4) La problématique :Ce tableau général de la France du début du 21ème siècle nous amène à nous interroger sur la nature de ce nouveau régime. Quels sont les ressorts, les enjeux et les perspectives du régime des « communes nouvelles » et que nous dit-il sur l’avenir de la commune en France? Par la commune nouvelle, assiste-t-on au renforcement de la commune? Ou assiste-t-on au contraire à une dynamique de disparition progressive de la commune au profit d’ensembles plus larges, le régime de commune nouvelles étant un outil de plus de la transformation des structures territoriales historiques par la recherche d’un optimum de l’efficacité. Cette approche nous amènera nécessairement à nous interroger sur le rapport entre la commune nouvelle et l'intercommunalité. La commune nouvelle est-elle la forme la plus aboutie de l’intercommunalité? / The communal fragmentation is at the origin of the communal crisis. The size of the communal perimeters is indeed inadequate to the needs of the citizens and leads to the marginalization of French municipalities. The merger of municipalities is a response to this situation. The latter has not, for the time, substantially reduce the number of municipalities. Created in 2010, the "commune nouvelle" aims to revive the process of fusion. It is therefore a question of defining the impact of this new fusion regime on the municipality. If the "commune nouvelle" first allows the strengthening of municipalities in their means of action, it also endorses a renewal of their institutions. These two dynamics must be assessed in view of the growing importance of intercommunality. It has long appeared as a competitor of the merger of municipalities. However, the law now imposes inter-municipal cooperation to ail municipalities including "communes nouvelles". This obligation does not condemn the latter to marginality. Indeed, the increase of intermunicipal perimeters recorded in 2015, promotes the emergence of a need of proximity that the majority of municipalities are not able to assume given their size. The development of the "commune nouvelle" is therefore useful to the good govemance of the municipal bloc. It can contain the continuous growth of intercommunality and thus mark the great return of the municipality in the French territorial architecture.

Superpixels are the results of an image oversegmentation. They are an established intermediate level image representation and used for various applications including object detection, 3d reconstruction and semantic segmentation. While there are various approaches to create such segmentations, there is a lack of knowledge about their properties. In particular, there are contradicting results published in the literature. This thesis identifies segmentation quality, stability, compactness and runtime to be important properties of superpixel segmentation algorithms. While for some of these properties there are established evaluation methodologies available, this is not the case for segmentation stability and compactness. Therefore, this thesis presents two novel metrics for their evaluation based on ground truth optical flow. These two metrics are used together with other novel and existing measures to create a standardized benchmark for superpixel algorithms. This benchmark is used for extensive comparison of available algorithms. The evaluation results motivate two novel segmentation algorithms that better balance trade-offs of existing algorithms: The proposed Preemptive SLIC algorithm incorporates a local preemption criterion in the established SLIC algorithm and saves about 80 % of the runtime. The proposed Compact Watershed algorithm combines Seeded Watershed segmentation with compactness constraints to create regularly shaped, compact superpixels at the even higher speed of the plain watershed transformation. Operating autonomous systems over the course of days, weeks or months, based on visual navigation, requires repeated recognition of places despite severe appearance changes as they are for example induced by illumination changes, day-night cycles, changing weather or seasons - a severe problem for existing methods. Therefore, the second part of this thesis presents two novel approaches that incorporate superpixel segmentations in place recognition in changing environments. The first novel approach is the learning of systematic appearance changes. Instead of matching images between, for example, summer and winter directly, an additional prediction step is proposed. Based on superpixel vocabularies, a predicted image is generated that shows, how the summer scene could look like in winter or vice versa. The presented results show that, if certain assumptions on the appearance changes and the available training data are met, existing holistic place recognition approaches can benefit from this additional prediction step. Holistic approaches to place recognition are known to fail in presence of viewpoint changes. Therefore, this thesis presents a new place recognition system based on local landmarks and Star-Hough. Star-Hough is a novel approach to incorporate the spatial arrangement of local image features in the computation of image similarities. It is based on star graph models and Hough voting and particularly suited for local features with low spatial precision and high outlier rates as they are expected in the presence of appearance changes. The novel landmarks are a combination of local region detectors and descriptors based on convolutional neural networks. This thesis presents and evaluates several new approaches to incorporate superpixel segmentations in local region detection. While the proposed system can be used with different types of local regions, in particular the combination with regions obtained from the novel multiscale superpixel grid shows to perform superior to the state of the art methods - a promising basis for practical applications.

Les épopées d’Homère et de Virgile, la Chanson de Roland sont marquées par une alternance qui peut paraître capricieuse. En fait, on la saisit beaucoup mieux dès lors qu’on prend en compte la présence des corps : ceux du jongleur, de l’aède, du récitant ; le corps du public. Postures, gestuelle, mouvements, regard, souffle, musique s’articulent à cette alternance pour en faire une véritable danse. Cette thèse étudie d’abord comment dansent chacun des temps principaux du récit dans ces épopées, en accordant la priorité à Homère et au Roland ; puis elle étudie comment cette danse des temps prend corps dans chacune des petites pièces dont nous décelons que sont composées les épopées anciennes comme le Roland : les laisses. / The Homeric and Virgilian epics, as well as the Chanson de Roland are full of tenseswitching, the use of which might seem capricious to the modern reader. It is in fact much better understood when bodies’ presence is taken into account — these bodies being the bard’s one as well as the audience’s. Postures, gestures, moves, eyes, breath, music are joint partners to tenseswitching, so that tenses really dance in epics. This study is firstly about how each one of the main narrative tenses dances in Homer and the Roland, and also in the Æneid. Then it studies the way tenses dance in each of the small pieces we find in the classical epics as well as in the Roland : the laisses.

In data-centric environments, for example, in the field of scientific computing, the transmission of large amount of structured data to Web services is required. In service-oriented environments (SOA), the Simple Object Access Protocol (SOAP) is commonly used as the main transport protocol. However, the resulting 'by value' data transmission approach is not efficiently applicable in data-centric environments. One challenging bottleneck of SOAP arises from the XML serialization and deserialization when processing large SOAP messages. In this paper, we present an extended Web service framework which explicitly considers the data aspects of functional Web services. Aside from the possibility to integrate specialized data transfer methods in SOA, this framework allows the efficient and scalable data handling and processing within Web services. In this case, we combine the advantages of the functional perspective (SOA) and the data perspective to efficiently support data-centric environments.

This MSc Thesis focuses on the collision detection between scene objects and consequent resolution of such collisions on the basis of physical model. The implementation of all the applications and algorithms is achieved in Win32 environment in Visual Studio using the programming language C++; it also employs the graphical library Open Inventor based on OpenGL. The work also includes additional application for the calculation of physical values. The demo applications involve algorithms for detection and resolution of explosive collision by the use of a simple and physical reflection on the basis of physical formulas and relationships. The main demo application called "tunnel transit" incorporates a simple game engine. The thesis also includes a discussion over the aroused problems with collision solving and some suggestions how to overcome them.