Polar organic compounds (POCs) are chemicals with polar functional groups in their structure. The functional groups make the compounds hydrophilic and less prone to partition with biota. However, the knowledge of their fate is limited due to difficulties associated with their measurements. Although, the persistence of POCs in the environment is generally low, they are considered to be semi-persistent compounds due to their continuous introduction to the environment via wastewater. Studies have shown that complex mixtures of POCs of different classes may have synergistic toxic effects on biota at environmental concentration levels. Therefore, it is important to develop analytical methods in order to establish the occurrence and fate of POCs in aquatic environments. In Study I, a positive correlation between the sorption of a novel poly(ethylene-co-vinyl acetate-co-carbon monoxide) (PEVAC) material and the theoretical logarithmic dissociation partition coefficient (Log D) for seven POCs was observed. The PEVAC material showed an enhanced sorption of the POCs compared to the silicone material. Study II, demonstrated that the PEVAC sampler assess the freely dissolved concentration of POCs in aquatic environments. The results showed that the PEVAC polymer is an attractive alternative to silicone for mimicing the biological uptake of POCs in aquatic environments. Additionally, Study II showed that total extraction is appropriate for determination of the freely dissolved concentration of uncharged POCs with Log KOW < 2.67 in natural water. In study III, a novel bag-solid phase extraction (bag-SPE) technique was compared to a conventional SPE-technique. Despite that the extraction efficiencies for POCs in wastewater were lower using the bag-SPE method, the two methods showed similar detection limits due to the lower ion-suppression experienced with the bag-SPE. In study IV the bag-SPE method was further developed with the aim of lowering the detection limits for POCs. Detection limits (LOD) below 13 ng/L showed that the bag-SPE method was suitable for determination of POCs in surface sea water. / This research was financially supported by European Union (European Commission, FP6 Contract No. 003956) “Novel Methods for Integrated Risk Assessment of Cumulative Stressors in the Environment” (NoMiracle) and by the Swedish research council Formas.

Au cours de la dernière décennie, d'énormes quantités de documents multimédias ont été générées. Il est donc important de trouver un moyen de gérer ces données, notamment d'un point de vue sémantique, ce qui nécessite une connaissance fine de leur contenu. Il existe deux familles d'approches pour ce faire, soit par l'extraction d'informations à partir du document (par ex., audio, image), soit en utilisant des données textuelles extraites du document ou de sources externes (par ex., Web). Notre travail se place dans cette seconde famille d'approches ; les informations extraites des textes peuvent ensuite être utilisées pour annoter les documents multimédias et faciliter leur gestion. L'objectif de cette thèse est donc de développer de tels modèles d'extraction d'informations. Mais les textes extraits des documents multimédias étant en général petits et bruités, ce travail veille aussi à leur nécessaire robustesse. Nous avons donc privilégié des techniques simples nécessitant peu de connaissances externes comme garantie de robustesse, en nous inspirant des travaux en recherche d'information et en analyse statistique des textes. Nous nous sommes notamment concentré sur trois tâches : l'extraction supervisée de relations entre entités, la découverte de relations, et la découverte de classes d'entités. Pour l'extraction de relations, nous proposons une approche supervisée basée sur les modèles de langues et l'algorithme d'apprentissage des k-plus-proches voisins. Les résultats expérimentaux montrent l'efficacité et la robustesse de nos modèles, dépassant les systèmes état-de-l'art tout en utilisant des informations linguistiques plus simples à obtenir. Dans la seconde tâche, nous passons à un modèle non supervisé pour découvrir les relations au lieu d'en extraire des prédéfinies. Nous modélisons ce problème comme une tâche de clustering avec une fonction de similarité là encore basée sur les modèles de langues. Les performances, évaluées sur un corpus de vidéos de matchs de football, montrnt l'intérêt de notre approche par rapport aux modèles classiques. Enfin, dans la dernière tâche, nous nous intéressons non plus aux relations mais aux entités, source d'informations essentielles dans les documents. Nous proposons une technique de clustering d'entités afin de faire émerger, sans a priori, des classes sémantiques parmi celles-ci, en adoptant une représentation nouvelle des données permettant de mieux tenir compte des chaque occurrence des entités. En guise de conclusion, nous avons montré expérimentalement que des techniques simples, exigeant peu de connaissances a priori, et utilisant des informations linguistique facilement accessibles peuvent être suffisantes pour extraire efficacement des informations précises à partir du texte. Dans notre cas, ces bons résultats sont obtenus en choisissant une représentation adaptée pour les données, basée sur une analyse statistique ou des modèles de recherche d'information. Le chemin est encore long avant d'être en mesure de traiter directement des documents multimédia, mais nous espérons que nos propositions pourront servir de tremplin pour les recherches futures dans ce domaine.

