Les environnements d'intelligence ambiante servent d'interface entre les applications et les utilisateurs. Ces applications doivent prendre en compte le contexte dans lequel les utilisateurs évoluent (le lieu, la position sociale ou hiérarchique ou l'activité par exemple) pour adapter leur comportement. Il doit exister un flux d'informations de l'environnement vers les applications. Ces applications doivent pouvoir prendre en compte dynamiquement l'arrivée de nouveaux éléments dans l'environnement (utilisateurs ou dispositifs), et les informations de contexte en provenance de l'environnement doivent pouvoir parvenir aux applications entrantes ; ces flux d'informations ne peuvent pas être déterminés à l'avance et doivent se construire pendant l'exécution. Les modèles de gestion de l'information de contexte existants ne traitent pas ou peu cet aspect dynamique de l'informatique diffuse. Nous proposons d'utiliser les technologies du web sémantique pour décrire et rechercher ces informations : l'information de contexte est exprimée en RDF et décrite par des ontologies OWL. Ces technologies, parce qu'elles sont fondées sur l'hypothèse du monde ouvert, assurent l'ouverture du système et la prise en compte de dispositifs hétérogènes. Nous montrons qu'à l'aide d'un protocole simple qui permet à chacun des dispositifs et des applications d'exhiber sur le réseau un modèle des informations de contexte qu'il produit ou qu'il recherche et de s'identifier, toutes les applications de l'environnement satisfont leurs besoins en informations de contexte. De surcroît, l'ouverture des langages de description d'ontologies permet l'extension des descriptions de contexte à tout moment et les technologies d'alignement d'ontologies permettent l'utilisation d'ontologies développées indépendamment. Nous avons implémenté un composant pour la gestion de l'information de contexte fondé sur ce modèle. Puis nous avons développé une architecture distribuée où les dispositifs et les applications embarquent ce composant et exposent un modèle de l'information de contexte qu'ils recherchent ou produisent. Nous avons montré comment cette architecture permet d'accepter sans interruption de nouveaux composants.

Le concept d'informatique ambiante propose une vision dans laquelle les êtres humains sont continuellement entourés d'une myriade d'équipements numériques susceptibles d'interagir les uns avec les autres, et bien sûr avec les utilisateurs eux-mêmes. Déployer et supporter des services complexes dans un environnement d'informatique ambiante soulève cependant quelques défis majeurs. Ainsi, la grande hétérogénéité des équipements susceptibles d'héberger ces services rend difficile la conception d'applications logicielles pouvant fonctionner sur une grande variété de plates-formes, et capables de s'adapter le cas échéant aux caractéristiques changeantes de ces plates-formes. D'autre part, assurer la communication et la coordination entre des services s'exécutant sur des équipements distincts n'est pas chose aisée lorsque tout ou partie de ces équipements sont mobiles, et ne peuvent s'appuyer pour interagir sur une infrastructure de communication fixe, stable, et performante.<br /><br />Les travaux présentés proposent des éléments de réponse aux problèmes évoqués ci-dessus. Ces travaux se déclinent selon trois axes :<br /><br />* La conception de méthodes et outils de type intergiciel permettant de doter des composants logiciels de la capacité de percevoir leur environnement d'exécution (vu comme un ensemble de ressources tant matérielles que logicielles), afin que ces composants puissent adapter dynamiquement leur comportement en fonction des caractéristiques de cet environnement, en négociant le cas échéant avec la plate-forme d'exécution qui les héberge l'accès aux ressources nécessaires à leur bon fonctionnement.<br /><br />* Le support de la communication dans un environnement constitué de terminaux mobiles assemblés en réseau ad hoc (MANET) discontinu, en l'absence de connectivité de bout en bout au sein de ce réseau. Dans ce cas précis la connectivité réseau est elle-même perçue comme une ressource particulière dont la disponibilité fluctuante est tolérée via la mise en ouvre d'un protocole reposant sur le principe de la communication opportuniste.<br /><br />* Une réflexion enfin sur la nature et les caractéristiques majeures des services applicatifs susceptibles d'être déployés sur des équipements mobiles assemblés en MANET discontinu. Cette réflexion est illustrée à travers quelques exemples concrets.

