Lorsqu’une représentation accède à la conscience, ce n’est pas simplement une représentation « objective », mais plutôt une interprétation subjective. Cette interprétation reflète la combinaison de nos connaissances sur le monde avec les données de notre environnement. Il est intéressant de comprendre comment ces interprétations se modifient lorsque l’on est confronté à des incohérences entre nos connaissances et les données. Dans cette thèse, nous avons étudié ces incohérences dans l’environnement et dans le comportement des individus.Dans une première série d’études, nous avons étudié l’apprentissage de régularités dans l’environnement ainsi que les relations entre ce processus et la conscience d’accès. La première étude porte sur les réponses cérébrales associées à la détection de régularités auditives chez des patients épileptiques implantés. La seconde porte sur la mise en place de stratégies lorsque l’on est confronté à de fréquents conflits, conscients ou non. Dans une seconde série d’études, nous avons étudié comment les sujets traitent les incohérences dans leur propre comportement, dans le cadre de la théorie de la dissonance cognitive, en utilisant le paradigme du choix libre. Nous avons identifié un rôle crucial de la mémoire grâce à une étude comportementale et une étude en IRM fonctionnelle.Les résultats de ces quatre études sont discutés dans ce manuscrit autour de deux questions clés. Tout d’abord, ces résultats mettent en évidence l’existence de processus utilisant des stimuli conscients, mais qui ne sont pas conscients eux-mêmes. Ensuite, nous discutons pourquoi l’on tend à chercher de la cohérence, dans notre environnement et dans notre comportement. / When we perceive a word, a picture or a sound, we do not access an ‘objective’ representation of them. Rather we gain immediate access to a subjective interpretation. This interpretation reflects the combination of our prior knowledge about the world with data sampled in the environment. An interesting issue is to understand how we deal with inconsistencies between our prior knowledge and the data from the environment. During this PhD, responses to inconsistencies both in the environment and in subjects’ own behavior were explored. The first series of studies address how subjects process regularities in the environment and how these processes relate to conscious access. To do so, two levels of auditory regularities were studied in epileptic patients implanted with intracranial electrodes. In a second experiment, we used a paradigm derived from the Stroop task to test responses to frequent conscious or unconscious conflicts. Behavioral measures and scalp EEG were used to assess changes in subjects’ strategy when processing trials conflicting with current expectations. In the second series of studies, we analyzed how subjects adapt their interpretations when confronted with inconsistencies in their own behavior, using the framework of cognitive dissonance. The implication of explicit memory was tested in a behavioral experiment and in an fMRI study. The results of these four studies are discussed around two main issues. First, these results highlight the existence of processes which rely on conscious stimuli but are not conscious themselves. Second, we examine what could explain our tendency to constantly seek consistency both in the external world and in our own behavior.

Les problématiques de consommation dans la hiérarchie mémoire sont très présentes dans les architectures actuelles que ce soit pour les systèmes embarqués limités par leurs batteries ou pour les supercalculateurs limités par leurs enveloppes thermiques. Introduire une information de classification dans le système mémoire permet une gestion hétérogène, adaptée à chaque type particulier de données. Nous nous sommes intéressé dans cette thèse plus précisément aux données en lecture seule et étudions les possibilités d’une gestion spécifique dans la hiérarchie mémoire à travers un codesign compilation/architecture. Cela permet d’ouvrir de nouveaux potentiels en terme de localité des données, passage à l’échelle des architectures ou design des mémoires. Evaluée par simulation sur une architecture multi-coeurs, la solution mise en oeuvre permet des gains significatifs en terme de réduction de la consommation d’énergie à performance constante. / The energy consumption of the memory system in modern architectures is a major issue for embedded system limited by their battery or supercalculators limited by their Thermal Design Power. Using a classification information in the memory system allows a heterogeneous management of data, more specific to each kind of data. During this thesis, we focused on the specific management of read-only data into the memory system through a compilation/architecture codesign. It allows to explore new potentials in terms of data locality, scalability of the system or cache designs. Evaluated by simulation with multi-core architecture, the proposed solution others significant energy consumption reduction while keeping the performance stable.

