Les logiciels s'orientent de plus en plus vers des architectures évolutives, capables de s'adapter facilement aux changements et d'intégrer de nouvelles fonctionnalités. Ceci est important pour plusieurs classes d'applications qui ont besoin d'évoluer sans que cela implique d'interrompre leur exécution. Des plateformes dynamiques à composants autorisent ce type d'évolution à l'exécution, en permettant aux composants d'être chargés et exécutés sans requérir le redémarrage complet de l'application en service. Toutefois, la flexibilité d'un tel mécanisme introduit de nouveaux défis qui exigent de gérer les possibles erreurs dues à des incohérences dans le processus de mise à jour, ou en raison du comportement défectueux de composants survenant pendant l'exécution de l'application. Des composants tiers dont l'origine ou la qualité sont inconnus peuvent être considérées à priori comme peu fiables, car ils peuvent potentiellement introduire des défauts d'applications lorsqu'il est combiné avec d'autres composants. Nous sommes intéressés à la réduction de l'impact de ces composants considérés comme non fiables et qui sont susceptibles de compromettre la fiabilité de l'application en cours d'exécution. Cette thèse porte sur l'application de techniques pour améliorer la fiabilité des applications dynamiques à composants. Pour cela, nous proposons l'utilisation des frontières d'isolation pouvant fournir du contingentement de fautes. Le composant ainsi isolé ne perturbe pas le reste de l'application quand il est défaillant. Une telle approche peut être vu sous trois perspectives présentées: (i) l'isolement des composants dynamiques, régi par une politique d'exécution reconfigurable, (ii) l'autoréparation de conteneurs d'isolement, et (iii) l'utilisation des aspects pour séparer les préoccupations de fiabilité à partir du code fonctionnel.

Le travail présenté dans ce mémoire a pour cadre le dispositif de réalité mixte ray-on, conçu par la société on-situ. Ce dispositif, dédié à la mise en valeur du patrimoine architectural et en particulier d'édifices historiques, est installé sur le lieu de l'édifice et propose à l'utilisateur une vision uchronique de celui-ci. Le parti pris étant celui du photo-réalisme, deux pistes ont été suivies : l'amélioration du mélange réel virtuel par la reproduction de l'éclairage réel sur les objets virtuels, et la mise en place d'une méthode de segmentation d'image résiliente aux changements lumineux.Pour la reproduction de l'éclairage, une méthode de rendu basé-image est utilisée et associée à une capture haute dynamique de l'environnement lumineux. Une attention particulière est portée pour que ces deux phases soient justes photométriquement et colorimétriquement. Pour évaluer la qualité de la chaîne de reproduction de l'éclairage, une scène test constituée d'une mire de couleur calibrée est mise en place, et capturée sous de multiples éclairages par un couple de caméra, l'une capturant une image de la mire, l'autre une image de l'environnement lumineux. L'image réelle est alors comparée au rendu virtuel de la même scène, éclairée par cette seconde image.La segmentation résiliente aux changements lumineux a été développée à partir d'une classe d'algorithmes de segmentation globale de l'image, considérant celle-ci comme un graphe où trouver la coupe minimale séparant l'arrière plan et l'avant plan. L'intervention manuelle nécessaire à ces algorithmes a été remplacée par une pré-segmentation de moindre qualité à partir d'une carte de profondeur, cette pré-segmentation étant alors utilisée comme une graîne pour la segmentation finale.

