Dans cette thèse un système de synthèse sonore imitative sera présenté, applicable à la plupart des instruments de quasi-harmoniques. Le système se base sur les enregistrements d’une note unique qui représentent une version quantifiée de l'espace de timbre possible d'un instrument par rapport à sa hauteur et son intensité. Une méthode de transformation permet alors de générer des signaux sonores de valeurs continues des paramètres de contrôle d'expression qui sont perceptuellement cohérent avec ses équivalents acoustiques. Un modèle paramétrique de l'instrument se présente donc basé sur un modèle de filtre de source étendu avec des manipulations distinctes sur les harmoniques d’un signal et ses composantes résiduelles. Une procédure d'évaluation subjective sera présentée afin d’évaluer une variété de résultats de transformation par une comparaison directe avec des enregistrements non modifiés, afin de comparer la perception entre les résultats synthétiques et leurs équivalents acoustiques. / Within this thesis an imitative sound synthesis system will be introduced that is applicable to most quasi-harmonic instruments. The system bases upon single-note recordings that represent a quantized version of an instrument's possible timbre space with respect to its pitch and intensity dimension. A transformation method then allows to render sound signals with continuous values of the expressive control parameters which are perceptually coherent with its acoustic equivalents. A parametric instrument model is therefore presented based on an extended source-filter model with separate manipulations of a signal’s harmonic and residual components. A subjective evaluation procedure will be shown to assess a variety of transformation results by a direct comparison with unmodified recordings to determine how perceptually close the synthesis results are regarding their respective acoustic correlates.

Le problème de l'imagerie non itérative dans le cadre de la diffraction électromagnétique inverse utilisant la méthode d'échantillonnage direct (DSM) est considéré. Grâce à une combinaison de l'expression asymptotique du champ proche ou du champ lointain diffracté et de l'hypothèse de petits obstacles, les expressions analytiques de la fonction d'indicateur DSM sont présentées dans diverses configurations telles que des configurations 2D/3D, mono-/multi-configurations statiques, à vue limitée/complète et fréquence unique/ diversité en fréquence. Une fois l'expression analytique obtenue, sa structure est analysée et des améliorations proposées. Notre approche est validée à l’aide de données de simulation, et d’expériences le cas échéant. Premièrement, la structure mathématique du DSM à fréquence fixe en 2D dans divers problèmes de diffusion est établie, permettant une analyse théorique de son efficacité et de ses limites. Pour surmonter les limitations connues, une méthode alternative d'échantillonnage direct (DSMA) est proposée. Puis le cas multi-fréquence est investigué en introduisant et en analysant le DSM multi-fréquence (MDSM) et le DSMA multi-fréquence (MDSMA). Enfin, notre approche est étendue aux problèmes de diffraction électromagnétique inverse 3D pour lesquels le choix de la polarisation du dipôle de test est un paramètre clé. De par notre approche analytique, ce choix peut être effectué sur la base de la polarisation du champ incident. / The non-iterative imaging problem within the inverse electromagnetic scattering framework using the direct sampling method (DSM) is considered. Thanks to the combination of the asymptotic expression of the scattered near-field or far-field and of the small obstacle hypothesis the analytical expressions of the DSM indicator function are presented in various configurations such as 2D/3D configurations and/or mono-/multi-static configurations and/or limited-/full-view case and/or mono-/multi-frequency case. Once the analytical expression obtained, its structure is analyzed and improvements proposed. Our approach is validated using synthetic data and experimental ones when available. First, the mathematical structure of DSM at a fixed frequency in 2D various scattering problems is established allowing a theoretical analysis of its efficiency and limitations. To overcome the known limitations an alternative direct sampling method (DSMA) is proposed. Next, the multi-frequency case is investigated by introducing and analyzing the multi-frequency DSM (MDSM) and the multi-frequency DSMA (MDSMA).Finally, our approach is extended to 3D inverse electromagnetic scattering problems for which the choice of the polarization of the test dipole is a key parameter. Thanks to our analytical analysis it can be made based on the polarization of the incident field.

