La mobilité est une habitude de vie fondamentale pour la participation sociale des personnes à mobilité réduite (PMRs). L'un des plus grands défis des PMRs est de trouver des itinéraires accessibles pour leur déplacement en ville. À cet égard, plusieurs groupes de recherche, dont MobiliSIG, s'intéressent à l'évaluation de l'accessibilité des lieux en appui au développement des outils d'assistance à la mobilité des PMRs. Cependant, les méthodes traditionnelles de l'acquisition et le traitement de données pertinentes pour l'analyse de l'accessibilité de l'environnement urbain sont généralement peu précises, peu efficaces et très coûteuses en temps et en argent. Dans ce contexte, la technologie lidar présente une alternative intéressante pour l'acquisition de données très détaillées et précises sur l'environnement urbain. De plus, les techniques issues de l'intelligence artificielle ont démontré de grands potentiels pour l'extraction automatique de l'information pertinente à partir de nuages de points lidar. À cet effet, l'objectif global de cette recherche est d'évaluer le potentiel des nouvelles approches basées sur l'apprentissage profond pour la segmentation sémantique de nuages de points lidar afin d'automatiser l'extraction des obstacles et des facilitateurs (trottoirs, ilots de refuge, marches, etc.) en lien avec la mobilité des PMRs. Pour ce faire, nous nous sommes particulièrement intéressés au potentiel des méthodes d'apprentissage profond telles que les algorithmes de Superpoint graph et FKAconv. Les principales étapes de cette recherche consistent à : 1) élaborer une base de données 3D annotée dédiée à la mobilité des PMRs, 2) appliquer et évaluer les algorithmes de l'apprentissage profond, 3) mettre en évidence les défis rencontrés dans l'apprentissage sémantique en 3D à partir de données lidar mobile (données irrégulières et volumineuses, la complexité des scènes urbaines, morphologie très variable des instances, etc.). Les algorithmes visés sont appliqués aux données lidar mobile pour analyser l'accès aux commerces au centre-ville de Québec. Les résultats de cette recherche ont démontré le potentiel des méthodes d'apprentissage profond pour la segmentation sémantique des éléments pertinents à la mobilité des PMRs à partir des données lidar mobile. Cependant, ces méthodes souffrent de plusieurs problèmes qui engendrent de mauvaises classifications menant à des imperfections de segmentation. / Mobility is a fundamental life habit for the social participation of people with motor disabilities (PMD). One of the biggest challenges for PMDs is to find accessible itineraries for their movement in the city. In this respect, several research groups, including MobiliSIG, are interested in assessing the accessibility of places to support the development of mobility assistance tools for PMDs. However, traditional methods for acquiring and processing data relevant to the analysis of the accessibility of the urban environments are generally inefficient and very costly in terms of time and money. In this context, the lidar technology presents an interesting alternative for the acquisition of very detailed and accurate data on the urban environment. Moreover, artificial intelligence techniques have shown great potential for the automatic extraction of relevant information from lidar point clouds. To this end, the overall objective of this research is to evaluate the potential of new deep learning-based approaches for the semantic segmentation of lidar point clouds to automate the extraction of obstacles and facilitators (sidewalks, island, steps, etc.) related to the mobility of PMDs. To do so, we were particularly interested in the potential of deep learning methods such as Superpoint graph and FKAconv algorithms. The main steps of this research are: 1) to develop an annotated 3D database dedicated to mobility setoff PMDs, 2) to apply and evaluate the deep learning algorithms, 3) to highlight the challenges encountered in 3D semantic learning (irregular and voluminous data, complexity of urban scenes, highly variable morphology of instances, etc.). The selected algorithms are applied to mobile lidar data to analyze access to shops in downtown Quebec City. The results of this research have demonstrated the potential of deep learning methods for semantic segmentation of elements relevant to PRM mobility from mobile lidar data. However, these methods still suffer from several problems that lead to misclassifications leading to segmentation imperfections.