Les systèmes hybrides sont des systèmes dynamiques, caractérisés par un comportementdual, une interaction entre une partie discrète et une partie continue de fonctionnement.Dans le centre de notre travail se trouve une classe particulière de systèmeshybrides, plus spécifiquement les systèmes stochastiques à commutation que nous modélisonsà l’aide des Chaînes de Markov en temps continu et des équations différentielles.Le comportement aléatoire de ce type de système nécessite une commande spécialequi s’adapte aux événements arbitraires qui peuvent changer complètement l’évolutiondu système. Nous avons choisi une politique de contrôle basée sur les événements quiest déclenchée seulement quand il est nécessaire (sur un événement incontrôlable - parexemple un seuil qui est atteint), et jusqu’à ce que certaines conditions de fonctionnementsont remplies (le système revient dans l’état normal).Notre approche vise le développement d’un modèle probabiliste qui permet de calculerun critère de performance (en occurrence l’énergie du système) pour la politiquede contrôle choisie. Nous proposons d’abord une méthode de simulation à événementsdiscrets pour le système stochastique à commutation commandé, qui nous donne la possibilitéde réaliser une optimisation directe de la commande appliquée sur le système etaussi de valider les modèles analytiques que nous avons construit pour l’application ducontrôle.Un modèle analytique pour déterminer l’énergie consommée par le système a étéconçu en utilisant les probabilités de sortie de la région de contrôle, respectivement lestemps de séjour dans la chaîne de Markov avant et après avoir atteint les limites decontrôle. La dernière partie du travail présente la comparaison des résultats obtenusentre la méthode analytique et la simulation. / Hybrid systems are dynamical systems, characterized by a dual behaviour, a continuousinteraction between a discrete and a continuous functioning part. The center ofour work is represented by a particular class of hybrid systems, more specific by thestochastic switching systems which we model using continuous time Markov chains anddifferential equations.The random behaviour of such systems requires a special command which adapts tothe arbitrary events that can completely change the evolution of the system. We chose anevent-based control policy which is triggered only when it’s necessary (on an unforeseenevent - for example when a threshold that is reached), and until certain functioningconditions are met (the system returns in the normal state).Our approach aims to develop a probabilistic model that calculates a performancecriterion (in this case the energy of the system) for the proposed control policy. We startby proposing a discrete event simulation for the controlled stochastic switching system,which gives us the opportunity of applying a direct optimisation of the control command.It also allows us to compare the results with the ones obtained by the analytical modelswe have built when the event-based control is applied.An analytical model for computing the energy consumed by the system to apply thecontrol is designed by using the exit probabilities of the control region, respectively, thesojourn times of the Markov chain before and after reaching the control limits. The lastpart of this work presents the results we have obtained when comparing the analyticaland the simulation method.

L'objectif principal de cette thèse est d'apporter des solutions à certaines problèmes du test combinatoire. Le test combinatoire consiste à générer des tests qui couvrent toutes les combinaisons de valeurs d'entrée définies. La première problème abordé, c'est que le test combinatoire peut générer un grand nombre de tests qui sont invalides par rapport à la spécification du système à tester (SUT). Ces tests invalides sont typiquement ceux qui échouent lors de la vérification de la pré-condition d'une opération de système. Ces tests invalides doivent être éliminés de l'ensemble des tests utilisé pour évaluer le SUT, car ils conduisent à des verdicts non concluants. Comme solution, nous proposons de coupler la technique de test combinatoire à une technique d'animation qui repose sur une spécification pour filtrer les tests invalides. Dans notre travail, les tests combinatoires sont générés à partir d'un patron de test. Ce patron est essentiellement défini comme une séquence d'appels d'opérations, en utilisant un ensemble de valeurs pour les paramètres. Le dépliage d'un patron de test complexe, où plusieurs valeurs d'entrée sont utilisées, peut être soumis à une explosion combinatoire, et il est impossible d'avoir des tests valides à partir du patron de test. Il s'agit d'une deuxième problématique de cette thèse. Comme solution, nous proposons un processus de dépliage et d'animation incrémental qui permet de filtrer à un stade précoce (dans la séquence d'appels d'opération) les tests invalides, et donc de maîtriser l'explosion combinatoire. D'autres mécanismes de filtrage sont proposés, pour filtrer les tests qui ne couvrent pas certains comportements d'opération ou ne remplissent pas une propriété donnée. Le nombre de tests générés à partir d'un patron de test peut être considérablement grand pour être exécuté sur un SUT avec ressources mémoires et processeurs limitées. Ce problème est connu sous le nom de problème de réduction de suites de tests, et il représente le troisième problème de cette thèse. Comme solution, nous proposons une nouvelle technique de réduction de suites de tests basée sur les annotations (appelés tags) insérées dans le code source ou la spécification du SUT. L'exécution / animation de tests génère une trace des annotations couverts. Basé sur cette trace d'exécution, une famille de relations d'équivalence est proposée, pour réduire une suite de tests, en utilisant les critères d'ordre et de nombre de répétition des tags couverts. / The main objective of this thesis is to provide solutions to some combinatorial testing issues. The combinatorial testing consists in generating tests that cover all combinations of defined input values. The first issue of this thesis is that combinatorial testing can generate a large number of tests that are invalid according to the specification of the System Under Test (SUT). These invalid tests are typically those which fail the verification of the precondition of system operation. These invalid tests must be discarded from the set of tests used to evaluate the SUT, because they lead to inconclusive verdicts. As a solution, we propose to couple the combinatorial testing technique to an animation technique that relies on a specification to filter out invalid tests. In our work, combinatorial tests are generated from a test pattern. This pattern is mainly defined as a sequence of operation calls, using a set of values for their parameters. The unfolding of a complex test pattern, where many operation calls and/or input values are used, may be subject to combinatorial explosion, and it is impossible to provide valid tests from the test pattern. This is a second issue of this thesis. As a solution, we propose an incremental unfolding and animation process that allows to filter out at early stage (in the operation sequence) invalid tests, and therefore to master the combinatorial explosion. Other mechanisms of filtering are proposed to filter out tests which do not cover some operation behaviors or do not fulfill a given property. The test suites generated from a test pattern can be very large to execute on the SUT due the limited memory or CPU resources. This problem is defined as the test suite reduction problem, and it is the third issue of this thesis. As a solution, we propose a new test suite reduction technique based on annotations (called tags) inserted in the source code or the specification of the SUT. The execution/animation of tests generates a trace of the covered annotations. Based on the trace, a family of equivalence relations is proposed, to reduce a test suite, using the criteria of order and number of repetition of covered tags.

