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Les ions de terres rares en matrice cristalline, refroidis à très basse température, offrent des propriétés remarquables pour le traitement analogique du signal sur porteuse optique. L'élargissement inhomogène du spectre d'absorption peut en effet atteindre plusieurs centaines de gigahertz alors que la largeur homogène des raies d'absorption des ions individuels ne dépasse pas quelques kilohertz. Par pompage optique il est alors possible de modifier à volonté le profil du spectre d'absorption. On dispose ainsi d'un filtre programmable présentant à la fois une très grande bande passante, donnée par la largeur inhomogène, et une excellente résolution, fixée par la largeur homogène. Une raie d'absorption étroite correspond à un état de superposition quantique de longue durée de vie. C'est sous cet angle, celui des transitoires cohérents, et spécifiquement celui des échos de photons que nous abordons les propriétés du filtre programmable. Dans la première partie de la thèse, le filtre est programmé comme un élément dispersif. Il permet d'atteindre des taux de dispersion inaccessibles aux dispositifs optiques conventionnels, tels que les fibres optiques. Nous l'utilisons comme un composant de lentille temporelle, en vue de produire des signaux de forme arbitraire. Par rapport à des dispositifs d'optique conventionnels, on gagne plusieurs ordres de grandeurs en termes de produit temps x bande passante. Après avoir exploité l'écho de photon dans un contexte de filtrage linéaire, nous tirons parti de ses propriétés de très forte non-linéarité dans la seconde partie de la thèse. Cette fois nous cherchons à capturer un signal lumineux de très faible intensité, à le convertir en état de superposition atomique, puis à le restituer dans son état lumineux initial. Cela suppose en particulier d'empêcher les effets d'émission spontanée ou stimulé qui nuisent à la fidélité de la restitution. Pour ce faire, nous proposons un nouveau protocole que nous avons appelé " Revival Of Silenced Echo " (ROSE)

The three-dimensional structure of the world makes 3D as the natural evolution of a huge panel of applications. Many different 3D reconstruction algorithms have been implemented to meet different application needs. We target immersive applications. The reconstructed models of users and objects are inserted in 3D virtual environments creating the mixed reality, which is rendered on spatially immersive displays. The user sees its model on the projection walls, allowing him to interact with elements of the virtual world. Immersion requires small latency, high reconstruction rates and non-invasive systems. Furthermore, we choose to reconstruct arbitrary shapes with a geometric method. The review of the state of the art shows that all the acquisition devices cannot be connected to a single computer performing real time reconstruction. The system needs a cluster of computers and a strategy to share information between them. We present a distributed and scalable architecture for real time reconstruction of arbitrary shapes exploiting inter-frame redundancy. The architecture is composed of acquisition nodes and master nodes. Each acquisition node reconstructs partial models from its attached cameras and sends non-redundant information to its master. Each master node merges several partial models. The output of several masters can be merged by another master. We exploit the properties of volumetric algorithms, i.e. an efficient exploitation of inter-frame redundancy and an efficient merging of partial models, to increase performances. We test our volumetric architecture with an innovative implementation of the visual hull. We use a label that codes simultaneously occupancy, subdivision of space and visibility allowing each camera to see only part of the volume of interest. We test our system on a particular implementation of the framework composed of eight cameras and twelve cores, two per acquisition node and four for the master. We achieve fifteen reconstructions per second and less than 100 ms latency from segmentation to the display of the reconstructed model. System performances have been measured on sequences of more than 20 000 frames with unconstrained user’s movements. The system computes a fair approximation of the user in all situations. / La structure tridimensionnelle du monde fait de la 3D l’évolution naturelle d’un grand nombre d’applications. De nombreux algorithmes de reconstruction différents ont été développés pour satisfaire les besoins de différents types d’applications. On cible les applications immersives: Les modèles reconstruits de l’utilisateur ainsi que des objets qu’il porte sont insérés dans des environnements virtuels créant ainsi la réalité mixte. Cette dernière est affichée ce qui permet à l’utilisateur d’interagir avec des éléments virtuels. Le caractère immersif de l’application