Over the past few decades, various computational and mathematical methodologies have been proposed for forecasting seasonal epidemics. In recent years, the deadly effects of enormous pandemics such as the H1N1 influenza virus, Ebola, and Zika, have compelled scientists to find new ways to improve the reliability and accuracy of epidemic forecasts. The improvement and variety of these prediction methods are undeniable. Nevertheless, many challenges remain unresolved in the path of forecasting the outbreaks using surveillance data. Obtaining the clean real-time data has always been an obstacle. Moreover, the surveillance data is usually noisy and handling the uncertainty of the observed data is a major issue for forecasting algorithms. Correct modeling assumptions regarding the nature of the infectious disease is another dilemma. Oversimplified models could lead to inaccurate forecasts, whereas more complicated methods require additional computational resources and information. Without those, the model may not be able to converge to a unique optimum solution. Through the last decade, there has been a significant effort towards achieving better epidemic forecasting algorithms. However, the lack of standard, well-defined evaluating metrics impedes a fair judgment on the proposed methods. This dissertation is divided into two parts. In the first part, we present a Bayesian particle filter calibration framework integrated with an agent-based model to forecast the epidemic trend of diseases like flu and Ebola. Our approach uses Bayesian statistics to estimate the underlying disease model parameters given the observed data and handle the uncertainty in the reasoning. An individual-based model with different intervention strategies could result in a large number of unknown parameters that should be properly calibrated. As particle filter could collapse in very large-scale systems (curse-of-dimensionality problem), achieving the optimum solution becomes more challenging. Our proposed particle filter framework utilizes machine learning concepts to restrain the intractable search space. It incorporates a smart analyzer in the state dynamics unit that examines the predicted and observed data using machine learning techniques to guide the direction and amount of perturbation of each parameter in the searching process. The second part of this dissertation focuses on providing standard evaluation measures for evaluating epidemic forecasts. We present an end-to-end framework that introduces epidemiologically relevant features (Epi-features), error measures, and ranking schema as the main modules of the evaluation process. Lastly, we provide the evaluation framework as a software package named Epi-Evaluator and demonstrate the potentials and capabilities of the framework by applying it to the output of different forecasting methods. / PHD

The Anthropological Papers of the University of Arizona is a peer-reviewed monograph series sponsored by the School of Anthropology. Established in 1959, the series publishes archaeological and ethnographic papers that use contemporary method and theory to investigate problems of anthropological importance in the southwestern United States, Mexico, and related areas.

Le 29 février 1704, une force de 250 alliés franco-amérindiens attaque le petit village frontalier de Deerfield au Massachusetts et enlève 112 habitants. De ce nombre, 89 parviennent vivants en Nouvelle-France. À la fin de la guerre de Succession d’Espagne, 25 d’entre eux finissent par s’installer parmi les Français ou les Amérindiens. Pendant longtemps, ils auront le statut de captifs, d’Anglais ou simplement, d’étrangers. Ce travail vise à reconstituer le parcours de vie et d’intégration des anciens captifs de Deerfield dans la colonie française. Nous identifierons pour commencer les participants de l’attaque de Deerfield. Passant ensuite aux captifs, nous étudierons le processus d’intégration à la colonie et d’assimilation par la religion. Nous aborderons les modalités de l’adoption des captifs par les Français et les Amérindiens. Nous verrons quelle a été l’influence du mariage quant à l’insertion des captifs dans les réseaux sociaux. Finalement, nous analyserons le statut socioprofessionnel et la reproduction sociale de la descendance immédiate de certains de ces captifs. / On February 29th, 1704, a force of 250 French and Amerindian allies attacked the small border village of Deerfield, Massachusetts and kidnapped 112 inhabitants, 89 of whom made it alive to New France. At the end of the War of the Spanish Succession, 25 of these captives stayed among the French or the Amerindians. For a long time, they had the status of captives, English or simply, foreigners. This work aims to reconstitute the course of life and integration of the former Deerfield captives in the French colony. We shall first identify the participants in the attack on Deerfield. Turning our attention to the captives, we shall study the process of their integration into the colony and their assimilation by religion. We shall examine the modalities of adoption of the captives by the colonists and the Amerindians. We shall also see what was the influence of marriage on the insertion of captives into Canadian social networks. Finally, we shall analyze the social and occupational status and the social reproduction of the immediate descendants of some of these captives.