Image representation is in the heart of many computer vision algorithms. Different computer vision tasks (e.g. classification, detection) require discriminative image representations to recognize visual categories. In a nutshell, the bag-of-visual-words image representation is the most successful approach for object and scene recognition. In this thesis, we mainly revolve around this model and search for discriminative image representations. In the first part, we present a novel approach to incorporate spatial information in the BoVW method. In this framework, we present a simple and efficient way to infuse spatial information by taking advantage of the orientation and length of the segments formed by pairs of similar descriptors. We introduce the notion of soft-similarity to compute intra and inter visual word spatial relationships. We show experimentally that, our method adds important discriminative information to the BoVW method and complementary to the state-of-the-art method. Next, we focus on color description in general. Differing from traditional approaches of invariant description to account for photometric changes, we propose discriminative color descriptor. We demonstrate that such a color description automatically learns a certain degree of photometric invariance. Experiments show that the proposed descriptor outperforms existing photometric invariants. Furthermore, we show that combined with shape descriptor, the proposed color descriptor obtain excellent results on four challenging data sets.Finally, we focus on the most accurate color representation i.e. multispectral reflectance which is an intrinsic property of a surface. Even with the modern era technological advancement, it is difficult to extract reflectance information without sophisticated instruments. To this end, we propose to use the display of the device as an illuminant while the camera captures images illuminated by the red, green and blue primaries of the display. Three illuminants and three response functions of the camera lead to nine response values which are used for reflectance estimation. Results show that the accuracy of the spectral reconstruction improves significantly over the spectral reconstruction based on a single illuminant. We conclude that, multispectral data acquisition is potentially possible with consumer hand-held devices such as tablets, mobiles, and laptops

Cette thèse propose différentes méthodes numériques permettant de simuler le comportement des plasmas ou des faisceaux de particules chargées à coût réduit. Le mouvement de particules chargées soumises à un champ électromagnétique est régi par l'équation de Vlasov. Celle-ci est couplée aux équations de Maxwell pour le champ électromagnétique ou à l'équation de Poisson dans un cas simplifié. Plusieurs types de modèles existent pour résoudre ce système. Dans les modèles cinétiques, les particules sont représentées par une fonction de distribution f(x,v,t) qui vérifie l'équation de Vlasov. Dans le cas général tridimensionnel (3D), le système fait apparaître 7 variables. Les calculs sur ordinateur deviennent rapidement très lourds. Les modèles fluides de plasma s'intéressent quant à eux à des quantités macroscopiques déduites de f par des intégrales en vitesse, telles que la densité, la vitesse moyenne et la température. Ces quantités ne dépendent que de la position x et du temps t. Le coût numérique est ainsi réduit, mais la précision s'en trouve altérée. Dans la première partie de cette thèse, une méthode multi-fluides est utilisée pour la résolution du système de Vlasov-Poisson 1D. Elle est basée sur la connaissance a priori de la forme prise par la fonction de distribution f. Deux possibilités sont étudiées : une somme de masse de Dirac et le modèle multi-water-bag. Ce type de méthodes est plutôt adapté aux systèmes restant proches de l'état d'équilibre. La deuxième partie propose de décomposer f en une partie d'équilibre et une perturbation. L'équilibre est résolu par une méthode fluide alors que la perturbation est résolue par une méthode cinétique. On construit notamment un schéma préservant l'asymptotique pour le système de Vlasov-Poisson-BGK, basé sur une telle décomposition. On étudie dans la troisième partie la méthode Particle-In-Cell (PIC) en géométrie 2D axisymétrique. Un travail basé sur l'analyse isogéométrique est présenté, ainsi qu'un code PIC - Galerkin Discontinu parallélisé sur carte graphique (GPU). Cette architecture permet de réduire de manière significative les temps de calculs.