En raison de leur forte abondance, les espèces communes constituent la majeure partie de la biomasse des écosystèmes, et sont responsables de la plupart des services rendus par ces derniers. En dépit de cette importance, peu d'études ont pourtant été consacrées spécifiquement aux espèces de plantes communes, notamment du fait du manque de données. Au cours de cette thèse, nous avons cherché d'une part à quantifier les variations d'abondance de ces espèces et d'autre part à comprendre quels étaient les mécanismes responsables de ces variations. Pour cela nous nous sommes intéressés aux espèces de plantes les plus communes d'un territoire fortement marqué par l'occupation humaine : la région parisienne. La collecte des données est une étape cruciale de toute étude sur la biodiversité ; la première partie du manuscrit aborde donc des protocoles qui pourraient être mis en œuvre pour récolter des informations à large échelle, en discutant les biais et les sources de variabilité auxquels sont exposés la plupart des inventaires et suivis de biodiversité. Nous nous sommes notamment interrogés sur la pertinence des méthodes d'évaluation rapide de la biodiversité. Certaines de ces méthodes, connues sous le nom de parataxonomie, se proposent de contourner la pénurie de savoirs naturalistes en dressant des inventaires à l'aide de morphotypes. Au cours de tests de terrain, nous montrons que ce type de méthodes — d'ores et déjà employées pour évaluer la biodiversité dans nombre d'études — ne peuvent êtres considérés comme un outil de suivi satisfaisant, en raison de leur manque de robustesse, ainsi que de leur faible efficacité à détecter des changements de composition spécifique au sein des communautés. À partir de données récoltées selon un protocole standardisé, nous nous intéressons ensuite dans une seconde partie à l'influence des différentes pressions humaines sur les variations d'abondance de la flore commune. Nous montrons qu'il se produit une homogénéisation taxonomique des communautés de plantes communes en réponse à la fragmentation induite par l'occupation humaine et l'artificialisation du territoire d'étude. Ce phénomène est également abordé sous son aspect fonctionnel, ce qui permet de constater que les paysages les plus fragmentés semblent favoriser les communautés d'espèces les plus généralistes. Enfin, en nous intéressant à l'impact de différentes pratiques culturales sur la diversité des espèces de plantes communes à l'échelle de parcelles agricoles, nous montrons l'effet bénéfique de certaines pratiques, telle que l'agriculture biologique, sur ces communautés. L'ensemble de ces résultats nous montre que, lorsque l'on dispose des méthodes de suivi appropriées, il est possible de mettre en évidence un effet des actions humaines sur la flore commune. Dans un contexte de crise de la biodiversité, les plantes communes apparaissent ainsi comme un indicateur de biodiversité prometteur, aux côtés d'autres groupes taxonomiques et d'espèces plus rares.

Les contacts face-à-face entre individus permettent de caractériser les réseaux sociaux et jouent un rôle prépondérant dans la compréhension des mécanismes de propagation des épidémies dans une population. De récentes avancées technologiques ont rendu possible l'acquisition de données précises sur les interactions humaines. Cette thèse présente, dans un premier temps, l'analyse de données de contacts collectées trois années de suite (2011, 2012 et 2013) dans un lycée français entre des étudiants de classes préparatoires. L'analyse a montré que la plupart des contacts se produisent entre étudiants de même classe et que les structures des contacts sont très similaires d'un jour sur l'autre. Dans un second temps, on compare différentes méthodes de collecte de données qui permettent d'obtenir des informations de nature différente (par exemple existence d'un contact face-à-face vs existence d'une amitié).L'utilisation de données rapportant les amitiés entre les étudiants ne permet pas d'obtenir une bonne estimation du réseau de contact (i.e., les amitiés ne correspondent pas forcément à des contacts face-à-face et vice versa) résultant en une sous-estimation du risque épidémique dans cette population.Dans la dernière partie, nous essayons de reproduire les biais provenant du réseau d'amitié en échantillonnant le réseau de contact. Ceci pourrait nous donner des indications sur comment compenser ces biais et comment utiliser des données incomplètes pour obtenir des prédictions fiables sur le risque épidémique. / Face-to-face contacts between individuals contribute to shape social networks and play an important role in determining how infectious diseases can spread within a population. Recently, technological advances have made it possible to obtain accurate data on human interactions.This thesis first presents the analysis of contact data collected three years in a row (2011, 2012 and 2013) in a French high school among students of "classes préparatoires" (i.e., studies taking place after high school and preparing for admission to higher education colleges). The analysis showed that most contacts occur within students of same classes and that contact patterns are very similar from one day to the next.Then, we compare different methods of data collection which allow to gather information of different nature (for instance existence of a face-to-face contact vs existence of a friendship).The use of data reporting friendships does not allow to obtain a good estimation of the contact network (i.e., friendships do not correspond necessarily to face-to-face contacts and vice versa) resulting in an underestimation of the epidemic risk in that population.Finally, we try to reproduce the biases coming from the friendship network by sampling the contact network. This might give hints on how to compensate these biases and how to use the information contained in incomplete data sets to obtain accurate predictions of the epidemic risk.