requiert une reconstruction temps réel à faible latence. Qui plus est, on désire la reconstruction de modèles de formes arbitraires à l’aide de méthodes géométriques. L’état de l’art montre que les différentes caméras ne peuvent pas être connectées à un seul ordinateur responsable de la reconstruction 3D. L’application requiert un cluster d’ordinateurs et une méthode étudiée afin de répartir la charge de travail et d’optimiser les performances. J’ai développé au cours de ma thèse une architecture volumétrique distribuée pour reconstruire des objets de forme arbitraire en temps réel et avec faible latence. Le système exploite les propriétés des algorithmes volumétriques pour améliorer les performances. Il est composé de deux types de nœuds: acquisition et fusion. Les nœuds de type acquisition reconstruisent des modèles partiels et envoient des informations non redondantes aux nœuds de type fusion. Chaque nœud fusion est responsable de la création d’un modèle global à partir de plusieurs modèles partiels. Grâce aux algorithmes développés, chaque étape de fusion rassemble les informations de plusieurs modèles partiels tout en ayant un impact faible sur la latence totale du système. L’architecture a été testée avec une implémentation particulière du Visual Hull permettant une disposition plus libre des caméras. Ces dernières ne doivent plus observer l’entièreté du volume d’intérêt. Chaque partie de l’utilisateur est modélisée grâce aux caméras qui l’observent. Notre système dispose de quatre nœuds d’acquisitions dual core et d’un nœud de fusion dual CPU dual core. On reconstruit quinze modèles par seconde avec une latence inférieure à 100 ms mesurée depuis la segmentation jusqu’au rendu. Quelques soient les mouvements de l’utilisateur et les objets qu’il manipule, le système est capable de le modéliser.

Cette thèse fournit une analyse de la probabilité, avec une considération particulière du rôle que jouent les symétries et l’invariance dans son caractère objectif. La thèse défend un dualisme rationnel-physique. Nous développons une théorie de la probabilité épistémique ainsi qu’une théorie de la probabilité physique. La première concerne les degrés de croyance rationnels ; la seconde, la propension singulière peu fluctuante sur laquelle émergent les fréquences relatives stables. Du côté épistémique, nous défendons le bayésianisme objectif et ses règles d’attribution de probabilité, l’attribution invariante et la maximisation d’entropie. Nous généralisons également le bayésianisme orthodoxe et sa règle de changement de probabilité, la conditionnalisation, à la minimisation de la divergence Kullback-Leibler. Le bayésianisme orthodoxe généralisé est développé à partir d’une analyse générale de l’apprentissage, incluant la théorie AGM et la théorie de rang. L’analyse de l’opposition des deux bayésianismes culmine dans un pluralisme du bayésianisme combiné, instancié par une famille de révisions probabilistes qui répondent au problème de l’itération. Du côté physique, nous développons une explication de la fréquence relative à partir de l’approche par la loi des grands nombres. Nous répondons au dilemme de Gillies, selon lequel une théorie scientifique objective de la propension singulière et de long terme est impossible. Dans ce cadre, nous développons la méthode des fonctions arbitraires comme attribution de propension singulière peu fluctuante, et proposons une analyse détaillée de la mécanique statistique et du cas paradigmatique du lancer de pièce. / This thesis analyses the concept of probability and the role of symmetry and invariance in its objectif character. It defends a rational-physical dualism. I first develop a theory of epistemic probability, which addresses (the rational degrees of belief. I also develop a theory of physical probability, conceived as single case propensity on which stable frequencies emerge. Epistemically, I defend an objective Bayesianism and its rules of probability attribution, that is, the invariant prior attribution and maximizing entropy. I also generalize orthodox Bayesianism and its rule of probability change, conditionalization, to the minimization of the Kullback-Leibler divergence. Generalized orthodox Bayesianim is developed from a general investigation of learning, which includes the AGM theory and ranking theory. I resolve the opposition of the two Bayesianims through a pluralism of combined Bayesianism, instantiated by a family of probabilistic revisions which solve the iteration problem. Physically, I explain stable relative frequencies with the law of large numbers approach. I answer Gillies dilemma, according to which there is no scientific objective theory of propensity that is both single case and long term. I here develop the method of arbitrary functions as an attribution of relatively stable single case propensity and analyse in detail statistical mechanics and the paradigmatic coin toss.

