Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Ce travail de thèse vise à mettre en place un système d'extraction de réseau routier en milieu urbain à partir d'image satellite à très haute résolution. Dans ce contexte, nous avons proposé deux méthodes de localisation de routes. La première approche est fondée sur la procédure de conversion de l'image vers un format vectoriel. L'originalité de cette approche réside dans l'utilisation d'une méthode géométrique pour assurer le passage vers une représentation vectorielle de l'image d'origine et la mise en place d'un formalisme logique fondé sur un ensemble de critères perceptifs permettant le filtrage de l'information inutile et l'extraction des structures linéaires. Dans la deuxième approche, nous avons proposé un algorithme fondé sur la théorie des ondelettes, il met particulièrement en évidence les deux volets multi-résolution et multi-direction. Nous proposons donc une approche de localisation des routes mettant en jeux l'information fréquentielle multi directionnelle issue de la transformée en ondelette Log-Gabor. Dans l'étape de localisation, nous avons présenté deux détecteurs de routes qui exploitent l'information radiométrique, géométrique et fréquentielle. Cependant, ces informations ne permettent pas un résultat exact et précis. Pour remédier à ce problème, un algorithme de suivi s'avère nécessaire. Nous proposons la reconstruction de réseaux routiers par des courbes NURBS. Cette approche est basée sur un ensemble de points de repères identifiés dans la phase de localisation. Elle propose un nouveau concept, que nous avons désigné par NURBSC, basé sur les contraintes géométriques des formes à approximer. Nous connectons les segments de route identifiés afin d'obtenir des tracés continus propres aux routes.

Les systèmes d'information actuels doivent, à la fois, protéger les informations qui leur sont confiées et se plier à des environnements opérationnels variables. Cesdeux objectifs, sécurité et flexibilité, peuvent être antinomiques. Ce conflit conduit généralement à l'utilisation de systèmes offrant un niveau de sécurité acceptable, mais non maximal. Définir un tel niveau présuppose l'existence de méthodes d'évaluation de la sécurité. Cette problématique fait l'objet de cette thèse. L'auteur y passe en revue les différents critères d'évaluation existant ainsi que les méthodes dites d'analyse de risques. Ceci introduit la nécessité de définir un cadre formel capable de modéliser tout système et d'évaluer dans quelle mesure il satisfait à des objectifs de protection précis.<br />Les modèles formels développés pour l'étude de la sécurité informatique, n'offrent pas le cadre mathématique désiré. L'auteur montre qu'ils adoptent une hypothèse de pire cas sur le comportement des utilisateurs, incompatible avec une modélisation réaliste. Après avoir montré, sur la base du modèle take-grant, comment s'affranchir de cette hypothèse, l'auteur définit un nouveau modèle, le graphe des privilèges, plus efficace pour gérer certains problèmes de protection. Il illustre son utilisation dans le cadre des systèmes Unix.<br />Enfin, l'auteur propose d'évaluer la sécurité en calculant le temps et l'effort nécessaires à un intrus pour violer les objectifs de protection. Il montre comment définir un cadre mathématique apte à représenter le système pour obtenir de telles mesures. Pour cela, le graphe des privilèges est transformé en un réseau de Petri stochastique et son graphe des marquages est dérivé. Les mesures sont calculées sur cette dernière structure et leurs propriétés mathématiques sont démontrées. L'auteur illustre l'utilité du modèle par quelques résultats issus d'un prototype développé afin d'étudier la sécurité opérationnelle d'un système Unix.