Les solveurs de calcul en mécanique des fluides numérique (solveurs CFD) ont atteint leur maturité en termes de précision et d'efficacité de calcul. Toutefois, des progrès restent à faire pour les écoulements instationnaires surtout lorsqu'ils sont régis par de grandes structures cohérentes. Pour ces écoulements, les solveurs CFD actuels n'apportent pas de solutions assez précises à moins d'utiliser des maillages très fins. De plus, la haute précision est une caractéristique cruciale pour l'application des stratégies avancées de simulation de turbulence, comme la Simulation des Grandes Echelles (LES). Afin d'appliquer les méthodes d'ordre élevé pour les écoulements instationnaires complexes plusieurs points doivent être abordés dont la robustesse numérique et la capacité à gérer des géométries complexes.Dans cette thèse, nous étudions une famille d'approximations compactes qui offrent une grande précision non pour chaque dérivée spatiale traitée séparement mais pour le résidu r complet, c'est à dire la somme de tous les termes des équations considérées. Pour des problèmes stationnaires résolus par avancement temporelle, r est le résidu à l'état stationnaire ne comprenant que des dérivées spatiales; pour des problèmes instationnaires r comprend également la dérivée temporelle. Ce type de schémas sont appelés schémas Compacts Basés sur le Résidu (RBC). Plus précisément, nous développons des schémas RBC d'ordre élevé pour des écoulements instationnaires compressibles, et menons une étude approfondie de leurs propriétés de dissipation. Nous analysons ensuite les erreurs de dissipation et la dispersion introduites par les schémas RBC afin de quantifier leur capacité à résoudre une longueur d'onde donnée en utilisant un nombre minimal de points de maillage. Les capacités de la dissipation de RBC à drainer seulement l'énergie aux petites échelles sous-résolues sont également examinées en vue de l'application des schémas RBC pour des simulations LES implicites (ILES). Enfin, les schémas RBC sont étendus à la formulation de type volumes finis (FV) afin de gérer des géométries complexes. Une formulation FV des schémas RBC d'ordre trois préservant une précision d'ordre élevé sur des maillages irréguliers est présentée et analysée. Des applications numériques, dont la simulation d'écoulements instationnaires complexes de turbomachines régis par les équations de Navier-Stokes moyennées et des simulations ILES d'écoulements turbulents dominés par des structures cohérentes dynamiques ou en décroissance, confirment les résultats théoriques. / Computational Fluid Dynamics (CFD) solvers have reached maturity in terms of solution accuracy as well as computational efficiency. However, progress remains to be done for unsteady flows especially when governed by large, coherent structures. For these flows, current CFD solvers do not provide accurate solutions unless very fine mesh are used. Moreover, high-accuracy is a crucial feature for the application of advanced turbulence simulation strategies, like Large Eddy Simulation (LES). In order to apply high-order methods to complex unsteady flows several issues needs to be addressed among which numerical robustness and the capability of handling complex geometries.In the present work, we study a family of compact approximations that provide high accuracy not for each space derivative treated apart but for the complete residual r, i.e. the sum of all of the terms in the governing equations. For steady problems solved by time marching, r is the residual at steady state and it involves space derivatives only; for unsteady problems, r also includes the time derivative. Schemes of this type are referred-to as Residual-Based Compact (RBC). Precisely, we design high-order finite difference RBC schemes for unsteady compressible flows, and provide a comprehensive study of their dissipation properties. The dissipation and dispersion errors introduced by RBC schemes are investigated to quantify their capability of resolving a given wave length using a minimal number of grid-points. The capabilities of RBC dissipation to drain energy only at small, ill-resolved scales are also discussed in view of the application of RBC schemes to implicit LES (ILES) simulations. Finally, RBC schemes are extended to the Finite Volume (FV) framework in order to handle complex geometries. A high-order accuracy preserving FV formulation of the third-order RBC scheme for general irregular grids is presented and analysed. Numerical applications, including complex Reynolds-Averaged Navier-Stokes unsteady simulation of turbomachinery flows and ILES simulations of turbulent flows dominated by coherent structure dynamics or decay, support the theoretical results.

