La grossesse est une période sensible et déterminante pour le développement de l’enfant et l’état de santé à l’âge adulte. L'adaptation biologique et physiologique de l'organisme face à des « stresseurs » physiques et psychosociaux au cours de cette période peut ainsi exercer ses effets à l'âge adulte (et possiblement sur plusieurs générations). Cette toxicité différée suppose intrinsèquement la nécessité d’étudier les conséquences des expositions environnementales au cours de la vie foetale et ce suivant une approche holistique intégrant autant les facteurs de risque à des niveaux micro (caractéristiques individuelles) et macro (expositions physiques externes et contexte psycho-social). Etant donné l’hétérogénéité du territoire breton dans lequel s’inscrit ce travail de thèse, nous avons cherché à explorer l’impact des inégalités sociales et de l’environnement physique (pollution atmosphérique) sur l’issue de la grossesse (croissance foetale et risque de prématurité) indépendamment chez des femmes enceintes résidant dans des zones urbaines et rurales. Ce travail s’est appuyé sur les données issues de la cohorte bretonne mère-enfant PELAGIE, qui a inclus 3421 femmes enceintes entre 2002- 2006. Les paramètres anthropométriques et l’âge gestationnel à la naissance ont été renseignés à l’accouchement par le personnel médical. Le contexte urbain et rural breton a été caractérisé à partir de la définition des unités urbaines de l’INSEE. Les concentrations annuelles de pollution atmosphérique (dioxyde d’azote (NO2)) ont été modélisées à une échelle de 100 m à partir d’un modèle de "land-use regression" développé à l’échelle européenne. Enfin, le niveau socio-économique des IRIS a été estimé à l’aide d’un indice de désavantage social - construit à partir des données du recensement de l’INSEE et dont la validité et l’adaptabilité à des territoires à la fois urbains et ruraux a été examinée au préalable. Nos résultats suggèrent une influence délétère d’un contexte de vie socioéconomique défavorable sur la croissance intra-utérine, spécifiquement chez les femmes résidant en milieu rural. Nous avons également observé une augmentation du risque de prématurité associée à des niveaux > 16.4 μg.m-3 de NO2 dans l’air, à l’inverse, uniquement chez les femmes résidant dans des zones urbaines. Les associations entre l’exposition à la pollution atmosphérique et les marqueurs de la croissance intra-utérine, bien que sexe-spécifiques, ne semblent en revanche pas varier sensiblement suivant le gradient urbain-rural. Ce travail confirme la nécessité d’évaluer l’influence des inégalités sociales et environnementales sur le développement intra-utérin et de considérer l’importance et le rôle du contexte de vie, notamment urbain-rural, dans la formation de ces inégalités. / Pregnancy is a sensitive and critical period for the development of the child and the health of adults-to-be. The biological and physiological adaptation of the body dealing physical and psychosocial stressors during this period may exert its effects in adulthood (and possibly over several generations). This delayed toxicity presupposes intrinsically the need to study the effects of exposure to environmental risk factors during fetal life using a holistic approach involving risk factors at both the micro (individual characteristics) and the macro level (physical and psycho-social context). Given the heterogeneity of the Breton territory in which this work was conducted, we explored whether the impact of social inequalities and the physical environment (air pollution) on birth outcomes (fetal growth and the risk of prematurity) could be modified according to an urban or rural place of residence. This work was based on data collected as part of the Breton mother-child cohort PELAGIE, which had included 3421 pregnant women between 2002- 2006. The anthropometric parameters and gestational age at birth were measured by medical personnel at delivery. We defined urban and rural areas according to the definition of “urban units” from the National Census Bureau (INSEE). The annual concentrations of air pollution (nitrogen dioxide (NO2)) were estimated using a land-use regression modeled at a 100 m scale and developed as part of an European project. Finally, neighbourhood deprivation was estimated using a composite index developed at census blocks level and whose use was legitimated over both urban and rural areas. Neighbourhood deprivation was associated with an increased risk of infants with fetal growth restriction, only for women living in rural areas. We also observed an increased risk of preterm birth associated with NO2 concentrations > 16.4 μg.m-3, only among women residing in urban areas. The associations between air pollution and fetal growth, although sex-specific, did not seem on the other hand, to vary significantly according to the urban-rural spectrum. This work confirms the need to explore the influence of both social and environmental inequalities on intrauterine development, and to assess the role of place-based factors, such as the urban-rural context, in shaping these inequalities.

