La rencontre de l’intelligence ambiante et de la robotique d’assistance a donné naissance à ce que nous avons appelé robotique ambiante d’assistance car destinée à assister une personne en perte d’autonomie. Elle s’appuie sur l’existence de réseaux d’objets communicants présents dans l’environnement de la personne pour décliner un ensemble de services et de téléservices destinés à faciliter la vie quotidienne de cette personne et de son entourage. Un, voir plusieurs robots peuvent être présents dans cet environnement. Une communauté scientifique récente s’est construite autour de la robotique ubiquitaire. Tandis que les robots des générations précédentes ont été conçus pour réaliser des tâches spécifiques et construits en tant qu’unité indépendante, la nouvelle génération vise l’ubiquité. L’autonomie du robot est obtenue par une interaction étroite entre le robot et l’environnement ambiant communicant. Dans le contexte de l’intelligence ambiante, les objets communicants de l’environnement peuvent jouer un rôle "facilitateur" en aidant le robot à se localiser, naviguer, rechercher un objet. Inversement, le robot peut être vu comme un objet communicant qui est mis à contribution par des services autres que l’assistance à la personne en perte d’autonomie. Ainsi le premier objectif de cette thèse est de proposer une architecture informatique permettant la coopération entre le robot et les objets communicants présents dans l’environnement tels que les capteurs ou les actionneurs. Le deuxième objectif est de proposer une méthode de localisation par coopération robot-environnement communicant. Notre ambition est de localiser avec certitude le robot dans une zone de l’habitat. / The meeting of ambient intelligence and assistive robotics gave birth to ambient assistive robotics which aims at assisting a person in loss of autonomy. It relies on the existence network of communicating objects present in the environment of the person. The objective is to propose a set of services and teleservices for facilitating the person's daily life. One or more robots can be present in this environment. Previous generation of robots have been designed to perform tasks specific and built as an independent unit, while the new generation of robots tries to take advantage of ubiquity. In this framework, the robot autonomy is obtained by a close interaction between the robot and the ambient environment. Up to recent years the robot moved in a rather hostile environment which did not facilitate its task. In the context of ambient intelligence, the communicating objects of ambient environment can play a "facilitator" role in helping the assistive robot for locating itself, searching for a person … Conversely, the robot can be seen as a communicating object which is used by services to the person in loss of autonomy. The first objective of this thesis is to propose an architecture for cooperation between the robot and communicating objects and the second objective is to propose a localization method by cooperation of ambient environment and a mobile robot.

L'informatique sensible au contexte vise à réduire la quantité d'informations explicites qu'un utilisateur doit fournir pour que le système accomplisse la tâche souhaitée. Ceci est particulièrement vrai dans le domaine récent de l'intelligence ambiante où les objets de la vie courante deviennent capables de déclencher une action ou un échange spontané d'informations, sans interaction avec l'utilisateur. Les progrès techniques en matière de réseaux de communication sans fil, d'équipements mobiles individuels, de capteurs et de logiciels embarqués, rendent aujourd'hui possibles des services aux usagers dépendants du contexte, mais les applications concrètes demeurent encore très limitées. Les travaux existants dans la littérature décomposent la gestion de contexte en quatre fonctionnalités: la collecte, l'interprétation, la détection de situations et l'utilisation pour l'adaptation. L'élément discriminant des solutions existantes est la qualité des informations abstraites obtenues par inférence et devant caractériser les situations de l'utilisateur. Les limites de ces solutions sont le manque de composition aisée des informations de contexte, le passage à l'échelle, tant en termes de quantité d'informations de contexte que de nombre d'applications clientes, l'absence de garantie sur la cohérence et la qualité des informations de contexte, et le manque de solutions intergicielles permettant de libérer le concepteur d'applications des aspects liés à la gestion de contexte. Nous nous intéressons dans cette thèse à la gestion de la qualité de contexte (QoC) dans un environnement ambiant. Les problématiques de gestion de la qualité de contexte sont multiples: choisir la méthode adéquate pour la gestion du contexte, extraire la qualité associée au contexte, interpréter et analyser la qualité de contexte pour les applications sensibles au contexte. Nous proposons de répondre à ces problématiques en intégrant la qualité de contexte au sein de la plateforme de gestion de contexte COSMOS (http://picoforge.lntevrv.fr/proiects/svn/cosmos) de l'équipe MARGE (http://www-inf.itsudparis.eu/MARGE) de Télécom SudParis. Afin d'effectuer cette intégration, nous avons conçu des éléments spécifiques à la qualité de contexte et avons mis en place une gestion fine et efficiente de cette qualité en limitant le surcoût associé. Nous proposons également un processus de conception basé sur l'ingénierie dirigée par les modèles afin de générer les éléments requis à la gestion de la qualité de contexte. Nous avons validé nos contributions à l'aide de deux applications fonctionnant sur téléphone mobile : une application de "vente flash" dans un centre commercial et une application de détection de localisation sur un campus. Les tests de performances que nous avons effectués permettent de comparer les résultats avec et sans la prise en compte de la QoC et montrent le faible coût de la gestion de la qualité par rapport aux améliorations apportées aux applications sensibles au contexte / Context-aware computing aims to reduce the