Ce travail étudie l'alimentation en énergie de systèmes électroniques communicants. Le but est de les rendre autonomes en récupérant de l'énergie provenant du milieu extérieur. En particulier, nous nous sommes attachés à explorer la piste des variations temporelles de température. Ces variations doivent être lentes (quelques degrés sur plusieurs heures) ce qui exclue bon nombre de solutions « classiques ». Pour répondre à cette problématique, nous avons développé une nouvelle approche, couplant des matériaux magnétiques et piézoélectriques. Cette hybridation permet de s'affranchir de la dépendance temporelle et de générer des pics d'énergie de plusieurs dizaines de μW lors du dépassement de certains seuils de température. Pour terminer, nous nous sommes enfin intéressés à la modélisation globale de ce phénomène sous Simulink.

La conception d'applications pour un environnement attentif (applications attentives) soulève de nombreux défis, en particulier liés à l'hétérogénéité des objets communicants, à l'instabilité de l'environnement et à la variabilité des besoins. Afin de faciliter cette conception, on s'intéresse à la notion d'application composite flexible : des applications qui fonctionnent en continu, en arrière plan de l'attention, et agrègent des fonctionnalités fournies par les objets communicants, afin d'accompagner l'interaction des utilisateurs. FCAP est un intergiciel pour la composition flexible d'applications, qui fournit un support générique pour intégrer les fonctionnalités, s'adapter à un environnement instable et ajuster l'équilibre entre l'automatisation et le contrôle par les utilisateurs. Cet intergiciel développe des principes issus de l'architecture orientée-service, du Web sémantique et des systèmes multi-agents, particulièrement pertinentes pour les environnements considérés.

Nous prenons le point de vue d'un agent sur le point d'entrer dans une organisation multi-agent, où il aura à choisir parmi plusieurs rôles disponibles. Notre objectif est de donner à cet agent les moyens d'évaluer avant d'entrer dans une organisation les implications que cette action aura sur ses capacités de satisfaire les désirs de son utilisateur. Quand il entre dans une organisation, un agent devient le sujet de plusieurs contraintes imposées par des entités externes (d'autres agents, l'organisation même, la société). Comme le montre cette thèse, l'autonomie sociale de décision est une caractéristique d'un agent, qui est directement liée à ces contraintes sociales. En conséquence, nous basons l'évaluation faite par un agent des contraintes qui lui sont imposées sur le concept d'autonomie. Cette approche est illustrée à l'aide d'un scénario d'intelligence ambiante qui a été implémenté et déployé sur des objets portables.

La nourriture traditionnelle (NT) (résultant principalement des ressources halieutiques et cynégétiques) présente de nombreux bénéfices pour les communautés autochtones. Elle apporte beaucoup d'éléments essentiels pour le maintien d'une bonne santé. En effet, en plus d'être nutritive, la NT englobe plusieurs autres aspects. Culturellement, la chasse et la pêche permettent la transmission du savoir et des valeurs traditionnelles aux futures générations, tout en valorisant la coopération et la cohésion sociale. D'un point de vue économique, les activités traditionnelles contribuent à l'autosuffisance alimentaire et perpétuent également les activités artisanales traditionnelles. Ces activités renforcent les liens que les peuples des Premières Nations ont avec leur environnement. Pour les Autochtones, le concept d'une bonne santé, implique un maintien des aspects sociaux, culturels, spirituels, nutritionnels et économiques, qu'apporte la NT. Par contre, la consommation de NT expose ces populations à des substances potentiellement toxiques à leur santé. Les poissons et mammifères marins sont souvent contaminés par du méthylmercure (MeHg) et autres contaminants associés alors que le gibier ainsi que la sauvagine contiennent des polluants organiques persistants et autres métaux lourds comme le cadmium et le plomb. De par son caractère neurotoxique, le MeHg peut causer de graves répercussions sur la santé telles que des difficultés motrices, sensorielles et cognitives. Les personnes les plus à risque sont celles consommant de grandes quantités de poissons et/ou de mammifères marins, c'est-à-dire les populations autochtones et les pêcheurs sportifs ou des sous-groupes plus vulnérables tels les enfants et les femmes enceintes. Au Canada, certains