L’Internet des Objets (IdO) est un nouveau paradigme, dont l’idée de base est d’avoir un grand nombre d’objets de façon ubiquitaire. Ces objets sont capables d’interagir les uns avec les autres et de coopérer avec leurs voisins en partageant des données acquises directement en mesurant certains faits. Tout cela, afin d’atteindre des objectifs communs. Cette information ne représente pas seulement l’état des utilisateurs, mais aussi les processus dans lesquels ils sont impliqués, on appelle cela le Contexte. Le Contexte informe à la fois la reconnaissance et le mappage des opérations en fournissant une vue structurée et unifiée du monde dans lequel un système fonctionne.Avec l’IdO, de nombreuses applications récupèrent des informations de contexte concernant les utilisateurs (propriétaires de contexte) tels que, leurs habitudes, leurs comportements et leur «sentiment» (état de santé). Ceci, offre alors beaucoup d’avantages pour les utilisateurs, mais au dépend de leur intimité. La problématique de recherche de cette thèse se situe dans la vision orientée sémantique de l’IdO. Dans ce cadre, les technologies sémantiques jouent un rôle clé dans l’exploitation des solutions de modélisation parfaitement appropriée pour intégrer la notion de sécurité de la vie privée dans l’IdO. Les applications et services (consommateurs de contexte), qui sont sensibles au contexte, attendent des données de contexte correctes et fiables afin d’adapter leurs fonctionnalités. Dans cette thèse, la qualité de Contexte (QoC) est une métadonnée qui est associée aux informations de contexte. Elle décrit une série de critères exprimant la qualité de l’information de contexte. Ces métadonnées peuvent être utilisées pour déterminer la valeur de l’information pour une application particulière dans une situation particulière. Nous explorons des solutions intergicielles et des structures logiciels pour intégrer la gestion de la vie privée et QoC dans l’IdO.Cette thèse se distingue des autres recherches du domaine de la gestion de contexte et tient compte du découplage des participants IdO; à savoir, les propriétaires des informations de contexte et les consommateurs de ces informations de contexte. De plus, nous considérons la QoC comme un facteur affectant la vie privée des individus. Cette thèse fournit les contributions suivantes selon deux axes: Axe 1: Concevoir un contexte contrat méta-modèle pour définir la vie privée et QoC pour exprimer les préoccupations des propriétaires et consommateurs de contexte; basé sur la confiance réciproque, puisque les deux sont découplés. Cette conception est basée sur deux points : Premièrement, nous considérons que la vie privée est la capacité des propriétaires de contexte à contrôler quoi, comment, quand, où et avec qui partager des informations. Par conséquent, nous identifions quatre dimensions de la vie privée (le but, la visibilité, la rétention, la QoC), pour les utiliser au moment de la définition des politiques et des obligations d’accès. Deuxièmement, les consommateurs de contexte attendent un certain niveau de QoC afin d’accomplir leurs tâches. Nous proposons alors de définir deux types de contrat de contexte : le premier, pour la partie producteur et un second pour le côté du consommateur.Axe 2 : Proposer un algorithme pour créer des accords entre les producteurs et les consommateurs de contexte en évaluant et en comparant les exigences par rapport aux garanties indiquées sur leurs contrats de contexte respectives.Comme les deux participants de l’IdO ont des contrats symétriques, quand un participant définit ses besoins, l’autre définit ses garanties. Le processus de correspondance de ces contrats de contexte vérifie si les exigences de l’une des parties sont incluses dans les garanties offertes par l’autre partie.A partir de cette définition, nous avons conçu des algorithmes pour déterminer si l’accès et la consommation sont autorisés ou non, selon la correspondance des contrats de contexte / The Internet of Things (IoT) is a novel paradigm, which basic idea is the pervasive presence around us of a variety of things or objects that are able to interact with each other and cooperate with their neighbors by sharing data, directly acquired by measuring some facts, in order to reach common goals. This information not only represents the state of users but also the processes in which they are involved, this is called the Context. The context informs both recognition and mapping operations by providing a structured, unified view of the world in which a system operates. With the IoT, many applications consume context information concerning users (context owners) such as, daily routines, behaviors and health, offering lots of benefits to users, but compromising their privacy. The re-search problematic of this thesis lies within the “semantic-oriented” IoT vision. In this context, semantic technologies play a key role in exploiting appropriate modelling solutions for integrating privacy security into the IoT. Context-aware applications and services (context consumers) expect correct and reliable context data to adapt their functionalities. In this thesis the Quality of Context (QoC) is meta-data attached to context information describing a range of criteria that express context information quality. These meta-data can be used to determine the worth of the information for a particular application in a particular situation. We explore middleware and framework solutions to integrate the management of privacy and QoC in the IoT. This thesis is distinguished from other context management domain researches by bearing in mind the decoupling of the IoT participants, i.e., the owners of context information and the consumers of this context information. Moreover, we consider the QoC as a factor affecting the privacy of individuals. This thesis provides the following contributions along two axis: 1. Designing a Context Contract Meta-model to define privacy and QoC concerns of decoupled context owners and context consumers based on reciprocal trust. This design is based on two points. Firstly, we consider that privacy is the capacity of context owners to control what, how, when, where and with whom to share information. Therefore, we identify four privacy dimensions (purpose, visibility, retention, QoC), and use them in the definition of access policies and obligations. Secondly, context consumers expect a certain QoC level in order to perform their tasks. We then propose to define two kinds of context contract for the producer and the consumer sides as follows: Context producer contract: A context contract whose clauses are expressions of the production of context data, of privacy requirements, and of QoC guarantees; Context consumer contract: A context contract whose clauses are expressions of the consumption of context data, of QoC requirements, and of privacy guarantees. Each context contract is created without the knowledge of is counter party.2. Proposing an algorithm to create agreements among context producers and context consumers by evaluating and compare requirements against guarantees, stated on their respective context contracts. As both IoT participants have symmetric contracts, when one participant defines its requirements, the other one defines its guarantees. The matching process of these context contracts verifies if the requirements of one party are included within the guarantees offered by the other party. Therefore, taking a decision based on this compatibility match from the producer point of view is to permit or deny the access to context data. Complementarily, from a consumer point of view, the consumption of context data is permitted or denied. From this definition, we designed algorithms to determine whether access and consumption are authorized or not, according to the context contracts matching

