Cette étude pilote est, à notre connaissance, le premier essai clinique qui vise à explorer les effets d’un programme d’accompagnement parental sur les CP chez les enfants de moins de 3 ans et à risque de TSA. Elle vise à évaluer les effets d'un essai contrôlé randomisé croisé portant sur un programme d’accompagnement parental de 12 semaines pour les enfants à risque de troubles du spectre autistique (ASD), sur leurs comportements problématiques (CP) et leurs comportements adaptatifs (CA). Les participants étaient 13 jeunes enfants (13 à 30 mois) et leurs parents. Ces dyades ont été assignées au hasard dans le “groupe d’intervention” (n = 8) ou dans le groupe “liste d’attente” (n = 5). L'intervention mise en place était basée sur le modèle du Early Start Denver for Parents (ESDM-P) et du Social Communication Emotional Regulation and Transactional Support (SCERTS). Les CP ont été évalués à l'aide de l’Évaluation Socioémotionelle des jeunes enfants (ESEJE) et les CA ont été évalués à l'aide du Système d’évaluation des comportements adaptatifs - 2ième édition (ABAS-II). Les analyses statistiques non paramétriques ne montrent aucun changement significatif au sein des groupes ou entre les groupes, pour les deux mesures. Même lorsque les participants, ayant tous reçu l’intervention, sont combinés en un seul échantillon (n =13), les résultats ne montrent aucune amélioration significative des CP et des CA. Les limites méthodologiques sont discutées. Plus d’études sont nécessaires afin d'évaluer les effets d’un programme d’accompagnement parental sur les comportements des enfants. / Abstract : Introduction: Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by impairment in social interactions, social communication, and restricted or repetitive patterns of behaviors. Children with ASD exhibit more challenging behavior (CB) and less adaptive behavior (AB) than their peers without ASD. Having CP decrease exposition to positive social interactions, and decreases the opportunities for learning appropriate social behaviors. Parent-mediated intervention aims to provide parents with tools and strategies to promote social and communication skills in their child, and promotes AB. To our knowledge, no clinical randomized control trial documented the effect of a parent-mediated program on CB in children with ASD and aged less than three years old. Objective: Explore the effect of a 12 weeks parent-mediated program on CB and AB in children with ASD aged less than three years old. Method: This program includes strategies from the Early Start Denver Model (ESDM), and the Social Communication Emotional Regulation and Transactional Support (SCERTS). Participants were 13 families from Montreal and Eastern Township. The intervention groups (n = 8) received the intervention immediately, while the waiting list group (n = 5) waited an equivalent period of time before receiving the same intervention. CB were measured using the Infant-Toddler Social-Emotional Assessment (ITSEA), while AB were measured using the Adaptive Behavior Assessment System - Second Edition (ABAS-II). Results: When comparing the two groups, no differences were found for both outcome measures. Even when all participants were combined into one sample group, the intervention had no impact on the outcome measures. Conclusion: The intervention used in this study had no effect on CB and AB. Methodological limitations are discussed.

Le test de circuits analogiques et mixtes est de plus en plus difficile du fait de l’intégration d’un nombre croissant de composants complexes au sein d’un même système. Les techniques de BIST permettent la réalisation d’un test efficace en intégrant au système les ressources nécessaires au test. Dans cette thèse, nous présentons une structure BIST pour les Convertisseurs Analogiques-Numériques (CAN) tout numérique. Le générateur de stimuli est un oscillateur Sigma-Delta numérique délivrant, après un simple filtrage analogique, une sinusoïde. L’analyse de la réponse se fait au moyen d’un banc de filtres numériques séparant les différentes composantes harmoniques du signal issu du CAN. A partir de ces composantes harmoniques, différents paramètres spectraux sont calculés. Afin de valider cette structure, différents prototypes ont été conçu sur FPGA. Les résultats expérimentaux confirment la capacité de notre structure à tester efficacement un CAN 12 bits ayant un SNR de 70 dB. / Analog and mixed circuit testing is more and more difficult because of the integration of agrowing number of complex components in one system. BIST techniques allow the realizationof an effective test system by integrating the test resources to the system. In this thesis, wepresent a BIST Structure for Analog to Digital Converters (ADC). The stimuli generatoris a digital Sigma-Delta oscillator delivering a sine wave after a simple analog filtering. Abank of digital filters separating the different harmonic components of the signal from theADC is used to analyze of the response. From these harmonic components, different spectralparameters are calculated. To validate this structure, different prototypes have been designedon FPGA. The experimental results confirm the ability of our structure to effectively test a12-bit ADC with a 70-dB-SNR.