peuples autochtones, tels que les Inuits et les Cris, ont été et sont encore étudiés dans le but d'évaluer et de mieux comprendre les risques d'une exposition aux divers contaminants présents dans leur environnement. À ce jour, aucune étude n'a porté sur les effets de l'exposition environnementale au mercure (Hg) et autres contaminants, de même qu'aux effets potentiellement néfastes sur la santé dans les communautés innues (ou montagnaises), qui sont culturellement et géographiquement différentes des communautés Inuites et Cries. Il est fort probable que ces différences territoriales se reflètent à travers les espèces animales consommées qui pourraient présenter des profils de contamination différents et conséquemment sur les risques d'expositions environnementales reliés à leur alimentation. Dans le cadre du projet multidisciplinaire COMERN (Collaborative Mercury Research Network) et en adoptant une approche écosystémique, au sein de la communauté innue de Sheshatshiu (Labrador), le sujet proposé dans le cadre de ce doctorat a permis d'évaluer, dans un premier temps, que les résultats de Hg dans les cheveux des participants de l'étude ont montré des niveaux étonnamment faibles (niveaux d'exposition jugés acceptables selon les recommandations de Santé Canada) par rapport à leur consommation de poissons. En tenant compte de plusieurs paramètres, les niveaux de Hg dans le poisson des différentes espèces consommées, le nombre de repas de poisson de chaque espèce ainsi que la taille des portions consommées, l'apport de Hg pour chaque participant fut calculé. Les niveaux de Hg capillaires de chaque participant ont été mesurés et comparativement aux niveaux attendus (par des simulations informatiques), les niveaux étaient dix fois moins élevés, suggérant des différences d'assimilation du Hg. Dans un deuxième temps, les résultats obtenus ont permis d'apprécier les bienfaits de l'alimentation traditionnelle des lnnus et les bienfaits de la NT selon les apports nutritionnels de référence et sur l'indice de masse corporelle. Dans un troisième temps, des altérations neurologiques précoces pouvant être associées à l'exposition au Hg et autres contaminants ont été évaluées selon trois domaines neurologiques (moteur, sensoriel et cognitif). Les principaux résultats ont démontré que les performances des trois domaines analysés étaient affectées par des profils de contamination différents. Et finalement, cette étude a permis de révéler trois groupes distincts en lien avec leurs performances aux tests neurofonctionnels (groupe bonne mémoire, groupe bonne vision et groupe avec difficultés). Les principales investigations effectuées sur le groupe avec difficultés, ont confirmé des niveaux de contaminants significativement plus élevés comparativement aux deux autres groupes (groupe bonne mémoire et groupe bonne vision), nonobstant l'âge et le nombre de repas traditionnels consommés. En analysant les informations colligées à l'aide des questionnaires sociodémographiques, .portant sur les lieux de chasse et de pêche visités par les familles innues, il a été possible d'établir qu'une partie des zones de chasse et de pêche utilisées par le groupe avec difficultés abritaient également des infrastructures militaires. Par ailleurs, des sources médiatiques et scientifiques ont rapporté, pour ces emplacements militaires, des déversements ou de la mauvaise gestion des déchets (métaux lourds et composés organochlorés) dans le passé, qui ont eu pour conséquences, selon ces mêmes sources, de contaminer les eaux et les sols environnants. Les résultats à venir seront les premiers à documenter les effets du Hg et autres contaminants au niveau d'une population adulte d'Innus et parmi les quelques études portant sur les effets d'une exposition multiple sur une population adulte (hommes et femmes). Ces résultats seront d'abord utiles pour la communauté autochtone. Les informations recueillies guideront les intervenants locaux pour monter un plan d'intervention, d'éducation et de gestion des ressources en combinant le savoir local et les données scientifiques générées par l'étude. Deuxièmement, les résultats serviront à la communauté scientifique qui s'intéresse à la problématique du Hg et autres contaminants ainsi qu'aux effets possibles chez les Premières Nations. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Innu, Nourriture traditionnelle, Contaminants, Métaux, Mercure, BPC, Pesticides organochlorés, Exposition multiple, Tests neurofonctionnels, Indice de masse corporelle, Territoire.