L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'élaboration d'une méthode de test de systèmes mobiles. L'approche développée est fondée sur la description de tests à l'aide de scénarios et leurs vérifications sur une trace d'exécution. Un scénario modélise le comportement et les interactions que l'on souhaite observer entre un ensemble de nœuds. Les caractéristiques des systèmes mobiles nous ont conduit à représenter un scénario sous deux points de vue différents et complémentaires. Un premier représente des événements de communications entre les nœuds et un second représente la topologie des liens entre ces nœuds. Notre approche est décomposée en deux étapes : une étape de spécification des cas de tests à l'aide de scénarios et une étape de vérification de ces scénarios sur des traces d'exécutions. La première consiste à spécifier à l'aide du langage dédié TERMOS les cas de test de l'application mobile à vérifier. Ce langage TERMOS a été mis en œuvre au sein de l'atelier UML Papyrus. À partir des scénarios décrits de manière graphique, nous générons pour chacun d'eux un automate ainsi qu'une séquence de topologie que nous utilisons dans l'étape suivante. La deuxième étape consiste à vérifier chaque scénario sur des traces d'exécutions provenant de l'application à tester. Pour cela un premier outil recherche les occurrences de la séquence de topologie du scénario dans la trace d'exécution. Pour chacune d'entre elles, l'automate est exécuté et conclut à un verdict. L'analyse de l'ensemble des verdicts d'un scénario permet de détecter les fautes présentes dans le système. / The main objective of this thesis is to contribute to elaborating a mobile system test method. The proposed approach is based on test definition using scenarios and their verification on an execution trace. A scenario modelizes the behavior and the interactions we want to achieve on a set of nodes. Considering the characteristics of mobile systems we represented scenarios from two different but complementary points of view. The first represents communication events between nodes and the second represents the link topology between the nodes. Our approach is composed of two steps : a first step to specify the test cases by using scenarios and a second step to verify these scenarios on execution flows. The first step consists in using the dedicated TERMOS language in order to specify the test cases of the mobile application. The TERMOS language has been developed in the UML Papyrus workshop. Based on the graphically defined scenarios, we generate an automaton for each one of them, as well as a sequence of topologies which we will be using in the next step. The second step consists in verifying each scenario by using execution traces from the application to be tested. Therefore a first tool detects scenario topology sequences in the execution flow. For each one of them the automaton is executed and comes out with a verdict. The analysis of all the verdicts of a scenario allows the detection of faults in the system.

Les premiers robots sont apparus dans les usines, sous la forme d'automates programmables. Ces premières formes robotiques ont le plus souvent un nombre très limité de capteurs et se contentent de répéter une séquence de mouvements et d'actions. De nos jours, de plus en plus de robots ont à interagir ou coopérer avec l'homme, que se soit sur le lieu de travail avec les robots coéquipiers ou dans les foyers avec les robots d'assistance. Mettre un robot dans un environnement humain soulève de nombreuses problématiques. En effet, pour évoluer dans le même environnement que l'homme et comprendre cet environnement, le robot doit être doté de capacités cognitives appropriées. Au delà de la compréhension de l'environnement matériel, le robot doit être capable de raisonner sur partenaires humains afin de pouvoir collaborer avec eux ou les servir au mieux. Lorsque le robot interagit avec des humains, l'accomplissement de la tâche n'est pas un critère suffisant pour quantifier la qualité de l'interaction. En effet, l'homme étant un être social, il est important que le robot puisse avoir des mécanismes de raisonnement lui permettant d'estimer également l'état mental de l'homme pour améliorer sa compréhension et son efficacité, mais aussi pour exhiber des comportements sociaux afin de se faire accepter et d'assurer le confort de l'humain. Dans ce manuscrit, nous présentons tout d'abord une infrastructure logicielle générique (indépendante de la plateforme robotique et des capteurs utilisés) qui permet de construire et maintenir une représentation de l'état du monde à l'aide de l'agrégation des données d'entrée et d'hypothèses sur l'environnement. Cette infrastructure est également en charge de l'évaluation de la situation. En utilisant l'état du monde qu'il maintient à jour, le système est capable de mettre en oeuvre divers raisonnements spatio-temporels afin d'évaluer la situation de l'environnement et des agents (humains et robots) présents. Cela permet ainsi d'élaborer et de maintenir une représentation symbolique de l'état du monde et d'avoir une connaissance en permanence de la situation des agents. Dans un second temps, pour aller plus loin dans la compréhension de la situation des humains, nous expliquerons comment nous avons doté notre robot de la capacité connue en psychologie développementale et cognitive sous le nom de “théorie de l'esprit” concrétisée ici par des mécanismes permettant de raisonner en se mettant à la place de l'humain, c'est à dire d'être doté de “prise de perspective”. Par la suite nous expliquerons comment l'évaluation de la situation permet d'établir un dialogue situé avec l'homme, et en quoi la capacité de gérer explicitement des croyances divergentes permet d'améliorer la qualité de l'interaction et la compréhension de l'homme par le robot. Nous montrerons également comment la connaissance de la situation et la possibilité de raisonner en se mettant à la place de l'homme permet une reconnaissance d'intentions appropriée de celui-ci et comment nous avons pu grâce à cela doter notre robot de comportements proactifs pour venir en aide à l'homme . Pour finir, nous présenterons une étude présentant un système de maintien d'un modèle des connaissances de l'homme sur diverses tâches et qui permet une gestion adaptée de l'interaction lors de l'élaboration interactive et l'accomplissement d'un plan partagé. / The first robots appeared in factories, in the form of programmable controllers. These first robotic forms usually had a very limited number of sensors and simply repeated a small set of sequences of motions and actions. Nowadays, more and more robots have to interact or cooperate with humans, whether at the workplace with teammate robots or at home with assistance robots. Introducing