La réputation de philoxénie dont jouit Athènes dès l'Antiquité pose la question de la réelle capacité d'accueil et d'intégration de la cité à l'égard des étrangers, de leur culture et de leur religion. Elle conduit à étudier les modalités d'introduction et de réception d'un ensemble de cultes, réunis sous le qualificatif générique et commode - bien qu'aujourd'hui très discuté- de «cultes orientaux» : dans cette étude, les <<cultes orientaux>> sont définis au sens géographique du terme, comme l'ensemble des cultes provenant de l'Est du bassin méditerranéen (Egypte, Anatolie, Syrie et Phénicie), y compris le christianisme et le judaïsme. S'appuyant sur une documentation abondante et variée - et notamment sur un corpus épigraphique conséquent - , ce travail vise à mettre en évidence les vecteurs de diffusion de ces cultes et les circonstances dans lesquelles ils s'implantent dans la cité athénienne. Une approche chronologique souligne l'existence de dynamiques locales, qui expliquent l'inégale popularité rencontrée par les cultes orientaux auprès des Athéniens : alors que certains sont critiqués et rejetés, les cultes de Cybèle et Isis remportent un grand succès en Attique. Une telle réussite suppose nécessairement des transformations, des modifications, pour permettre aux cultes de s'adapter à un public différent, à un nouveau cadre de réception: après leur arrivée, les nouveaux cultes entrent en interaction avec le milieu religieux local et subissent- à des degrés variables - un phénomène d'hellénisation, facilité par le processus de l' interprétation. Dans la cité, les divinités orientales présentent ainsi certaines caractéristiques universelles, que l'on retrouve un peu partout dans le monde méditerranéen à l'époque impériale, mais les contacts et les interactions avec les divinités locales- et notamment avec Déméter, la grande déesse d'Eleusis- ont aussi conduit à l'émergence de spécificités locales, particulière au contexte athénien. / The reputation of "philoxenia" enjoyed by Athens since Antiquity raises the question of the real capacity of welcome and integration of the city towards foreigners, their culture and their religion. It leads to study the differente ways of introducing and receiving a set of worship, gathered under the generic and convenient word - although today much discussed - of "Oriental cuits" : in this study, the "Oriental cuits" are defined by their geographical meaning, as all the religions coming from the Eastern Mediterranean (Egypt, Anatolia, Syria and Phoenicia), including Christianity and Judaism. Leaning on an extensive and varied documentation - and especially a large epigraphie corpus - this paper aims to point out the means of spreading of these cuits and the circumstances in which they settle in the city of Albens. A chronological approach emphasizes the existence of local dynamics, which explains the unequal popularity experienced by the different Oriental cults with Athenians : while sorne of them are criticized and rejected, the cults of Cybele and Isis achieved a great success in Attica. Such a success requires necessarily changes and modifications to allow these new cults to adapt themselves to a different audience and to a new framework of reception : after their arrival, the new cults interact with the local religions background and are affected - to varying degrees - by a phenomenon of hellenization, facilitated by the process of interpretario. Thus, in the city, the Oriental deities have some universal features - that are found throughout the Mediterranean world in the imperial period - , but the contacts and the interactions with the local gods - especially with Demeter, the great Eleusinian goddess - have also led to the emergence of local characteristics, specifie to the Athenian context.