Si les performances des instruments d'exploration de l'Univers continuent de s'améliorer, c'est souvent au prix d'une augmentation de leurs dimensions. Pour le développement de nouveaux télescopes spatiaux, le vol en formation de satellites est une solution technique de plus en plus envisagée. La mesure absolue des distances entre satellites avec une exactitude de l'ordre de quelques dizaines de microns est alors une nécessité pour l'exploitation des données obtenues avec de tels systèmes. Elle est aussi au cœur d'expériences de physique fondamentale. Mon travail de thèse a porté sur le développement de deux télémètres, T2M et Iliade pouvant répondre à ces besoins. La difficulté dans le développement de ces deux systèmes est de concilier un grand intervalle de mesure de distances avec une grande sensibilité tout en gardant une certaine simplicité et ainsi permettre que ces instruments puissent être embarqués. La performance visée est une mesure de distance de l'ordre du kilomètre exacte à mieux d'un micron. La différence entre T2M et Iliade réside dans leurs conceptions mais aussi dans leurs complexités et les performances visées en termes de résolution. Le télémètre T2M exploite la différence de phase d'une onde modulée en amplitude séparée entre une voie de mesure et une voie de référence. La résolution visée avec ce système est la dizaine de nanomètres. Ce système est capable d'atteindre une grande exactitude du fait que la mesure de distance est déduite d'une mesure de fréquence. Les problèmes d'erreurs cycliques inhérentes à l'utilisation de ce type de techniques sont éliminés par un système d'aiguillage optique permettant d'échanger les faisceaux propres aux deux voies de télémétrie en regard des deux voies de détection. Après la stabilisation du battement de fréquences des deux lasers, mon travail a porté sur l'amélioration de la résolution et sur l'élimination des diverses sources d'erreurs affectant l'exactitude. Les objectifs fixés semblent être atteints et les résultats obtenus sont très encourageants pour les futurs tests et développements à réaliser. Le télémètre Iliade combine une mesure de temps de vol d'impulsions laser et une mesure interférométrique à deux longueurs d'onde. Au prix d'une sophistication un peu plus importante que T2M, la résolution visée est inférieure au nanomètre. La caractérisation de la source d'impulsions d'Iliade présentant un taux de répétition de 20 GHz, a permis de montrer que la gigue temporelle de 65 fs à sa sortie est principalement due au bruit de phase du battement initial de deux lasers monomodes. J'ai travaillé sur une cavité Fabry Perot fibrée pour pré-stabiliser le rayonnement d'un laser monomode. J'ai démontré une technique permettant d'obtenir un signal d'erreur de type dispersif, sans recourir à une modulation. Enfin j'ai étudié une méthode numérique basée sur l'analyse harmonique permettant d'assurer une mesure de différence de phase avec une exactitude de 10-5 radian. Le télémètre Iliade est actuellement en cours de développement.

L'objectif de cette thèse est d'identifier et de comprendre les processus liant un ravageur à son habitat afin de limiter la population de ce ravageur. Deux approches peuvent permettre d'étudier l'hétérogénéité spatiale des populations d'une espèce: les statistiques appliquées à des données spatialisées et la modélisation mécaniste. Mon travail de thèse montre l'intérêt de combiner ces deux approches afin de comprendre l'interaction entre traits de vie et dynamique spatiale d'une population. Comprendre les comportements de dispersion nécessite de collecter des données spatiales à l'échelle de l'individu. En combinant une approche statistique par maximum de vraisemblance et un modèle mécaniste sur des données spatialisées que j'ai récoltées sur l'insecte par télémétrie RFID (Radio Frequency IDentification), j'ai montré une forte dépendance du déplacement vis-à-vis des éléments du paysage. Un modèle stochastique individu-centré (COSMOS) a été développé afin de simuler la propagation spatiale et les attaques du charançon en interaction avec les différents éléments du système de culture. Le modèle a été confronté avec succès à des données d'infestation réelles à l'échelle d'une parcelle de bananiers, en comparant les données d'infestation observées aux données simulées. Les propriétés émergentes du modèle ont été explorées en simulant des assemblages spatiaux de bananiers. Par exemple, le modèle a montré que la vitesse de colonisation d'une parcelle est plus importante lorsqu'elle est plantée de manière régulière plutôt qu'en groupes de bananiers. Le modèle a révélé l'importance de la zone de transition entre la bananeraie et la jachère pour l'optimisation du piégeage.