a robot in a human environment raises many challenges. Indeed, to evolve in the same environment as humans, and to understand this environment, the robot must be equipped with appropriate cognitive abilities. Beyond understanding the physical environment, the robot must be able to reason about human partners in order to work with them or serve them best. When the robot interacts with humans, the fulfillment of the task is not a sufficient criterion to quantify the quality of the interaction. Indeed, as the human is a social being, it is important that the robot can have reasoning mechanisms allowing it to assess the mental state of the human to improve his understanding and efficiency, but also to exhibit social behaviors in order to be accepted and to ensure the comfort of the human. In this manuscript, we first present a generic framework (independent of the robotic platform and sensors used) to build and maintain a representation of the state of the world by using the aggregation of data entry and hypotheses on the environment. This infrastructure is also in charge of assessing the situation. Using the state of the world it maintains, the system is able to utilize various spatio-temporal reasoning to assess the situation of the environment and the situation of the present agents (humans and robots). This allows the creation and maintenance of a symbolic representation of the state of the world and to keep awareness of each agent status. Second, to go further in understanding the situation of the humans, we will explain how we designed our robot with the capacity known in developmental and cognitive psychology as "theory of mind", embodied here by mechanisms allowing the system to reason by putting itself in the human situation, that is to be equipped with "perspective-taking" ability. Later we will explain how the assessment of the situation enables a situated dialogue with the human, and how the ability to explicitly manage conflicting beliefs can improve the quality of interaction and understanding of the human by the robot. We will also show how knowledge of the situation and the perspective taking ability allows proper recognition of human intentions and how we enhanced the robot with proactive behaviors to help the human. Finally, we present a study where a system maintains a human model of knowledge on various tasks to improve the management of the interaction during the interactive development and fulfillment of a shared plan.

Contexte et objectifs. Dans le cadre de leurs interactions avec les citoyens, les policiers peuvent entre autres être victimes de menaces, insultes et voies de fait. Ces agressions se produisent parfois lorsque les policiers ne sont pas dans l’exercice de leurs fonctions. Ces événements sont imprévisibles et surviennent dans un contexte où les policiers sont davantage vulnérables, ne pouvant pas compter sur leurs collègues ou se préparer pour faire face à cette éventualité. Ces agressions sont ainsi susceptibles d’augmenter le sentiment d’insécurité des policiers et leurs craintes. Des incidents similaires peuvent produire des effets différents chez les policiers victimes. Or, peu d’études se sont attardées aux agressions vécues par les policiers lorsqu’ils ne sont pas en fonction. En ce sens, l’objectif général de ce mémoire est de comprendre les expériences d’agressions vécues par les policiers lorsqu’ils ne sont pas dans l’exercice de leurs fonctions. Plus spécifiquement, il s’agit d’ 1) identifier les différentes formes d’agressions vécues hors fonction, 2) identifier les éléments contextuels qui exercent une influence sur la perception de ces incidents et 3) décrire les répercussions de ces expériences chez les policiers exposés. Méthodologie. Pour atteindre ces objectifs, 23 entretiens semi-dirigés ont été réalisés auprès de policiers qui ont vécu des agressions en contexte hors fonction. Une analyse thématique et une étude de cas typique ont par la suite été utilisées pour examiner les données du corpus. Résultats. Les analyses illustrent un vaste éventail d’agressions qui ont lieu alors que les policiers ne sont plus en fonction, soit des agressions physiques, des infractions contre les biens, des menaces et de l’intimidation, des interactions non souhaitées et se faire suivre ou observer. Les propos des policiers permettent d’observer que le contexte « hors fonction » se caractérise par différents éléments qui ont une influence sur la perception de l’expérience. L’absence de ressources, le fait de se sentir ciblé personnellement et de ne pas considérer l’incident comme faisant « partie du travail » paraissent être des éléments qui particularisent les expériences d’agressions hors fonction. Ces incidents ont engendré différentes réactions et des répercussions psychologiques, physiques et comportementales chez les participants. Conclusion. Les résultats de cette recherche soulignent la pertinence de considérer plus largement le phénomène des agressions envers les policiers, c’est-à-dire en incluant des formes variées d’agressions et en élargissant les contextes dans lesquels elles peuvent se produire. / Context and objectives. During their interactions with citizens, police officers can be victims of verbal threats, insults or physical assaults. These aggressions sometimes take place when the officers are off-duty. These unpredictable events occur in a context where police officers are vulnerable. In fact, they cannot count on their colleagues or prepare themselves to face this aggression. These aggressions are likely to increase insecurity and the fear among victimized police officers. Depending on the context, similar incidents can generate different outcomes among victims. However, few studies have focused on aggressions experienced by police officers when they are not on duty. Thus, the purpose of this research project is to understand assaults experienced by police officers when they are off-duty. More specifically, this research aims at 1) describing different forms of aggression experienced off-duty, 2) identifying contextual elements influencing the perception about these events, and 3) describing outcomes associated with aggressions among victimized police officers. Methodology. To achieve these objectives, 23 semi-direct interviews were conducted with police officers who were aggressed when they were off-duty. A thematic analysis was used to examine the data corpus, and vignettes were used to present typical cases of aggressions. Results. Results indicate that police officers are victim of multiple forms of aggressions when they are off-duty, such as physical aggressions, damages against their property, threats or bullying, undesired interactions and being stalked or observed. Various contextual elements shape the perception of aggressions experienced by police officers. The lack of resources, the feeling of personally targeted, and considering that the incident is not part of the job affect perceptions about off-duty aggressions. These incidents generated different psychological, physical and behavioral repercussions among participants. Conclusions. Findings from this study highlight the relevance of broadening the concept of aggressions against police officers, namely by including various forms of incidents and accounting for contextual elements.