amount of explicit information required from a user for a system to perform a task. This is particularly true in the recent domain of ambient intelligence where everyday life objects are able to trigger an action or a spontaneous information exchange, without any interaction with the user. Technical advances in wireless communication, personal mobile devices, sensors and embedded software make context-aware services possible, but concrete applications are still very limited. The solutions proposed in the literature decompose context management into four functions: acquisition, interpretation, situation detection and application adaptation. The differentiating element in these proposals is the quality of the high-level context information obtained by inference and characterising the situation of the user. The limits of these solutions are the difficulty for composing context information scalability in terms of the quantity of context information and of the number of client applications, the absence of guarantee on the consistency of context information and the lack of middleware solutions able to free the designer of context-aware applications from the management of context data. In this thesis, we are interested in the management of the quality of context information (QoC) in an ambient environment. There are several key issues in QoC management: choosing the adequate method for context management, extracting the quality associated to the context, analysing and interpreting the quality of the context with regard to the requirements of context-aware applications. We propose to answer these questions by integrating QoC management into the COSMOS context management framework (http://picoforge.int-evry.fr/projects/svn/cosmos) developed by the MARGE team (http://www-inf.itsudparis.eu/MARGE) of Télécom SudParis.For this purpose, we have designed the necessary components dedicated to QoC management and we have implemented the mechanisms allowing a fine-grain manipulation of the QoC together with a limitation of the associated overhead. We also propose a design process based on model-driven engineering in order to automatically generate the elements responsible of QoC management. We validate our contributions through the development of two prototype applications running on mobile phones: a Flash sale offer application to be used in malls and a location detection application proposed to the students of a campus. The performance tests we have conducted allow to compare the results obtained with and without taking into account the QoC and show the low overhead associated to QoC manaqement with regard to the benefits brought to context-aware applications and services

L’objet de ce travail de thèse est l’étude en soufflerie du sillage lointain des éoliennes à axe horizontal. La complexité phénoménologique du sillage des éoliennes fait que les mécanismes le régissant sont généralement traités d’un point de vue stationnaire : les principaux paramètres (déficit de vitesse, production de turbulence...) sont alors moyennés dans le temps. Néanmoins, considérer les instationnarités du sillage d’une éolienne placée en écoulement atmosphérique permet d’observer un phénomène appelé meandering, traduisant un battement aléatoire du sillage. Ce travail est construit en deux grandes parties : la vision stationnaire et la vision instationnaire du sillage d’un modèle simplifié d’éolienne, basé sur le principe du disque de Froude, placé dans une couche limite atmosphérique (CLA) modélisée en soufflerie à l’échelle 1/400. La première partie est composée de plusieurs études paramétriques sur l’influence du point de fonctionnement d’une éolienne, sur sa hauteur de mât ou encore sur le type de CLA. Une éolienne en situation de dérapage fait également l’objet d’études paramétriques. Celles-ci visent à étudier le comportement du sillage dans différentes situations et il est alors montré les limites des lois empiriques présentes dans la littérature, concernant notamment l’influence de la turbulence ambiante. La seconde partie se focalise sur la vision instationnaire, jusqu’ici rarement considérée. En utilisant l’anémométrie par fil chaud, les résultats montrent le rôle des grandes échelles de la turbulence atmosphérique sur l’apparition du meandering. L’amplitude du battement et les dimensions du sillage instantané sont ensuite appréhendées de façon quantitative par mesures PIV, montrant l’influence du point de fonctionnement de l’éolienne et de l’intensité de turbulence ambiante. / The aim of this work was to study the far wake of horizontal axis wind turbines in wind tunnels. Aerodynamic phenomena within the wakes are very complex and, most of the time, they are studied from a steady point of view : the main parameters (wake deficit, production of turbulence...) are therefore time averaged. Nevertheless, studying the wake unsteadiness of a wind turbine located in the atmospheric boundary layer (ABL) enables the consideration of the meandering phenomenon, which describes random oscillations of the wake. The present work was constructed in two main parts : firstly the steady vision and secondly the unsteady vision of a wind turbine wake, modelled according to the actuator disk theory and placed in an ABL reproduced in a wind tunnel at a geometric scale of 1/400. Several parametric studies are presented in the first part : on the influence of the wind turbine’s operating point, of its mast height and also on the influence of the ABL characteristics. Wind turbines in yaw are also considered. The wake behaviour is then studied in different configurations and the limits of the empirical laws in the literature are highlighted, especially the lack of the ambiant turbulence intensity consideration. The second part focuses on the unsteady point of view, rarely considered until today. Using hot wire anemometry, the role of the atmospheric large turbulent scales on the meandering phenomenon is proven. The oscillation magnitude and the instantaneous wake dimensions are also investigated using PIV, which leads to quantitative results on the meandering characteristics.