Les ions de terres rares en matrice cristalline, refroidis à très basse température, offrent des propriétés remarquables pour le traitement analogique du signal sur porteuse optique. L’élargissement inhomogène du spectre d’absorption peut en effet atteindre plusieurs centaines de gigahertz alors que la largeur homogène des raies d’absorption des ions individuels ne dépasse pas quelques kilohertz. Par pompage optique il est alors possible de modifier à volonté le profil du spectre d’absorption. On dispose ainsi d’un filtre programmable présentant à la fois une très grande bande passante, donnée par la largeur inhomogène, et une excellente résolution, fixée par la largeur homogène. Une raie d’absorption étroite correspond à un état de superposition quantique de longue durée de vie. C’est sous cet angle, celui des transitoires cohérents, et spécifiquement celui des échos de photons que nous abordons les propriétés du filtre programmable. Dans la première partie de la thèse, le filtre est programmé comme un élément dispersif. Il permet d’atteindre des taux de dispersion inaccessibles aux dispositifs optiques conventionnels, tels que les fibres optiques. Nous l’utilisons comme un composant de lentille temporelle, en vue de produire des signaux de forme arbitraire. Par rapport à des dispositifs d’optique conventionnels, on gagne plusieurs ordres de grandeurs en termes de produit temps x bande passante. Après avoir exploité l’écho de photon dans un contexte de filtrage linéaire, nous tirons parti de ses propriétés de très forte non-linéarité dans la seconde partie de la thèse. Cette fois nous cherchons à capturer un signal lumineux de très faible intensité, à le convertir en état de superposition atomique, puis à le restituer dans son état lumineux initial. Cela suppose en particulier d’empêcher les effets d’émission spontanée ou stimulé qui nuisent à la fidélité de la restitution. Pour ce faire, nous proposons un nouveau protocole que nous avons appelé « Revival Of Silenced Echo » (ROSE) / Rare earth ions doped crystals, when cooled at very low temperature, exhibit outstanding properties for optically-carried analogical signal processing. The absorption spectral broadening can reach several hundred of Gigahertz, while the homogeneous width of each individual ion does no exceed a few kilohertz. With the help of optical pumping, one may modify the absorption profile at will. The resulting programmable filter simultaneously offers a very large bandwidth, given by the inhomogeneous width, and a very good resolution, fixed by the homogeneous width. Narrow absorption line is related to long lifetime quantum superposition. We contemplate the programmable filter properties, keeping in mind this coherent transient picture, specifically related to photon echoes. In the first part of the dissertation, the programmable filter is programmed as a dispersive element. This gives access to dispersion rate values out of reach of conventional optical devices, such as optical fibers. We use the filter as a temporal lens component, with an eye to generating arbitrary waveforms. Thereby, we gain several orders of magnitude against conventional optical devices in terms of time x bandwidth product. After taking advantage of photon echoes in the linear filtering context, we capitalize on their strongly non-linear properties in the second part of the dissertation. This time we want to capture a very weak optical signal, to convert it into an atomic superposition state, and to restore it in its initial state of light. Faithful retrieval of the incoming signal relies on the elimination of spontaneous and stimulated emission. To this end, we propose a new protocol we have named « Revival Of Silenced Echo » (ROSE).