How do individuals form their perceptions of economic matters? In this thesis I present three chapters which aim to demonstrate that individuals are influenced by their immediate environment in shaping their perceptions of the national economy or their economic status. In Chapter 1, I use cohabitation between young adults and their parents as a proxy for the economic difficulties experienced by individuals aged between 18 to 34. Using survey data from 32 countries, I show that parents' daily exposure to their adult child's difficulties negatively influences their perception of the national economy as well as the performance of the government. Chapter 2 deals with perceptions of an individual's economic status. I show that rising housing prices lead to economic anxiety among renters because of a fear of gentrification in their locality, as well as economic barriers to become home owner. My results are drawn from two survey experiments, one conducted in the United States, the other in Montreal. Finally, in Chapter 3 I take a more traditional approach to investigate the link between the local economic context and perceptions of the national economy. For this last chapter, I propose to reconsider the local economic context by taking into account not only the unemployment rate at the place of residence but also the place where adult individuals spend a large part of their time, i.e. their work. My results show that while the level of local unemployment is indeed correlated with the perception of the national economy, taking into account the average unemployment rate at the destination weakens this correlation. On the other hand, a global measure that takes into account the residential area as well as where individual's use to go on a daily basis is better correlated with the perception of the national economy. / Comment les individus forment-ils leur perception des questions économiques ? Dans cette thèse, je présente trois chapitres qui visent à démontrer que les individus sont influencés par leur environnement immédiat dans la formation de leurs perceptions de l'économie nationale ou de leur statut économique. Dans le chapitre 1, j'utilise la cohabitation entre les jeunes adultes et leurs parents comme indicateur des difficultés économiques rencontrées par les individus âgés de 18 à 34 ans. À l'aide de données de sondages provenant de 32 pays, je montre que l'exposition quotidienne des parents aux difficultés de leur enfant adulte influence négativement leur perception de l'économie nationale ainsi que leur perception de la performance du gouvernement en place. Le chapitre 2 traite des perceptions de la situation économique d'un individu. Je montre que la hausse des prix de l'immobilier entraîne une anxiété économique chez les locataires en raison de la crainte d'un embourgeoisement dans leur localité, ainsi que des obstacles économiques à l'accession à la propriété. Mes résultats sont tirés de deux expériences par sondage, l'une menée aux États-Unis, l'autre à Montréal. Enfin, dans le chapitre 3, j'adopte une approche plus traditionnelle pour étudier le lien entre le contexte économique local et les perceptions de l'économie nationale. Pour ce dernier chapitre, je propose de reconsidérer le contexte économique local en prenant en compte non seulement le taux de chômage du lieu de résidence mais aussi celui du lieu où les individus adultes passent une grande partie de leur temps, c'est-à-dire leur travail. Mes résultats montrent que si le niveau de chômage local est effectivement corrélé avec la perception de l'économie nationale, la prise en compte du taux de chômage moyen à la destination affaiblit cette corrélation. En revanche, une mesure globale prenant en compte la zone résidentielle ainsi que le lieu de déplacement quotidien des individus est mieux corrélée avec la perception de l'économie nationale.

La participation sociale des personnes ayant une incapacité (PAI) est l'un des enjeux majeurs de notre société. La participation sociale des PAI est influencée par les résultats des interactions entre les facteurs personnels et les facteurs environnementaux (physiques et sociaux). L'une des activités quotidiennes les plus importantes en milieu urbain est la mobilité, ce qui est fondamental pour la participation sociale des PAI. L'environnement urbain est composé des infrastructures et des services principalement conçus pour les personnes sans incapacités et ne prend pas en compte les besoins spécifiques des PAI. Dans ce contexte, la conception et le développement des environnements intelligents peuvent contribuer à une meilleure mobilité et participation sociale des PAI grâce à l'avancement récent de technologie de l'information et de télécommunication ainsi que de réseaux de capteurs. Cependant, le déploiement de réseaux de capteurs en tant que technologie d'assistance pour améliorer la mobilité des personnes n'est conçu que sur la base des modèles trop simplistes de l'environnement physique. Bien que des approches de déploiement de réseaux de capteurs aient été développées ces dernières années, la plupart d'entre elles ont considéré le modèle simple des capteurs (cercle ou sphérique dans le meilleur des cas) et l'environnement 2D, (sans obstacle), indépendamment des besoins des PAI lors de leur mobilité. À cet égard, l'objectif global de cette thèse est le déploiement optimal de réseau de capteurs dans un environnement intérieur pour améliorer l'efficacité de la mobilité des personnes à mobilité réduite (PMR). Plus spécifiquement, nous sommes intéressés à la mobilité des personnes utilisatrices de fauteuil roulant manuel. Pour atteindre cet objectif global, trois objectifs spécifiques sont identifiés. Premièrement, nous proposons un cadre conceptuel pour l'évaluation de la lisibilité de l'environnement intérieur pour les PMR, afin de déterminer la méthode appropriée pour évaluer les interactions entre les facteurs personnels et les facteurs environnementaux (par exemple, pentes, rampes, marches, etc.). Deuxièmement, nous développons un algorithme d'optimisation locale basé sur la structure Voronoi 3D pour le déploiement de capteurs dans l'environnement intérieur 3D pour s'attaquer à la complexité de la structure de l'environnement intérieur (par exemple, différentes hauteurs de plafonds) afin de maximiser la couverture du réseau. Troisièmement, pour aider la mobilité des PMR, nous développons un algorithme d'optimisation ciblé pour le déploiement de capteurs multi-types dans l'environnement intérieur en tenant compte du cadre d'évaluation de la lisibilité pour les PMR. La question la plus importante de cette recherche est la suivante : quels sont les emplacements optimaux pour un ensemble des capteurs pour le positionnement et le guidage des PMR dans l'environnement intérieur complexe 3D. Pour répondre à cette question, les informations sur les caractéristiques des capteurs, les éléments environnementaux et la lisibilité des PMR ont été intégrés dans les algorithmes d'optimisation