Les polluants organiques persistants (POP), dont les biphényles polychlorés (PCB) et le 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophényl)éthane (DDT), sont des contaminants lipophiles qui résistent à la dégradation et s'accumulent dans les tissus des organismes exposés. Malgré le fait que plusieurs de ces composés aient été retirés du marché, ils se retrouvent toujours en quantité mesurable dans les échantillons environnementaux et humains prélevés partout dans le monde. La toxicité de ces composés a été démontrée dans des études in vitro et chez les animaux. Parmi les différents effets de ces composés, on compte la perturbation endocrinienne, l'altération du neurodéveloppement, l'affaiblissement du système immunitaire ainsi que la promotion de certains cancers. Certains de ces effets ont aussi été observés dans des études épidémiologiques suite à des expositions accidentelles, occupationnelles et environnementales. Par contre, les études ne parviennent pas à un consensus quant à l'implication des POP dans l'étiologie de plusieurs problèmes de santé, notamment le cancer du sein et l'altération du neurodéveloppement suite à une exposition postnatale par l'allaitement. Les études épidémiologiques sur les effets des POP se basent habituellement sur des échantillons de sang ou de lait maternel pour évaluer l'exposition. Dans le cas du cancer du sein, les échantillons sanguins sont généralement prélevés au moment du diagnostic ou quelques années avant. Quant à l'évaluation de l'exposition postnatale par l'allaitement, les études de neurodéveloppement ont jusqu'à maintenant estimé l'exposition des enfants en multipliant la concentration dans le lait maternel par la durée d'allaitement ou en prélevant des échantillons sanguins chez les enfants. Puisque les POP sont très persistants, ces échantillons sont considérés comme des marqueurs d'exposition chronique. Par contre, la capacité à représenter le profil d'exposition des sujets enrôlés dans des études épidémiologiques à partir de ces échantillons peut être gênée par différents phénomènes physiologiques pouvant changer les niveaux internes en POP, notamment les changements de poids corporel (ex: perte de poids, croissance) et l'allaitement. De plus, ces échantillons ne permettent pas d'évaluer l'exposition durant certaines périodes où les individus pourraient être plus susceptibles aux atteintes chimiques. Il était donc primordial de mettre sur pied une approche qui permette de détailler le profil d'exposition des individus afin d'évaluer les associations entre l'exposition durant certaines périodes critiques et la prévalence de certains problèmes de santé. Les objectifs de ce projet étaient donc i) de développer des modèles pharmacocinétiques à base physiologique (PBPK) permettant d'estimer l'exposition à différentes périodes de la vie et ii) d'appliquer ces modèles au sein d'études épidémiologiques afin d'évaluer les associations entre l'exposition durant certaines fenêtres de temps et certains indicateurs de santé et de développement. La modélisation PBPK consiste en une représentation mathématique des phénomènes d'absorption, de distribution, de métabolisme et d'excrétion régissant le déplacement d'un composé chimique dans l'organisme exposé. Deux modèles PBPK ont été développés dans le cadre de ce projet : un modèle décrivant la cinétique des POP chez les femmes et un modèle décrivant le transfert postnatal mère-enfant par l'allaitement. Le modèle PBPK de la femme permet de simuler la cinétique des POP en fonction des changements de poids, des grossesses et des allaitements. À partir d'une concentration sanguine au moment du diagnostic et d'informations récoltées dans les questionnaires épidémiologiques, le modèle PBPK génère des profils desquels il est possible d'extraire des concentrations à n' importe quel moment de la vie de la femme. Ce modèle a été utilisé afin de retracer des profils d'exposition aux PCB dans une étude cas-témoins sur le cancer du sein basée en France. Une analyse de corrélation a permis de quantifier la capacité d'une concentration sanguine au moment du diagnostic