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux réponses comportementales des poissonsd'un grand fleuve aménagé aux variations fréquentes et contrastées de l'environnement (débit,température et photopériode), de manière à comprendre (1) comment les poissons réagissent àces variations et (2) s'ils ont mis en place des stratégies comportementales en réponse à cesvariations.Le jeu de données comportementales utilisé dans cette thèse est issu d'un suivi télémétriquede 89 jours permettant l'enregistrement en continu de positions de 61 poissons, dont 23barbeaux, 19 chevaines et 11 silures. Le site d'étude est un secteur du Rhône de 2 km soumis àdes éclusées et situé au droit de la centrale nucléaire du Bugey qui rejette de l'eau échauffée enrive droite. Il est le sujet d'une modélisation hydrodynamique 2D permettant de connaitre en toutpoint du site et pour toutes valeurs du débit, les conditions abiotiques locales.De manière à connaitre la qualité des positions acquises durant le suivi télémétrique etcomprendre comment la performance du système de télémétrie est susceptible de varier au coursdu suivi des déplacements de poissons, la précision de ce système a été préalablement étudiéedans cette thèse. Pour la meilleure des combinaisons de variables intrinsèques possibles, laprobabilité de détection varie de 0 à 80 %, et l'erreur moyenne est de 3-5 m dans le chenal et <10 m en berges. La configuration géométrique des hydrophones situés autour de l'émetteuracoustique ajuste la probabilité de détection, alors que le réglage des paramètres de traitementdes signaux acoustiques ajuste l'erreur de positionnement.Les données de position couplées au modèle hydrodynamique ont permis de déterminer lespréférences d'habitat des poissons, leur distribution spatiale et leur mouvement en fonction desvariations de l'environnement (phases de la photopériode, valeur du débit et température del'eau). Les préférences d'habitat des trois espèces sont orientées vers des profondeurs < 1.4 m,des vitesses < 0.4 m.s-1 et un substrat grossier (plutôt caillou et pierre). La différence principaleest observée avec la température de l'eau : les cyprinidés préfèrent des températures < 22°C,alors que les silures préfèrent des températures > 23°C. Ces préférences d'habitat varientmajoritairement avec le débit puisque les trois espèces préfèrent à débit élevé (> 630 m3.s-1) deshabitats ayant des caractéristiques physiques hydrauliquement moins contraignantes(profondeurs et vitesses moins importantes et un substrat plus grossier). La photopériode agitprincipalement sur le mouvement des poissons (les barbeaux sont crépusculaires, les chevainesdiurnes et les silures nocturnes) alors que le débit et la température modifient la distributionspatiale des espèces. Les cyprinidés utilisent très peu la zone échauffée (< 10 % du temps) alorsque les silures passent ~ 55 % de leur temps dans cette zone. Lors des heures de débit élevé, lespoissons utilisent majoritairement les berges et exploitent rarement le chenal. Enfin, les variablesenvironnementales agissent de manière combinée sur le comportement des poissons, parexemple pour les cyprinidés qui profitent des débits faibles durant leurs phases d'activité pourexploiter temporairement des habitats devenus accessibles.Les poissons du Bugey ont donc mis en place des stratégies comportementales baséesessentiellement sur une utilisation importante des zones de berge qui leur permettent de réaliserla majorité de leurs fonctions vitales. Les différentes espèces présentent une grande fidélité àquelques habitats clé qu'ils utilisent fréquemment tout au long de la journée, mais qu'ils peuventquitter durant certaines combinaisons de variations environnementales

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux réponses comportementales des poissonsd’un grand fleuve aménagé aux variations fréquentes et contrastées de l’environnement (débit,température et photopériode), de manière à comprendre (1) comment les poissons réagissent àces variations et (2) s’ils ont mis en place des stratégies comportementales en réponse à cesvariations.Le jeu de données comportementales utilisé dans cette thèse est issu d’un suivi télémétriquede 89 jours permettant l’enregistrement en continu de positions de 61 poissons, dont 23barbeaux, 19 chevaines et 11 silures. Le site d’étude est un secteur du Rhône de 2 km soumis àdes éclusées et situé au droit de la centrale nucléaire du Bugey qui rejette de l’eau échauffée enrive droite. Il est le sujet d’une modélisation hydrodynamique 2D permettant de connaitre en toutpoint du site et pour toutes valeurs du débit, les conditions abiotiques locales.De manière à connaitre la qualité des positions acquises durant le suivi télémétrique etcomprendre comment la performance du système de télémétrie est susceptible de varier au coursdu suivi des déplacements de poissons, la précision de ce système a été préalablement étudiéedans cette thèse. Pour la meilleure des combinaisons de variables intrinsèques possibles, laprobabilité de détection varie de 0 à 80 %, et l’erreur moyenne est de 3-5 m dans le chenal et <10 m en berges. La configuration géométrique des hydrophones situés autour de l’émetteuracoustique ajuste la probabilité de détection, alors