Ce travail de thèse étudie la dynamique et la cohérence du spin dans des ensembles de boîtes quantiques (BQ) neutres et dopées en trous d'InAs/GaAs. Les études sont menées grâce à des expériences pompe-sonde résonnantes avec la transition fondamentale. Dans un premier temps, la périodicité de l'excitation laser est transférée à la précession des spins de trous en champ magnétique transverse, dans le cadre du blocage de phase (Modelocking). Cette technique permet de passer outre les fortes inhomogénéités de l'échantillon étudié ( 105 BQ), et d'observer une resynchronisation des spins à des délais longs. On peut ainsi estimer le temps de cohérence de spin du trou, à 800 ns. De plus, des conditions expérimentales proches nous ont permis d'observer une polarisation nucléaire dynamique (PND), et ses effets importants sur la précession électronique en champ transverse. La géométrie de la PND a été caractérisée, et on a également mesuré la dynamique longue de son établissement (500 ms). Dans une deuxième partie, le développement d'une détection hétérodyne a permis d'augmenter fortement la sensibilité du dispositif pompe-sonde, et ainsi d'étudier des ensembles restreints (300) de BQ neutres dans une cavité. Nous avons caractérisé la structure fine des états de paire électron-trou en présence d'un champ magnétique longitudinal et mis en évidence la manipulation de la phase des battements quantiques de ces états par le champ magnétique lors d'une excitation linéairement polarisée selon un axe sui n'est pas axe de symétrie des BQ. / This work is a study of the dynamics and coherence of the spin in neutral and p-doped InAs/GaAs quantum dots (QDs) ensembles. The study is done thanks to pump-probe experiments, resonant with the fundamental transition. Firstly, the periodicity of the exciting laser is transferred to the precession of the hole spins in a transverse magnetic field, in the Modelocking frame. This techniques allows to overcome the strong inhomogeneities of the sample studied ( 105 QDs), and to observe a resynchronization of the spins at long delays. We can therefore estimate the coherence time of the hole spin to be 800 ns. Furthermore, similar experimental conditions allow us to observe dynamical nuclear polarization (DNP), and its important influence on the electron spin precession in a transverse field. The geometry of the DNP is characterized, and its long dynamic (500 ms) is measured. In a second part, the development of a heterodyne detection allows to improve greatly the sensitivity of the pump-probe setup, and hence to study small ensembles (300) of neutral QDs embedded in a cavity. We have characterized the fine structure of the electron-hole pair states in a longitudinal magnetic field, and demonstrated the manipulation of the phase of the quantum beats between these states by the magnetic field, when the excitation is done according to an axis that is not a symmetry axis of the system.

Le laser est omniprésent dans la recherche et les applications. Les efforts de miniaturisation, qui affectent le développement de sa cohérence, se sont multipliés depuis sa découverte, mais seulement avec les plus petits Lasers à Emission Verticale (VCSELs) on détecte l'influence du volume de cavité sur les propriétés d'émission. Ainsi on se pose des questions sur l'apparition et le développement de la cohérence, sur la valeur (unique ?) du seuil laser, sur l'existence d'un tel seuil dans un nanolaser et sur la réponse à la modulation du pompage. Dans cette thèse, nous explorons le fonctionnement du laser autour du « seuil » pour obtenir des réponses expérimentales à quelques-unes des questions posées dans des lasers à la meso-échelle. Les fonctions de corrélation, la dynamique temporelle, la reconstruction de l'espace des phases, des indicateurs statistiques et des mesures spatialement résolues d'intensité et de longueur d'onde d'émission sont les indicateurs utilisés dans cette étude. La dynamique est étudiée modulant sinusoïdalement des petits VCSEL, où nous obtenons : des impulsions dans la région du seuil, amplification anormale de l'émission spontanée (en polarisation croisée), oscillations régulières et (surtout) irrégulières par la forte influence de l'émission spontanée dans ces petits dispositifs. Enfin, une caractérisation bidimensionnelle des propriétés du rayonnement, transversalement à l'émission, montre la corrélation entre la croissance de la cohérence et celle du mode laser. Pour les dispositifs plus grands, cette analyse jette les bases pour l'étude du développement de la cohérence dans les lasers spatialement étendus. / Coherent light sources are nowadays ubiquitous in scientific research and engineering applications and have been miniaturized since their inception. Physically, the onset and development of laser coherence is largely affected by the cavity size reduction, but this becomes apparent only for the smallest Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs). Thus the following questions arise: When does coherence set in? How does it develop? How do we define threshold? Is there a unique threshold value and does it exist at all for a nanolaser? What is the dynamical response to modulation in this uncharted territory? In this thesis we explore the regime of laser operation around what is conventionally called the threshold point and obtain experimental answers to some of the questions from mesoscale lasers. Correlation functions, temporal dynamics, phase space reconstruction, statistical indicators and spatially-resolved intensity and emission wavelength measurements are the indicators for the answers we seek. The dynamical response is investigated by applying a sinusoidal modulation to very small VCSELs, where we obtain the amplification of pulses in the threshold region, anomalous amplification of the spontaneous emission (in a cross-polarized channel), regular and (mostly) irregular pulsations due to the strong influence of spontaneous emission in these small devices. Finally, a two-dimensional characterization of the radiation properties transversely to the emission shows the correlation between coherence buildup and the establishment of a laser mode. For larger devices, this analysis lays the foundation for investigating the buildup of coherence in spatially extended lasers.

