Le contrôle de l'alignement des molécules de cristal liquide a une grande importance technique dans le domaine des afficheurs à cristaux liquides. Ce contrôle passe par une programmation des interactions de surface entre les cristaux liquides et le substrat. Nous proposons une étude du contrôle optique de l'alignement des cristaux liquides grâce à un substrat de mésogène réactif dopé par un colorant azobenzène et traité par un laser argon de polarisation circulaire. Nous nous intéressons également au cours de cette étude à la mouillabilité des cristaux liquides sur le substrat ayant subi le traitement optique. Nous montrons que ce mouillage peut être contrôlé par une exposition laser adéquate. Notre étude met en lumière les interactions à une interface liquide anisotrope-solide anisotrope qui sont d'un grand intérêt aussi bien théorique que pratique.

L'un des plus grands défis de la réalité augmentée consiste à aligner parfaitement les informations réelles et virtuelles pour donner l'illusion que ces informations virtuelles font partie intégrante du monde réel. Pour ce faire, il faut estimer avec précision la position et l'orientation de l'utilisateur, et ce, en temps réel. L'augmentation de scènes extérieures est particulièrement problématique, car il n'existe pas de technologie suffisamment précise pour permettre d'assurer un suivi de la position de l'utilisateur au niveau de qualité requis pour des applications en ingénierie. Pour éviter ce problème, nous nous sommes attardés à l'augmentation de panoramas omnidirectionnels pris à une position fixe. L'objectif de ce projet est de proposer une méthode robuste et automatique d'initialisation permettant de calculer la pose de panoramas omnidirectionnels urbains pour ainsi obtenir un alignement parfait des panoramas et des informations virtuelles. / One of the greatest challenges of augmented reality is to perfectly synchronize real and virtual information to give the illusion that virtual information are an integral part of real world. To do so, we have to precisely estimate the user position and orientation and, even more dificult, it has to be done in real time. Augmentation of outdoor scenes is particularly problematic because there are no technologies accurate enough to get user position with the level of accuracy required for application in engineering. To avoid this problem, we focused on augmenting panoramic images taken at a fixed position. The goal of this project is to propose a robust and automatic initialization method to calculate the pose of urban omnidirectional panoramas to get a perfect alignment between panoramas and virtual information.

Résumé : En dépit des nombreuses recherches pour réduire le coût d'inspection des pièces à l'aide d'outils numériques, l'inspection de pièces souples demeure un défi. La raison est que les pièces souples peuvent prendre à l'état libre une forme substantiellement différente de leur géométrie nominale. Il en résulte que l'inspection de ce type de pièces nécessite des outils dédiés et coûteux, comme un gabarit d'inspection. Cette thèse détaille les défis associés au contrôle de ces pièces, pour proposer ensuite une méthode permettant l'inspection à l'état libre de pièces souples ayant une spécification limitant les forces de montage. L'approche proposée combine la méthode par éléments finis, les méthodes de traitement d'images ainsi que les démarches du domaine de l'optimisation. Essentiellement, la méthode proposée transpose (maps) le nuage de points représentant la pièce à l'état libre dans une configuration correspondant à sa géométrie installée sur son gabarit d'inspection. La méthode n'exige pas la conversion du nuage de points en modèle d'éléments finis, et veille à ce que les forces de montage ne dépassent pas leurs limites spécifiées, tout en tolérant des incertitudes dans la position des points de fixation simulant l'interface de montage. Ceci est accompli par le biais d'une optimisation par contrainte des déplacements des points de fixation. La contrainte de l'optimisation limite l'étendue des valeurs des forces de montage. La performance de la méthode d'inspection numérique proposée est évaluée à partir de cas d'études simulés, ainsi qu'à partir de deux pièces réelles du secteur de l'aéronautique. // Abstract : Despite extensive research to reduce the cost of inspection of parts using computational tools, inspection of compliant parts remains a challenge. The reason is that in a free-state, compliant parts can take on different shapes compared to their design model. It follows that the inspection of such parts requires dedicated and expensive inspectionfixtures. This thesis details the challenges associated with the inspection of these partsto then propose a fixetureless inspection method for compliant parts for which theirfunctional requirements mandate to limit the restraining forces imposed during assembly. The proposed approach combines the finite element method, image processing andoptimization techniques. Essentially, the proposed method maps the point cloud, representing the part in a free-state, to a configuration corresponding to its shape mounted onto its inspection fixture. The method does not necessitate the conversion of the point cloud into a finite element model, ensures that restraining forces do not exceed their specified limits, and accepts uncertainties in the position of features simulating the mounting interface. This is done through an constrained optimization on the displacements of the fixing points. The optimization constraint bounds the restraining forces values. The performance of the proposed computational inspection method is evaluated on simulated case studies, as well as on two aeronautics workpiece.