Dans cette thèse, nous apportons la contribution à la conception de robots médicaux, en proposant une démarche de conception simultanée de la structure mécanique du robot. Par opposition à une vision séquentielle naturelle de la conception, la formalisation du processus créatif permet une simultanéité, ouvrant la voie à des structures innovantes dédiées : en robotique médicale, faible masse et faible compacité de la structure mécanique sont souvent recherchées. A partir d'un descriptif de démarches existantes, nous effectuons la conception d'un robot de télé-échographie et d'un robot de chirurgie mini-invasive. Pour les deux applications, de fortes contraintes sont présentes. En télé-échographie, la portabilité est très recherchée, requérant une faible compacité. Pour la chirurgie mini-invasive, les moto-réducteurs du robot in vivo doivent être dimensionnés au plus juste. Ici, nous avons formalisé l'amélioration de la compacité d'une structure parallèle pour la télé-échographie. Les résultats montrent une amélioration de la compacité de l'ordre de 5%. Dans le même esprit, nous avons formalisé la synthèse dimensionnelle de deux robots 2R-R-R de chirurgie mini-invasive in vivo. Nous réalisons l'optimisation simultanée entre le dimensionnement des moto-réducteurs et des longueurs des corps pour tendre vers une simultanéité totale du processus créatif, ce qui nous permet d'améliorer les performances en termes de force et vitesse à l'effecteur. Ces expériences de conception montrent les limites à une simultanéité stricte. Nous indiquons le besoin d'adapter outils et méthodes de conception mécatronique pour une simultanéité en conception robotique tenant compte de l'aspect imparfait du processus créatif.

Les travaux présentés dans ce mémoire proposent une méthode originale de génération automatique de tests à partir de modèles SysML pour la validation de systèmes embarqués. Un sous-ensemble du langage SysML (appelé SysML4MBT) regroupant les éléments de modélisation pris en compte dans notre approche a été défini et une stratégie de génération de tests dédiée (intitulée ComCover) a été créée. Cette stratégie, basée sur les principes du critère de couverture de modèles bien connu Def-Use, s'intéresse à la couverture des communications (envois / réceptions) au sein du système et entre le système et son environnement.La mise en œuvre opérationnelle d'un prototype, basé sur un générateur de tests à partir de modèle UML, a nécessité la définition de règles de réécriture permettant la transformation du modèle SysML4MBT vers le format d'entrée natif du générateur de tests tout en conservant l'expressivité de SysML4MBT. Finalement, les étapes de concrétisation des tests en scripts exécutables et l'établissement automatique du verdict lors de l'exécution sur banc de test définis durant le projet VETESS permettent l'établissement d'une chaîne outillée opérationnelle de génération et d'exécution automatique de tests à partir de spécifications SysML. Cette chaîne outillée a été étrennée sur plusieurs cas d'étude automobile tels que l'éclairage avant, les essuie-glaces ou la colonne de direction de véhicule. Sur ce dernier exemple, nous avons eu l'opportunité d'exécuter les tests sur un banc de test physique. Ces cas d'étude ont permis de valider chacune des étapes de l'approche proposée.

La sécurité du piéton est un problème de santé publique, qui doit être traité tant par les acteurs de la recherche que par l'industrie automobile pour apporter des solutions technologiques innovantes. Dans les accidents impliquant des piétons, le premier contact est généralement localisé sur les membres inférieurs exhibant de fréquentes et nombreuses lésions pouvant être très sévères. Compte tenu des caractéristiques biomécaniques du membre inférieur, comment améliorer les critères de blessures existants pour contribuer au développement d'une voiture moins agressive pour les piétons ? La présente étude vise donc à promouvoir des améliorations significatives de critères de blessure des membres inférieurs pour la sécurité des piétons combinant des essais expérimentaux et des simulations numériques. Un modèle par éléments finis des membres inférieurs (modèle LLMS) a été utilisé et amélioré pour étudier les réponses mécaniques des membres inférieurs dans des conditions de chargement realists. Une attention particulière a été accordée sur la capacité du modèle à prédire séparément les blessures des os longs et celles de l'articulation du genou pour développer deux critères de blessures distincts. Pour le tibia, la nature de sa structure et les conditions de chargement qui lui sont appliquées nous ont conduit à proposer une courbe quadratique de moment en flexion qui tient compte de différents points d'impact. Pour le genou, le critère de blessure a été établi à partir d'une fonction combinant cisaillement latéral et flexion latérale. Ce critère permet de hiérarchiser la nature et la sévérité des lésions en fonction du mécanisme de blessure prépondérant. / Pedestrian safety is a worldwide concern, which needs to be investigated by both vehicle manufacturers and researchers to approach innovative solutions. In car-Pedestrian accidents, lower limbs have been demonstrated to be the most frequently injured body region of the pedestrian. Given the biomechanical features of lower limbs, how the existing injury criteria could be improved to aid the development of a pedestrian friendly car? The current study aims to promote significant improvements in the injury criteria of lower limbs for pedestrian safety combining experimental tests and numerical simulations. A finite element lower limb model (LLMS model) was used and improved to investigate the mechanical responses of lower limbs in the loading conditions reflecting the car-Pedestrian impact. A particular attention was paid on the model ability of predicting separately the injuries of long bones and knee joints to develop the corresponding injury criteria. With regard to the tibia structure and its loading condition in pedestrian accidents, we proposed a quadratic curve of bending moments to tibia locations as its injury tolerance. Given dominant injury mechanisms of the ligaments, the knee injury criterion was established as a function of combined joint kinematics including lateral bending and lateral shearing. Moreover, these criteria are relevant with the previous and current experimental test results. Finally, the efficiency of the proposed criteria was evaluated by a parametric study of the realistic car-Pedestrian impact conditions.