Dans l’ère de Big Data, les applications intensives en données gèrent des volumes de données extrêmement grand. De plus, ils ont besoin de temps de traitement rapide. Une grande partie de ces applications sont déployées sur des infrastructures cloud. Ceci est afin de bénéficier de l’élasticité des clouds, les déploiements sur demande et les coûts réduits strictement relatifs à l’usage. Dans ce contexte, la réplication est un moyen essentiel dans le cloud afin de surmonter les défis de Big Data. En effet, la réplication fournit les moyens pour assurer la disponibilité des données à travers de nombreuses copies de données, des accès plus rapide aux copies locales, la tolérance aux fautes. Cependant, la réplication introduit le problème majeur de la cohérence de données. La gestion de la cohérence est primordiale pour les systèmes de Big Data. Les modèles à cohérence forte présentent de grandes limitations aux aspects liées aux performances et au passage à l’échelle à cause des besoins de synchronisation. En revanche, les modèles à cohérence faible et éventuelle promettent de meilleures performances ainsi qu’une meilleure disponibilité de données. Toutefois, ces derniers modèles peuvent tolérer, sous certaines conditions, trop d’incohérence temporelle. Dans le cadre du travail de cette thèse, on s'adresse particulièrement aux problèmes liés aux compromis de cohérence dans les systèmes à large échelle de Big Data. Premièrement, on étudie la gestion de cohérence au niveau du système de stockage. On introduit un modèle de cohérence auto-adaptative (nommé Harmony). Ce modèle augmente et diminue de manière automatique le niveau de cohérence et le nombre de copies impliquées dans les opérations. Ceci permet de fournir de meilleures performances toute en satisfaisant les besoins de cohérence de l’application. De plus, on introduit une étude détaillée sur l'impact de la gestion de la cohérence sur le coût financier dans le cloud. On emploi cette étude afin de proposer une gestion de cohérence efficace qui réduit les coûts. Dans une troisième direction, on étudie les effets de gestion de cohérence sur la consommation en énergie des systèmes de stockage distribués. Cette étude nous mène à analyser les gains potentiels des reconfigurations adaptatives des systèmes de stockage en matière de réduction de la consommation. Afin de compléter notre travail au niveau système de stockage, on s'adresse à la gestion de cohérence au niveau de l’application. Les applications de Big Data sont de nature différente et ont des besoins de cohérence différents. Par conséquent, on introduit une approche de modélisation du comportement de l’application lors de ses accès aux données. Le modèle résultant facilite la compréhension des besoins en cohérence. De plus, ce modèle est utilisé afin de délivrer une cohérence customisée spécifique à l’application. / In the era of Big Data, data-intensive applications handle extremely large volumes of data while requiring fast processing times. A large number of such applications run in the cloud in order to benefit from cloud elasticity, easy on-demand deployments, and cost-efficient Pays-As-You-Go usage. In this context, replication is an essential feature in the cloud in order to deal with Big Data challenges. Therefore, replication therefore, enables high availability through multiple replicas, fast data access to local replicas, fault tolerance, and disaster recovery. However, replication introduces the major issue of data consistency across different copies. Consistency management is a critical for Big Data systems. Strong consistency models introduce serious limitations to systems scalability and performance due to the required synchronization efforts. In contrast, weak and eventual consistency models reduce the performance overhead and enable high levels of availability. However, these models may tolerate, under certain scenarios, too much temporal inconsistency. In this Ph.D thesis, we address this issue of consistency tradeoffs in large-scale Big Data systems and applications. We first, focus on consistency management at the storage system level. Accordingly, we propose an automated self-adaptive model (named Harmony) that scale up/down the consistency level at runtime when needed in order to provide as high performance as possible while preserving the application consistency requirements. In addition, we present a thorough study of consistency management impact on the monetary cost of running in the cloud. Hereafter, we leverage this study in order to propose a cost efficient consistency tuning (named Bismar) in the cloud. In a third direction, we study the consistency management impact on energy consumption within the data center. According to our findings, we investigate adaptive configurations of the storage system cluster that target energy saving. In order to complete our system-side study, we focus on the application level. Applications are different and so are their consistency requirements. Understanding such requirements at the storage system level is not possible. Therefore, we propose an application behavior modeling that apprehend the consistency requirements of an application. Based on the model, we propose an online prediction approach- named Chameleon that adapts to the application specific needs and provides customized consistency.