Le cadmium (Cd) est un métal lourd auquel la population en générale est exposée par l'alimentation. L'épithélium intestinal accumule beaucoup de Cd ingéré et représente un organe cible. Étant donné le rôle de cet épithélium dans la biotransformation de xénobiotiques ingérés, l'objectif de notre étude était d'évaluer dans quelle mesure une exposition chronique au Cd peut perturber l'expression des enzymes de biotransformation lors de la différenciation des entérocytes. Comme modèle in vitro, nous avons utilisé la lignée cellulaire humaine Caco-2 qui développe spontanément un phénotype entérocytaire. Le Cd étant connu pour troubler certaines voies de signalisation cellulaires, nous avons testé les hypothèses suivantes : 1) ce métal pourrait modifier l'expression (niveaux et/ou profil) des enzymes de biotransformation; 2) il serait susceptible d'altérer le processus de différenciation. Le profil d'expression d'enzymes de biotransformation (CYP1A1, CYP3A4 et GSTP1) a été caractérisé par RT-PCR en fonction du temps de culture : les niveaux d'ARNm de la GSTP1, de la P-gp et du CYP1A1 augmentent durant la différenciation. Parallèlement, nous avons estimé par mesure d'activité MTT (viabilité cellulaire), la LC5, soit la concentration d'exposition menant à 5% de mortalité. Lorsque les cellules sont exposées durant la phase de prolifération, une période de récupération augmente considérablement la viabilité (LC5 = 87 ± 4 vs. 15.2 ± 0.7 µM). Une LC5 de 36 ± 2 µM est obtenue lorsque les cellules sont traitées pendant la phase de différenciation montrant que la période de sensibilité maximale est pendant la prolifération. Étant donné les profils d'expression obtenus selon le temps de culture des quatre enzymes d'intérêt dans les cellules Caco-2 témoins, nous avons choisi la LC5 de 36 ± 2 µM comme concentration d'exposition pendant la phase de différenciation pour tester l'effet du Cd. Une exposition chronique à cette concentration de Cd perturbe le profil d'expression d'enzymes. De plus hauts niveaux d'ARNm de GSTP1 et de la P-gp sont alors observés mais cette induction par le Cd est diminuée en présence de vitamine D3 ou de NAC, toutes deux antioxydantes. Ainsi, l'effet du Cd sur la GSTP1 et la P-gp serait médié par un déséquilibre rédox. Des mesures d'activités enzymatiques de CYP1A1 et de GSTP1 ont été effectuées afin de corréler l'effet du Cd sur les niveaux d'ARNm aux activités. Une activité extrêmement faible d'environ 0,290 pmol/min/mg de protéines microsomales a été mesurée dans les cellules contrôles et traitées au Cd de 21 jours, soit presque 100 fois moins que ce qui est rapporté dans la littérature, mais plusieurs études ont révélé l'effet inhibiteur du Cd sur l'activité EROD. Deux types de réponses sont observées quant à l'effet du Cd sur l'activité de la GST: (1) une légère stimulation, (2) une faible inhibition. Nous avons également mesuré une diminution de la résistance électrique transépithéliale confirmant ainsi que le Cd affecte l'intégrité de l'épithélium intestinal en augmentant la perméabilité paracellulaire. Par ailleurs, nos récents résultats suggèrent que le Cd diminue l'activité de la phosphatase alcaline, un marqueur de différenciation. Néanmoins, les enzymes de biotransformation n'étaient pas toutes affectées de la même façon, l'effet du Cd sur ces enzymes n'est pas le résultat (indirect) d'une action "non spécifique" sur le processus global de différenciation. Nos résultats montrent que l'exposition intestinale au Cd pourrait avoir des répercussions sur le métabolisme de premier passage des médicaments et autres xénobiotiques absorbés oralement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cellules Caco-2, épithélium intestinal, cadmium, entérocyte, CYP1A1, CYP3A4, GSTP1