Nutrient dynamics in a lodgepole pine forest at Bootleg Mountain, B.C., were investigated through the sampling of soil, snow and groundwater in six one-ha blocks. Nitrogen (NO3-, NH4+, TIN, TDN, TN), phosphorus (PO43-, TDP, TP), and DOC were analyzed in addition to N mineralization and nitrification. Position and dispersion statistics were computed for each variable and correlations (Pearson and Spearman) were computed for each pair of variables. The overall heterogeneities of soil, snow, and groundwater were generally lower between 1-ha blocks than between plots. Productivity in the soil was generally N-limited with low input from snow precipitation. Very little N leached from soil to groundwater. Phosphorus contents were highly variable and were the limiting nutrient in the groundwater. Rates of net and gross N mineralization and nitrification were determined using buried bags and 15N isotope dilutions. Gross rates were greater than net rates and nitrification was low relative to high immobilization rates. The N cycle appears to be tightly regulated, thus further study will be needed to monitor the impact of harvesting on N cycling.

Nutrient dynamics in a lodgepole pine forest at Bootleg Mountain, B.C., were investigated through the sampling of soil, snow and groundwater in six one-ha blocks. Nitrogen (NO3-, NH4+, TIN, TDN, TN), phosphorus (PO43-, TDP, TP), and DOC were analyzed in addition to N mineralization and nitrification. Position and dispersion statistics were computed for each variable and correlations (Pearson and Spearman) were computed for each pair of variables. The overall heterogeneities of soil, snow, and groundwater were generally lower between 1-ha blocks than between plots. Productivity in the soil was generally N-limited with low input from snow precipitation. Very little N leached from soil to groundwater. Phosphorus contents were highly variable and were the limiting nutrient in the groundwater. Rates of net and gross N mineralization and nitrification were determined using buried bags and 15N isotope dilutions. Gross rates were greater than net rates and nitrification was low relative to high immobilization rates. The N cycle appears to be tightly regulated, thus further study will be needed to monitor the impact of harvesting on N cycling.

Cette thèse propose différentes méthodes numériques pour simuler les plasmas ou les faisceaux de particules chargées à coût réduit. Le mouvement de particules chargées soumises à un champ électromagnétique est régi par l'équation de Vlasov, couplée aux équations de Maxwell ou de Poisson. Dans la première partie, une méthode multi-fluides est utilisée pour la résolution du système de Vlasov-Poisson 1D. Elle est basée sur la connaissance a priori de la forme prise par la fonction de distribution f. Ce type de méthodes est plutôt adapté aux systèmes restant proches de l'état d'équilibre. La deuxième partie propose de décomposer f en une partie d'équilibre et une perturbation. L'équilibre est résolu par une méthode fluide, la perturbation par une méthode cinétique plus précise. On construit un schéma préservant l'asymptotique pour le système de Vlasov-Poisson-BGK basé sur une telle décomposition. On étudie dans la troisième partie la méthode PIC en géométrie 2D axisymétrique. Un travail basé sur l'analyse isogéométrique est présenté ainsi qu'un code PIC - Galerkin Discontinu parallélisé sur carte graphique. / This thesis presents different numerical methods for the simulation of plasmas or charged particles beams with reduced cost. Movement of charged particles in an electromagnetic field is given by the Vlasov equation, coupled to the Maxwell equations for the electromagnetic field, or to the Poisson equation. In the first part, a multi-fluid method is used for solving the 1D Vlasov-Poisson system. It is based on the a priori knowledge of the shape of f. This kind of methods is rather adapted to systems staying close to the equilibrium. The second part presents the decomposition of f between an equilibrium part and a perturbation. The equilibrium part is solved by a fluid method whereas we use a kinetic method for the perturbation. We construct an asymptotic preserving scheme for the Vlasov-Poisson-BGK system using such a decomposition. The third part deals with the PIC method in 2D axisymmetric geometry. A work based on isogeometric analysis is presented, and then a PIC - Discontinuous Galerkin program computed on graphic card.