locale pour le déploiement de réseaux de capteurs multi-types, afin d'améliorer la couverture du réseau et d'aider efficacement les PMR lors de leur mobilité. Dans ce processus, le diagramme de Voronoi 3D, en tant que structure géométrique, est utilisé pour optimiser l'emplacement des capteurs en fonction des caractéristiques des capteurs, des éléments environnementaux et de la lisibilité des PMR. L'optimisation locale proposée a été mise en œuvre et testée avec plusieurs scénarios au Centre des congrès de Québec. La comparaison des résultats obtenus avec ceux des autres algorithmes démontre une plus grande efficacité de l'approche proposée dans cette recherche. / Social participation of people with disabilities (PWD) is one of the challenging problems in our society. Social participation of PWD is influenced by results from the interactions between personal characteristics and the physical and social environments. One of the most significant daily activities in the urban environment is mobility which impacts on the social participation of PWD. The urban environment includes infrastructure and services are mostly designed for people without any disability and does not consider the specific needs of PWD. In this context, the design and development of intelligent environments can contribute to better mobility and social participation of PWD by leveraging the recent advancement in information and telecommunications technologies as well as sensor networks. Sensor networks, as an assistive technology for improving the mobility of people are generally designed based on the simplistic models of physical environment. Although sensor networks deployment approaches have been developed in recent years, the majority of them have considered the simple model of sensors (circle or spherical in the best case) and the environment (2D, without obstacles) regardless of the PWD needs during their mobility. In this regard, the global objective of this thesis is the determination of the position and type of sensors to enhance the efficiency of the people with motor disabilities (PWMD) mobility. We are more specifically interested in the mobility of people using manual wheelchair. To achieve this global objective, three specific objectives are demarcated. First, a framework is developed for legibility assessment of the indoor environment for PWMD to determine the appropriate method to evaluate the interactions between personal factors with environmental factors (e.g. slops, ramps, steps, etc.). Then, a local optimization algorithm based on 3D Voronoi structure for sensor deployment in the 3D indoor environment is developed to tackle the complexity of structure of indoor environment (e.g., various ceilings' height) to maximize the network coverage. Next, a purpose-oriented optimization algorithm for multi-type sensor deployment in the indoor environment to help the PWMD mobility is developed with consideration of the legibility assessment framework for PWMD. In this thesis, the most important question of this research is where the optimal places of sensors are for efficient guidance of the PWMD in their mobility in 3D complex indoor environments. To answer this question, the information of sensors characteristics, environmental elements and legibility of PWMD have been integrated into the local optimization algorithms for multi-type sensor networks deployment to enhance the network coverage as well as efficiently help the PWMD during their mobility. In this process, Voronoi diagram as a geometrical structure is used to change the sensors' location based on the sensor characteristics, environmental elements and legibility of PWMD. The proposed local optimization is implemented and tested for several scenarios in Quebec City Convention Centre. The obtained results show that these integration in our approach enhance its effectiveness compared to the existing methods.

Titre de l'écran-titre (visionné le 24 juillet 2023) / Les flux de données de capteurs constituent de nos jours un mécanisme fondamental fournissant aux systèmes d'information et d'aide à la décision, des données d'observation sur les phénomènes d'intérêt. Ces flux de données de capteurs sont largement utilisés pour de nombreuses applications telles que la surveillance industrielle, les interventions en cas de catastrophe, les accidents radioactifs, le contrôle de la qualité de l'air, et bien d'autres applications. La modélisation et le calcul quasi instantané d'informations spatiotemporelles sur de tels phénomènes environnementaux dynamiques sont nécessaires pour une meilleure compréhension desdits phénomènes et une prise de décision plus efficace. La plupart des approches de modélisation des phénomènes continus sont développées en supposant que les limites de tels phénomènes sont nettes, alors que de nombreux phénomènes environnementaux tels que la poussière, le bruit ou la pollution par les gaz ou les incendies de forêt ont des limites spatiales vagues. Par conséquent, il n'est généralement pas possible de détecter directement les limites des phénomènes surveillés à partir des mesures des capteurs, car ces derniers sont soit dispersés de manière aléatoire sur la zone surveillée, soit ils suivent un modèle particulier dont la localisation coïncide rarement avec les limites des phénomènes surveillés. La faible portée spatiale des observations faites par les capteurs amplifie le niveau d'imprécision spatiale qui caractérise les données des réseaux de capteurs. Par conséquent, une collaboration exempte de toute ambigüité sémantique est requise entre capteurs connectés au sein du réseau en vue d'inférer les connaissances décrivant la géométrie des phénomènes, et éventuellement les agréger pour une meilleure prise de décision. Dans un contexte de raisonnement spatial décentralisé au sein des réseaux de capteurs, assurer une collaboration transparente entre les capteurs qui peuvent être hétérogènes, permettrait de résoudre ce double niveau d'imprécision spatiale que présentent les données de réseaux de capteurs, afin de produire une meilleure représentation des phénomènes et observer leur dynamique et les interactions spatiales qui y ont lieu. L'objectif global de cette thèse est de proposer une approche de raisonnement spatial décentralisée à base de sémantique et de logique floue pour la représentation et les calculs spatiaux relatifs aux phénomènes de forme vague à partir des données du réseau de capteurs. Pour atteindre cet objectif, les objectifs spécifiques suivants ont été considérés : 1) assurer l'extraction d'objets spatiaux de type fuzzy-crisp composés d'un noyau et d'une partie conjecture, représentant les phénomènes dont les limites ne sont pas franches, à partir des données de réseaux de capteurs, 2) assurer le raisonnement et la modélisation de la dynamique d'un phénomène de forme spatiale floue décrit par des flux de données de réseau de capteurs à travers la détection décentralisée des frontières spatiotemporelles et de leur