Le mercure (Hg) est un polluant global qui pose plusieurs risques pour la santé humaine. Le poisson, qui peut bioaccumuler des quantités importantes de Hg, renferme aussi des nutriments et assure la sécurité alimentaire de plusieurs populations humaines. Le projet CARUSO, au sein duquel les présentes recherches ont été réalisées, utilise une approche écosystémique, interdisciplinaire et participative pour étudier les sources de Hg et ses effets dans la région du Bas-Tapajos, en Amazonie brésilienne. Au début des années 2000, lors d'un atelier avec les villageois sur les résultats des études précédentes, les femmes du village ont demandé aux chercheur-es s'il existait des aliments qui pourraient influencer les effets du Hg sur leur santé. Ceci a amené l’équipe du CARUSO à initier de nouvelles études sur les sources possibles et le rôle du sélénium (Se) dans cette région. Le Se est un oligoélément qui constitue le centre actif d'au moins 25 sélénoprotéines. Ces dernières sont indispensables pour le cerveau, notamment pour le protéger contre les dommages du stress oxydatif. Plusieurs études animales, souvent parcellaires et contradictoires, soutiennent que le Se protège contre les effets toxiques du Hg. Ces auteur-es suggèrent que le Se pourrait soit compenser les effets du stress oxydatif causé par le Hg, former des complexes inertes Hg-Se ou réduire la biodisponibilité du Hg dans les organes-cibles. Les quelques études chez les populations exposées au Hg n'ont toutefois pas montré de tels effets du Se chez les humains. Par ailleurs, quelques études suggèrent que le Se pourrait aussi réduire le stress oxydatif causé par l'exposition au plomb (Pb), une autre substance toxique récemment identifiée chez les riverains de cette région. Les aliments sont la principale source de Se et leurs teneurs en Se varient suivant plusieurs facteurs dont les niveaux de Se présents dans les sols. Un apport alimentaire insuffisant ou excessif en Se peut avoir des effets néfastes sur la santé. La déficience de Se est associée notamment à une augmentation des maladies cardiaques et de divers types de cancer. Les effets toxiques causés par un excès de Se sont moins fréquents et ont été rapportés chez des populations chinoises vivant dans des écosystèmes naturellement très riches en Se. Les signes et les symptômes de toxicité associés à un excès de Se sont l'apparition graduelle de signes dermiques et de problèmes gastro-intestinaux suivis de troubles moteurs et sensoriels. Récemment, un statut élevé de Se a aussi été associé à une prévalence élevée de diabète, d'hypercholestérolémie et d'hypertension chez différentes populations aux États-Unis, en France et en Angleterre, qui consomment une quantité importante de suppléments alimentaires de Se. La première étude sur le Se menée par l'équipe du CARUSO montre que, chez les riverains du Bas-Tapajos, le statut de Se varie de normal à très élevé et de façon importante entre les communautés. Selon la littérature, certains aliments présents dans la région d'étude pourraient contenir des niveaux considérablement élevés de Se. Cependant, aucune information pouvant expliquer les variations du statut de Se chez les riverains, par exemple les niveaux de Se dans les aliments ou les niveaux de Se dans les écosystèmes terrestres et aquatiques de la région du Tapajos, n'est disponible. Le Hg constitue un problème important pour ces communautés amazoniennes. L'exposition au Pb, récemment découverte, pourrait exacerber les effets néfastes du Hg sur la santé des riverains. La présente recherche utilise une approche écosystémique pour mettre en lumière dans quelle mesure le Se peut contribuer à réduire les effets de ces substances toxiques sur la santé des riverains. Les objectifs de cette thèse sont: (i) d'évaluer les variations saisonnières du statut de Se à l'aide de différents bioindicateurs; (ii) d'identifier les sources alimentaires de Se dans plusieurs villages du Bas-Tapajos; (iv) d'examiner les relations entre les bioindicateurs de Se et les effets connus de la toxicité du Se, et; (v) d'évaluer les relations entre les bioindicateurs de Se et les effets sur les fonctions motrices et les cataractes séniles, seuls et en lien avec le Hg et le Pb. Une première phase de cette recherche a eu lieu dans six communautés de la région du Bas-Tapajos en 2003 et 2004. Deux études transversales ont été réalisées: à la saison de la décrue des eaux (N = 259) et à la saison de la crue des eaux (N = 137), avec des mesures répétées pour un sous-groupe (N = 112). Les niveaux de Se ont été mesurés dans le sang (B-Se), les cheveux (H-Se) et l'urine (U-Se). Les résultats de cette étude