La présente thèse de doctorat prend pour objet d’étude la question des disparus de la fin de la guerre d’Algérie, en l’occurrence, à partir du cessez-le-feu du 19 mars jusqu’à la fin de l’année 1962. Ne pouvant restreindre notre investigation à cette seule période, nous avons élargi notre étude aux conséquences des disparitions. Cette démarche, qui a le mérite de suivre l’événement tragique de son apparition à sa prise en compte par les autorités et la société, avec son retentissement jusqu’à aujourd’hui se déroule en trois parties. La première partie « chercher les disparus » (chapitres 1 à 3), revient sur les recherches, par les autorités compétentes, de la personne physique ou de sa dépouille disparue d’une part, et présente d’autre part la relégation du fait de « chercher les disparus » en un objet de recherche scientifique. Les abus de langage liés à la polysémie du mot « disparu », la surenchère statistique et les usages politiques et mémoriels sont également mis en lumière afin de comprendre les raisons de cet angoissant mystère. La deuxième partie présente les modes opératoires adoptés, tels que les enlèvements et les arrestations arbitraires, afin de « faire disparaître » (chapitres 4 à 6). Les différents auteurs, cibles et mobiles de ces exactions sont ainsi examinés. Enfin, la troisième partie « vivre la disparition » (chapitres 7 à 9) revient essentiellement sur les répercussions économiques et psychologiques pour les familles et les proches confrontés, entre autres, à des problèmes pécuniaires, au poids des rumeurs et au deuil impossible lequel est lié à l’incertitude du sort des « ni morts, ni vivants ». / This doctoral thesis aims to study the issue of the people who went missing at the end of the Algerian War, namely from the cease-fire of 19 march until the end of 1962. As we were not able to restrict our investigation to this period alone, we expanded our study to the consequences of the disappearances. This approach, which follows the tragic event from its outset to its recognition by the authorities and society, including its impact to date, is in three parts. The first part, « searching for the disappeared » (chapters 1-3), revisits the search by the relevant authorities for the missing individual or their remains, and the relegation of the « search for the disappeared » to an object of scientific research. The misuse of language linked to the multiple meanings of the word « disappeared », statistical escalation and the political and memorial uses of the issue are also highlighted in order to understand the reasons behind this agonizing mystery. The second part presents the procedures used, such as abductions and arbitrary arrests, to « make people disappear » (chapters 4-6). The different perpetrators, targets and motives of these abuses are also examined. Finally, the third part « living with disappearance » (chapters 7-9) focuses largely on the economical and psychological repercussions for families and loved ones, which includes financial problems, rumors and the impossibility of mourning due to the uncertainty of the fate of « those who are neither dead nor alive ».

Cette thèse s'intéresse aux traitements d'images et de données non uniformes en utilisant le formalisme des équations aux différences partielles définies sur des graphes pondérés. Nous exploitons ce formalisme afin de transcrire et d'adapter des modèles définis dans le domaine continu vers des formulations discrètes. Les modèles continus considérés dans ce manuscrit proviennent du domaine du traitement des images et sont définis comme des modèles variationnels ou des approches basées sur des équations aux dérivées partielles. Nous nous sommes intéressés à des modèles de régularisation, à la morphologie mathématique et à l'équation eikonale. Afin de transcrire ces modèles définis dans le domaine continu vers des formulations discrètes, nous avons introduit une large famille de nouveaux opérateurs différentiels discrets définis sur des graphes pondérés: différences pondérées, gradients discrets, p-Laplacien. Ces opérateurs permettent de redéfinir les modèles continus considérés dans un cadre discret mais également de proposer un formalisme général permettant de considérer de nombreux problèmes liées aux traitements des images et, plus généralement, de données arbitraires. A partir des modèles discrets de régularisation, de morphologie mathématique et de l'équation eikonale, nous montrons dans ce manuscrit les potentialités de notre formalisme pour des applications telles que le filtrage, la simplification, la segmentation, le regroupement et la classification d'images et de données. Notre formalisme unifie également les traitements locaux et non locaux basés sur des patchs. Nous avons généralisé l'utilisation de ce type de configuration dans les problématiques considérées et montré la supériorité de ces schémas dans le contexte du traitement des images. Notre formalisme est basé sur des graphes pondérés. Cela nous permet d'étendre les modèles définis dans le domaine continu aux traitements de n'importe quel type de donnée pouvant être représenté par cette structure (par exemple des images, des collections d'images, des nuages de points, des variétés, des bases de données, etc.). Finalement, ces travaux de thèse permettent d'envisager de nombreuses pistes de recherche tant dans le domaine du traitement des images que dans des domaines tels que celui de l'apprentissage ou de la fouille de données.