à représenter les concentrations simulées à différents moments de la vie. Cet exercice a permis de montrer que de tels échantillons sanguins perdent leur capacité à représenter l'exposition 1) plus la période d'intérêt est loin (ex: puberté) et 2) plus la durée d'allaitement totale est longue. Une limitation de ce modèle est que, puisque des données sanguines répétées n'étaient pas disponibles, sa validité n'a pu être établie. Le modèle PBPK décrivant le transfert mère-enfant de POP a quant à lui été validé avec des données provenant d'une cohorte d'enfants Inuits du nord du Québec. À l'aide du modèle PBPK, les profils d'exposition postnatale ont été tracés pour les enfants enrôlés dans l'étude. Leur concentration sanguine mesurée à environ six mois a ensuite été comparée aux valeurs simulées. Une analyse de corrélation de Spearman entre les niveaux simulés et mesurés a démontré que le modèle estimait adéquatement les niveaux de différents congénères de PCB (r = 0.87-0.89), de DDT/E (r = 0.90/0.77) et de HCB (r = 0.83). Suite à la validation du modèle, les profils générés pour le PCB-153 (le congénère de PCB prédominant dans les échantillons humain et fortement corrélé aux autres congénères) ont été utilisés pour évaluer l'association entre les niveaux sanguins simulés à chacun des mois postnataux et des indicateurs d'attention et d'activité spontanée chez les enfants de 11 mois. L'exposition prénatale, telle qu'indiquée par les niveaux dans le sang du cordon ombilical, était associée à une réduction de l'attention alors que l'exposition postnatale, particulièrement durant le 4e mois, était associée à une augmentation de l'activité spontanée. Cette nouvelle approche a donc permis d'évaluer la validité des méthodes traditionnelles d'évaluation de l'exposition et d'identifier une nouvelle fenêtre de susceptibilité aux atteintes neurotoxiques des PCB. Les modèles PBPK présentés dans cette thèse sont déjà en application dans plusieurs autres études épidémiologiques afin de vérifier la reproductibilité des associations observées et de générer de nouveaux résultats. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Modélisation pharmacocinétique à base physiologique (PBPK), polluants organiques persistants (POP), variabilité interindividuelle, exposition, cancer du sein, neurodéveloppement.

L'objectif de cette thèse est d'étudier les épitaxies SiGeC sélectives par rapport au nitrure de silicium afin d'améliorer les performances en fréquence des transistors bipolaires à hétérojonction à structure complètement auto alignée. Pour répondre à cette attente, le système SiH4/GeH4/SiH3CH3/HCl/B2H6/H2 est utilisé pour élaborer nos épitaxies sélectives.<br />Cette chimie à base de silane permet d'augmenter significativement la vitesse de croissance par rapport au système SiCl2H2/GeH4/HCl/H2 utilisé classiquement, aussi bien pour un dépôt silicium sélectif que pour un film SiGe sélectif. Par exemple, pour un film Si0,75Ge0,25 la vitesse de croissance est multipliée par un facteur 8.<br />L'incorporation des atomes de carbone dans les sites substitutionnels est facilitée par cette hausse du taux de croissance. En effet, la teneur en carbone substitutionnel est plus élevée en utilisant le silane comme précurseur de silicium (jusqu'à un facteur 4). L'effet bloquant du carbone sur la diffusion du bore est alors meilleur et le dopant est mieux contenu dans la base Si/SiGeC:B. Cette meilleure incorporation du carbone se reflète dans les résultats électriques. Le courant IB n'augmente pas aux fortes concentrations de carbone, ce qui signifie qu'il n'y a pas de centres recombinants dans la base. Le courant IC et la fréquence fT augmentent aussi, ce qui suggère que la largeur de la base neutre est plus fine et donc que la diffusion du bore est ralentie.<br />Nous avons également mis en évidence l'existence d'une corrélation entre le courant IB et l'intensité du signal de photoluminescence à température ambiante. En effet, considérant que leurs mécanismes de recombinaison sont similaires, nous avons noté que la hausse de IB correspond à la chute de la photoluminescence.