montrent une importante variation interindividuelle des niveaux de B-Se (de 142 to 2447 ug/L), sans variations particulières d'une saison à l'autre (médiane 284 et 292 ug/L respectivement). Toutefois, l'analyse séquentielle de segments de cheveux montre une variation significative du statut de Se dans le temps: les niveaux de H-Se étaient significativement plus bas à la saison de la décrue des eaux comparé qu'à celle de la crue des eaux (médiane: 0.7 et 0.9 ug/g, plage d'étendue: 0.2-4.3 et 0.2-5.4 ug/g respectivement). Lors des deux saisons, les relations entre les niveaux de B-Se et de H-Se étaient linéaires et hautement significatives, alors que celle entre les niveaux de B-Se et de U-Se était mieux décrite par une courbe sigmoïde. Les variations temporelles de H-Se suggèrent qu'il y ait des variations saisonnières importantes des sources locales de Se. Chez les populations présentant un statut de Se hautement variable ou élevé, les analyses séquentielles de H-S peuvent constituer un bioindicateur utile pour évaluer les variations temporelles et le statut mensuel de Se. Pour la seconde phase de cette recherche, réalisée en 2006, nous avons recruté 448 personnes, âgées de 15 à 87 ans, dans 12 communautés de la région. Les niveaux de Se et de Hg ont été mesurés dans le sang, le plasma, les cheveux et l'urine et les niveaux de Pb ont été mesurés dans le sang. Des questionnaires ont permis de collecter des données sociodémographiques, sur les fréquences de consommation des aliments potentiellement riche en Se, sur la présence des symptômes de toxicité du Se et sur l'histoire médicale des participants. Une évaluation de signes de la toxicité du Se (cheveux, ongles et peau) a été réalisée par une infirmière. Tous les participants ont également subi un examen visuel complet et réalisé une batterie de tests neuromoteurs pour évaluer la coordination motrice, la dextérité manuelle et la force de préhension. Des échantillons d'aliments et d'eau consommée par les riverains ont aussi été collectés dans quatre de ces communautés. Les analyses du Se dans les aliments de la région ont montré que les noix du Brésil (Bertholletia excelsa) sont une excellente source de Se, mais avec des concentrations hautement variables, 0.4 à 158.4 ug/g. D'autres aliments comme le poulet, la viande de chasse, les œufs et le bœuf avaient des niveaux élevés de Se (0.3-1.4 ug/g), alors que le borécole, les patates douces, le riz et les pupunha avaient des niveaux moyens de Se (0.l-0.2 ug/g). Selon le type d'aliment, les niveaux de Se ne suivaient pas les mêmes profils de variation entre les communautés. Les niveaux de Se dans l'eau potable étaient négligeables (< 1.4 ug/L). Les niveaux de B-Se étaient positivement associés à la consommation de noix du Brésil, de poulet et de viande de chasse. Les noix du Brésil contenaient aussi des niveaux hautement variables et parfois très élevés de Ba (1.9-1437 ug/g) et de Sr (3.3-1 73 ug/g). Chez les participants, les niveaux de B-Se variaient entre 103.3-1500.2 ug/L (médiane 228.4 ug/L), de Se plasmatique (P-Se) entre 53.6-913.2 ug/L (médiane 134.8 ug/L), de H-Se entre 0.4-3.8 ug/g (médiane 0.7 ug/g) et de U-Se entre 2.3-1375.0 ug/g creat. (médiane 33.6 ug/g creat.). Les médianes de Hg sanguins (B-Hg) et Pb sanguins (B-Pb) étaient de 42.5 ug/L et de 113.0 ug/L respectivement. Même si les niveaux de B-Se et P-Se dépassaient les concentrations considérées toxiques, aucun signe ou symptôme de toxicité du Se n'était associé aux bioindicateurs de statut de Se. Par ailleurs, les bioindicateurs de Se (surtout le P-Se) étaient positivement reliés à de meilleures performances pour tous les tests moteurs, en tenant compte des variables sociodémographiques et des bioindicateurs de B-Hg et de B-Pb. Les coefficients de régression pour les bioindicateurs de Se étaient considérablement plus élevés lorsque les modèles étaient contrôlés pour le B-Hg. Aucune interaction entre les bioindicateurs de Se, Hg et Pb n'a été observée. Chez les adultes de 40 ans et plus, 32.7% présentaient des cataractes séniles. Les rapports de cote pour la prévalence des cataractes séniles, ajustés pour l'âge et la consommation de cigarette, montrent un effet bénéfique