évolution ; et enfin 3) développer une approche de calcul, de modélisation et d'analyse des relations topologiques qui ont lieu entre phénomènes dont la géométrie est vague à partir d'observations au sein de réseaux de capteurs. Le développement d'une base de connaissances qui intègre la sémantique des données de capteurs, des domaines d'application, et d'objets spatiaux de type fuzzy-crisp représentant les phénomènes dont les limites sont vagues, constitue l'étape fondamentale garantissant un raisonnement sémantique décentralisé au sein des réseaux de capteurs. En plus des règles sémantiques découlant de cette base de connaissance, constituant le moteur de raisonnement des capteurs, l'usage des règles à base logique floue trivalente permet aux capteurs de statuer sur leur position relative aux frontières des phénomènes suivis et de construire leur géométrie. L'intégration de règles de raisonnement établies suivant le formalisme Event-Calculus permet aux capteurs d'inférer sur les changements affectant les limites du phénomène observé et de statuer sur sa dynamique spatiotemporelle. La détection simultanée de deux phénomènes par un capteur, peut être utilisée comme indice d'intersection de l'étendue des deux phénomènes dans la position dudit capteur. L'usage d'un modèle d'intersection intégrant les cinq parties topologiques comprenant le noyau, la conjecture et la zone extérieure et leurs frontières des objets spatiaux de type fuzzy-crisp a permis de caractériser efficacement les 44 cas de relations topologiques qui peuvent avoir lieu entre deux objets spatiaux simples de type fuzzy-crisp. Le développement de prototypes implémentés à l'aide du logiciel Netlogo pour différentes études de cas présentant des scénarios d'applications, ont été utilisées pour illustrer et évaluer la validité des approches proposées. Cette évaluation a présenté des résultats satisfaisants tant pour la modélisation de phénomènes de forme vague (représentation spatiale de pollution sonore lors du passage d'un train en zone urbaine), que pour l'analyse de la dynamique des phénomènes (évolution d'un feu de brousse) et des relations spatiales floues (relations topologiques entre un feu de brousse et une aire forestière) décrites par les données collectées par des réseaux de capteurs. / Sensor data streams are nowadays a fundamental mechanism providing information and decision systems with observational data on the phenomena of interest. These sensor data streams are widely used in many applications such as intrusion monitoring, manufacturing, disaster response, radioactive accidents, air quality monitoring, among others. Real time or near-instantaneous modelling and computation of spatiotemporal information on such dynamic environmental phenomena is necessary for a better understanding of the phenomena and more efficient decision-making. Most modelling approaches for continuous phenomena are developed assuming that the boundaries of such phenomena are sharp, whereas many environmental phenomena such as dust, noise or gas pollution or forest fires have vague spatial boundaries. Also, it is usually not possible to directly detect the boundaries of the monitored phenomena from the sensor measurements, because the sensors are either randomly scattered over the monitored area or follow a particular pattern whose location rarely coincides with the limits of the monitored phenomena. The small spatial range of observations made by sensors amplifies the level of spatial inaccuracy that characterizes data from sensor networks. Therefore, a collaboration free from any semantic ambiguity is required between sensors connected within the network in order to infer knowledge describing the geometry of phenomena, and possibly aggregate them for better decision-making. In a context of decentralized spatial reasoning within sensor networks, ensuring transparent collaboration between sensors, which may be heterogeneous, would make it possible to resolve this double level of spatial imprecision presented by sensor network data, in order to produce a better representation of observed phenomena, their dynamics and the spatial interactions that take place there. The overall objective of this thesis is to propose a decentralized spatial reasoning approach based on semantics and fuzzy logic for spatial modelling and calculations related to waveform phenomena from sensor network data. To achieve this objective, the following specific objectives were considered: 1) ensure the extraction of space objects of fuzzy-crisp type composed of a nucleus and a conjecture part, representing the phenomena whose limits are not clear , from sensor network data, 2) modeling and reasoning about the dynamics of vague shape continuous phenomena described by sensor network data streams in a decentralized spatial Computing approach, from detected spatiotemporal boundaries and their evolution, 3) develop an approach for computing, modelling and analyzing the topological relationships that take place between phenomena whose geometry is vague from observations within sensor networks. The development of a knowledge base which includes the semantics of sensor data, application domains, and that of fuzzy-crisp spatial model representing phenomena with vague boundaries, is a fundamental step to ensure seamless collaboration among sensors for decentralized semantic reasoning in sensor networks. In addition to the semantic rules derived from built knowledge base, sensors reasoning engine uses trivalent fuzzy logic rules to infer on their relative position as border nodes to monitored phenomena and to build their geometry. The integration of reasoning rules established on the basis of the Event-Calculus formalism enables sensors to infer on the changes affecting the boundaries of the observed phenomenon and also on its spatiotemporal dynamics. The simultaneous detection of two phenomena by a sensor can be used as an index of the intersection of the extent of the two phenomena at the position of the sensor. The use of an intersection model integrating the five topological parts including the core, the conjecture and the outer zone and their boundaries of the fuzzy-crisp spatial objects allowed to efficiently characterize the 44 cases of topological relations that can take place between two simple fussy-crisp spatial objects. The development of prototypes implemented with the Netlogo software which is a multi-agent system was used for different case studies of application scenario, in order to illustrate and evaluate the validity of the proposed solutions. This evaluation presented satisfactory results both for the modelling of vague phenomena (spatial representation of noise pollution around the railway in an urban area), and for the analysis of the dynamics of the phenomena from sensor network data (evolution of a bushfire) and of the fuzzy topological relations (topological relations between a bushfire and a forest area) described by the data collected sensor networks.