Cette thèse appartient au domaine de la théorie de la décision en situation d'incertitude. Elle vise à comprendre, décrire, et représenter les choix individuels dans différents contextes de décision. Notre travail se concentre sur le fait que le comportement économique est souvent influencé par la structure et le déroulement de la résolution de l'incertitude. Dans une première expérience nous avons confronté nos sujets à différents types d'incertitude – à savoir du risque (probabilités connues), de l'incertain (probabilités inconnues), du risque composé et de l'incertain composé – en utilisant des mécanismes aléatoires particuliers. Le chapitre 1 analyse l'hétérogénéité des attitudes individuelles face à l'ambiguïté, au risque composé et à l'incertain composé alors que dans le chapitre 2, le modèle d'espérance d'utilité à dépendance du rang est utilisé comme outil de mesure afin d'étudier en détails ces attitudes au niveau individuel. Le chapitre 3 confronte à l'expérience l'interprétation de l'ambiguïté en terme de croyances de second ordre et propose une méthode d'élicitation de la fonction qui caractérise l'attitude face à l'ambiguïté dans les modèles « récursifs » de décision face à l'incertain. La seconde partie de la thèse s'intéresse aux comportements de décision individuelle dans un contexte dynamique et est composée de deux études expérimentales indépendantes. Néanmoins, elles reposent toutes deux sur la décomposition de l'axiome d'indépendance en trois axiomes dynamiques: conséquentialisme, cohérence dynamique et réduction des loteries composées. Le chapitre 4 rapporte les résultats d'une expérience de décision individuelle sur les facteurs de violations de chacun de ces axiomes. Le chapitre 5 présente une catégorisation conceptuelle des comportements individuels dans des problèmes de décision séquentiels face au risque. Le cas des agents ne se conformant pas à l'axiome d'indépendance y est étudié de façon systématique et les résultats d'une expérience spécialement conçue pour tester cette catégorisation sont présentés. / This thesis belongs to the domain of decision theory under uncertainty and aims to understand, describe and represent individual choices in various decision contexts. Our work focuses on the fact that economic behavior is often influenced by the structure and the timing of resolution of uncertainty. In a first experimental part, we confronted subjects with different types of uncertainty, namely risk (known probabilities), uncertainty (unknown probabilities), compound risk and compound uncertainty, which were generated using special random devices. In chapter 1 we analyze the heterogeneity of attitudes towards ambiguity, compound risk and compound uncertainty whereas in chapter 2, we use rank dependent expected utility as a measuring tool in order to individually investigate these attitudes. Chapter 3 confronts the interpretation of ambiguity in term of second order beliefs with the experimental data and proposes a method for eliciting the function that encapsulates attitudes toward ambiguity in the “recursive” or multistage models of decision under uncertainty. The second part of the thesis deals with individual decision making under risk in a dynamic context and is composed of two independent experimental studies. Both of them rely on the decomposition of the independence axiom into three dynamic axioms: consequentialism, dynamic consistency and reduction of compound lotteries. Chapter 4 reports experimental data about violations of each of the three axioms. Chapter 5 presents a conceptual categorization of individual behavior in sequential decision problems under risk, especially those which do not conform to the independence axiom. We propose an experiment specially designed to test the predictions of this categorization.