D’une part, les instruments permettant de mesurer les précipitations (pluviomètres, radars, etc.) effectuent des mesures de natures différentes et à différentes échelles. Leurs données sont difficilement comparables. D’autre part, les modèles décrivant l’évolution des précipitations sont eux complexes et difficiles à paramétrer et à valider. Dans cette thèse, nous utilisons l’assimilation de données afin de coupler des observations hétérogènes des précipitations et des modèles, pour étudier les précipitations et leur variabilité spatiotemporelle à différentes échelles (macrophysique, qui s’intéresse aux cellules de pluie, et microphysique, qui s’intéresse à la distribution en taille des gouttes – DSD – qui les composent). Tout d’abord, nous développons un algorithme permettant de restituer des cartes de précipitations à partir de mesures de l’atténuation causée par la pluie à des ondes provenant de satellites de télévision. Nos restitutions sont validées par rapport à des données radar et pluviomètres sur un cas d’étude dans le sud de la France. Ensuite, nous restituons, toujours par assimilation de données, des profils verticaux de DSD et de vents verticaux à partir de mesures de flux de gouttes au sol (par disdromètres) et de spectres Doppler en altitude (par radar). Nous utilisons ces restitutions sur 3 cas d’étude pour étudier les phénomènes physiques agissant sur les gouttes de pluie durant leur chute et pour évaluer la paramétrisation de ces phénomènes dans les modèles. / On the one hand, the instruments designed to measure rainfall (rain gages, radars, etc.) perform measurements at different scales and of different natures. Their data are hard to compare. On the other hand, models simulating the evolution of rainfall are complex. It is not an easy task to parameterize and to validate them. In this thesis, we use data assimilation in order to couple heterogeneous observations of rainfall and models for studying rain and its spatiotemporal variability at different scales (macrophysical scale, which is interested in rain cells, as well as microphysical scale, which is interested in the drop size distribution – DSD). First, we develop an algorithm able to retrieve rain maps from measurements of attenuation of waves coming from TV satellites due to rainfall. Our retrievals are validated by comparison with radar and rain gages data for a case study in south of France. Second, we retrieve – again with data assimilation – vertical profiles of DSD and vertical winds from measurements of rain drop fluxes on the ground (using a disdrometer) and of Doppler spectra aloft (using a radar). We use these retrievals for 3 case studies to study the physical phenomena acting on rain drops during their fall and to evaluate the parameterization of these phenomena in models.

Contrast Ces travaux abordent la question de l'impact des comparaisons ascendantes imposées sur l'auto-évaluation, ainsi que leurs conséquences en termes d'allocation de ressources attentionnelles et d'investissement dans la tâche. Nous défendons la thèse selon laquelle lorsqu'autrui représente un standard, la comparaison ascendante serait menaçante alors que lorsqu'il représente un but, la comparaison ascendante ne serait plus menaçante. Dans une première partie, nous allons donc tester l'hypothèse selon laquelle la comparaison ascendante peut menacer l'auto-évaluation. Nous présenterons cinq études qui démontrent les conséquences attentionnelles de la comparaison ascendante et la nécessité d'avoir recours à la notion de menace de l'auto-évaluation pour rendre compte de ces effets. Dans une seconde partie, nous argumenterons qu'un état d'approche transmet une impression permettant d'activer autrui comme but. Nous testerons cette hypothèse dans cinq études dans lesquelles nous montrerons qu'un état d'approche, d'une part, a un impact positif sur l'auto-évaluation et sur l'investissement dans la tâche et, d'autre part, favorise l'inclusion de la représentation d'autrui dans la représentation du soi. Dans l'ensemble, ces travaux contribuent à éclaircir les différentes façons de réagir à une comparaison ascendante en pointant, d'une part, les conséquences de la comparaison ascendante et, d'autre part, un déterminant crucial des effets de la comparaison ascendante : l'état d'approche. / This research deals with how people react to imposed upward social comparison. More specially, it questions the consequences of these comparisons on self-evaluation and how attentional resources are allocated. We defend the following thesis: when others are perceived as a standard, upward comparison threatens self-evaluation while when others are perceived as a goal, upward comparison will no longer be threatening and can be regarded as a source of self-improvement. In the first part of this work, we will argue that upward comparison can threaten self-evaluation. We will present five studies shedding light on attentional consequences of upward comparison and pointing the need to take self-evaluative threat into account in this research domain. In the second part of this work, we will argue that a state of approach conveys a feeling activating others as a goal. We will test this hypothesis in five studies by showing that, in one hand, a state of approach influences positively selfevaluation and task investment, and, on the other hand, its leads individuals to include upward comparison target's representation into the self representation. Taken together, these studies shed light on the different reactions to upward comparison, pointing out the consequences of this comparison and by identifying a crucial determinant of these effects: a state of approach.