Ce manuscrit traite de la conception d’un robot quadrirotor bio-inspiré. Ce robot, nommé QuadMorphing, s’inspire de l’oiseau et possède la capacité de se replier en vol afin de diminuer son envergure. Cette particularité est intéressante pour des problématiques d’évitement d’obstacles dans des milieux encombrés.Le travail présenté ici contient une présentation du robot où la plateforme mécatronique y est décrite en détails. Puis, des résultats expérimentaux sont présentés et commentés afin de quantifier les performances du prototype QuadMorphing durant des scénarios de franchissement d’obstacles.La deuxième partie de cette thèse traite de l’estimation de la taille d’obstacles en vol grâce à une perception visuelle monoculaire. Deux algorithmes d’estimation ont été simulés afin d’être validés pour être ensuite mis en place sur une nouvelle version du robot qui a été testée expérimentalement. Ces estimations permettent par la suite de rendre le robot plus autonome pour éviter les collisions avec son environnement et actionner son système de changement de forme si cela est nécessaire. / This paper describes a bio-inspired quadrotor design. This robot, called QuadMorphing, is inspired by birds and has the ability to fold its mechanical structure to reduce its wingspan during the flight. This feature could be useful for obstacle avoidance task in cluttered environments.The work presented here contains a full description of the mechatronic structure. Then, experimental results are presented and discussed in order to quantify the QuadMorphing performances during obstacle avoidance scenarios.The second part of this thesis deals with estimating obstacle size during flight using monocular visual perception. Two estimation algorithms were simulated in order to be validated and then implemented for experimental testing on a new version of the robot. In order to make the robot autonomous, the estimation of the size of the obstacle allows the robot to avoid collisions with its environment and to perform its morphological reduction if necessary.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Notre recherche se situe dans le domaine de l'apprentissage des langues par la technologie et en particulier l'utilisation de la réalité virtuelle. Certaines recherches ont étudié l'impact de l'utilisation de différentes technologies immersives sur l'apprentissage des langues secondes sur la performance orale, la motivation, la volonté de communiquer ou l'anxiété langagière. Toutefois, peu de recherches ont à la fois analysé la volonté de communiquer et la performance orale lors de l'utilisation de technologies immersives. Dans la présente recherche, nous avons mesuré l'influence des tâches de communication orale en réalité virtuelle sur la volonté de communiquer et la performance orale d'apprenants de francisation au Saguenay. Un total de 17 participants ont pris part à la recherche, soit 11 dans le groupe expérimental et 6 dans le groupe témoin. Les participants ont pris part à quatre tâches de production orale avec l'application vtime XR utilisée sur les casques de réalité virtuelle Meta Quest 2. Avec un prétest, un post-test, un questionnaire initial, un questionnaire final et des entrevues individuelles, nous avons étudié l'évolution de leur volonté de communiquer et de leur performance orale. Selon les résultats obtenus, les tâches de communication orale en réalité virtuelle ont contribué à diminuer l'anxiété langagière des participants et à augmenter la confiance en eux, ce qui se traduit par une volonté de communiquer accrue. Nous nous sommes intéressée à l'opinion des participants en ce qui concerne l'utilisation de la réalité virtuelle en apprentissage du français langue seconde. Après avoir participé aux tâches de réalité virtuelle, les participants ont mentionné leur désir de reproduire une situation semblable dans leur quotidien. Les apprenants ont apprécié les activités en réalité virtuelle et ont dit que ces activités les avaient aidées à améliorer leurs compétences en français.