La vision de nuit des pilotes d’hélicoptère est artificiellement assistée par un dispositif de vision bas niveau de lumière constitué d’un intensificateur de lumière (IL) couplé à une caméra numérique d’une part, et d’une caméra infrarouge (IR) d’autre part. L’objectif de cette thèse est d’améliorer ce dispositif en ciblant les défauts afin de les corriger.Une première partie consiste à réduire le bruit dont souffrent les images IL. Cela nécessite d’évaluer la nature du bruit qui corrompt ces images. Pour cela, une méthode d’estimation automatique du bruit est mise en place. L’estimation repose sur la détection non paramétrique de zones homogènes de l’image. Les statistiques du bruit peuvent être alors être estimées à partir de ces régions homogènes à l’aide d’une méthode d’estimation robuste de la fonction de niveau de bruit par minimisation l1.Grâce à l’estimation du bruit, les images IL peuvent alors débruitées. Nous avons pour cela développé dans la seconde partie un algorithme de débruitage d’images qui associe les moyennes non locales aux méthodes variationnelles en effectuant une régularisation adaptative pondérée parune attache aux données non locale. Une adaptation au débruitage de séquences d’images permet ensuite de tenir compte de la redondance d’information apportée par le flux vidéo, en garantissant stabilité temporelle et préservation des structures fines.Enfin, dans la troisième partie les informations issues des capteurs optique et infrarouge sont recalées dans un même référentiel. Nous proposons pour cela un critère de recalage multimodal basé sur l’alignement des contours des images. Combiné à une résolution par montée de gradient et à un schéma temporel, l’approche proposée permet de recaler de façon robuste les deuxmodalités, en vue d’une ultérieure fusion. / Night vision for helicopter pilots is artificially enhanced by a night vision system. It consists in a light intensifier (LI) coupled with a numerical camera, and an infrared camera. The goal of this thesis is to improve this device by analyzing the defaults in order to correct them.The first part consists in reducing the noise level on the LI images. This requires to evaluate the nature of the noise corrupting these images, so an automatic noise estimation method has been developed. The estimation is based on a non parametric detection of homogeneous areas.Then the noise statistics are estimated using these homogeneous regions by performing a robust l`1 estimation of the noise level function.The LI images can then be denoised using the noise estimation. We have developed in the second part a denoising algorithm that combines the non local means with variational methods by applying an adaptive regularization weighted by a non local data fidelity term. Then this algorithm is adapted to video denoising using the redundancy provided by the sequences, hence guaranteeing temporel stability and preservation of the fine structures.Finally, in the third part data from the optical and infrared sensors are registered. We propose an edge based multimodal registration metric. Combined with a gradient ascent resolution and a temporel scheme, the proposed method allows robust registration of the two modalities for later fusion.