La Maison Intelligente est une résidence équipée de technologie informatique qui assiste ses habitant dans les situations diverses de la vie domestique en essayant de gérer de manière optimale leur confort et leur sécurité par action sur la maison. La détection des situations anormales est un des points essentiels d'un système de surveillance à domicile. Ces situations peuvent être détectées en analysant les primitives générées par les étages de traitement audio et par les capteurs de l'appartement. Par exemple, la détection de cris et de bruits sourds (chute d'un objet lourd) dans un intervalle de temps réduit permet d'inférer l'occurrence d'une chute. Le but des travaux de cette thèse est la réalisation d'un contrôleur intelligent relié à tous les périphériques de la maison capable de réagir aux demandes de l'habitant (par commande vocale) et de reconnaître des situations à risque ou détresse. Pour accomplir cet objectif, il est nécessaire de représenter formellement et raisonner sur des informations, le plus souvent temporelles, à des niveaux d'abstraction différents. Le principale défi est le traitement de l'incertitude, l'imprécision, et incomplétude, qui caractérisent les informations dans ce domaine d'application. Par ailleurs, les décisions prises par le contrôleur doivent tenir compte du contexte dans lequel une ordre est donné, ce qui nous place dans l'informatique sensible au contexte. Le contexte est composé des informations de haut niveau tels que la localisation, l'activité en cours de réalisation, la période de la journée. Les recherches présentées dans ce manuscrit peuvent être divisés principalement en trois axes: la réalisation des méthodes d'inférence pour acquérir les informations du contexte(notamment, la localisation de l'habitant y l'activité en cours) à partir des informations incertains, la représentation des connaissances sur l'environnement et les situations à risque, et finalement la prise de décision à partir des informations contextuelles. La dernière partie du manuscrit expose les résultats de la validation des méthodes proposées par des évaluations amenées à la plateforme expérimental Domus.

La notion de confort dans les habitats est une problématique majeure pour résoudre des problèmes écologiques (consommation et émissions des bâtiments), économiques (réduction de coûts d'exploitation) et sociaux (maintien et assistance à domicile) qui définissent le développement durable. Cependant, cette notion de confort est complexe, par le nombre de paramètres qu'elle intègre, paramètres à la fois humains (perception) et physiques (mesure). Notre étude vise à modéliser cette notion de confort dans un contexte d'habitat intelligent. L'habitat intelligent émerge depuis le début des années 2000, et se positionne en héritier de la domotique, bénéficiant des progrès technologiques illustrés par l'informatique ubiquitaire et l'intelligence artificielle, concepts formants l'intelligence ambiante. La première partie de notre étude consiste à définir l'habitat intelligent, en formalisant les acquis (domotique) et les problématiques de recherche, sous l'angle de la représentation de connaissances par les modèles. Notre approche du bâtiment intelligent nous à permis de définir un cadre d'interopérabilité : un intergiciel capable de concentrer les paramètres et commandes d'un environnement. Cette interopérabilité est nécessaire de par l'hétérogénéité des objets communicants qui composent un habitat : hétérogénéité des applications, des protocoles de communication, de savoir-faire et d'usages. Les travaux réalisés dans cette première partie de l'étude nous ont permis d'instrumenter une plate-forme d'expérimentation : la plateforme Domus. Ainsi, en reconstituant un appartement, et en le dotant d'objets communicants, nous avons pu mettre en œuvre, par le biais de l'interopérabilité, un environnement intelligent, environnement qui se caractérise par une forte densité d'information et une capacité de réaction. La réalisation de cette plate-forme est nécessaire pour aborder des thématiques diverses liées à l'habitat, comme le confort. En effet, l'intelligence ambiante apporte une nouvelle dimension dans ce cadre de recherche : l'ubiquité. La densité croissante de capteurs nous permet de collecter plus d'informations, non seulement sur l'environnement mais également sur l'utilisateur et son comportement, définissant ainsi une nouvelle approche du confort : le confort adaptatif. Les travaux sur l'étude du confort dans les bâtiments se focalisent sur le confort thermique. Dans nos travaux, nous avons voulu nous intéresser au confort multi-sensoriel. Celui-ci permet d'une part de prendre en compte l'ensemble des paramètres qui agrémentent un environnement (l'air, le son, la vue) mais permet également de nous intéresser aux effets sensoriels croisés que peuvent induire ces modalités sur l'occupant. Par exemple, on soupçonne la température d'éclairage (éclairage rouge/chaud, éclairage bleu/froid) d'avoir une incidence sur la perception thermique. Des expérimentations ont en effet démontré l'approche pratique et l'approche théorique de ces effets multi-sensoriels. La mise en place de notre cadre d'interopérabilité, en première partie, dans la plateforme Domus et les résultats de nos évaluations expérimentales, en seconde partie, sur le confort réalisés dans cette même plateforme, nous permettent de participer à la définition d'un " confort-mètre ", qui s'appuie à la fois sur les capteurs, les objets de l'habitat et la perception des habitants.