que le réglage des paramètres de traitementdes signaux acoustiques ajuste l’erreur de positionnement.Les données de position couplées au modèle hydrodynamique ont permis de déterminer lespréférences d’habitat des poissons, leur distribution spatiale et leur mouvement en fonction desvariations de l’environnement (phases de la photopériode, valeur du débit et température del’eau). Les préférences d’habitat des trois espèces sont orientées vers des profondeurs < 1.4 m,des vitesses < 0.4 m.s-1 et un substrat grossier (plutôt caillou et pierre). La différence principaleest observée avec la température de l’eau : les cyprinidés préfèrent des températures < 22°C,alors que les silures préfèrent des températures > 23°C. Ces préférences d’habitat varientmajoritairement avec le débit puisque les trois espèces préfèrent à débit élevé (> 630 m3.s-1) deshabitats ayant des caractéristiques physiques hydrauliquement moins contraignantes(profondeurs et vitesses moins importantes et un substrat plus grossier). La photopériode agitprincipalement sur le mouvement des poissons (les barbeaux sont crépusculaires, les chevainesdiurnes et les silures nocturnes) alors que le débit et la température modifient la distributionspatiale des espèces. Les cyprinidés utilisent très peu la zone échauffée (< 10 % du temps) alorsque les silures passent ~ 55 % de leur temps dans cette zone. Lors des heures de débit élevé, lespoissons utilisent majoritairement les berges et exploitent rarement le chenal. Enfin, les variablesenvironnementales agissent de manière combinée sur le comportement des poissons, parexemple pour les cyprinidés qui profitent des débits faibles durant leurs phases d’activité pourexploiter temporairement des habitats devenus accessibles.Les poissons du Bugey ont donc mis en place des stratégies comportementales baséesessentiellement sur une utilisation importante des zones de berge qui leur permettent de réaliserla majorité de leurs fonctions vitales. Les différentes espèces présentent une grande fidélité àquelques habitats clé qu’ils utilisent fréquemment tout au long de la journée, mais qu’ils peuventquitter durant certaines combinaisons de variations environnementales / In this thesis, we studied the behavioral responses of fish to contrasting variations of theenvironment (flow, temperature and photoperiod) in order to understand (1) how fish react tothese changes and (2) if they have developed behavioral strategies in response to thesevariations.The behavioral data set used in this thesis comes from a continuous telemetry monitoringrealized during 89 days and recording positions of 61 fish of which 23 of barbel, 19 chub and 11catfish. The study site is an area of 2 km of the Rhone River subject to hydropeaking and locatedfront of the Bugey nuclear power plant that generates water heated on the right bank. The studysite is the subject of a 2D hydrodynamic modeling to know, at any point of the site and for allflow values, the local abiotic conditions.In order to know the quality of positions acquired during telemetric monitoring and how theperformance of the telemetry system is likely to vary during the monitoring of fish movements,the accuracy of this system has been previously studied in this thesis. To the best of possiblecombinations of intrinsic variables, the probability of detection varies from 0 to 80%, and theaverage error is 3-5 m in the channel and <10 m in banks. The geometrical configuration of thehydrophones located around the acoustic transmitter adjusts the probability of detection, whilethe setting of processing acoustic signals parameters adjusts the positioning error.The position data coupled with the hydrodynamic model were used to determine the habitatpreferences of fish, their spatial distribution and their movement, in response to changes in theenvironment (phases of photoperiod, water temperature and flow value). Habitat preferences ofthe three species are referred to depths <1.4 m, velocities <0.4 m.s-1 and coarse substrate (ratherrock and stone). The main difference is observed with the water temperature: cyprinids prefertemperatures <22 ° C, while catfish prefer temperatures> 23 ° C. These habitat preferences varymainly with the flow since the three species prefer during high flow (> 630 m3.s-1) habitats thatare hydraulically less stringent (lower speeds and depths and a coarser substrate). Photoperiodprimarily affects the movement of fish (barbel are crepuscular, the chub are diurnal and catfishare nocturnal) while the flow and temperature affect the spatial distribution of species. Cyprinidsuse very little the heated zone (<10% of the time) while catfish spend ~ 55% of their time in thisarea. During hours of high flow, the fish mostly use the banks and rarely exploit the channel.Finally, environmental variables acting in combination on fish behavior, such as cyprinids thatbenefit low flows during their phases of activity to exploit temporary habitats became available.Bugey fish have therefore implemented behavioral strategies based primarily on extensive useof shoreline areas that allow them to conduct most of their vital functions. The different speciesshow high fidelity to a few key habitats they use frequently throughout the day, but they canleave during certain combinations of environmental variations