Ce travail contribue à la théorie de la décision possibiliste et plus précisément à la prise de décision séquentielle dans le cadre de la théorie des possibilités, à la fois au niveau théorique et pratique. Bien qu'attrayante pour sa capacité à résoudre les problèmes de décision qualitatifs, la théorie de la décision possibiliste souffre d'un inconvénient important : les critères d'utilité qualitatives possibilistes comparent les actions avec les opérateurs min et max, ce qui entraîne un effet de noyade. Pour surmonter ce manque de pouvoir décisionnel, plusieurs raffinements ont été proposés dans la littérature. Les raffinements lexicographiques sont particulièrement intéressants puisqu'ils permettent de bénéficier de l'arrière-plan de l'utilité espérée, tout en restant "qualitatifs". Cependant, ces raffinements ne sont définis que pour les problèmes de décision non séquentiels. Dans cette thèse, nous présentons des résultats sur l'extension des raffinements lexicographiques aux problèmes de décision séquentiels, en particulier aux Arbres de Décision et aux Processus Décisionnels de Markov possibilistes. Cela aboutit à des nouveaux algorithmes de planification plus "décisifs" que leurs contreparties possibilistes. Dans un premier temps, nous présentons des relations de préférence lexicographiques optimistes et pessimistes entre les politiques avec et sans utilités intermédiaires, qui raffinent respectivement les utilités possibilistes optimistes et pessimistes. Nous prouvons que les critères proposés satisfont le principe de l'efficacité de Pareto ainsi que la propriété de monotonie stricte. Cette dernière garantit la possibilité d'application d'un algorithme de programmation dynamique pour calculer des politiques optimales. Nous étudions tout d'abord l'optimisation lexicographique des politiques dans les Arbres de Décision possibilistes et les Processus Décisionnels de Markov à horizon fini. Nous fournissons des adaptations de l'algorithme de programmation dynamique qui calculent une politique optimale en temps polynomial. Ces algorithmes sont basés sur la comparaison lexicographique des matrices de trajectoires associées aux sous-politiques. Ce travail algorithmique est complété par une étude expérimentale qui montre la faisabilité et l'intérêt de l'approche proposée. Ensuite, nous prouvons que les critères lexicographiques bénéficient toujours d'une fondation en termes d'utilité espérée, et qu'ils peuvent être capturés par des utilités espérées infinitésimales. La dernière partie de notre travail est consacrée à l'optimisation des politiques dans les Processus Décisionnels de Markov (éventuellement infinis) stationnaires. Nous proposons un algorithme d'itération de la valeur pour le calcul des politiques optimales lexicographiques. De plus, nous étendons ces résultats au cas de l'horizon infini. La taille des matrices augmentant exponentiellement (ce qui est particulièrement problématique dans le cas de l'horizon infini), nous proposons un algorithme d'approximation qui se limite à la partie la plus intéressante de chaque matrice de trajectoires, à savoir les premières lignes et colonnes. Enfin, nous rapportons des résultats expérimentaux qui prouvent l'efficacité des algorithmes basés sur la troncation des matrices. / This work contributes to possibilistic decision theory and more specifically to sequential decision-making under possibilistic uncertainty, at both the theoretical and practical levels. Even though appealing for its ability to handle qualitative decision problems, possibilisitic decision theory suffers from an important drawback: qualitative possibilistic utility criteria compare acts through min and max operators, which leads to a drowning effect. To overcome this lack of decision power, several refinements have been proposed in the literature. Lexicographic refinements are particularly appealing since they allow to benefit from the expected utility background, while remaining "qualitative". However, these refinements are defined for the non-sequential decision problems only. In this thesis, we present results on the extension of the lexicographic preference relations to sequential decision problems, in particular, to possibilistic Decision trees and Markov Decision Processes. This leads to new planning algorithms that are more "decisive" than their original possibilistic counterparts. We first present optimistic and pessimistic lexicographic preference relations between policies with and without intermediate utilities that refine the optimistic and pessimistic qualitative utilities respectively. We prove that these new proposed criteria satisfy the principle of Pareto efficiency as well as the property of strict monotonicity. This latter guarantees that dynamic programming algorithm can be used for calculating lexicographic optimal policies. Considering the problem of policy optimization in possibilistic decision trees and finite-horizon Markov decision processes, we provide adaptations of dynamic programming algorithm that calculate lexicographic optimal policy in polynomial time. These algorithms are based on the lexicographic comparison of the matrices of trajectories associated to the sub-policies. This algorithmic work is completed with an experimental study that shows the feasibility and the interest of the proposed approach. Then we prove that the lexicographic criteria still benefit from an Expected Utility grounding, and can be represented by infinitesimal expected utilities. The last part of our work is devoted to policy optimization in (possibly infinite) stationary Markov Decision Processes. We propose a value iteration algorithm for the computation of lexicographic optimal policies. We extend these results to the infinite-horizon case. Since the size of the matrices increases exponentially (which is especially problematic in the infinite-horizon case), we thus propose an approximation algorithm which keeps the most interesting part of each matrix of trajectories, namely the first lines and columns. Finally, we reports experimental results that show the effectiveness of the algorithms based on the cutting of the matrices.

Cette thèse commence, en théorie, avec le caractère informatif de signaux lorsque l'information est imparfaite, suivis par les applications sur les marchés du crédit et du travail. Dans le chapitre 2 nous montrons que le critère de Blackwell peut impliquer la dispersion des espérances conditionnelles -le critère de « supermodular dispersion » proposé par Ganuza et Penalva (2010), uniquement lorsque le signal est binaire. Les liens entre la dispersion des espérances conditionnelles et le critère de Persico peuvent être construits mais avec des restrictions fortes. Dans le chapitre 3, nous considérons une relation prêteur-emprunteur où les emprunteurs peuvent choisir de divulguer l'information en payant un coût non négligeable. La décision de la révélation d'informations est endogénisée. Nous montrons qu'il existe seulement équilibre opaque (transparent) lorsque le taux d'intérêt sans risque est assez faible (élevé); il y a des équilibres multiples lorsque le taux d'intérêt est intermédiaire et resserrement du crédit peut résulter. Le modèle est ensuite étendu à un contexte OLG et nous montrons que le marché peut converger soit à un état stationnaire opaque ou transparent, et peut avoir des oscillations permanentes entre les états différents pour certaines configurations de paramètres. Dans le chapitre 4, nous étudions l'impact de la discrimination à l'embauche sur les compétences de la décision d'investissement de travailleurs dans un modèle de recherche dirigée. Le groupe discriminé ou le groupe favorisé peut sous-investir dans les compétences à l'équilibre. Chaque fois qu'un groupe de travailleurs sous-investit, l'autre groupe reste hautement qualifié et le profit des entreprises est inférieur par rapport au niveau à l'économie où la discrimination est absente. / This thesis starts, theoretically, with the informativeness of signals when information is imperfect, followed by the applications on the credit and tabor markets. In chapter 2 we show that Blackwell's informativeness criterion can imply the dispersion of the conditional expectations - the supermodular dispersion criterion proposed by Ganuza and Penalva (2010), only when the signal is binary. Links between the dispersion of the conditional expectations and Persico's accuracy criterion can be built up but with strong restrictions. In chapter 3, we consider a lender-borrower relationship where borrowers can choose to disclose their private information by paying a non-negligible cost. The decision of information revelation is endogenized, and so is the market opacity. We show that there exists only opaque (transparent) equilibrium when the safe interest rate is low (high) enough; there are multiple equilibrium when interest rate is intermediate and credit crunch may happen. The model is then extended to an OLG context and we show that the market may converge either to an opaque or a transparent stationary state, or, for some configurations of parameters, have permanent oscillations between different states. In chapter 4 we study the impact of hiring discrimination on workers' skill investment decision in a directed search model. Both the discriminated and favored group can underinvest in skills in equilibrium. Whenever one group underinvest, the other remain high skilled and firms suffer from lower profit compared to the economy where discrimination is absent.

L’allégement des véhicules est une préoccupation majeure de l’industrie automobile, puisque cela permet de réduire les émissions des gaz à effet de serre, ce qui entraînerait une réduction des impacts de ceux-ci sur l’environnement à l’échelle mondiale. Cette volonté d’allégement des véhicules tout en restant accessible en termes de coûts, a conduit au remplacement des matériaux métalliques par des composites à matrices thermoplastiques pour de nombreuses applications. Le compromis entre la tenue thermomécanique et le coût massique du matériau amène à sélectionner des matrices polyamides renforcées par des fibres de verre courtes, et mises en forme par injection. Cependant, les outils prédictifs du comportement et les critères robustes pour la caractérisation des propriétés en fatigue, manquent encore. Ils sont pourtant indispensables pour la conception de pièces structurelles dans l’industrie automobile. La caractérisation en fatigue des polyamides renforcés de fibres de verre courtes présente de nombreuses difficultés, liées au comportement fortement non linéaire de la matrice dans les conditions de service visées (température et humidité), à la nature composite de ces matériaux, à l’influence du procédé de fabrication (orientation des fibres) et au caractère fortement dissipatif de la matrice thermoplastique (augmentations de température non négligeables lors des chargements cycliques). Un enjeu majeur est de comprendre les liens entre la microstructure, le chargement thermo-(hygro)-mécanique et les propriétés de fatigue (sites d’initiation, scénarios d’évolution, critère de rupture). Le premier objectif de cette thèse est de proposer des protocoles d’analyse permettant de caractériser l’influence de chaque paramètre sur le comportement en fatigue. Par ailleurs, la complexité des pièces industrielles en termes de géométrie et d’orientation des fibres soulève la question de la pertinence des éprouvettes classiques. Le second objectif principal de cette thèse est donc de concevoir des éprouvettes représentatives en terme d’orientation des fibres et d’accidents géométriques des pièces industrielles (appelées éprouvettes de structure) et de valider pour ces cas complexes, les démarches et critères proposés. Pour répondre à ces objectifs, nous souhaitons proposer un protocole basé sur des mesures d’auto-échauffement, qui donnerait accès d’une part aux champs d’énergie dissipée pour les cas hétérogènes investigués et qui offrirait, d’autre part, une opportunité de caractérisation rapide des propriétés en fatigue au travers de critères énergétiques / Vehicle weight reduction is a major issue in the automotive industry, because this contributes to reducing global warming emissions, resulting in a reduction of negative environmental impacts at the worldwide scale. To replace heavy metallic materials conventionally used, short fiber reinforced thermoplastics (SFRT) provide today a major opportunity to obtain lightweight automotive parts at a reasonable cost for several applications. The cost and the thermomechanical properties motivate the choice of polyamide matrix reinforced with glass fibers manufactured by injection molding. However, predictive modeling behavior tools and robust fatigue criteria must be identified. Both are needed for the design of structural pieces in the automotive industry. The fatigue design of SFRT components for structural applications in the automotive industry requires an accurate knowledge of several factors because the material features are complex, these features are related to the strong nonlinear behavior of the matrix under the service conditions (temperature and humidity), the composite nature of the material, the influence of the injection molding (fiber orientation) and the dissipative characteristics of the thermoplastic matrix (significant temperature rise during the cyclic loadings). A major issue is to understand the relations between the microstructure, the thermo-hydro-mechanical loading and the fatigue properties (fatigue initiation sites, evolution scenarios, and failure criterion). The first objective of this thesis is to suggest methods that allow for the characterization of the influence of each parameter on the fatigue