The diploma thesis aimed to create a concept of a universal vehicle meeting the requirements for safe transportation of patients with risk of environmental contamination including the possibility of repeated use. The vehicle should meet the highest degree of public health protection, namely the Biological safety levels 4 (BSL 4). The questionnaire was used to gather the information about the current status of Biohazard teams, their material and technical equipment, and the way of transport security, including the possibility of rotating/substitution of the intervening staff. The questionnaire was distributed to the providers of health rescue services in individual regions and in the capital city of Prague. The results of the questionnaire survey formed the basis for processing the concept of the vehicle to ensure the transport of patients suspected of a highly dangerous contagion. The concept of the vehicle should serve as the basis for the real vehicle construction that will be able to provide protection at the level of BSL 4. It counts on a separate cabin for two drivers, a rear cabinet superstructure with a clean area for storing material and medical equipment, and rest facilities for the staff. At the rear, a separate insulating container consisting of an insulating box for patients, a decontamination area for the needs of the rotating staff, and a transfer box for medical supplies and devices. The proposed vehicle brings numerous improvements that meet BSL 4 protection and thus the highest level of the public health protection. The vehicle can carry up to seven patients at one intervention with the risk of environmental contamination. During the transport, it is possible for the staff to rotate continuously. The separate storage of medical supplies and devices ensures the use and degradation of only the necessary materials and devices. To cover the territory of the Czech Republic, the optimal number of six vehicles would be optimal.

Submitted by Eliane Martins de Aguiar (elianemart@gmail.com) on 2016-08-01T21:03:09Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-ElianeMartins.pdf: 6062037 bytes, checksum: 14567c2feca25a81d6942be3b8bc8a65 (MD5) / Approved for entry into archive by Janete de Oliveira Feitosa (janete.feitosa@fgv.br) on 2016-08-03T20:29:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao-ElianeMartins.pdf: 6062037 bytes, checksum: 14567c2feca25a81d6942be3b8bc8a65 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Almeida (maria.socorro@fgv.br) on 2016-08-23T20:12:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao-ElianeMartins.pdf: 6062037 bytes, checksum: 14567c2feca25a81d6942be3b8bc8a65 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T20:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao-ElianeMartins.pdf: 6062037 bytes, checksum: 14567c2feca25a81d6942be3b8bc8a65 (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / O word2vec é um sistema baseado em redes neurais que processa textos e representa pa- lavras como vetores, utilizando uma representação distribuída. Uma propriedade notável são as relações semânticas encontradas nos modelos gerados. Este trabalho tem como objetivo treinar dois modelos utilizando o word2vec, um para o Português e outro para o Inglês, e utilizar o gradiente descendente estocástico para encontrar uma matriz de tradução entre esses dois espaços.

La recherche d’images par contenu (CBIR) est une discipline de l’informatique qui vise à structurer automatiquement les collections d’images selon des critères visuels. Les fonctionnalités proposées couvrent notamment l’accès efficace aux images dans une grande base de données d’images ou l’identification de leur contenu par des outils de détection et de reconnaissance d’objets. Ils ont un impact sur une large gamme de domaines qui manipulent ce genre de données, telles que le multimedia, la culture, la sécurité, la santé, la recherche scientifique, etc.Indexer une image à partir de son contenu visuel nécessite d’abord de produire un résumé visuel de ce contenu pour un usage donné, qui sera l’index de cette image dans la collection. En matière de descripteurs d’images, la littérature est désormais trés riche: plusieurs familles de descripteurs existent, et dans chaque famille de nombreuses approches cohabitent. Bon nombre de descripteurs ne décrivant pas la même information et n’ayant pas les mêmes propriétés d’invariance, il peut être pertinent de les combiner de manière à mieux décrire le contenu de l’image. Cette combinaison peut être mise en oeuvre de différentes manières, selon les descripteurs considérés et le but recherché. Dans cette thése, nous nous concentrons sur la famille des descripteurs locaux, avec pour application la recherche d’images ou d’objets par l’exemple dans une collection d’images. Leurs bonnes propriétés les rendent très populaires pour la recherche, la reconnaissance et la catégorisation d'objets et de scènes. Deux directions de recherche sont étudiées:Combinaison de caractéristiques pour la recherche d’images par l’exemple: Le coeur de la thèse repose sur la proposition d’un modèle pour combiner des descripteurs de bas niveau et génériques afin d’obtenir un descripteur plus riche et adapté à un cas d’utilisation donné tout en conservant la généricité afin d’indexer différents types de contenus visuels. L’application considérée étant la recherche par l’exemple, une autre difficulté majeure est la complexité de la proposition, qui doit correspondre à des temps de récupération réduits, même avec de grands ensembles de données. Pour atteindre ces objectifs, nous proposons une approche basée sur la fusion d'index inversés, ce qui permet de mieux représenter le contenu tout en étant associé à une méthode d’accès efficace.Complémentarité des descripteurs: Nous nous concentrons sur l’évaluation de la complémentarité des descripteurs locaux existant en proposant des critères statistiques d’analyse de leur répartition spatiale dans l'image. Ce travail permet de mettre en évidence une synergie entre certaines de ces techniques lorsqu’elles sont jugées suffisamment complémentaires. Les critères spatiaux sont exploités dans un modèle de prédiction à base de régression linéaire, qui a l'avantage de permettre la sélection de combinaisons de descripteurs optimale pour la base considérée mais surtout pour chaque image de cette base. L'approche est évaluée avec le moteur de recherche multi-index, où il montre sa pertinence et met aussi en lumière le fait que la combinaison optimale de descripteurs peut varier d'une image à l'autre.En outre, nous exploitons les deux propositions précédentes pour traiter le problème de la recherche d'images inter-domaines, correspondant notamment à des vues multi-source et multi-date. Deux applications sont explorées dans cette thèse. La recherche d’images inter-domaines est appliquée aux collections photographiques culturelles numérisées d’un musée, où elle démontre son efficacité pour l’exploration et la valorisation de ces contenus à différents niveaux, depuis leur archivage jusqu’à leur exposition ou ex situ. Ensuite, nous explorons l’application de la localisation basée image entre domaines, où la pose d’une image est estimée à partir d’images géoréférencées, en retrouvant des images géolocalisées visuellement similaires à la requête / Content-Based Image Retrieval (CBIR) is a discipline of Computer Science which aims at automatically structuring image collections according to some visual criteria. The offered functionalities include the efficient access to images in a large database of images, or the identification of their content through object detection and recognition tools. They impact a large range of fields which manipulate this kind of data, such as multimedia, culture, security, health, scientific research, etc.To index an image from its visual content first requires producing a visual summary of this content for a given use, which will be the index of this image in the database. From now on, the literature on image descriptors is very rich; several families of descriptors exist and in each family, a lot of approaches live together. Many descriptors do not describe the same information and do not have the same properties. Therefore it is relevant to combine some of them to better describe the image content. The combination can be implemented differently according to the involved descriptors and to the application. In this thesis, we focus on the family of local descriptors, with application to image and object retrieval by example in a collection of images. Their nice properties make them very popular for retrieval, recognition and categorization of objects and scenes. Two directions of research are investigated:Feature combination applied to query-by-example image retrieval: the core of the thesis rests on the proposal of a model for combining low-level and generic descriptors in order to obtain a descriptor richer and adapted to a given use case while maintaining genericity in order to be able to index different types of visual contents. The considered application being query-by-example, another major difficulty is the complexity of the proposal, which has to meet with reduced retrieval times, even with large datasets. To meet these goals, we propose an approach based on the fusion of inverted indices, which allows to represent the content better while being associated with an efficient access method.Complementarity of the descriptors: We focus on the evaluation of the complementarity of existing local descriptors by proposing statistical criteria of analysis of their spatial distribution. This work allows highlighting a synergy between some of these techniques when judged sufficiently complementary. The spatial criteria are employed within a regression-based prediction model which has the advantage of selecting the suitable feature combinations globally for a dataset but most importantly for each image. The approach is evaluated within the fusion of inverted indices search engine, where it shows its relevance and also highlights that the optimal combination of features may vary from an image to another.Additionally, we exploit the previous two proposals to address the problem of cross-domain image retrieval, where the images are matched across different domains, including multi-source and multi-date contents. Two applications of cross-domain matching are explored. First, cross-domain image retrieval is applied to the digitized cultural photographic collections of a museum, where it demonstrates its effectiveness for the exploration and promotion of these contents at different levels from their archiving up to their exhibition in or ex-situ. Second, we explore the application of cross-domain image localization, where the pose of a landmark is estimated by retrieving visually similar geo-referenced images to the query images