Les mouvements collectifs observés dans la nature, tels les nuées d'étourneaux ou les bancs de poissons, peuvent être décrits dans le cadre d'un nouveau type de matière condensée fondamentalement hors d'équilibre : la matière active polaire. Elle est constituée de particules, dites polaires, capables d'utiliser de l'énergie qu'on leur injecte pour se mouvoir dans une direction propre. Nous avons réalisé un système bidimensionnel de disques polaires soumis à une vibration homogène qui n'interagissent que par contact. Ces disques se comportent comme des marcheurs aléatoires, dont les trajectoires présentent une longueur de persistance grande devant leur taille et contrôlée par les fluctuations angulaires de la polarité des disques. Les modes d'alignement résultant du couplage entre la persistance du mouvement et l'interaction de coeur dur entre les particules sont complexes. En particulier, nous observons que seules 10% des collisions se traduisent par un alignement effectif de type ferromagnétique. Pourtant, nous observons l'émergence de mouvements collectifs spontanés au sein du système caractérisés par des fluctuations géantes de densité. Ces résultats montrent la robustesse de l'ordre polaire observé dans les modèles théoriques et numériques de la matière active polaire 2D sur substrat.

Mes travaux de recherche portent sur l'analyse de données temporelles et s'articulent en trois parties : -la représentation de séries temporelles, -la définition de métriques et leur apprentissage, -ainsi que la proposition de nouvelles approches de classification dédiées aux séries temporelles. Le déploiement de statistiques d'autocorrélation spatiale sur des structures de contiguïté particulières, telle que temporelle, met en évidence des propriétés intéressantes. Elles permettent, par exemple, d'appréhender le comportement des séries (aléatoire, chaotique), d'évaluer le niveau de saillance d'un événement, ou de mesurer la dépendance locale ou globale entre une structure évolutive et les observations associées. Ces propriétés ont guidé nos principaux travaux. Ainsi, une première contribution concerne la représentation compacte de séries multivariées. J'ai étudié une approche de réduction de la dimension temporelle de séries multivariées, par segmentation, préservant les corrélations inférées par la série ; l'identification de segments saillants étant guidée par la variance locale. Dans une deuxième partie, je me suis intéressée à la définition de métriques intégrant la composante forme des séries et leur positionnement dans un cadre plus général. L'alignement de séries étant un concept fondamental dans la définition de métriques, mon intérêt a porté, ensuite, sur l'apprentissage de couplages pour la discrimination de classes de séries complexes. L'approche proposée vise à lier les séries selon les caractéristiques communes au sein des classes et différentielles entre les classes. Le couplage ainsi appris permet de dériver une métrique locale pondérée restreignant la comparaison des séries aux attributs discriminants. Enfin, le troisième volet de mes travaux est dédié à l'extension des arbres de classification/régression à des variables prédictives temporelles. L'arbre temporel de classification proposé recours à un nouveau critère de coupure fondé sur une métrique adaptative et la localisation de sous-séquences discriminantes.

Pendant la Guerre froide de 1945 à 1968, le Danemark, un petit État nordique à tradition neutraliste, adopta une politique de non-alignement en réponse à la bipolarisation, avant que l’aggravation du conflit Est-Ouest ne le contraigne à y renoncer.Si la Guerre froide fit du Danemark un pion du jeu des deux Grands, la position que prit le Danemark dépassa le cadre d’une soumission traditionnelle aux grandes puissances. Il voulut se situer entre l’Est et l’Ouest en menant une politique à deux volets envers chaque bloc : intégration et isolement envers les Occidentaux et intimidation et apaisement envers l’URSS. Le Danemark se rallia au camp occidental dont il partageait la cause sans ne jamais rompre son « bon voisinage » avec l’URSS. L’objectif était double : prévenir le Danemark contre une agression extérieure tout en évitant de provoquer l’URSS. Le Danemark échappa à l’emprise soviétique, malgré la proximité géographique de l’URSS ; elle réalisa ses objectifs sans courir de risque de guerre. / During the Cold War from 1945 to 1968, the small state of Denmark, firmly consolidated within a strong tradition of neutrality, adopted non-alignment as the answer to bipolarisation, until the aggravation of the East-West conflict obliged it to take a stand.Denmark became a brick of the two Great Powers, but the position that Denmark took goes beyond the limits of the traditional submission to the requirements of big states. Denmark insisted on placing itself between the East and the West by adopting a double-headed line of policy regarding each bloc: integration and isolation towards the West and intimidation and appeasement towards the East. Denmark aligned with the West without ever jeopardizing its good neighbourly relations with the USSR. The objective was twofold: to prevent Denmark from being exposed to an external aggression by not provoking the Soviets. The Soviet Union did not attempt to attack Denmark despite the geographical proximity of the two nations; it reached its objectives without risking a war.