Ce travail de thèse porte sur la conception, la réalisation et l'étude physique de sources lasers de haute cohérence et de forte puissance émettant dans le proche et le moyen infrarouge. Nous nous intéressons plus particulièrement aux lasers à semiconducteur émettant par la surface en cavité externe verticale (VECSEL), l'objectif étant d'obtenir un fonctionnement laser monofréquence accordables et robustes, de forte puissance à température ambiante et en régime continu dans la gamme spectrale 2-3µm et autour de 1µm, avec des dispositifs pompés optiquement ou électriquement. Nous traitons de la conception et de la caractérisation des VECSEL, depuis l'optimisation du milieu à gain jusqu'à l'élaboration et la caractérisation de prototypes laser fonctionnels, et nous effectuons une étude approfondie des propriétés physiques de l'émission laser en terme de cohérence spatiale et temporelle. / This thesis focuses on the design, realization and physical study of high power and highly coherent laser sources emitting in the near and mid-infrared. We are particularly interested in vertical external cavity surface emitting laser (VECSEL), the aim being to obtain a robust and tunable single frequency operation with high power at room temperature in continuous wave and in the spectral range of 2-3µm and around 1µm, with optically or electrically pumped devices . We discuss the design and characterization of VECSEL, from optimization of the gain medium to the development and characterization of a functional laser prototype, and we conduct a thorough study of the physical properties of the laser emission in terms of spatial and temporal coherence.

Dans cette thèse, nous étudions les effets cohérents associés à la propagation d’ondes dans les milieux diffusants, en particulier les ondes électromagnétiques.En milieux faiblement désordonnés, l'intensité lumineuse fluctue spatialement sur de grandes distances. Ce phénomène est le résultat d'effets cohérents mésoscopiques complexes, qui se produisent à une échelle microscopique. Nous montrons que ces fluctuations mésoscopiques cohérentes de la lumière induisent des forces de rayonnement d'un nouveau genre. L'amplitude de ces forces fluctuantes est déterminée par un paramètre unique et facilement réglable, la conductance adimensionnée, qui dépend à la fois de la géométrie et des propriétés de diffusion du milieu. Notre découverte devrait donc avoir des applications intéressantes, telles que de nouveaux capteurs pour la matière molle ou la biophysique.Du point de vue méthodologique, nous utilisons une approche à la Langevin pour décrire les fluctuations lumineuses cohérentes, où un bruit précisément calculé rend compte des effets cohérents mésoscopiques. Nous montrons comment inclure systématiquement les corrections cohérentes dans le terme de bruit, afin de reproduire les fluctuations d'intensité. Cette description permet de comprendre les fluctuations cohérentes comme résultant d’un flux lumineux hors équilibre, caractérisé par deux paramètres seulement, le coefficient de diffusion et la mobilité, qui sont par ailleurs liés par une relation d’Einstein. Un avantage évident de cette méthode est sa dépendance à deux paramètres seulement, ce qui fournit une description à la fois compacte et précise des riches effets cohérents sous-jacents. De plus, la correspondance que nous présentons entre la lumière cohérente et l'hydrodynamique hors d'équilibre est facilement généralisable à une large classe de problèmes d'ondes quantiques ou classiques.Pour les perspectives futures, cette connexion entre les effets cohérents mésoscopiques et les processus stochastiques hors équilibre devraient intéresser les communautés de la mésoscopie et de la mécanique statistique. Pour les premiers, le lien avec l'hydrodynamique hors équilibre fournit un nouvel éclairage sur la physique mésoscopique, ainsi que des outils utiles pour étudier les quantités jusqu'ici difficiles d'accès, telles que les fonctions de corrélation d'intensité d'ordres supérieurs. Pour les seconds, ces travaux devraient motiver une étude plus approfondie des processus indépendants du temps inspirés de la mésoscopie. / In this work, we study coherent effects associated to wave propagation in scattering media, in particular electromagnetic waves.In weakly disordered media, light intensity fluctuates spatially over large distances. This phenomenon is the result of complex mesoscopic coherent effects, which occur at a microscopic scale. We show that these mesoscopic coherent fluctuations of light induce radiation forces of a new kind. The strength of these fluctuating forces is determined by a single and easily tunable parameter, the dimensionless conductance, which depends on both the geometry and the scattering properties of the medium. Our findings