Le zooplancton et le micronecton sont les deux premiers échelons animaux de la chaine trophique marine. Bien que de tailles très différentes (200μm à 2mm pour le zooplancton, 2 à 20cm pour le micronecton), ces deux groupes d'espèces variées partagent un comportement singulier : les migrations nycthémérales. Ces migrations journalières entre la profondeur de jour et la surface de nuit induisent des flux de matière organique très importants entre les différentes profondeurs de l'océan. L'étude des cycles biogéochimiques océaniques a une grande importance pour l'étude du changement climatique. Cette étude est notamment conduite à travers le développement de modèles globaux de circulation océanique et de biogéochimie. La suite logique de ces développements est donc la modélisation du zooplancton et du micronecton. La gamme de modèles SEAPODYM modélise avec parcimonie la chaine trophique depuis le zooplancton jusqu'aux prédateurs supérieurs à l'aide de trois modèles. Cette thèse présente le modèle de biomasse de zooplancton SEAPODYM-LTL (pour lower trophic level, niveau trophique bas), ainsi qu'une analyse de sa sensibilité aux forçages. En effet, la particularité de ces modèles est leur forçage offline par des champs de courants, température et production primaire produits par d'autres modèles. Le modèle SEAPODYM-LTL est également comparé au modèle PISCES (NPZD), et présente des performances similaires à ce dernier dans le cas testé. Afin d'améliorer les prédictions du modèle SEAPODYM-MTL (mid-trophic level, i.e. le modèle de biomasse de micronecton), une méthodologie d'assimilation de données a été mise en place pour affiner la paramétrisation utilisée. Des données d'acoustique active (38kHz) sont donc utilisées pour enrichir le modèle. Cette méthodologie a été conçue autour d'un cas test présenté dans cette thèse. L'extension du jeu de données acoustiques assimilées au modèle a permis de mettre en évidence le besoin de mieux modéliser les profondeurs des couches verticales de SEAPODYM. Cela a été réalisé à l'aide du jeu de données acoustiques évoqué précédemment. Cette étude est également présentée dans cette thèse. / Zooplankton and micronecton are the first marine trophic levels. Different by their size (200μm to 2mm for zooplankton, 2 to 20cm for micronekton), this two groups undergo diel vertical migration from depth by day to the surface during the night. These migrations create major organic matter fluxes between the deep ocean and the surface. Biogeochemical cycles are of great importance for climate change studies. These studies are conducted with ocean global circulation model and biogeochemical model. The way to go is develop low and mid-trophic level modelling approaches. SEAPODYM ensemble of models are three parsimonious model of biomass at diverse level of the trophic chain, from zooplankton to top predators. This thesis introduce the zooplankton biomass model SEAPODYM-LTL (lower trophic level) and a forcing fields sensitivity analysis. Indeed, these model are forced off line by currents, temperature and primary production fields produced by other models. SEAPODYM-LTL has also been compared to PISCES (NPZD) and both have similar performance score in this study. In order to improve SEAPODYM-MTL (mid trophic level) predictions, a data assimilation framework has been developed to find a better parameterisation. 38kHz active acoustic data have been used to improve the model. This methodology has been develop thanks to a test case that we present in this thesis. The gathered acoustic dataset permitted to show the need of a better definition of vertical layer depths. It has been developed using the acoustic dataset. The related study is presented in this thesis.