Cette thèse apporte une généralisation du principe de recommandation des systèmes de recommandation. Au lieu de considérer une recommandation comme un item, elle est considérée comme une combinaison constituée de plusieurs items suivant un pattern donné. Une recommandation d'un seul item est alors un cas particulier de ce type de recommandation. L’architecture de système de recommandation proposé se base sur une architecture dérivée des travaux en systèmes hypermédia adaptatifs. Trois couches sont définies : une couche sémantique, une couche utilisateur et une couche intelligence. La couche sémantique est constituée de deux sous-couches, une sous-couche modélisant le contenu suivant la connaissance générale du domaine et une sous-couche modélisant le contenu suivant la connaissance spécifique à l'application, plus précisément spécifique aux possibles contraintes des utilisateurs dans l'application. Cette deuxième partie permet de prendre en compte le savoir-faire du fournisseur de l’offre dans les propositions du système de recommandation. La couche utilisateur modélise l’utilisateur au sein du système de recommandation et la couche intelligence contient le processus de recommandation. Nous proposons de décomposer ce dernier en deux sous-processus principaux, un processus dit de projection des individus du domaine sur les profils utilisateurs et un processus de recherche combinatoire. Le premier apporte une pondération, appelée note dans la plupart des systèmes de recommandation, donnant les intérêts probables des utilisateurs pour les différents items. Le processus de recherche combinatoire recherche parmi la multitude de combinaisons possibles, une solution convenable (optimale si possible) à proposer à l'utilisateur. Cette architecture de système de recommandation combinatoire est appliquée au domaine touristique pour l'entreprise Côte-d'Or Tourisme impliquée dans le contrat de recherche. Le but de cette application est de proposer à l'utilisateur un ensemble d'offres touristiques sous forme de séjour. Ce problème touristique amène à la définition formelle d'un problème d'optimisation combinatoire qui est une variante d'un sous-problème du problème de sac à dos. Pour résoudre ce genre de problème, il est nécessaire d'utiliser une métaheuristique afin de tendre vers une bonne solution en un temps raisonnable. Nous présentons un algorithme basé sur le recuit simulé et un algorithme multi-objectif pour la résolution de ce problème. L’instanciation de chaque couche de l’architecture pour le système touristique est décrite en détail. Enfin, cette thèse présente une application mobile faisant office d’interface utilisateur avec le système de recommandation touristique et elle présente les développements techniques nécessaires à ce projet, étant donné son contexte industriel. / This thesis gives a generalization of the recommendation principle of recommender systems. Instead of considering a recommendation as an item, it is considered as a combination of several items following a given pattern. A recommendation of a unique item is then a particular case of this type of recommendation. The proposed recommender system framework is based on an architecture derived from work in adaptive hypermedia systems. Three layers are defined: a semantic layer, a user layer and an intelligence layer. The semantic layer consists of two sub-layers, a sub-layer modeling the content according to the general knowledge of the domain and a sub-layer modeling the content according to the specific knowledge of the application. This second sub-layer allows taking into account the expertise of the offer’s supplier for the proposals of the recommender system. The user layer models the user into the recommender system and the intelligence layer contains recommendation process. We propose to decompose the adaptation into two main processes, a process called projection of domain’s individuals on user profiles and a combinatorial research process. The first brings a weight, called the note in most recommender systems, giving probable users’ interests on the different items. The combinatorial research process searches among the many possible combinations a suitable solution (optimal if possible) to propose to the user. This framework of combinatory recommender systems is applied to the domain of tourism for the company Côte-d'Or Tourisme implied in the research contract. The purpose of this application is to offer the user a set of tourism offers in the form of journey. This tourism problem leads to the formal definition of a combinatory optimization problem which is a variant of the knapsack problem. To resolve this kind of problem, it is necessary to use a metaheuristic to tend toward a good solution in a reasonable time. We present an algorithm based on simulated annealing and a multi-objective algorithm to solve this problem. The instantiation of each layer of the framework for the tourism system is described in detail. Finally, this thesis presents a mobile application serving as a user with the tourism recommender system and it presents the technical developments for this project.