behavior. Furthermore, the complexity of the industrial pieces in terms of geometry and fiber orientation challenges the relevancy of the classical samples. The second objective of this thesis is consequently to design more complex samples that intend to be representative in terms of fiber orientation and geometric details found in the industrial pieces (called structural samples) and to validate the methods and the fatigue criteria suggested for these complex cases. To achieve these objectives, a method based on thermal measurements giving access to the dissipation fields for the heterogeneous cases considered is proposed, this method also offers a very high reduction of the characterization duration of the fatigue properties through energetic criteria

S’inscrivant dans le cadre des débats de la doctrine polonaise sur le régime de l’arbitrabilité objective et la nécessité de réviser le droit polonais de l’arbitrage, l’objectif général de la présente thèse est d’analyser la notion d’arbitrabilité au travers des solutions adoptées par les droits distinctifs de la famille romano-germanique et du système Common Law, afin d’étudier leur efficacité quant à la soumission des litiges du droit privé à l’arbitre. Suivant les tendances actuelles en arbitrage interne et international, notamment en droit français et polonais, une telle analyse des solutions législatives comparées permet de nourrir utilement les discussions sur le modèle de l’arbitrabilité.À cet égard, la présente étude cherche, en premier lieu, à vérifier l’hypothèse selon laquelle le critère polonais de l’arbitrabilité ne remplit pas son rôle, ne constituant pas un indicateur pertinent des litiges arbitrables. En deuxième lieu, elle vise à répondre à la question de savoir si, à la suite des processus de libéralisation du droit de l’arbitrage, il s’est développé un concept d’arbitrabilité « transnationale ». Enfin, confrontant le processus de libéralisation des critères d’arbitrabilité au risque de l’incertitude juridique qu’il engendre, la présente étude pose la question du besoin de redéfinition des limites de l’arbitrabilité face aux attentes de la justice privée fonctionnelle.Pour cerner la notion d’arbitrabilité sur le plan théorique, la présente étude adopte une approche descriptive, qu’incarne l’analyse stricto sensu de l’arbitrabilité, d’avant d’interroger l’application concrète de ce concept dans les différents domaines du droit, dans une perspective plus prospective. Une telle démarche permet une appréciation lato sensu de la notion d’arbitrabilité. / As part of the debates of the Polish doctrine on the arbitrability regime and the need to revise the Polish law of arbitration, the general objective of this thesis is to analyse the notion of arbitrability through the solutions adopted by the distinctive legislations of the Romano-Germanic family and the Common Law system, in order to examine their effectiveness as regards the submission of private law disputes to the arbitrator. Following the current trends in domestic and international arbitration, particularly under French and Polish law, such an analysis of comparative legislative solutions tends to enrich discussions on the arbitrability model.In this respect, the present study seeks, first, to test the hypothesis that the Polish criterion of arbitrability does not fulfill its role, not constituting a relevant indicator of arbitrable disputes. Secondly, it aims to answer the question of whether, as a result of the liberalization process of arbitration law, a concept of "transnational" arbitrability has been developed. Finally, confronting the process of liberalization of arbitrability criteria with the risk of the legal uncertainty, this study raises the question of the need of redefinition of the arbitrability limits, facing the expectations of a functional private justice.In order to define the notion of arbitrability theoretically, the present study adopts a descriptive approach, embodied by the analysis of arbitrability in the strict sense, before questioning the concrete application of this concept in the different domains of law from a more prospective perspective. Such an approach allows the analysis of the notion of arbitrability in the broad sense.