Nous proposons de construire un atlas numérique 3D contenant les caractéristiques moyennes et les variabilités de la morphologie d’un organe. Nos travaux seront appliqués particulièrement à la construction d'un atlas numérique 3D de la totalité de la cornée humaine incluant la surface antérieure et postérieure à partir des cartes topographiques fournies par le topographe Orbscan II. Nous procédons tout d'abord par normalisation de toute une population de cornées. Dans cette étape, nous nous sommes basés sur l'algorithme de recalage ICP (iterative closest point) pour aligner simultanément les surfaces antérieures et postérieures d'une population de cornée vers les surfaces antérieure et postérieure d'une cornée de référence. En effet, nous avons élaboré une variante de l'algorithme ICP adapté aux images (cartes) de cornées qui tient compte de changement d'échelle pendant le recalage et qui se base sur la recherche par voisinage via la distance euclidienne pour établir la correspondance entre les points. Après, nous avons procédé pour la construction de l'atlas cornéen par le calcul des moyennes des élévations de surfaces antérieures et postérieures recalées et leurs écarts-types associés. Une population de 100 cornées saines a été utilisée pour construire l'atlas cornéen normal. Pour visualiser l’atlas, on a eu recours à des cartes topographiques couleurs similairement à ce qu’offrent déjà les systèmes topographiques actuels. Enfin, des observations ont été réalisées sur l'atlas cornéen reflétant sa précision et permettant de développer une meilleure connaissance de l’anatomie cornéenne. / We propose to build a 3D digital atlas which contains the average characteristics and variability of the morphology of an organ. In particular our work consists in the construction of a 3D digital atlas of the entire human cornea including anterior and posterior surfaces. The atlas was built using topographies provided by the Orbscan II system. First, we normalized the given population of corneas using a variant of the ICP (iterative closest point) algorithm for shape registration to fit simultaneously the anterior and posterior surfaces with the anterior and posterior surfaces of a reference cornea. Indeed, we developed a specific algorithm for corneas topographies that considers scaling during registration and which is based on neighborhood search via the Euclidean distance to find the correspondence between points. After that, we built the corneal atlas by averaging elevations of anterior and posterior surfaces and by calculating their associated standard deviations. A population of 100 healthy corneas was used to construct the normal corneal atlas. To illustrate the atlas, we used topographic color maps like those already offered by existing topographic systems. Finally, observations were made on the corneal atlas that reflects its precision and allows to develop a better understanding of corneal anatomy.

La traduction statistique requiert des corpus parallèles en grande quantité. L’obtention de tels corpus passe par l’alignement automatique au niveau des phrases. L’alignement des corpus parallèles a reçu beaucoup d’attention dans les années quatre vingt et cette étape est considérée comme résolue par la communauté. Nous montrons dans notre mémoire que ce n’est pas le cas et proposons un nouvel aligneur que nous comparons à des algorithmes à l’état de l’art. Notre aligneur est simple, rapide et permet d’aligner une très grande quantité de données. Il produit des résultats souvent meilleurs que ceux produits par les aligneurs les plus élaborés. Nous analysons la robustesse de notre aligneur en fonction du genre des textes à aligner et du bruit qu’ils contiennent. Pour cela, nos expériences se décomposent en deux grandes parties. Dans la première partie, nous travaillons sur le corpus BAF où nous mesurons la qualité d’alignement produit en fonction du bruit qui atteint les 60%. Dans la deuxième partie, nous travaillons sur le corpus EuroParl où nous revisitons la procédure d’alignement avec laquelle le corpus Europarl a été préparé et montrons que de meilleures performances au niveau des systèmes de traduction statistique peuvent être obtenues en utilisant notre aligneur. / Current statistical machine translation systems require parallel corpora in large quantities, and typically obtain such corpora through automatic alignment at the sentence level: a text and its translation . The alignment of parallel corpora has received a lot of attention in the eighties and is largely considered to be a solved problem in the community. We show that this is not the case and propose an alignment technique that we compare to the state-of-the-art aligners. Our technique is simple, fast and can handle large amounts of data. It often produces better results than state-of-the-art. We analyze the robustness of our alignment technique across different text genres and noise level. For this, our experiments are divided into two main parts. In the first part, we measure the alignment quality on BAF corpus with up to 60% of noise. In the second part, we use the Europarl corpus and revisit the alignment procedure with which it has been prepared; we show that better SMT performance can be obtained using our alignment technique.