La plupart des méthodes pour la modélisation des réservoirs fracturés reposent sur le modèle de Warren et Root (1963). Mais ce modèle reste limité par : l'hypothèse d'un volume élémentaire représentatif, l'évaluation des transferts matrice-fractures, l’idéalisation du système fracturé, l'emploi de conditions aux limites locales. La méthode développée répond à ces quatre points. Un réseau de fractures et une grille de matrice sont discrétisés conjointement, puis un changement d'échelle est réalisé. Un ensemble de nœuds représentatifs est sélectionné, et un système simplifié équivalent est construit par décimation des autres nœuds en assurant la conservation des pressions et des débits sans imposer de conditions aux limites. Enfin le nombre de connexions est réduit et les transmissibilités restantes sont calculées par une procédure d'optimisation. Ces systèmes simplifiés ont été résolus plus rapidement lors de simulations d’écoulement tout en reproduisant le comportement du modèle fin / Most methods for modeling fractured reservoirs rely on the model of Warren and Root (1963). But this model is limited by: the assumption of a representative elementary volume, the evaluation of matrix-fracture transfers, the idealization of the fractured system, the use of local boundary conditions. The developed method overcomes these four points. A fracture network and a matrix grid are jointly discretized, then an upscaling is carried out. A set of representative nodes is selected, and an equivalent simplified system is built by decimating the other nodes while ensuring the preservation of pressure and flow rate and without imposing any boundary conditions. Finally the number of connexions is reduced and the remaining transmissibilities are evaluated by an optimization procedure. These simplified systems have been solved more quickly by the flow simulator while reproducing the fine model behavior

L'utilisation croissante de véhicules au cours des dernières décennies a causé une augmentation dans les émissions de gaz d'échappement nocifs provoquant des problèmes de santé et d'environnement. Cette problématique a conduit les gouvernements à mettre en place des limites d'émissions plus strictes. Afin de respecter ces limites, il est nécessaire de développer des systèmes de post-traitement plus performants. Parmi plusieurs solutions possibles, l'analyse et l'optimisation de l'impact de l'écoulement sur les réactions chimiques est une approche importante pour résoudre ce problème complexe. Au point de vue expérimental, il est très difficile de mesurer le champ de vitesse détaillé et la distribution de la température et de la concentration. Les simulations numériques peuvent fournir des informations supplémentaires pour comprendre l'interaction entre la distribution de l'écoulement et l'efficacité des réactions. La simulation numérique de ces systèmes est très coûteuse due aux phénomènes physiques et chimiques complexes ayant lieu simultanément dans tout le système. Afin de diminuer ce coût, on peut développer des modèles physiques et chimiques simplifiés ainsi que des techniques numériques spécifiques pour simuler le système tout en réduisant le temps de calcul. Dans cette thèse, nous développons une approche générale pour modéliser et simuler le système de post-traitement des gaz d'échappement automobile contenant les aspects physiques et chimiques. L'approche présente combine des modèles simplifiés et des techniques numériques de multi-résolutions afin de capturer correctement les caractéristiques de l'écoulement dans le système. Alors que la méthode de raffinement de maillage adaptatif (AMR) est optimisée afin de minimiser l'effort de calcul dans les régions divergente et convergente, un modèle de sous-maille est développé pour décrire l'écoulement dans les micro-canaux du substrat catalytique placé entre la région divergente et la région convergente. La performance du modèle est validée par rapport aux résultats expérimentaux obtenus par Benjamin et al. (2002). Le couplage effectif de méthode AMR et le modèle de sous-maille permet de capturer les caractéristiques de l'écoulement dans le système avec un temps de calcul réduit de manière significative. L'impact de l'écoulement pulsé et de l'écoulement en expansion sur le taux de réaction dans un canal de monolithe est étudié numériquement. La méthode AMR est montrée pour capturer les couches mince de diffusion près de la paroi à l'interface solide-liquide. Sur la base des résultats numériques, nous proposons un modèle simplifié de transport capturant les effets de l'écoulement, la diffusion et la réaction catalytiques à la paroi. Le modèle simplifié de transport peut être directement appliqué dans la forme de modèle de sous-maille pour la description complète de tous les processus physiques et chimiques ayant lieu à l'intérieur du système. Grâce