Face à une méconnaissance de la variabilité intraspécifique des traits fonctionnels végétaux, ce travail visait à la quantifier, comprendre le rôle des gradients environnementaux sur celle-ci, quantifier son importance relative vis-à-vis de la variabilité interspécifique et tester son impact sur le calcul d'indices de diversité fonctionnelle et un modèle de dynamique de la végétation. Suivant une stratégie d'échantillonnage stratifiée et hiérarchique, nous avons collecté des traits sur seize espèces communes d'une vallée alpine française. Nous avons montré qu'il existait une forte variabilité intraspécifique des traits. Celle-ci était plus faible que la variabilité interspécifique, mais non négligeable, elle résultait en partie d'effets environnementaux, pouvait être expliquée par les modèles d'habitat de chaque espèce et modifiait fortement le calcul des indices de diversité fonctionnelle. En conclusion la variabilité fonctionnelle intraspécifique devrait être plus souvent considérée.

Les systèmes pair-à-pair (P2P) sont aujourd'hui très populaires. Leur utilisation va de la messagerie instantanée au partage de fichiers, en passant par la sauvegarde et le stockage distribué ou encore le streaming video. Parmi les protocoles P2P, les protocoles basés sur le "gossip" sont une famille de protocoles qui a fait l'objet de nombreux travaux de recherche durant la dernière décennie. Les raisons de l'engouement pour les protocoles basés sur le "gossip" sont qu'ils sont considérés robustes, faciles à mettre en oeuvre et qu'ils ont des propriétés de passage à l'échelle intéressantes. Ce sont donc des candidats intéressants dès lors qu'il s'agit de réaliser des systèmes distribués dynamiques à large échelle. Cette thèse considère deux problématiques rencontrées lorsque l'on déploie des protocoles basé sur le "gossip" dans un environnement réel comme l'Internet. La première problématique est la prise en compte des pare-feux (NAT) dans le cadre des protocoles d'échantillonnage basés sur le "gossip". Ces protocoles font l'hypothèse que, a tout moment, chaque noeud est capable de communiquer avec n'importe quel noeud du réseau. Cette hypothèse est fausse dès lors que certains noeuds utilisent des NAT. Nous présentons Nylon, un protocole d'échantillonnage qui fonctionne malgré la présence de NAT. Nylon introduit un faible surcoût pour gérer les NAT et partage équitablement ce surcoût entre les noeuds possédant un NAT et les autres noeuds. La deuxième problématique que nous étudions est la possibilité de limiter la dissémination de messages de type "spam" dans les protocoles de dissémination basés sur le "gossip". Ces protocoles sont en effet des vecteurs idéaux pour diffuser les messages de type "spam" du fait qu'il n'y a pas d'autorité de contrôle permettant de filtrer les messages basés sur leur contenu. Nous proposons FireSpam, un protocole de dissémination basé sur le "gossip" qui permet de limiter la diffusion des messages de type "spam". FireSpam fonctionne par filtrage décentralisé (chaque noeud participe au filtrage). Par ailleurs, il fonctionne malgré la présence d'une fraction de noeuds malicieux (aussi appelés "Byzantins") et malgré la présence de noeuds dits "rationnels" (aussi appelés "égoïstes"). Ces derniers sont prêts à dévier du protocole s'ils ont un intérêt à le faire.

Les systèmes de reproduction jouent un rôle fondamental dans la structuration spatio-temporelle de la diversité génétique des espèces. Cette thèse, portant sur l'étude de trois populations de merisiers, a pour but de mieux comprendre les implications évolutives d'un système de reproduction mixte chez les plantes combinant à la fois une propagation asexuée et une reproduction sexuée contrôlée par un système d'auto-incompatibilité gamétophytique (GSI).Nous avons étudié les influences de la propagation asexuée et du GSI sur (1) la structuration diversité génétique intra et inter populations et sur (2) l'efficacité de sa transmission d'une génération à l'autre.Confrontant des modèles et concepts théoriques aux réalités biologiques, nos résultats démontrent à la fois un effet de l'asexualité et du GSI sur l'évolution de la diversité génétique de notre espèce. Ces effets sont plus complexes voire contraires à ce que prédisent les modèles ou les concepts actuellement admis.