du P-Se à des concentrations >111 ug/L et des effets néfastes du B-Hg à des concentrations >25 ug/L (0.25 [0.10-0.69] et 4.52 [1.35-15.16], respectivement). Lorsque les concentrations de P-Se étaient >111 ug/L, aucune association entre le B-Hg et la prévalence de cataractes séniles n'a été observée. Cette thèse est la première recherche à montrer l'absence d'effets toxiques du Se chez des populations ayant un statut élevé de Se venant des aliments et des effets bénéfiques du Se sur les fonctions motrices et les cataractes séniles. Cette recherche met aussi en lumière que des interrelations entre le Se et le Hg chez l'humain sont possibles, mais plus complexes qu'un ratio molaire Se:Hg de 1:1. Chez des populations exposées à des niveaux élevés de Hg, un statut adéquat, et même élevé de Se, pourrait jouer un rôle crucial pour atténuer les effets toxiques du Hg ou maintenir l'activité optimale des sélénoprotéines. Plus d'études sont nécessaires pour comprendre dans quelles conditions le Se dans les aliments affecte la santé chez des populations avec une exposition faible ou modérée au Hg. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sélénium, Mercure, Noix du Brésil, Fonctions motrices, Cataractes séniles, Amazonie brésilienne.

Depuis une vingtaine d'années, les développements dans les technologies de l'information ont fait évoluer les paradigmes de l'informatique. L'arrivée d'approches telles que l'informatique diffuse et l'intelligence ambiante ont fait émerger de nouvelles technologies permettant d'améliorer la qualité des interactions avec les systèmes informatisés. Entre autres, l'application de l'informatique diffuse et de l'intelligence ambiante à des environnements tels que des habitats, les espaces intelligents, offre des milieux où une assistance contextualisée est offerte aux utilisateurs dans la réalisation de leurs activités quotidiennes. Toutefois, la démocratisation de l'informatique diffuse et la mise en place des espaces intelligents rencontrent un bon nombre de problèmes. Le nombre important de composantes matérielles et logicielles, les dépendances entre celles-ci et leurs natures hétérogènes contribuent à la complexité de déploiement et de gestion de ces milieux, entraînant des coûts élevés. Cette thèse vise à contribuer à la gestion logicielle des espaces intelligents par la réduction de la complexité des tâches de gestion. Notre proposition consiste en une approche autonome de la gestion logicielle, fondée sur l'approche de l'informatique diffuse autonome. L'objectif est de fournir un ensemble de fonctionnalités et de mécanismes permettant de rendre autonome la majeure partie des tâches de gestion des logiciels déployés dans des espaces intelligents. Dans le cadre de ce travail, nous proposons une solution permettant l'organisation autonome des logiciels des espaces intelligents. Ainsi, cette solution utilise les informations contextuelles des milieux afin de déterminer quelle répartition des logiciels parmi les appareils des milieux correspond le mieux aux besoins des applications, aux caractéristiques propres des environnements et, non le moindre, aux modalités et préférences d'interaction des utilisateurs de ces milieux. La solution proposée a été implémentée et évaluée à l'aide d'une série de tests et de mises en situation d'organisation logicielle. Les contributions de ce travail à l'état de l'art de la gestion des espaces intelligents sont multiples avec comme principales innovations la présentation d'une vision de l'informatique diffuse autonome, l'implémentation d'un intergiciel d'organisation logicielle autonome basé sur une sensibilité au contexte macroscopique et microscopique et l'intégration des modalités d'interaction des utilisateurs dans le raisonnement portant sur l'organisation des logiciels. Enfin, ce travail de thèse se déroule dans le contexte des recherches du laboratoire DO-MUS de l'Université de Sherbrooke, Canada, et du laboratoire Handicom de Telecom SudParis, France. Ces deux laboratoires travaillent à la conception de solutions permettant d' améliorer la qualité de vie et l' autonomie de personnes dépendantes, atteinte par exemple de troubles cognitifs ou de handicaps physiques.