aux approches de modélisation numériques physiques et chimiques développées, il est possible de simuler le système en trois dimensions avec un temps de calcul raisonnable capturant encore la physique principale du problème. / The increasing use of passenger vehicles over the past decades has caused an increase in harmful exhaust gas emissions which give rise to environmental and health problems. This problematic has led governments to establish very stringent emission limits. The emission restrictions require more performing after-treatment systems. Among many other solutions, analysing and optimising the flow impact on the conversion efficiency is an important step towards the solution of the complex engineering problem. Detailed velocity, temperature and concentration distributions are very difficult to measure experimentally. Numerical simulations can provide additional information to understand the interaction of flow distribution and conversion efficiency. The simulation of these systems is computationally very expensive due to complex physical and chemical phenomena occurring simultaneously throughout the system. To overcome this cost, one can resort to some simplified physical and chemical models together with specific numerical techniques to simulate the system with a reduced computational time. In this dissertation, we develop a general approach to model and simulate the automotive catalytic converter system including all the physical and chemical processes. The present approach combines sub-grid models and numerical multi-resolution techniques in order to correctly capture the flow characteristics inside an automotive catalytic converter. While Adaptive Mesh Refinement (AMR) techniques are optimized in order to minimise the computational effort in the divergent and convergent regions, a sub-grid model is developed to describe the flow inside the catalytic substrate placed between the convergent and divergent regions. The performance of the sub-grid model is validated against the experimental results obtained by Benjamin et al. (2002). The effective coupling of AMR techniques and the sub-grid model allows to capture the flow features with significantly reduced computational time. The impact of pulsating and expansion flow on the conversion efficiency within a single monolith channel is investigated numerically. AMR techniques are shown to capture the small boundary layers near the wall at the solid-fluid interface. Based on the numerical results, we propose a simplified transport model that captures the effects of flow, diffusion and catalytic wall reactions. The simplified transport model can be directly applied as a sub-grid model for the complete description of all the physical and chemical processes taking place inside the system. The developed physical, chemical and numerical modelling approaches make the three-dimensional simulations possible with a reasonable computational time still capturing the main physics of the problem.

Aujourd'hui, l’approche « one-size-fits-all » pour les hypermédias n'est plus applicable. Les Hypermédias Adaptatifs (AH) proposent d’adapter leur comportement aux besoins des utilisateurs. Cependant, en raison de la complexité de leur processus de création et des différentes compétences requises par les auteurs, peu d'entre eux ont été développés. Ces dernières années, de nombreux efforts ont été faits pour proposer d’aider les auteurs à créer leurs propres AH. mais certains problèmes demeurent non résolus.Nous nous sommes intéressées à deux problèmes particuliers.Le premier problème concerne l'intégration des ressources des auteurs dans des systèmes existants. Cela permet aux auteurs de réutiliser directement les adaptations prévues dans un système et de les exécuter sur leurs ressources. Pour répondre à ce problème, nous proposons un processus semi-automatique de fusion / spécialisation pour intégrer le modèle d'un auteur dans un modèle d'un système existant. Notre objectif est double: créer un support pour la définition des correspondances entre les éléments d’un modèle existant et ceux du modèle de l'auteur, et aider à créer un modèle cohérent intégrant les deux modèles et les correspondances entre eux. De cette façon, nous permettons aux auteurs d’intégrer leur modèle complet sans aucune transformation ni perte d’information. Le deuxième problème concerne la spécification de l'adaptation, qui est notoirement le processus le plus difficile dans la création des hypermédias adaptatifs. Nous proposons un framework EAP avec trois contributions principales : un ensemble de 22 patrons d'adaptation élémentaires pour l’adaptation de navigation, une typologie organisant les différents patrons d'adaptation élémentaires et un processus pour générer des stratégies d'adaptation basées sur l'utilisation et la combinaison semi-automatique des patrons