L'assimilation de données en tant qu'outil pour la mécanique des fluides a connu une croissance exponentielle au cours des dernières décennies. La possibilité de combiner des mesures précises mais partielles avec un modèle dynamique complet est précieuse et a de nombreuses applications dans des domaines allant de l'aérodynamique, à la géophysique et à l’aéraulique. Cependant, son utilité reste limitée en raison des contraintes imposées par l'assimilation de données notamment en termes de puissance de calcul, de besoins en mémoire et en informations préalables. Cette thèse tente de remédier aux différentes limites de la procédure d'assimilation pour faciliter plus largement son utilisation en mécanique des fluides. Un obstacle majeur à l'assimilation des données est un coût de calcul prohibitif pour les écoulements complexes. Une modélisation de la turbulence à grande échelle est intégrée à la procédure d'assimilation afin de réduire considérablement la coût de calcul et le temps requis. La nécessité d'une information volumétrique préalable pour l'assimilation est abordée à l'aide d'une nouvelle méthodologie de reconstruction développée et évaluée dans cette thèse. L'algorithme d'optimisation reconstruit les champs 3D à partir d'observations dans deux plans orthogonaux en exploitant l'homogénéité directionnelle. La méthode et ses variantes fonctionnent bien avec des ensembles de données synthétiques et expérimentaux fournissant des reconstructions précises. La méthodologie de reconstruction permet également d’estimer la matrice de covariance d’ébauche indispensable à un algorithme d’assimilation efficace. Tous les ingrédients sont combinés pour effectuer avec succès l'assimilation de données variationnelles d'un écoulement turbulent dans le sillage d'un cylindre à un nombre de Reynolds transitoire. L'algorithme d'assimilation est validé pour des observations volumétriques synthétiques et est évalué sur des observations expérimentales dans deux plans orthogonaux. / Data assimilation as a tool for fluid mechanics has grown exponentially over the last few decades. The ability to combine accurate but partial measurements with a complete dynamical model is invaluable and has numerous applications to fields ranging from aerodynamics, geophysics, and internal ventilation. However, its utility remains limited due to the restrictive requirements for performing data assimilation in the form of computing power, memory, and prior information. This thesis attempts at redressing various limitations of the assimilation procedure in order to facilitate its wider use in fluid mechanics. A major roadblock for data assimilation is the computational cost which is restrictive for all but the simplest of flows. Following along the lines of Joseph Smagorinsky, turbulence modelling through large-eddy simulation is incorporated in to the assimilation procedure to significantly reduce computing power and time required. The requirement for prior volumetric information for assimilation is tackled using a novel reconstruction methodology developed and assessed in this thesis. The snapshot optimisation algorithm reconstructs 3D fields from 2D cross- planar observations by exploiting directional homogeneity. The method and its variants work well with synthetic and experimental data-sets providing accurate reconstructions. The reconstruction methodology also provides the means to estimate the background covariance matrix which is essential for an efficient assimilation algorithm. All the ingredients are combined to perform variational data assimilation of a turbulent wake flow around a cylinder successfully at a transitional Reynolds number. The assimilation algorithm is validated with synthetic volumetric observation and assessed on 2D cross-planar observations emulating experimental data.

Pendant la dernière décennie, il y a eu un incrément de la résolution spatiale des observations satellitaires. Cela est notamment dû aux avancées technologiques implémentées sur les satellites. La quantité d'information observée est vaste, et il faut donc identifier des techniques efficaces pour la traiter et pour produire de cartes précises de la dynamique en surface. La mission future SWOT collectera de données d'élévation de surface (SSH) à très haute résolution spatiale : une partie de la dynamique à petites longueurs d'onde, c'est-à-dire, de la sousméso-échelle, sera représentée dans ces observations. Les observations satellitaires servent à réaliser la reconstruction spatiale en surface et aussi à la projeter vers l'intérieur de l'océan et vers des autres variables. La question posée est donc quelles méthodes peuvent fournir ces estimés 3D et multivariés avec une bonne précision à des échelles proches de la sousméso-échelle.Nous nous situons dans ce travail de thèse dans un cadre d'assimilation de données et d'images : l'objectif du travail étant la reconstruction de façon précise de la dynamique dans la couche de surface de l'océan (~500 m) à partir d'observations satellitaires. Pour ce faire, nous implémentons une méthode qui utilise différentes observations en surface à deux étapes d'analyse séparées. Elle consiste