Depuis le milieu des années 90, avec la revalorisation des déplacements urbains par la marche et le vélo, les passerelles piétonnières sont fortement demandées dans nos villes. Étant également très convoitées par les architectes et les artistes pour exprimer leurs idées, ces structures deviennent de plus en plus élancées, légères, flexibles et dotées de fréquences propres qui peuvent facilement être mises en résonance par la marche normale des piétons. Les premiers ouvrages ayant manifesté ces problèmes de façon remarquable sont la passerelle du Millénium de Londres et la passerelle de Solferino de Paris qui ont dû être fermées suite à leur inauguration en raison de vibrations latérales excessives. Ces structures ambitieuses créent donc de nouveaux défis qui ne sont pas adéquatement considérés dans plusieurs codes de pratique, et ce, en raison d'un mauvais contrôle des vibrations induites par des charges de groupes et de foules de piétons. De plus, les piétons ont tendance à se synchroniser au mouvement latéral de la structure, ce qui résulte en des mouvements forts qui compromettent grandement le confort des usagers. L'objet de ce projet de recherche vise à mieux définir et caractériser le chargement des groupes et des foules de piétons sur les passerelles piétonnières afin de permettre une meilleure compréhension et un meilleur contrôle des vibrations de ces structures dès leur phase de conception. Pour ce faire, les vibrations induites par des chargements de groupes et de foules de piétons ont été mesurées sur trois structures existantes soit deux travées indépendantes de la Passerelle de Sherbrooke et le pont du Cosmos Montréal. Les critères de confort et les niveaux de vibration prédits selon différentes normes ont aussi été calculés pour ces trois structures. Également, un programme a été créé afin de simuler des groupes ou des foules de piétons de taille variable circulant sur une passerelle piétonnière et de calculer la réponse de la structure selon différents paramètres. Des simulations numériques de chargement de 1 piéton, de groupes et de foules de piétons ont été effectuées l'aide de ce programme sur les trois structures afin de simuler les vibrations induites par les piétons. Différents modèles de chargements piétonniers ont été utilisés. Finalement, une comparaison des différents niveaux de vibration mesurés, calculés et simulés permet une caractérisation du chargement piétonnier et de l'influence du nombre de piétons dans le chargement sur la réponse de la structure, et ce, tant pour les vibrations verticales que latérales de la structure. Ce projet aura pour résultat de fournir une meilleure définition du chargement piétonnier et d'assurer ainsi un meilleur contrôle des vibrations des passerelles piétonnières dès les phases de conception de la structure. Ainsi, ce projet favorisera le développement des passerelles piétonnières et permettra aux architectes et artistes une plus grande liberté pour l'édification de ces sculptures urbaines sans compromettre le confort des usagers, tout en limitant les coûts par un meilleur contrôle des vibrations.