d’adaptation élémentaires. Nos objectifs sont de permettre de définir facilement des stratégies d'adaptation à un niveau d’abstraction élevé en combinant des stratégies d’adaptation simples. Nous avons comparé l'expressivité du framework EAP à des solutions existantes, identifiant ainsi les avantages et les inconvénients des différentes décisions nécessaires à la définition d’un langage d'adaptation idéal. Nous proposons aussi une vision unifiée de l'adaptation et des langages d'adaptation, basée sur l’analyse de ces solutions et de notre framework, ainsi que sur l'étude de l'expressivité de l'adaptation et de l'interopérabilité entre les différentes solutions analysées. La vision unifiée sur l'adaptation n’est pas limitée aux solutions analysées. Elle peut être utilisée pour comparer et étendre d'autres approches.Outre ces études théoriques qualitatives, cette thèse décrit également des implémentations et des évaluations expérimentales. / Nowadays, there is a growing demand for personalization and the “one-size-fits-all” approach for hypermedia systems is no longer applicable. Adaptive hypermedia (AH) systems adapt their behavior to the needs of individual users. However due to the complexity of their authoring process and the different skills required from authors, only few of them have been proposed. These last years, numerous efforts have been put to propose assistance for authors to create their own AH. However, as explained in this thesis some problems remain.In this thesis, we tackle two particular problems. A first problem concerns the integration of authors’ materials (information and user profile) into models of existing systems. Thus, allowing authors to directly reuse existing reasoning and execute it on their materials. We propose a semi-automatic merging/specialization process to integrate an author’s model into a model of an existing system. Our objectives are twofold: to create a support for defining mappings between elements in a model of existing models and elements in the author’s model and to help creating consistent and relevant models integrating the two models and taking into account the mappings between them.A second problem concerns the adaptation specification, which is famously the hardest part of the authoring process of adaptive web-based systems. We propose an EAP framework with three main contributions: a set of elementary adaptation patterns for the adaptive navigation, a typology organizing the proposed elementary adaptation patterns and a semi-automatic process to generate adaptation strategies based on the use and the combination of patterns. Our objectives are to define easily adaptation strategies at a high level by combining simple ones. Furthermore, we have studied the expressivity of some existing solutions allowing the specification of adaptation versus the EAP framework, discussing thus, based on this study, the pros and cons of various decisions in terms of the ideal way of defining an adaptation language. We propose a unified vision of adaptation and adaptation languages, based on the analysis of these solutions and our framework, as well as a study of the adaptation expressivity and the interoperability between them, resulting in an adaptation typology. The unified vision and adaptation typology are not limited to the solutions analysed, and can be used to compare and extend other approaches in the future. Besides these theoretical qualitative studies, this thesis also describes implementations and experimental evaluations of our contributions in an e-learning application.

Ce travail s'intéresse au suivi spatio-temporel par imagerie ultrasonore de la cavitation acoustique. Celle-ci est un phénomène physique complexe utilisé au cours de certaines techniques de thérapie par ultrasons, correspondant à la formation de bulles de gaz qui oscillent et éclatent. Initialement, la méthode TD-PAM (Time Domain Passive Acoustic Mapping, en anglais), a été développée pour cartographier l’activité de cavitation à partir des signaux acoustiques émis par les bulles, enregistrés passivement par une sonde linéaire d'imagerie ultrasonore. Toutefois, le TD-PAM souffre d’une trop faible résolution et de nombreux artefacts de reconstruction. De plus, il est lourd en temps de calcul car il est formalisé dans le domaine temporel (TD). Pour pallier ces deux limitations, il est proposé d'étudier, de comparer et de développer des méthodes avancées d'imagerie ultrasonore passive. Ce manuscrit s'articule autour de trois contributions principales : Une méthode adaptative originale a été formalisée dans le domaine temporel, reposant sur la compression d'amplitude des signaux ultrasonores par racine pième : le TD-pPAM. Cette approche améliore la résolution et le contraste des cartes de cavitation pour un temps de calcul équivalent au TD-PAM. La notion de matrice