d'abord d'une première étape d'assimilation de données qui réalise une correction linéaire de l'écoulement. La deuxième étape se base dans une méthode d'assimilation d'images (Gaultier et al, 2012) dont l'objectif est de bien localiser les structures lagrangiennes obtenues par le calcul des exposants de Lyapunov. Dans le but de fournir des incertitudes associées aux estimés, nous disposons d'une distribution de probabilité d'ébauche qui sera corrigé par notre méthode : (i) la première étape effectue une analyse SEEK pour corriger cette distribution d'ébauche en utilisant une observation d’élévation de SSH; (ii) la deuxième étape minimise une fonction coût en utilisant l'observation d'une image structure et nous obtenons ainsi une distribution de probabilité finale. Les estimés sont projetés dans la dimension verticale en utilisant des EOFs (Empirical Orthogonal Functions) 3D multivariées, de cette sorte nous avons des estimés de variables observées et des variables non-observées (Duran-Moro et al, 2017).La méthode est testée en utilisant des données synthétiques produites par un modèle numérique à haute résolution (~3 km) dans la Mer de Salomon (SOSMOD36). La méthode fournit des résultats positifs : les estimés sont bien reconstruites sur la vertical et aussi concernant les variables non-observées. Dans ce cadre, nous réalisons une évaluation de l'impact de diverses pseudo-observations altimétriques dans la performance de la méthode. Ceci est réalisé par l'implémentation des traces Jason et Envisat sur l'observation de SSH ainsi qu'à partir du simulateur SWOT développé au JPL. Ce dernier est utilisé pour générer des pseudo-observations SWOT ainsi que des erreurs et du bruit prévus pour cette mission. La corrélation significative de ces erreurs a motivé l'application de la technique dans Ruggiero et al, 2016 dans notre analyse. Des simulations à plus haute résolution spatiale (~1 km) récemment produites à partir du modèle numérique NATL60 en Atlantique Nord sont aussi utilisées pour tester la méthode. Cette étude permet d'évaluer la dépendance des résultats avec la variabilité saisonnière de la dynamique aux moyennes latitudes. / During the last decade, high resolution observations have significantly increased mainly due to the strong innovations of satellite technology. The amount of observed information from satellites is large, and it is necessary to identify effective techniques to treat and to generate surface maps of the ocean dynamics. The future SWOT mission will collect sea surface height (SSH) measurements with a high spatial resolution : some dynamics at small wavelengths, which is known as submeso-scale, will be present in these new observations. Satellite observations could be used to carry out a vertical projection into the deeper ocean and to other variables. The question that rises is which methods can be used to carry out a 3D multivariate analysis with a significant precision, especially at meso and submeso-scale.We work here in a data/image assimilation framework : our objective if to reconstruction with good precision the dynamics in the upper oceanic layer (~500 m) using satellite observations. To do so, we implement a two-step method that uses different observations of the sea surface. The first step consist on the SEEK filter which is a data assimilation technique to carry out a first linear correction of the flow. The second step uses an image assimilation method (Gaultier et al , 2012) to correct the location of the main dynamical structure. This main dynamical structure is obtained by the computation of the Lyapunov exponents. A probability approach is applied to provide uncertainties on the estimates at each step. A first probability distribution of a background state is supposed to be known : the two-step method corrects this probability distribution at each step in order to converge towards the real ocean state. The SEEK filter corrects the background probability distribution using a SSH observation. The second step continues this correction towards smaller scales by using an image structure observation. To carry out the vertical projection, an ensemble of 3D multivariate EOFs (Empirical Orthogonal Functions) is used (Duran-Moro et al, 2017).The method is tested using synthetic data generated by a numerical model in the Solomon Sea region (SOSMOD36). The spatial resolution of these simulations is of ~3 km. We evaluate the response of our method in an idealized case study by using pseudo-observations generated from the simulations. The method provides good results and the estimates are corrected also in the vertical and in terms of other variables. A more detailed exploration of the altimetric observation is realized, especially related to future SWOT observations. Errors of SWOT observations have strong spatial correlations and another technique needs to be used in our method : this modification is carried out following work done in Ruggiero et al, 2016. Simulations from another NEMO configuration in the North Atlantic region (NATL60) are also used to evaluate the method. This second test allows us to explore the method in a different latitude of the globe.