should therefore have interesting applications such as new sensors in soft condensed matter or biophysics.On the methodological viewpoint, we use a hydrodynamic Langevin approach to describe the coherent light fluctuations, where a properly tailored noise accounts for mesoscopic coherent effects. We show how to systematically include the coherent corrections in the noise term, in order to reproduce the intensity fluctuations. This description allows to understand coherent light fluctuations as resulting from a non equilibrium light flow, characterized by two parameters only, the diffusion coefficient and the mobility, otherwise related by an Einstein relation. A clear asset of this method is its dependence upon two parameters only, which provides a compact yet accurate description of the rich underlying coherent effects. Moreover, the mapping we present between coherent light and out of equilibrium hydrodynamics is easily generalizable to a large class of quantum or classical wave problems.For future perspectives, this connection between coherent effects in mesoscopics and non equilibrium stochastic processes should be of interest in both the mesoscopics and statistical mechanics communities. For the former, the mapping to non equilibrium hydrodynamics provides a new insight to mesoscopic physics as well as useful tools to study quantities so far difficult to access, such as higher orders intensity correlation functions. For the latter, this work should motivate further study of time independent processes inspired from mesoscopics.

Les systèmes décentralisés sont par nature extensibles mais sont également difficiles à coordonner en raison de leur faible couplage. La réplication de données dans ces systèmes géo-répartis est donc un défi inhérent à leur structure. Les deux contributions de cette thèse exploitent l'hétérogénéité des besoins des utilisateurs et permettent une qualité de service personnalisable pour la réplication de données dans les systèmes décentralisés. Notre première contribution Gossip Primary-Secondary étend le critère de cohérence Update consistency Primary-Secondary afin d'offrir des garanties différenciées de cohérence et de latence de messages pour la réplication de données à grande échelle. Notre seconde contribution Dietcoin enrichit Bitcoin avec des nœuds diet qui peuvent (i) vérifier la validité de sous-chaînes de blocs en évitant le coût exorbitant de la vérification initiale et (ii) choisir leur propres garanties de sécurité et de consommation de ressources. / Decentralized systems are scalable by design but also difficult to coordinate due to their weak coupling. Replicating data in these geo-distributed systems is therefore a challenge inherent to their structure. The two contributions of this thesis exploit the heterogeneity of user requirements and enable personalizable quality of services for data replication in decentralized systems. Our first contribution Gossip Primary-Secondary enables the consistency criterion Update consistency Primary-Secondary to offer differentiated guarantees in terms of consistency and message delivery latency for large-scale data replication. Our second contribution Dietcoin enriches Bitcoin with diet nodes that can (i) verify the correctness of entire subchains of blocks while avoiding the exorbitant cost of bootstrap verification and (ii) personalize their own security and resource consumption guarantees.

Cette thèse a pour but d’étudier la qualité de texte chez les jeunes adultes universitaires. La première partie de ce travail est théorique et définit ce qu’est un texte et comment s’élabore sa qualité. Cette dernière est envisagée à travers les concepts linguistiques de cohérence et de cohésion. Ces deux notions sont dès lors développées, décrites et opérationnalisées à des fins d’expérimentation. La deuxième partie de la thèse est empirique et expose trois études expérimentales. La première a pour but de déterminer si les performances orthographiques varient en fonction du genre textuel produit et de quelle manière. La deuxième étude se penche sur des marques linguistiques de la cohésion servant à l’élaboration de la cohérence. Plus précisément, il s’agit de déterminer si les procédés anaphoriques et les marqueurs de connectivité varient selon le genre textuel produit. La dernière étude a pour but d’évaluer les relations existant entre l’usage de ces mêmes indices et une charge cognitive-attentionnelle accrue ou allégée portée spécifiquement sur la correction orthographique. Au terme de ces recherches, il apparaît que plusieurs facteurs semblent liés aux variations dans l’usage et la maîtrise des marques étudiées et seraient donc liés aux variations de qualité textuelle. / Doctorat en Sciences psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished