Les abeilles en libre vol montrent des capacités cognitives visuelles remarquables mais les bases neurales sous-jacentes ne peuvent pas être étudiées chez des insectes en vol. À l'inverse, le cerveau des abeilles immobilisées est accessible mais ne permet pas d'explorer l'apprentissage visuel. Pour dépasser cette limite, notre objectif a été d'établir un dispositif de réalité virtuelle pour pouvoir tester l'apprentissage visuel sur des abeilles attachées. Dans un premier temps, les abeilles ont été testées sur leur capacité à discriminer des couleurs en s'appuyant sur les renforcements positifs ou négatifs qui leur étaient associés. Ces expériences ont permis de mettre en évidence le rôle de la vision active dans la réalité virtuelle et l'importance de la phototaxie dans ce type de système. Grâce à ce dispositif, un apprentissage non élémentaire en réalité virtuelle, le patterning négatif, a été mis en place. Ainsi il a été montré que les abeilles étaient capables de résoudre cette tache en réalité virtuelle malgré sa complexité. Enfin, en s'appuyant sur le protocole de discrimination de couleurs, l'activation du cerveau a été étudiée au cours d'un test de mémoire des couleurs en analysant l'expression de gènes considérés comme des marqueurs de l'activité neurale. Les résultats de cette thèse, fournissant deux protocoles de réalité virtuelle solides pour étudier les apprentissages visuels élémentaires et non élémentaires, constituent une avancée considérable vers la possibilité de comprendre les bases neurales sous-jacentes à ces apprentissages chez l'abeille qu'ils soient simples ou complexes. / Free flying bees are known for their impressive visual cognition abilities, but the neural bases underlying those are poorly studied because of the difficulty to explore the brain in a flying insect. Conversely, it is possible to have access to the brain with tethered bees but, until now, no studies explored visual learning. To bypass this limitation, our aim was to establish a virtual reality device to test visual learning in tethered bees. First, bees were tested for their abilities to learn to discriminate colors according to the reinforcement associated to each of them. These experiments allowed to highlight the role of the active vision in virtual reality and the importance of phototaxis in this kind of device. Driven by these good results, we explored the non- elementary visual learning in bees and, more specifically, the negative patterning. The results suggest that bees were able to resolve this task in virtual reality despite its complexity. Finally, using the protocol of color discrimination, the brain activation has been explored during a color memory recall thanks to a quantification of immediate early genes considered as neural markers. This thesis provides two solid virtual reality protocols to study elementary and non-elementary visual learning in honey bees. This constitutes a huge advance and will allow to go further towards the understanding of the neural bases of simple and complex visual learning.

Cette thèse comprend trois expériences et deux prétests (N = 1135) dans lesquelles sont étudiés trois aspects fondamentaux du design statique des messages sur internet : son format (infographie, audio ou texte), sa couleur et sa typographie, sur la thématique du recyclage des déchets électroniques (études 1 et 2) puis à propos de la migration humaine (étude 3).L’étude des aspects graphiques est pertinente si l’on veut augmenter la force persuasive d’un message. Le format joue un rôle prépondérant (étude 1a), permettant à la fois de changer les attitudes, mais aussi d’ancrer ce changement dans le temps. Les couleurs, par contre, ne semblent pas faire varier la force persuasive du message ou amener les lecteurs à agir en faveur du recyclage (étude 1b). La typographie ne semble pas non plus jouer de rôle dans la dynamique persuasive, qu’elle soit jugée lisible ou peu lisible (étude 2). Des pistes théoriques concernant la personnalité des typographies et leur cohérence avec le contexte sont développées.L’analyse des composantes de l’ELM a révélé, dans chaque étude, le fort lien entre l’attitude des individus et leur sentiment de responsabilité personnelle envers la thématique abordée ainsi que leurs connaissances a priori. Nous avons également vu que les leviers de persuasion ne sont pas systématiquement les mêmes selon le besoin de cognition.Globalement, nous suggérons que les messages persuasifs doivent adopter un format permettant une analyse centrale à faible coût cognitif, utilisant une couleur principale et une typographie toutes deux lisibles et cohérentes avec la thématique développée, avec un argumentaire qui renforce le sentiment de responsabilité des lecteurs. / This thesis includes three experiments and two pre-tests (N = 1135) in which three fundamental aspects of static message design on the Internet are studied: its format (infographics, audio or text), its colour and typography, on the theme of electronic waste recycling (studies 1 and 2) and then on human migration (study 3).The study of graphic aspects is relevant if we want to increase the persuasive power of a message. The format plays a major role (study 1a), making it possible to change attitudes and to anchor this change over time. Colours, on the other hand, do not seem to vary the persuasive force of the message or to lead readers to act in favour of recycling (study 1b). Nor does typography seem to play a role in the persuasive dynamic, whether it is considered legible or difficult to read (study 2). Theoretical approaches regarding the personality of typographies and their coherence with the context are developed.The analysis of the components of the ELM revealed, in each study, the strong link between the attitude of individuals and their sense of personal responsibility towards the theme addressed as well as their a priori knowledge. We have also seen that the levers of persuasion are not systematically the same according to the need for cognition.We suggest that persuasive messages should adopt a format that allows for central analysis at low cognitive cost, using a main colour and typography that are both readable and consistent with the theme developed, with arguments that reinforce readers' sense of responsibility.

Cette thèse aborde le problème de l'extraction d'arbres à partir d'images aériennes InfraRouge Couleur (IRC) de forêts. Nos modèles reposent sur l'utilisation de processus objets ou processus ponctuels marqués. Il s'agit de variables aléatoires dont les réalisations sont des configurations d'objets géométriques. Une fois l'objet géométrique de référence choisi, nous définissons l'énergie du processus par le biais d'un terme a priori, modélisant les contraintes sur les objets et leurs interactions, ainsi qu'un terme image. Nous échantillonnons le processus objet grâce à un algorithme de type Monte Carlo par Chaînes de Markov à sauts réversibles (RJMCMC), optimisé par un recuit simulé afin d'extraire la meilleure configuration d'objets, qui nous donne l'extraction recherchée.<br /><br />Dans ce manuscrit, nous proposons différents modèles d'extraction de houppiers, qui extraient des informations à l'échelle de l'arbre selon la densité du peuplement. Dans les peuplements denses, nous présentons un processus d'ellipses, et dans les zones de plus faible densité, un processus d'ellipsoïdes. Nous obtenons ainsi le nombre d'arbres, leur localisation, le diamètre de la couronne et leur hauteur pour les zones non denses. Les algorithmes automatiques résultant de cette modélisation sont testés sur des images IRC très haute résolution fournies par l'Inventaire Forestier National (IFN).

Cette thèse se situe dans le cadre de la vision par ordinateur et concerne plus précisément l'étape de mise en correspondance de pixels en stéréovision binoculaire. Cette étape consiste à retrouver les pixels homologues dans deux images d'une même scène, prises de deux points de vue différents. Une des manières de réaliser la mise en correspondance est de faire appel à des mesures de corrélation. Les algorithmes utilisés se heurtent alors aux difficultés suivantes : les changements de luminosité, les bruits, les raccourcissements, les zones peu texturées et les occultations. Les travaux qui ont été réalisés sont une étude sur les méthodes à base de corrélation, en prenant en compte le problème des occultations et l'utilisation d'images couleur.<br /><br />Dans un premier chapitre, nous établissons un état de l'art des méthodes de mise en correspondance de pixels. Nous donnons un modèle générique des méthodes s'appuyant sur la définition d'éléments constituants. Nous distinguons alors quatre catégories de méthodes : les méthodes locales, les méthodes globales, les méthodes mixtes et les méthodes à multiples passages. <br /><br />Le second chapitre aborde le problème de l'évaluation des méthodes de mise en correspondance de pixels. Après avoir donné un état de l'art des protocoles existants, nous proposons un protocole d'évaluation et de comparaison qui prend en compte des images avec vérité terrain et qui distingue différentes zones d'occultations. <br /><br />Dans le troisième chapitre, nous proposons une taxonomie des mesures de corrélation regroupées en cinq familles : les mesures de corrélation croisée, les mesures utilisant des outils de statistiques classiques, les mesures utilisant les dérivées des images, les mesures s'appuyant sur des outils des statistiques non paramétriques et les mesures exploitant des outils des statistiques robustes. Parmi cette dernière famille, nous proposons dix-sept mesures. Les résultats obtenus avec notre protocole montrent que ces mesures obtiennent les meilleurs résultats dans les zones d'occultations. <br /><br />Le quatrième chapitre concerne la généralisation à la couleur des méthodes de mise en correspondance à base de corrélation. Après avoir présenté les systèmes de représentation de la couleur que nous testons, nous abordons la généralisation des méthodes à base de corrélation en passant par l'adaptation des mesures de corrélation à la couleur. Nous proposons trois méthodes différentes : fusion des résultats sur chaque composante, utilisation d'une analyse en composante principale et utilisation d'une mesure de corrélation couleur. Les résultats obtenus avec notre protocole mettent en évidence la meilleure méthode qui consiste à fusionner les scores de corrélation. <br /><br />Dans le dernier chapitre, pour prendre en compte les occultations, nous proposons des méthodes hybrides qui s'appuient sur l'utilisation de deux mesures de corrélation : une mesure classique dans les zones sans occultation et une mesure robuste dans les zones d'occultations. Nous distinguons quatre types de méthodes à base de détection de contours, de corrélation pondérée, de post-détection des occultations et de fusion de cartes de disparités. Les résultats obtenus avec notre protocole montrent que la méthode la plus performante consiste à fusionner deux cartes de disparités.

Les glacis sont des couches picturales translucides volontairement colorées utilisées dès le XVe siècle par les Primitifs Flamands. Constituée de pigments dispersés dans un liant à base d'huile de lin cuite, une couche de glacis donne à un tableau un caractère saisissant car la couleur se construit à l'intérieur du volume constitué par la couche. Pour comprendre cet effet visuel particulier et le décrire quantitativement, nous étudions la répartition angulaire et spectrale de la lumière diffusée par des glacis : expérimentalement, par des mesures goniospectrophotométriques en rétrodiffusion et bidirectionnelles sur des échantillons réalisés par un peintre contemporain ; en proposant une modélisation de la diffusion multiple incohérente de la lumière au sein de la matière ; ceci amène à résoudre l'équation de transfert radiatif (ETR) et à déterminer les propriétés physiques du glacis. Une nouvelle méthode de résolution de l'ETR, la méthode de la fonction auxiliaire, permet d'exprimer les flux lumineux diffusés en fonction des angles d'incidence et d'observation. Contrairement à la première et seule modélisation appliquée aux œuvres d'art existant et datant de 1931, nous obtenons une modélisation bidirectionnelle validée par comparaison avec les résultats expérimentaux. Dans le cas particulier des vernis, couches non diffusantes, une expression analytique du facteur de réflectance est obtenue. Les flux lumineux mesurés et simulés permettent de chiffrer l'apparence visuelle des glacis. Il est alors possible de quantifier la modulation de leur couleur en fonction du nombre de couches superposées ou bien le brillant favorisé par la surface externe lisse des fines couches de glacis. Des applications sont alors envisageables pour la conservation et la restauration des œuvres d'art comme, par exemple, la prédiction de l'aspect visuel d'une restauration.

Ce mémoire présente une synthèse des activités de recherche en morphologie mathématique menées au LSIIT (UMR 7005 CNRS–UDS) depuis 2003. La morphologie mathématique est une théorie introduite il y a quarante ans par les chercheurs français Georges Matheron et Jean Serra. Elle connaît depuis un vif succès dans la communauté de l'analyse et du traitement des images, puisqu'elle permet l'analyse des structures spatiales (le plus souvent au travers d'un voisinage défini par le terme d'élément structurant) dans un cadre non-linéaire. Son application aux images binaires et aux images en niveaux de gris s'effectue très simplement en s'appuyant sur la théorie des ensembles ou mieux, celle des treillis. Cependant, son extension au cas des images multivaluées (où chaque pixel est représenté par un vecteur et non plus par un scalaire) n'est pas triviale et reste un problème ouvert. Ainsi, nous nous sommes intéressés aux approches morphologiques vectorielles basées sur des ordres totaux (aux fondements théoriques les plus valides), en cherchant à atténuer, à l'aide de différentes méthodes de quantification, leur caractère fortement asymétrique afin de mieux exploiter l'ensemble des données disponibles. Nous avons également étudié une autre stratégie consistant à éviter l'appel explicite à un ordre vectoriel, et à décomposer l'image en un ensemble de composantes binaires ou à niveaux de gris, traitées indépendemment ou conjointement. Indépendamment de la nature des images considérées, la création des systèmes d'analyse d'image par morphologie mathématique nécessite le plus souvent une expertise du domaine et une connaissance très fine du problème pour pouvoir choisir, combiner, et paramétrer les opérateurs morphologiques à bon escient. De ce fait, les méthodes morphologiques ne peuvent généralement pas être réutilisées dans un contexte différent de celui pour lequel elles ont été élaborées, et ne respectent que très peu la contrainte de généricité souhaitée en analyse d'image. Ce problème n'est bien sûr pas spécifique à la morphologie mathématique et est récurrent en traitement d'image, et nous l'avons abordé selon deux axes principaux. D'une part, nous avons étudié les connaissances pouvant être formalisées au sein des éléments structurants dans le contexte de la détection d'objet. D'autre part, nous avons exploité des procédures de classification supervisée (où des ensembles d'apprentissage sont fournis par l'expert) ou non-supervisée (où seul le nombre d'objets ou de classes d'intérêt est connu) au sein du processus de segmentation d'image en régions. L'objectif sous-jacent à ces travaux fondamentaux est d'aboutir à terme à des approches morphologiques multivaluées et guidées par les connaissances, aptes à traiter tout type d'information, dans tout contexte. Nous avons donc cherché à appliquer ces développements théoriques et méthodologiques dans différents domaines, en particulier l'analyse d'images couleur (dans un but d'annotation et de recherche par le contenu), ainsi que la télédétection (à très haute résolution spatiale) et l'imagerie astronomique (où les données peuvent être particulièrement bruitées). Ces domaines d'application, où les images sont de nature multivaluée et où l'intégration de connaissances pour guider les traitements est nécessaire, sont particulièrement pertinents puisque l'information spatiale y est cruciale, la morphologie mathématique prenant alors tout son sens. Les problèmes récurrents rencontrés dans ces différents domaines sont la détection, la segmentation, et la description des images. En complément à ces travaux relatifs à la morphologie mathématique, nous présentons le projet PELICAN, une plate-forme générique et extensible pour le traitement d'image. Ce mémoire se termine par une présentation de quelques perspectives de recherche envisagées dans le cadre de différentes collaborations. Ainsi, l'apport des propriétés d'invariance et d'imprécision dans le contexte de la morphologie mathématique aurait des répercussions en imagerie du vivant. L'analyse morphologique de séquences vidéo, et l'élaboration de descripteurs morphologiques locaux offriraient des solutions alternatives en indexation multimédia. Enfin, la morphologie mathématique n'étant par définition pas limitée à des données de type image, son application à des données de différentes natures mérite d'être étudiée avec une attention particulière.

Le problème abordé ici concerne l'indexation de données multimédia par la recherche d'extraits pertinents. Nos travaux se focalisent sur l'analyse de séquences vidéo afin d'y détecter des événements prédéfinis. La recherche de ces événements étant contextuelle, nous proposons une architecture et des outils génériques et rapides pour la mise en oeuvre de systèmes d'indexation spécifiques. Nous insistons notamment sur les problèmes suivants : la segmentation temporelle des données, la séparation du fond et des objets, la structuration du fond, le suivi des objets (rigides ou non, avec ou sans apprentissage) et l'analyse des données audio. Afin de résoudre ces différents problèmes, les outils génériques que nous proposons sont basés sur des analyses semi-locales, des approches multirésolution, des modèles de Markov cachées et la méthode des contours actifs. L'architecture et les outils introduits ici ont été validés au travers de plusieurs applications.