Depuis l'avènement des technologies, nous observons un intérêt marqué pour l'étude de l'association entre des concepts psychologiques et physiques. À l'heure actuelle, aucune étude ne semble avoir évalué le lien existant entre le fonctionnement réflexif, l'attachement ainsi qu'un marqueur physiologique tel que l'arythmie sinusale respiratoire chez les enfants d'âge scolaire dans un contexte de régulation émotionnelle. Cette étude a donc pour objectif d'examiner l'association entre le fonctionnement réflexif et la réactivité physiologique d'enfant d'âge scolaire en réponse à une tâche standardisée susceptible d'évoquer des besoins liés à l'attachement et d'examiner dans quelle mesure cette association est médiée/modérée par l'attachement. Un échantillon de 76 enfants de la communauté âgé de 8 à 12 ans a complété dans un premier temps le Child Attachment Interview (CAI). Dans un deuxième temps, ils ont complété la tâche standardisée, susceptible d'évoquer des besoins liés à l'attachement, puis une mesure de leur réactivité cardiaque conceptualisée en tant que l'arythmie sinusale respiratoire a été collectée en deux temps de mesure, soit la réactivité et la régulation. Les résultats révèlent qu'un niveau de fonctionnement réflexif élevé est associé à un niveau de réactivité physiologique plus faible (niveau d'arythmie sinusale respiratoire plus élevé) pendant la tâche standardisée ainsi qu'à une meilleure régulation à la suite de la tâche. Ces résultats particulièrement saillants pour les enfants avec un attachement préoccupé, n'ont toutefois pas été observés chez les enfants avec un attachement détaché. Cette étude permet de conclure que le fonctionnement réflexif est lié à la régulation émotionnelle chez les enfants.

L'agression sexuelle est un facteur de risque majeur lié au trouble de stress (TSPT) chez les adolescents . La mentalisation, définie posttraumatique comme la capacité d'identifier les états mentaux de soi et des autres, jouerait un rôle dans les manifestations de l'abus sexuel et le TSPT chez l'enfant et l'adulte. Cette contribution n'a toutefois pas été étudié chez l'adolescent. L'objectif de l'étude mentalisation est d'évaluer les relations entre l'agression sexuelle, la n et le TSPT dans un échantillon composé de 421 adolescents âgés 12 à 17 ans dans un contexte clinique. Les participants ont été recrutés dans un hôpital psychiatrique privé pour adolescents. Ils ont complété le Movie for Assessment of Social Cognition (MASC), le Child Attachment Interview (CAI), le Reflective Function Questionnaire for Youth (RFQ Y), le Computerized Diagnostic Interview Schedule for Children (CDISC), le Childhood Trauma Questionnaire (CTQ) et le Trauma Symptom Checklist for Children (TSCC ). Les résultats révèlent une association entre l'agression sexuelle et les symptômes de TSPT. Les participants présentant un historique d'agression sexuelle ont démontré une capacité de mentalisation diminuée en utilisant le MASC et le RFQY, mais ont cependant démontré une capacité de mentalisation élevée en utilisant le CAI. La mentalisation a joué un rôle médiateur dans la relation entre l'agression sexuelle et le TSPT. Ces résultats présentent un soutien empirique préliminaire pour les associations entre la mentalisation, l'agression sexuelle et le TSPT dans un échantillon d'adolescents. / Sexual abuse (SA) is a major risk factor for PTSD in adolescents. Mentalizing, which refers to the capacity to reflect on the mind of the self and others, has been shown to be associated with both SA and PTSD in children and adults, though these associations remain to be tested in an adolescent sample. The aim of this study was to examine associations between mentalizing, SA, and PTSD in a clinical sample of 421 adolescents aged 12 to 17. Participants were recruited from a private inpatient psychiatric hospital for adolescents. Participants completed the Movie for Assessment of Social Cognition (MASC), the Child Attachment Interview (CAI), the Reflective Function Questionnaire for Youth (RFQ-Y), the Computerized Diagnostic Interview Schedule for Children (C-DISC), the Childhood Trauma Questionnaire (CTQ), and the Trauma Symptom Checklist for Children (TSCC). As hypothesized, adolescents with a history of SA reported significantly greater PTSD symptoms and had lower mentalizing scores using the MASC and the RFQ-Y. An unexpected finding was that adolescents with a history of SA also showed higher mentalizing scores using the CAI, possibly due to SA activating mentalizing regarding self and attachment figures during the adolescent period. The main study finding was that mentalizing mediated the relationship between SA and PTSD, providing support for the hypothesis that the relationship between SA and PTSD can be understood through the mediating influence of mentalizing in an adolescent sample.