L'alignement de macromolécules biologiques comme les protéines, l'ADN ou encore l'ARN est une problématique biologique et bio-informatique qui a pour but de révéler une partie des mystères du fonctionnement des cellules, constituants des êtres vivants. Les ARN non-codant sont des macromolécules intervenant dans le métabolisme de tout être vivant et les deux problématiques majeurs les concernant sont: la prédiction de leur structure pour mieux comprendre leur fonctionnement et leur détection dans des bases de données ou des génomes. L'une des approches: l'alignement structure-séquence d'ARN, répond à ces deux problématiques. Le problème d'alignement structure-séquence consiste à aligner une structure connue d'un premier ARN avec la séquence d'un deuxième ARN.La structure est représentée sous la forme d'un graphe ou de façon équivalente sous la forme d'une séquence arc-annotées et la séquence représente la suite des nucléotides de l'ARN.Pour résoudre ce problème, nous cherchons à optimiser l'alignement selon une fonction de coût. C'est donc un problème d'optimisation, qui malheureusement se révèle NP-Difficile.En conséquence différents travaux définissent des classes d'instances réduites pour lesquelles ils proposent des algorithmes spécifiques mais à complexités polynomiales.Les travaux de ma thèse unifient et la généralisent les approches précédentes par la construction d'un algorithme à complexité paramétrée non spécifique à une classe d'instances. En utilisant cet algorithme, il est possible de résoudre le problème d'alignement structure-séquence pour toutes les instances possibles, et aussi efficacement que les précédentes approches sur leur domaine de résolution respectif. Cet algorithme utilise une technique empruntée à la théorie des graphes: la décomposition arborescente, c'est-à-dire qu'il transforme la structure donnée en une décomposition arborescente et c'est ensuite cette décomposition qui est alignée avec la séquence donnée. L'alignement entre une décomposition arborescente et une séquence se fait par programmation dynamique.Sa mise en place a nécessité une reformulation du problème ainsi qu'une modification importante de l'utilisation classique de la programmation dynamique pour les décompositions arborescentes. Au final, cela conduit à un algorithme paramétré dont le paramètre est entièrement lié à la décomposition arborescente. La construction des décompositions arborescentes pour lesquelles l'alignement s'effectuera plus le efficacement possible est malheureusement un problème lui aussi NP-Difficile. Néanmoins, nous avons créé une heuristique de construction de décompositions adaptée aux structures d'ARN.Nous avons alors défini des nouvelles classes de structures pour lesquelles notre algorithme (décomposition et alignement) possède une faible complexité. Ces classes incluent notamment toutes les autres classes précédemment définies et la complexité de notre algorithme est au moins aussi faible que celles des algorithmes spécifiques sur leurs classes de structures respectives. Ces classes de structures représentent la majorité des structures connues et contiennent de nombreux éléments importants jusqu'alors non pris en compte (tel que les motifs tertiaires d'ARN). Le problème de l'alignement structure-séquence tente de répondre aux problématiques de prédictions de structures et de recherche d'ARN. Néanmoins, la qualité des résultats obtenus par sa résolution dépendent de la fonction de coût utilisée. Durant ma thèse j'ai commencé la mise place de la construction par apprentissage d'une nouvelle fonction de coût, adaptée aux nouvelles classes de structures que nous avons défini. Enfin de par la nature de l'algorithme, le travail réalisé permet des améliorations non négligeables, en terme de qualité des résultats et de rapidité de calcul comme la recherche de solution sous-optimales ou l'utilisation de l'algorithme au sein d'heuristiques dérivées d'heuristiques classiques. / The alignment of biological macromolecules such as proteins, DNA or RNA is a biological and bio-informatics problematic which aims to reveal some of the mysteries of how cells works. The non-coding RNA are involved in the metabolism of all living beings. The two major issues concerning them are: the prediction of their structure to better understand their function and their detection in databases or genomes. One approach, the structure-sequence alignment of RNA, addresses these two issues. The work done during my thesis provides some constructive elements on this problem and led me to call the graph algorithmic for its resolution. The alignment problem is to align a structure of a first RNA with the sequence of a second RNA. The structure on the first RNA is represented as a graph or equivalently as an arc-annotated sequence and the sequence represents the nucleotide sequence of the second RNA.To solve this problem, we aim to compute a minimal cost alignment, according to a given cost function. So, this is an optimization problem, which turns out to be NP-hard.Accordingly, different works define several reduced structure classes for which they propose specific algorithms but with polynomial complexity. The work of my thesis unifies and generalizes previous approaches by the construction of a unique (not class specific) parameterized algorithm. Using this algorithm, it is possible to solve the problem of structure-sequence alignment for all possible instances, and as effectively as previous approaches in their respective field of resolution.This algorithm uses a technique from graph theory: the tree decomposition, that is to say, it transforms the given structure into a tree-decomposition and the decomposition is then aligned with the sequence. The alignment between a tree-decomposition and a sequence is done by dynamic programming. Its implementation requires a reformulation of the problem as well as a substantial modifications to the conventional use of dynamic programming for tree decompositions. This leads to an algorithm whose parameter is entirely related to the tree-decomposition.The construction of tree decompositions for which the alignment is the most effective is unfortunately a NP-Hard problem. Nevertheless, we have developed a heuristic construction of decompositions adapted to RNA structures. We then defined new structure classes which extend existing ones without degrading the complexity of the alignment but which can represent the majority of known structures containing many important elements that had not be taken into account previously (such as RNA tertiary motifs).The sequence-structure alignment problem attempts to answer the problem of prediction of structures and RNA research. However, the quality of the results obtained by its resolution depends on the cost function. During my PhD I started to define new cost functions adapted to the new structure classes by a machine learning approach. Finally, the work allows significant improvements in terms of quality of results and computation. For example the approach directly allows the search for sub-optimal solutions or its use within heuristics derived from traditional heuristic methods.

Cette étude, qui se situe dans les domaines de la morphosyntaxe et de la sémantique, tente de montrer quels sont les constituants qui entrent en jeu dans la sémantique de la relation locative des verbes de déplacement, de mouvement et de position en français et en géorgien. Sémantiquement, le signifié lexical de chaque verbe présenté implique un sème locatif et un certain nombre d’arguments, faisant référence à des entités qui jouent chacune un rôle précis dans ce type d’événement signifié par le verbe. Cette relation unit également d’autres éléments: les préverbes et les adpositions (prépositions/postposition). Les relations construites à trois et à deux arguments dans les deux langues font intervenir les phénomènes de la valence et de la diathèse. La valence verbale désigne de la manière la plus générale l’aptitude combinatoire de ces verbes, et la diathèse renvoie à une opération morphosyntaxique d’augmentation et de réduction de la valence verbale. L’expression du déplacement, du mouvement et de la position relève des propriétés sémantiques comme la trajectoire, la manière, le lieu de localisation, l’intentionnalité et des propriétés aspectuelles. Cette étude contrastive propose, d’une part, une description des verbes de déplacement, de mouvement et de position du français et du géorgien et, d’autre part, relève les différences et les similitudes morphosyntaxiques, sémantiques et combinatoires spécifiques comme le rôle des préverbes, des adpositions, des arguments locatifs, ainsi que l’importance de ces verbes dans l’expression du déplacement, du mouvement et de la position. / The present study develops a general typology of movement, motion and position verbs in modern French and Georgian. Working in a morphosyntactic and semantic perspective, I attempt to trace the constituents that are involved in the semantics of locative relations with movement, motion and position verbs in both languages. From a semantic point of view, the lexical meaning of each verb included in the corpus implies a locative seme and a certain number of arguments referring to entities that play a definite role in the particular event signified by the verb. The same relation occurs between other elements of the sentence: preverbs and adpositions (prepositions/postpositions). In both languages, two- and three-argument relations trigger phenomena known as valence and diathesis. Verbal valence indicates, at the most general level, the combinatory aptitude of a verb, while diathesis refers to morphosyntacic operation of augmentation and reduction of verbal valence. The expression of movement, motion and position implies semantic properties such as trajectory, manner of motion, spatial place, intentionality and the aspectual properties of movement and motion verbs. A contrastive study allowed us, on the one hand, a description of movement, motion and position verbs in both languages, and on the other hand to pinpoint specific morphosyntactic, semantic and combinatory differences and similarities, such as the tole of preverb, adpositions, locative arguments, and appreciate how verbs enter in the expression of movement, motion and position.