Grâce à l’informatique ubiquitaire, il devient possible d’avoir des environnements de plus en plus intelligents offrant de l’assistance ambiante aux activités de la vie quotidienne. Dans ce mémoire, un système d’assistance est présenté offrant une assistance ambiante personnalisée aux personnes âgées avec démence d'Alzheimer souffrant d’errance nocturne. L’hypothèse de départ est que la nuit, les personnes Alzheimer font de l’errance pour satisfaire des besoins précis même si elles sont incapables de les exprimer. Notre sujet s’intéresse à trois types de besoins dans le contexte d’errance nocturne : avoir faim, avoir envie d’aller aux toilettes et avoir besoin d’être rassuré. Un système d’assistance ambiante a été conçu et implémenté pour chacun. Ce système utilise un réseau de capteurs et d’effecteurs hétérogènes. Dans un premier temps, des données sur les routines de la personne atteinte d’Alzheimer sont collectées par des questionnaires et des capteurs. Ces données sont ensuite validées pour établir les scénarios d’assistance et détecter les épisodes d’errance. Dans un second temps, grâce au profil recueilli avec la participation du proche aidant, des règles sont conçues pour décider de l’assistance à fournir pour accompagner la personne à travers la satisfaction de son besoin, puis l’inciter à retourner se coucher sans toutefois la contraindre. De plus, une application tablette est mise en place pour offrir du contrôle sur l’activation de l’assistance. Cette application est confiée au proche-aidant afin qu’il puisse décider s’il préfère offrir sa propre assistance ou celle automatisée. Le système d’assistance ambiante développé recueille donc des données dans le domicile et offre de l’accompagnement à la personne tout en offrant plus de confort à son proche-aidant. Une expérimentation dans un domicile auprès d’un binôme composé d’une mère atteinte de démence et de sa fille a été réalisée sur une période de cinq semaines. Même si aucun épisode d’errance n’a été détecté pendant cette expérimentation, les données recueillies par les différentes sources ont été comparées à celles du système pour en établir la validité. Une reconstruction des événements a été possible avec les données collectées. Celle-ci permet d’observer les activités de la personne atteinte d’Alzheimer dans son quotidien. Cette approche pour obtenir le suivi des activités est applicable aux activités nocturnes permettant ainsi le suivi pendant l’errance s’il y’a lieu.

L'objectif de ce travail de thèse est de proposer un canevas sémantique intégrant un méta-modèle et des outils de raisonnement permettant à tout concepteur de système ubiquitaire de mettre en oeuvre facilement des mécanismes de gestion des politiques de la vie privée. Le canevas proposé intègre une architecture middleware générique qui offre des composants pour définir, administrer et contrôler l'application des politiques de confidentialité. Notre approche proposée est hybride. Elle est fondée sur l’ingénierie dirigée par les modèles et sur un raisonnement à base d'ontologies et de règles d'inférence opérant selon l'hypothèse du monde clos. Le méta-modèle proposé est caractérisé par un niveau d'abstraction et d'expressivité élevé permettant de définir des politiques de gestion de la vie privée indépendamment du domaine d'application pouvant être adaptées à différents contextes. Il définit, aussi, un cadre conceptuel pour établir des modèles de règles génériques et décidables permettant de prendre des décisions de contrôle cohérentes pour la protection de la vie privée. Ces modèles de règles sont mis en oeuvre grâce au langage de règles SmartRules permettant de mettre en oeuvre un contrôle adaptatif. Ce dernier est basé sur un raisonnement non-monotone et une représentation des instances de concepts selon la supposition du nom unique. Nous avons validé le canevas proposé à travers un scénario typique mettant en oeuvre des services d'assistance ambiante sensibles à la vie privée de personne âgée. / This thesis aims at proposing a semantic framework that integrates a meta-model and reasoning tools allowing any ubiquitous system designer to easily implement mechanisms to manage privacy policies. The proposed framework includes a generic middleware architecture that provides components to define, manage and monitor the implementation of privacy policies. Our approach is an hybrid one based on Model-Driven Engineering and a reasoning based on ontologies and inference rules operating on the assumption of the closed world. The proposed meta-model is characterized by a high level of abstraction and expressiveness to define privacy policies management regardless of the domain application and can be adapted to different contexts. It defines, also, a conceptual framework for generic decidable modelling rules to make consistent control decisions on user privacy. These model rules are implemented using the SmartRules language that could implement an adaptive control. The latter is based on a non-monotonic reasoning and representation of instances of concepts according to the unique name assumption. We have validated the proposed semantic framework through a typical scenario that implements support ambient intelligence privacy-aware services for elderly.

L'intelligence ambiante est un domaine hautement interdisciplinaire et implique de nombreux domaines de recherche. C'est pourquoi les avancées dans ce domaine sont conditionnées par l'interaction et l'intégration entre ces nombreuses disciplines. Ce manuscrit s'intéresse à la problématique de capitalisation des travaux existants, ainsi qu'à l'intégration dynamique de logiciels et d'appareils développés indépendamment les uns des autres. Nous proposons une intergiciel à services et une interface graphique utilisables et extensibles par les différents spécialistes. En étendant les approches à services et les principes du web sémantique, nous proposons une méthode de conception facilitant l'intégration dynamique et la composition de services. Cette méthode se base sur le concept nouveau d'usines à services : un service capable d'en instancier d'autres sur demande. Nous proposons aussi un langage de description pour ce langage.