Les circonstances pouvant conduire à un rejet incontrôlé de polluants dans l'atmosphère sont variées : il peut s'agir de situations accidentelles, par exemples des fuites ou explosions sur un site industriel, ou encore de menaces terroristes : bombe sale, bombe biologique, notamment en milieu urbain. Face à de telles situations, les objectifs des autorités sont multiples : prévoir les zones impactées à court terme, notamment pour évacuer les populations concernées ; localiser la source pour pouvoir intervenir directement sur celle-ci ; enfin déterminer les zones polluées à plus long terme, par exemple par le dépôt de polluants persistants, et soumises à restriction de résidence ou d'utilisation agricole. Pour atteindre ces objectifs, des modèles numériques peuvent être utilisés pour modéliser la dispersion atmosphérique des polluants. Après avoir rappelé les processus physiques qui régissent le transport de polluants dans l'atmosphère, nous présenterons les différents modèles à disposition. Le choix de l'un ou l'autre de ces modèles dépend de l'échelle d'étude et du niveau de détails (topographiques notamment) désiré. Nous présentons ensuite le cadre général (bayésien) de la modélisation inverse pour l'estimation de sources. Le principe est l'équilibre entre des informations a priori et des nouvelles informations apportées par des observations et le modèle numérique. Nous mettons en évidence la forte dépendance de l'estimation du terme source et de son incertitude aux hypothèses réalisées sur les statistiques des erreurs a priori. Pour cette raison nous proposons plusieurs méthodes pour estimer rigoureusement ces statistiques. Ces méthodes sont appliquées sur des exemples concrets : tout d'abord un algorithme semi-automatique est proposé pour la surveillance opérationnelle d'un parc de centrales nucléaires. Un second cas d'étude est la reconstruction des termes sources de césium-137 et d'iode-131 consécutifs à l'accident de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. En ce qui concerne la localisation d'une source inconnue, deux stratégies sont envisageables : les méthodes dites paramétriques et les méthodes non-paramétriques. Les méthodes paramétriques s'appuient sur le caractère particulier des situations accidentelles dans lesquelles les émissions de polluants sont généralement d'étendue limitée. La source à reconstruire est alors paramétrisée et le problème inverse consiste à estimer ces paramètres, en nombre réduit. Dans les méthodes non-paramétriques, aucune hypothèse sur la nature de la source (ponctuelle, localisée, ...) n'est réalisée et le système cherche à reconstruire un champs d'émission complet (en 4 dimensions). Plusieurs méthodes sont proposées et testées sur des situations réelles à l'échelle urbaine avec prise en compte des bâtiments, pour lesquelles les méthodes que nous proposons parviennent à localiser la source à quelques mètres près, suivant les situations modélisées et les méthodes inverses utilisées / Uncontrolled releases of pollutant in the atmosphere may be the consequence of various situations : accidents, for instance leaks or explosions in an industrial plant, or terrorist attacks such as biological bombs, especially in urban areas. In the event of such situations, authorities' objectives are various : predict the contaminated zones to apply first countermeasures such as evacuation of concerned population ; determine the source location ; assess the long-term polluted areas, for instance by deposition of persistent pollutants in the soil. To achieve these objectives, numerical models can be used to model the atmospheric dispersion of pollutants. We will first present the different processes that govern the transport of pollutants in the atmosphere, then the different numerical models that are commonly used in this context. The choice between these models mainly depends of the scale and the details one seeks to take into account.We will then present the general framework of inverse modeling for the estimation of source. Inverse modeling techniques make an objective balance between prior information and new information contained in the observation and the model. We will show the strong dependency of the source term estimation and its uncertainty towards the assumptions made on the statistics of the prior errors in the system. We propose several methods to estimate rigorously these statistics. We will apply these methods on different cases, using either synthetic or real data : first, a semi-automatic algorithm is proposed for the operational monitoring of nuclear facilities. The second and third studies concern the source term estimation of the accidental releases from the Fukushima Daiichi nuclear power plant. Concerning the localization of an unknown source of pollutant, two strategies can be considered. On one hand parametric methods use a limited number of parameters to characterize the source term to be reconstructed. To do so, strong assumptions are made on the nature of the source. The inverse problem is hence to estimate these parameters. On the other hand non-parametric methods attempt to reconstruct a full emission field. Several parametric and non-parametric methods are proposed and evaluated on real situations at a urban scale, with a CFD model taking into account buildings influence on the air flow. In these experiments, some proposed methods are able to localize the source with a mean error of some meters, depending on the simulated situations and the inverse modeling methods