de densité inter-spectrale a été introduite pour l'imagerie de la cavitation. Dès lors, quatre méthodes dans le domaine de Fourier (FD) ont été étudiées et comparées : le FD-PAM (non-adaptatif), la méthode Robuste de Capon FD-RCB (adaptatif, par optimisation), le Functional Beamforming FD-FB (adaptatif, par compression non-linéaire) et la méthode MUltiple Signal Classification FD-MUSIC (adaptatif, par projection en sous-espaces). Les performances de ces méthodes FD ont été étudiées expérimentalement in vitro cuve d’eau avec une comparaison par imagerie optique. Les méthodes adaptatives FD proposées ont démontré leur potentiel à améliorer le suivi spatio-temporel des bulles. Le FD-RCB offre une localisation supérieure au FD-PAM mais souffre d'une importante complexité algorithmique. Les performances du FD-FB sont intermédiaires à celles du FD-PAM et du FD-RCB, pour une complexité de calcul équivalente au FD-PAM. Le FD-MUSIC a le potentiel de mettre en évidence de faibles sources acoustiques, mais ne conserve pas leurs quantifications relatives / This work focuses on the spatio-temporal monitoring of acoustic cavitation by ultrasonic imaging. This is a complex physical phenomenon used in some ultrasound therapy techniques, corresponding to the formation of gas bubbles that oscillate and implode. Initially, the TD-PAM (Time Domain Passive Acoustic Mapping) method was developed to map cavitation activity from acoustic signals emitted by bubbles, passively recorded by a linear ultrasonic imaging probe. However, the TD-PAM suffers from too low resolution and many reconstruction artifacts. In addition, it is time-consuming because it is formalized in the time domain (TD). To overcome these two limitations, it is proposed to study, compare and develop advanced methods of passive ultrasound imaging. This manuscript is structured around three main contributions: An original adaptive method has been formalised in the time domain, based on the amplitude compression of ultrasonic signals by root pth: TD-pPAM. This approach improves the resolution and contrast of cavitation maps for a computing time equivalent to the TD-PAM. The notion of cross-spectral density matrix has been introduced for cavitation imaging. Four Fourier domain (FD) methods were therefore studied and compared: FD-PAM (non-adaptive), Capon Robuste FD-RCB (adaptive, by optimization), Functional Beamforming FD-FB (adaptive, by non-linear compression) and MUltiple Signal Classification FD-MUSIC (adaptive, by subspaces projection). The performance of these FD methods was studied experimentally in vitro in water tank with a comparison by optical imaging. The proposed adaptive FD methods have demonstrated their potential to improve the spatial and temporal tracking of bubbles. The FD-RCB offers a superior localization to the FD-PAM but suffers from a high algorithmic complexity. The performance of the FD-FB is intermediate to that of the FD-PAM and the FD-RCB, for a calculation complexity equivalent to the FD-PAM. The FD-MUSIC has the potential to highlight weak acoustic sources, but does not keep their relative quantifications

La résolution numérique de n’importe quelle discrétisation d’équations aux dérivées partielles non linéaires requiert le plus souvent un algorithme itératif. En général, la discrétisation des équations aux dérivées partielles donne lieu à des systèmes de grandes dimensions. Comme la résolution des grands systèmes est très coûteuse en terme de temps de calcul, une question importante se pose: afin d’obtenir une solution approchée de bonne qualité, quand est-ce qu’il faut arrêter l’itération afin d’éviter les itérations inutiles ? L’objectif de cette thèse est alors d’appliquer, à différentes équations, une méthode qui nous permet de diminuer le nombre d’itérations de la résolution des systèmes en gardant toujours une bonne précision de la méthode numérique. En d’autres termes, notre but est d’appliquer une nouvelle méthode qui fournira un gain remarquable en terme de temps de calcul. Tout d’abord, nous appliquons cette méthode pour un problème non linéaire modèle. Nous effectuons l’analyse a priori et a posteriori de la discrétisation par éléments finis de ce problème et nous proposons par la suite deux algorithmes de résolution itérative correspondants. Nous calculons les estimations d’erreur a posteriori de nos algorithmes itératifs proposés et nous présentons ensuite quelques résultats d’expérience numériques afin de comparer ces deux algorithmes. Nous appliquerons de même cette approche pour les équations de Navier-Stokes. Nous proposons un schéma itératif et nous étudions la convergence et l’analyse a priori et a posteriori correspondantes. Finalement, nous présentons des simulations numériques montrant l’efficacité de notre méthode. / The numerical resolution of any discretization of nonlinear PDEs