En conditions physiologiques, le rôle de la vessie consiste en la continence et à l'évacuation de l'urine à des moments socialement convenables. La Cystite Interstitielle (CI) est une pathologie à l'étiologie méconnue entrainant une perturbation de ces fonctions vésicales, une inflammation vésicale importante, associée à une douleur pelvienne intense impactant gravement la qualité de vie des patient(e)s. Cette pathologie ne bénéficiant d'aucun traitement curatif approuvé, la communauté scientifique et médicale s'y intéresse particulièrement afin de proposer des stratégies de traitement, à ce jour, essentiellement basées sur une prise en charge de la symptomatologie. Dans cette optique, notre approche consiste à évaluer les effets d'une modulation des récepteurs PAR1 (Protease-Activated Receptors 1) sur la physiopathologie de la CI. Les PARs représentent une classe unique de récepteurs qui s'auto-activent par clivage de la partie N-terminale extracellulaire entrainant une activation de la protéine G associée. Les voies de signalisation et les propriétés des récepteurs PAR1 n'ont pas été évaluées de façon exhaustive dans la sphère urinaire mais leur implication dans l'inflammation vésicale a été décrite. Cependant, l'évaluation de leurs effets sur la fonction vésicale et l'impact sur l'appareil urinaire bas ne sont pas établis. L'objectif de cette thèse est donc de caractériser l'expression et le rôle des récepteurs PAR1 sur la fonction et la douleur vésicale dans des conditions physiologiques et pathologiques. Pour cela, nous avons développé des modèles animaux permettant d'évaluer les dysfonctions vésicales en intégrant la dimension sensorielle de la pathologie. Nos travaux démontrent une présence limitée des récepteurs PAR1, uniquement au niveau de l'urothélium, en conditions physiologiques et une surexpression importante lors de la CI. Cette surexpression est corrélée in vivo, à la fois à une augmentation de la contractilité vésicale, de la dégradation des paramètres urodynamiques et de la sensation douloureuse. Enfin, nous avons aussi démontré qu'un blocage de ces récepteurs par l'administration locale d'un antagoniste sélectif des récepteurs PAR1 (F16357) limitait les dommages inhérents à la CI et conduisait à une amélioration significative des paramètres urodynamiques et de la sensation vésicale. La modulation des récepteurs PAR1 pourrait donc constituer une stratégie thérapeutique intéressante dans le traitement de la CI et ainsi combler le besoin médical non satisfait. / In physiological conditions, the main roles of the urinary bladder are storage of urine and voiding at socially convenient moments. Interstitial Cystitis (IC) is a pathology for whiche the aetiology is not completely defined. It is characterized by pelvic pain, inflammation and detrusor dysfunction. These symptoms seriously affect patients' quality of life and, at the present time, there is no effective treatment for IC. Today, treatment strategy is based only on management of symptoms and clinicians and scientists are trying to found new therapeutic options. In keeping with this, our approach consists in the evaluation of the effect of PAR1 (Protease Activated Receptors 1) modulation on IC physiopathology. PARs are a unique class of receptors that carry their own ligands tethered to the receptor complex. The protease cleaves the N-terminal part and allows receptor self-activation and signal transduction from a G protein. Signaling pathways and PAR1 properties have not yet been well studied in the urinary field but it has already been demonstrated that PAR1 is involved in bladder inflammation. Nevertheless, effect of PAR1 on bladder function and sensation in IC conditions has yet to be established. The aim of this thesis is to characterize the expression of PAR1 in the bladder and its role in bladder function and sensation in physiological and pathological conditions. We developped animal models allowing an evaluation of bladder dysfunctions taking into account the bladder pain component present in IC. Our experiments demonstrate that, in physiological conditions, PAR1 is slightly present in the rat bladder, only in the urothelium, but its expression increases dramatically in IC conditions. This increase of PAR1 is correlated in vivo with an increase in bladder contractility, a deterioration of urodynamic parameters and bladder pain sensation. Finally, we demonstrated that a selective PAR1 antagonist (namely F16357) limits IC-induced bladder damages and significantly improved urodynamic parameters and bladder sensation. PAR1 modulation could be an interresting therapeuthic strategy for the treatment of IC.