De nos jours, la géométrie non-commutative est un domaine grandissant des mathématiques, qui peut apparaître comme un cadre prometteur pour la physique moderne. Les théories quantiques des champs sur des "espaces non-commutatifs" ont en effet été très étudiées, et sont sujettes à un nouveau type de divergence, le mélange ultraviolet-infrarouge. Cependant, une solution a récemment été apportée à ce problème par H. Grosse et R. Wulkenhaar en ajoutant à l'action d'un modèle scalaire sur l'espace non-commutatif de Moyal, un terme harmonique qui la rend renormalisable. Un des buts de cette thèse est l'extension de cette procédure aux théories de jauge sur l'espace de Moyal. En effet, nous avons introduit une nouvelle théorie de jauge non-commutative, fortement reliée au modèle de Grosse-Wulkenhaar, et candidate à la renormalisabilité. Nous avons ensuite étudié ses propriétés les plus importantes, notamment ses configurations du vide. Finalement, nous donnons une interprétation mathématique de cette nouvelle action en terme de calcul différentiel basé sur les dérivations, associé à une superalgèbre. Ce travail contient, outre les résultats mentionnés ci-dessus, une introduction à la géométrie non-commutative, une introduction aux algèbres epsilon-graduées, définies dans cette thèse, et une introduction à la renormalisation des théories quantiques de champs scalaires (point de vue wilsonien et BPHZ) et de jauge.

Questo lavoro si concentra sul testo À la Recherche du temps perdu di Marcel Proust rintracciando e catalogando tutte le indicazioni cromatiche presenti nell’opera (aggettivi di colore, verbi, sostantivi di colore, ecc.). Considerando lo statuto del colore – fondamentalmente ambiguo – tra la fine del XIX secolo e l’inizio del XX (nella teoria scientifica, così come nella riflessione filosofica, psicologica e artistica), la tesi dimostra la presenza di svariate linee di forza (sovrapposte, contraddittorie, ambigue) nel trattamento del fenomeno “colore” all’interno del testo letterario. Infine, la tesi analizza come le occorrenze cromatiche del testo proustiano si legano a scelte stilistiche precise (ad esempio: strutture sintattiche parallele, sinestesie, participi e adjectifs verbaux, metonimie…), dal momento che il colore proustiano provoca nel testo uno scarto rispetto alla norma. / This work focuses on the text À la Recherche du temps perdu by Marcel Proust: it scans and classes all the chromatic references of the text (colour adjectives, colour verbs, colour nouns and so on). Considering the ambiguous status of colour between the end of the 19th century and the beginning of the 20th (in the scientific field, as well as in the philosophic, psychological and artistic domain), this theses shows the presence of contradictory trends of the use of colours inside a literary text. Finally, the work shows how the colour references in the Proustian text are linked to recurrent stylistic devices (parallelism of syntax constructions, use of synesthesias, use of present participles of verbs, use of metonymies…), confirming that the presence of colour in the artistic text causes a gap in comparison with the standard French syntax.

Ce travail de thèse décrit l'application de méthodes d'analyse innovantes à la caractérisation des propriétésmécaniques et électriques de matériaux composites.Le Chapitre premier dresse un état de l'art des fondamentaux théoriques et pré requis nécessaires à lacompréhension du manuscrit. Un regard critique permet de dégager une stratégie pour l'analyse, basée d'une partsur des méthodes holographiques numériques et d'autre part sur des techniques de mesure diélectrique.Le Chapitre second est dédié au choix de la méthode d'holographie numérique. En particulier, la configurationimage montre quelques particularités qui sont analysées en détail : le rôle du diaphragme d'ouverture du systèmed'imagerie. Nous concluons que la méthode d'holographie de Fresnel présente des avantages d'achromatismepour les applications avec plusieurs longueurs d'onde.Le 3ème Chapitre présente deux applications de l'holographie numérique au contrôle de structures compositesincorporées avec des pastilles piézoélectriques dédiées à l'émission acoustique. Nous avons démontré en premiertemps, la possibilité d'analyser par holographie numérique de Fresnel en temps moyenné le comportementvibratoire des poutres composites excitées harmoniquement. Dans un second temps, on a montré que les pastillesutilisées influencent le comportement mécanique des matériaux en régime statique.Le Chapitre 4 présente l'analyse expérimentale et numérique des structures composites soumises à un essai decisaillement en flexion trois points rapprochés. Nous présentons les résultats obtenus pour des applications à deséchantillons lin/époxy et lin/carbone/époxy.Le 5ème Chapitre aborde l'analyse des propriétés diélectriques des composites renforcés par fibres de lin. Deuxtechniques expérimentales sont mises en oeuvre : la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et l'impédancemètre de type Novocontrol. Nous concluons que les fibres de lin seules dans le composite sont moinshydrophiles que celles incorporées avec des fibres de carbone, ce qui explique la meilleure adhérencefibres/matrice dans le premier cas.