most often requires an iterative algorithm. In general, the discretization of partial differential equations leads to large systems. As the resolution of large systems is very costly in terms of computation time, an important question arises. To obtain an approximate solution of good quality, when is it necessary to stop the iteration in order to avoid unnecessary iterations? A posteriori error indicators have been studied in recent years owing to their remarkable capacity to enhance both speed and accuracy in computing. This thesis deals with a posteriori error estimation for the finite element discretization of nonlinear problems. Our purpose is to apply a new method that allows us to reduce the number of iterations of the resolution system while keeping a good accuracy of the numerical method. In other words, our goal is to apply a new method that provides a remarkable gain in computation time. For a given nonlinear equation we propose a finite element discretization relying on the Galerkin method. We solve the discrete problem using two iterative methods involving some kind of linearization. For each of them, there are actually two sources of error, namely discretization and linearization. Balancing these two errors can be very important, since it avoids performing an excessive number of iterations. Our results lead to the construction of computable upper indicators for the full error. Similarly, we apply this approach to the Navier-Stokes equations. Several numerical tests are provided to evaluate the efficiency of our indicators.

Dans la première partie de la thèse, on se concentre sur la conception d'un système de communication par satellite complet se basant sur la construction de faisceaux adaptatifs aux terminaux mobiles. Comparé à la construction classique de faisceaux fixes, le système à faisceaux adaptatifs peut considérablement améliorer la capacité du système en termes du nombre de STs desservies et de l'efficacité énergétique. Pour la conception du système à faisceaux adaptatifs, les informations sur l'état de canal (CSI) sont essentielles. Vu que le temps de propagation est trop long par rapport au temps de cohérence du canal, le CSI instantané est déjà périmé lorsqu'il est reçu pour la construction des faisceaux. Cependant, une partie de l'information du canal, plus particulièrement, les vecteurs de directivité ont une variation assez lente. On utilise cette connaissance partielle du CSI pour concevoir le système à base de faisceaux adaptatifs. Afin d'estimer les vecteurs de directivité, on propose un algorithme basé sur un critère de minimisation de l'erreur quadratique. Puis, basées sur l'estimation des vecteurs de directivité, on présente deux approches heuristiques pour la conception des faisceaux. En outre, on propose également deux approches qui reposent sur l'estimation de la directivité pour la détection des STs et la résolution possible des collisions sur le canal d'accès aléatoire au satellite. Comme la performance du système SDMA dépend fortement des positions spatiales des STs co-existants, on propose deux algorithmes de faible complexité pour l'attribution des fréquences dans le système de communication par satellite / In the first part of the thesis, we focus on the design of a complete satellite communication system adopting adaptive beamforming with mobile satellite terminals. Compared with conventional fixed beamforming, adaptive beamforming can signi_cantly improve the capacity of a satellite system in terms of served satellite terminals (ST) and power e_ciency. For the design of an adaptive beamforming system, channel state information (CSI) is critical. Since the propagation delay is too long compared to the coherence time of the channel, the instantaneous CSI is already stale when processed for beamforming. However, some parts of the channel, more speci_cally, directivity vectors change quite slowly. We utilize this partial knowledge of CSI to design an adaptive beamforming system. In order to estimate the directivity vectors, we propose an algorithm based on a least square error criterion. Then, based on the estimation of directivity vectors, we propose two heuristics approaches to the design of adaptive beamforming. Additionally, we also propose two approaches, based on directivity estimation for the detection of transmitting terminals and the possible resolution of collisions in the random access channel of the satellite system. Since SDMA system performance depends strongly on the spatial locations of co-existing terminals, we also propose two low complexity algorithms for frequency allocation in a satellite communication system. Finally, we simulate a complete satellite system, including a random access channel and a connection-oriented channel. We analyze the system performance and compare it to conventional fixed beamforming systems