Cette étude s'inscrit dans le cadre du développement d'outils de simulation de latélémétrie qui est une technique possible pour la surveillance et le contrôle périodique desréacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis par du sodium liquide (RNR-Na).De manière générale, la télémétrie consiste à positionner au sein du réacteur untransducteur qui génère un faisceau ultrasonore. Ce faisceau se propage à travers un milieuinhomogène et aléatoire car le sodium liquide est le siège de fluctuations de température quiimpliquent une variation de la célérité des ondes ultrasonores, ce qui modifie la propagationdu faisceau. Ce dernier interagit ensuite avec une structure immergée dans le réacteur. Lamesure du temps de vol de l’écho reçu par le même transducteur permet de déterminer laposition précise de la structure. La simulation complète de la télémétrie nécessite donc lamodélisation à la fois de la propagation d’une onde acoustique en milieu inhomogènealéatoire et de l’interaction de cette onde avec des cibles de formes variées ; c'est l'objectif dece travail.Un modèle stochastique basé sur un algorithme de type Monte-Carlo est tout d'aborddéveloppé afin de simuler les perturbations aléatoires du champ de propagation. Le champacoustique en milieu inhomogène est finalement modélisé à partir du champ calculé dans unmilieu homogène moyen en modifiant les temps de parcours des rayons homogènes parincorporation d’une correction fournie par le modèle stochastique. Le modèle stochastiquede propagation ainsi développé a été validé par comparaison avec un modèle déterministe ets’avère nettement plus simple à mettre en oeuvre au sein de la plateforme logicielle desimulation en contrôle non destructif CIVA et moins couteux en temps de calcul que lemodèle déterministe.En vue de modéliser l’interaction onde acoustique/cible, des modèles classiques dediffraction ont été évalués dans le cadre de structures rigides, parmi lesquels la théoriegéométrique de la diffraction (GTD) et l’approximation de Kirchhoff (KA), ces deuxapproches apparaissant comme complémentaires. En les combinant de sorte à ne conserverque leurs avantages, nous avons développé un modèle hybride (KA raffiné) en utilisant uneprocédure similaire à la théorie physique de la diffraction (PTD). Le modèle KA raffinéfournit une amélioration de la prédiction en champ proche d’une cible rigide. Le modèle dediffraction KA initial (non raffiné) a été ensuite étendu pour traiter une cible réalisted’impédance finie. Le modèle KA « général » ainsi obtenu se révèle être une solutionsatisfaisante pour l’application à la télémétrie. Finalement, le couplage du modèlestochastique de propagation et du modèle de diffraction KA général nous a permis deconstruire un outil de simulation complète de la télémétrie en milieu inhomogène. / This study takes place in the framework of tools development for thetelemetry simulation. Telemetry is a possible technology applied to monitoring the sodiumcooledfast reactors (SFR) and consists in positioning in the reactor core a transducer togenerate an ultrasonic beam. This beam propagates through an inhomogeneous randommedium since temperature fluctuations occur in the liquid sodium and consequently thesound velocity fluctuates as well, which modifies the bream propagation. Then the beaminteracts with a reactor structure immersed in sodium. By measuring the time of flight of thebackscattered echo received by the same transducer, one can determine the preciselocation of the structure. The telemetry simulation therefore requires modeling of both theacoustic wave propagation in an inhomogeneous random medium and the interaction of thiswave with structures of various shapes; this is the objective of this work.A stochastic model based on a Monte Carlo algorithm is developed in order to take intoaccount the random fluctuations of the acoustic field. The acoustic field through aninhomogeneous random medium is finally modeled from the field calculated in a meanhomogeneous medium by modifying the travel times of rays in the homogeneous medium,using a correction provided by the stochastic model. This stochastic propagation model hasbeen validated by comparison with a deterministic model and is much simpler to integrate inthe CIVA software platform for non destructive evaluation simulation and less timeconsuming than the deterministic model.In order to model the interaction between the acoustic wave and the immersedstructures, classical diffraction models have been evaluated for rigid structures, including thegeometrical theory of diffraction (GTD) and the Kirchhoff approximation (KA). These twoapproaches appear to be complementary. Combining them so as to retain only theiradvantages, we have developed a hybrid model (the so-called refined KA) using a proceduresimilar to the physical theory of diffraction (PTD). The refined KA provides an improvementof the prediction in the near field of a rigid scatterer. The initial (non refined) KA model isthen extended to deal with the scattering from a finite impedance target. The obtainedmodel, the so-called “general” KA model, is a satisfactory solution for the application totelemetry. Finally, the coupling of the stochastic propagation model and the general KAdiffraction model has allowed us to build a complete simulation tool for the telemetry in aninhomogeneous medium.

L'environnement marin est soumis à un ensemble de processus physiques, chimiques et biologiques qui le rendent très dynamique. Les prédateurs tels que les oiseaux marins doivent donc ajuster leurs mouvements aux changements de disponibilité de leurs proies afin de survivre et de se reproduire. L'évolution de leur plasticité comportementale se traduit par la mise en place d'un éventail de tactiques de prédation. Nous avons étudié les comportements de recherche alimentaire chez le fou de Bassan Morus bassanus en Atlantique nord afin d'évaluer l'ampleur de leur plasticité comportementale au cours de leurs mouvements en mer. Ces analyses basées sur les enregistrements d'appareils électroniques miniaturisés portés par les oiseaux (GPS et géolocateurs) ont été effectuées à cinq échelles spatio-temporelles : individuelle, populationnelle, meta-populationnelle, saisonnière et interannuelle. La plasticité individuelle est forte et se traduit, principalement par le biais d'une modulation de la durée des voyages en mer et des zones d'alimentation exploitées. Ceci sous-entend une mémorisation de la position des zones de nourrissage les plus profitables et de leur variabilité spatio-temporelle ; postulat confirmé par nos analyses qui indiquent que les fous anticipent la position de leur aire de nourrissage dans les premiers kilomètres de leur voyage en mer, alors que celle-ci n'est pas encore en vue. Nous avons également identifié des différences inter-populationnelles notoires pour les mouvements en mer et pour les domaines vitaux des fous pendant la saison de reproduction, mais aussi pendant la période hivernale. A l'automne et au printemps, nos analyses nous ont en outre permis d'identifier un corridor migratoire emprunté par les fous entre les Shetland et l'Afrique de l'Ouest, alors qu'on considère généralement que cette espèce présente une dispersion non-orientée en dehors de la saison de reproduction. L'ensemble de nos résultats ont des implications majeures pour une meilleure compréhension de l'écologie spatiale des prédateurs marins confrontés à la variabilité naturelle et anthropique de leur environnement, ainsi que pour la gestion de leurs populations et la mise en place d'aires marines protégées ou de mesures conservatoires ajustées aux dynamiques spatio-temporelles. / Physical, chemical and biological processes generate considerable variability in the distribution and abundance of marine organisms. In order to survive and successfully breed, marine predators, among them seabirds, must adjust their movements to changes in the availability of their prey. We studied the foraging behaviour of the northern gannet Morus bassanus in several European colonies to understand how a flexible predator manages environmental variability. We analysed records from miniaturized data loggers (GPS and geolocators) at five spatio-temporal scales: individual, populational, meta-populational, seasonal and inter-annual. These data revealed strong individual plasticity, which allows gannets to modulate the length and duration of their foraging trips and to exploit a panel of memorized feeding areas, for which they anticipate location from a distance. We identified differences in the movements at sea and in home range between colonies during the breeding and the interbreeding seasons. Although gannets were thought to follow a non-oriented dispersion during the interbreeding season; our results showed a clear migratory corridor from Shetland to the West African coast. These results have major implications for a better comprehension of spatial ecology of marine predators facing natural and anthropogenic variability of their environment, as well as for population management, the implementation of marine protected areas, and any conservation measures which depend on spatio-temporal dynamics.

Le monde militaire s’intéresse à la détection de systèmes optiques présents dans un milieu urbain. La raison de cet intérêt est que la présence de systèmes optiques peut être directement ou indirectement reliée à des activités hostiles. Cette visée consiste en un défi de taille car l’environnement urbain contient de nombreux éléments pouvant être confondus aux systèmes optiques, générant alors de fausses alarmes. Au cours de cette thèse, les concepts de base d’une méthode de détection novatrice permettant de détecter et d’identifier la présence de systèmes optiques ainsi que de diminuer les fausses alarmes sont présentés et vérifiés expérimentalement. Ces concepts sont fondés sur l’établissement d’une signature propre aux systèmes optiques construite à partir de la mesure de leur section efficace laquelle est fonction de la longueur d’onde de la source d’interrogation. Une plateforme de détection a été conçue afin de mesurer la section efficace des systèmes optiques en utilisant le principe de rétro-réflexion. Cette plateforme contient des sources lasers de longueurs d’onde différentes, une caméra à crénelage spatial, un tube télescopique pour l’émission et la collection des rayonnements ainsi qu’un télémètre laser. Les résultats expérimentaux ont permis de valider les concepts de la méthode proposée en détectant et identifiant correctement les systèmes optiques en plus de les différentier des fausses alarmes, ouvrant ainsi la voie à un traitement nouveau de l’information pour ce type d’application.

Compte tenu de la fréquence élevée et de l'impact majeur des inondations, les décideurs, les acteurs des municipalités et le ministère de la sécurité publique ont un besoin urgent de disposer d'outils permettant de prédire ou d'évaluer l'importance des inondations et leur impact sur la population. D'après les statistiques, le premier étage des bâtiments, ainsi que les ouvertures inférieures, sont plus susceptibles de subir des dommages lors d'une inondation. Ainsi, dans le cadre de l'évaluation de l'impact des inondations, il serait nécessaire d'identifier l'emplacement de l'ouverture la plus basse des bâtiments et surtout sa hauteur par rapport au sol. Le système de balayage laser mobile (MLS) monté sur un véhicule s'est avéré être l'une des sources les plus fiables pour caractériser les bâtiments. Il peut produire des millions de points géoréférencés en 3D avec un niveau de détail suffisant, grâce à son point de vue depuis la rue et sa proximité. De plus, l'augmentation du nombre de jeux de données, issues des MLS acquis dans les villes et les environnements ruraux, permet de développer des approches pour caractériser les maisons résidentielles à l'échelle provinciale. Plusieurs défis sont associés à l'extraction d'informations descriptives des façades de bâtiments à l'aide de données MLS. Ainsi, les occlusions devant une façade rendent impossible l'obtention de points 3D sur ces parties de la façade. Aussi, comme les fenêtres sont principalement constituées de verre, qui ne réfléchit pas les signaux laser, les points disponibles pour celles-ci sont généralement limités. De plus, les approches de détection exploitent la répétitivité et les positions symétriques des ouvertures sur la façade. Mais ces caractéristiques sont absentes pour des maisons rurales et résidentielles. Finalement, la variabilité de la densité de points dans les données MLS rend difficile le processus de détection lorsqu'on travaille à l'échelle d'une ville. Par conséquent, l'objectif principal de cette recherche est de concevoir et de développer une approche globale d'extraction efficace des ouvertures présentes sur une façade. La solution proposée se compose de trois phases: l'extraction des façades, la détection des ouvertures et l'identification des occlusions. La première phase utilise une approche de segmentation adaptative par croissance de régions pour extraire la boîte englobante 3D de la façade. La deuxième phase combine la détection de trous avec une technique de maillage pour extraire les boîtes englobantes 2D des ouvertures. La dernière phase, qui vise à discriminer les occlusions des ouvertures, est en cours d'achèvement. Des évaluations qualitatives et quantitatives ont été réalisées à l'aide d'un jeu de données réelles, fourni par Jakarto Cartographie 3D Inc., de la province de Québec, au Canada. Les statistiques ont révélé que l'approche proposée pouvait obtenir de bons taux de performance malgré la complexité du jeu de données, représentatif des données acquises en situation réelle. Les défis concernant l'auto-occlusion de certaines façades et la présence de grandes occlusions environnantes seront à étudier plus en profondeur afin d'obtenir des informations plus précises sur les ouvertures des façades. / Given the high frequency and major impact of floods, decision-makers, stakeholders in municipalities and public security ministry are in the urgent need to have tools allowing to predict or assess the significance of flood events and their impact on the population. Based on statistics, the first floor of the buildings, as well as the lower openings, are more likely subject to potential damage during a flood event. Thus, in the context of flood impact assessment, it would be required identifying the location of the buildings' lowest opening and especially its height above the ground. The capacity to characterize building with a relevant level of detail depends on the data sources used for the modeling. Different sources of data have been employed to characterize buildings' façade and openings. Mobile Laser Scanning (MLS) system mounted on a vehicle has proved to be one of the most reliable sources in this domain. It can produce millions of 3D georeferenced points with sufficient level of detail of the building facades and its openings, due to its street-view and close-range distance. Moreover, the increase of MLS providers and acquisitions in towns and rural environments, makes it possible to develop approaches to characterize residential houses at a provincial scale. Although being effective, several challenges are associated with extracting descriptive information of building facades using MLS data. The presence of occlusion in front of a facade makes it impossible to obtain the 3D points of the covered parts of the facade. Given the fact that windows mostly consist of glass and laser signals could not be reflected from the glass, limited points are usually available for windows. While the repetitive pattern and symmetrical positions of the openings on the facade makes it easier for the detection system to extract them, this characteristic is missing on the facade on rural and residential houses. The inconsistency of the point density in MLS data make the detection process even harder when working at city scale. Accordingly, the main objective of this research is to design and develop a comprehensive approach that effectively extracts facade openings. In order to meet the research project objective, the proposed solution consists of three phases including facade extraction, opening detection, and occlusion recognition. The first phase employs an adaptive region growing segmentation approach to extract the 3D bounding box of the facade. The second phase combines a hole-based assumption with an XZ gridding technique to extract 2D bounding boxes of the openings. The last phase which recognizes holes related to the occlusion from the openings is currently being completed. Qualitative and quantitative evaluations were performed using a real-word dataset provided by Jakarto Cartographie 3D inc. of the Quebec Province, Canada. Statistics revealed that the proposed approach could obtain good performance rates despite the complexity of the dataset, representative of the data acquired in real situations. Challenges regarding facade's self-occlusion and the presence of large surrounding occlusions should be further investigated for obtaining more accurate opening information on the facade.