Il est connu que les problèmes d'ambiguïté de la langue ont un effet néfaste sur les résultats des systèmes de Recherche d'Information (RI). Toutefois, les efforts de recherche visant à intégrer des techniques de Désambiguisation de Sens (DS) à la RI n'ont pas porté fruit. La plupart des études sur le sujet obtiennent effectivement des résultats négatifs ou peu convaincants. De plus, des investigations basées sur l'ajout d'ambiguïté artificielle concluent qu'il faudrait une très haute précision de désambiguation pour arriver à un effet positif. Ce mémoire vise à développer de nouvelles approches plus performantes et efficaces, se concentrant sur l'utilisation de statistiques de cooccurrence afin de construire des modèles de contexte. Ces modèles pourront ensuite servir à effectuer une discrimination de sens entre une requête et les documents d'une collection. Dans ce mémoire à deux parties, nous ferons tout d'abord une investigation de la force de la relation entre un mot et les mots présents dans son contexte, proposant une méthode d'apprentissage du poids d'un mot de contexte en fonction de sa distance du mot modélisé dans le document. Cette méthode repose sur l'idée que des modèles de contextes faits à partir d'échantillons aléatoires de mots en contexte devraient être similaires. Des expériences en anglais et en japonais montrent que la force de relation en fonction de la distance suit généralement une loi de puissance négative. Les poids résultant des expériences sont ensuite utilisés dans la construction de systèmes de DS Bayes Naïfs. Des évaluations de ces systèmes sur les données de l'atelier Semeval en anglais pour la tâche Semeval-2007 English Lexical Sample, puis en japonais pour la tâche Semeval-2010 Japanese WSD, montrent que les systèmes ont des résultats comparables à l'état de l'art, bien qu'ils soient bien plus légers, et ne dépendent pas d'outils ou de ressources linguistiques. La deuxième partie de ce mémoire vise à adapter les méthodes développées à des applications de Recherche d'Information. Ces applications ont la difficulté additionnelle de ne pas pouvoir dépendre de données créées manuellement. Nous proposons donc des modèles de contextes à variables latentes basés sur l'Allocation Dirichlet Latente (LDA). Ceux-ci seront combinés à la méthodes de vraisemblance de requête par modèles de langue. En évaluant le système résultant sur trois collections de la conférence TREC (Text REtrieval Conference), nous observons une amélioration proportionnelle moyenne de 12% du MAP et 23% du GMAP. Les gains se font surtout sur les requêtes difficiles, augmentant la stabilité des résultats. Ces expériences seraient la première application positive de techniques de DS sur des tâches de RI standard. / It is known that the ambiguity present in natural language has a negative effect on Information Retrieval (IR) systems effectiveness. However, up to now, the efforts made to integrate Word Sense Disambiguation (WSD) techniques in IR systems have not been successful. Past studies end up with either poor or unconvincing results. Furthermore, investigations based on the addition of artificial ambiguity shows that a very high disambiguation accuracy would be needed in order to observe gains. This thesis has for objective to develop efficient and effective approaches for WSD, using co-occurrence statistics in order to build context models. Such models could then be used in order to do a word sense discrimination between a query and documents of a collection. In this two-part thesis, we will start by investigating the principle of strength of relation between a word and the words present in its context, proposing an approach to learn a function mapping word distance to count weights. This method is based on the idea that context models made from random samples of word in context should be similar. Experiments in English and Japanese shows that the strength of relation roughly follows a negative power law. The weights resulting from the experiments are then used in the construction of Naïve Bayes WSD systems. Evaluations of these systems in English with the Semeval-2007 English Lexical Sample (ELS), and then in Japanese with the Semeval-2010 Japanese WSD (JWSD) tasks shows that the systems have state-of-the-art accuracy even though they are much lighter and don't rely on linguistic tools or resources. The second part of this thesis aims to adapt the new methods to IR applications. Such applications put heavy constraints on performance and available resources. We thus propose the use of corpus-based latent context models based on Latent Dirichlet Allocation (LDA). The models are combined with the query likelihood Language Model (LM) approach for IR. Evaluating the systems on three collections from the Text REtrieval Conference (TREC), we observe average proportional improvement in the range of 12% in MAP and 23% in GMAP. We then observe that the gains are mostly made on hard queries, augmenting the robustness of the results. To our knowledge, these experiments are the first positive application of WSD techniques on standard IR tasks.

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