Depuis de nombreuses années, les évaluations de la faune circulante au sein de l'estuaire de la Gironde s'appuient sur plusieurs dispositifs de suivis ichtyologiques, chroniques de pêches scientifiques et professionnelles. Cependant, ces approches conventionnelles nécessitent souvent un échantillonnage conséquent, restent ponctuelles dans le temps, spatialement limitées et destructrices. Tester la mise en œuvre d'un suivi acoustique prend ainsi toute son sens et son intérêt. Plus largement appliqué en milieux marin et lacustre, cette approche reste encore rarement utilisée en estuaires. En raison de l'extrême variabilité intrinsèque de ce type d'écosystème, la mise en œuvre de cet outil est un réel défi. En s'appuyant sur la connaissance préalablement acquise, une réflexion méthodologique approfondie a été menée pour définir des stratégies d'échantillonnage acoustiques afin d'optimiser la récolte de ce type de données. Plusieurs stratégies acoustiques ont d'abord été testées en tenant compte de la complexité et de la taille importante de l'écosystème étudié. La pertinence de ces données recueillies a ensuite été confrontée aux données des pêches scientifiques. Enfin, l'hydroacoustique a été mis à profit pour répondre à des questions sur la dynamique ichtyologique à des échelles spatiales et temporelles plus fines notamment pour étudier les influences tidales et nycthémérales. Ce travail démontre qu'il est possible de mettre en place un suivi acoustique des peuplements ichtyologiques pour un estuaire comme la Gironde. Comme outil complémentaire aux approches traditionnelles, l'hydroacoustique ouvre un large champ de possibilités pour appréhender la biocénose piscicole pour les milieux estuariens.

Les proliférations de cyanobactéries présentent en général d'importantes variations spatiales et temporelles de leur abondance cellulaire et de leur potentiel toxique, ce qui rend très difficile la surveillance de ces microorganismes et l'estimation des risques sanitaires associés à ces événements. Dans ce cadre général, le premier objectif de ma thèse a été de tester différentes stratégies d'échantillonnage pour suivre au mieux l'évolution des abondances cellulaires lors des proliférations de cyanobactéries. Par un échantillonnage à haute fréquence (six points tous les deux jours) réalisé sur un étang piscicole du Forez, nous avons montré que les deux espèces qui proliféraient dans cet écosystème (Microcystis aeruginosa et Aphanizomenon flos-aquae) présentaient des dynamiques spatiales et temporelles de leur abondance cellulaire très contrastées, ne permettant pas de définir une stratégie d'échantillonnage optimale commune aux deux espèces. Si pour ces deux espèces, trois points d'échantillonnage sont au minimum nécessaires pour bien prendre en compte l'hétérogénéité dans la distribution spatiale des cellules, les fréquences d'échantillonnage optimales sont en revanche très variables, allant d'un échantillonnage mensuel ou bimensuel pour Microcystis à un échantillonnage au minimum hebdomadaire pour Aphanizomenon. Le second objectif de ma thèse a été de m'appuyer sur cette stratégie d'échantillonnage à haute fréquence, pour mieux comprendre le développement de la prolifération de M. aeruginosa. Pour ce faire, nous avons estimé les changements spatiaux et temporels intervenant dans la composition génotypique de la population de cyanobactéries (par utilisation de la SSCP sur l'ITS 16S-23S) et dans sa toxicité potentielle (par le dosage des microcystines et l'évaluation de la proportion de cellules possédant le gène mcyB, un des gènes de synthèse de la microcystine). La répartition spatiale de la composition génotypique s'est révélée homogène à l'échelle de l'étang. Il est également apparu qu'au cours de la phase de croissance de la population, cette composition génotypique subissait de nombreux changements à courte échelle temporelle puis restait stable pendant plusieurs semaines lorsque le maximum d'abondance était atteint. Au niveau du potentiel toxique, la proportion de cellules possédant le gène mcyB est resté proche de 60 % durant toute la prolifération avec toutefois, des variations plus importantes pendant le développement du bloom. Aucune relation n'a pu être établie entre les variations observées dans la composition génotypique de la population et celles dans les proportions de cellules toxiques. De même, aucun lien n'a pu être établi entre les variations de diverses variables environnementales (nutriments, température, pluie) et celles de l'abondance cellulaire, de la toxicité potentielle et de la composition génotypique de la population de Microcystis. L'ensemble de ces résultats suggère que d'autres facteurs et processus interviennent probablement dans ces variations et qu'il existe sans doute des interactions très complexes entre toutes ces variables. Enfin, le troisième objectif de ma thèse a été de comparer la composition génotypique et le potentiel toxique de plusieurs populations de Microcystis plus ou moins connectées entre elles. Cette comparaison a permis de montrer l'importance fondamentale des facteurs et processus environnementaux locaux, dans la mise en place et le développement de ces évènements. / Generally, cyanobacteria proliferations show great spatial and temporal variations in their cell abundances and potential toxicity, which makes it difficult to control the development of these microorganisms and to predict the health risks associated with these events. Within this scope, the first goal of my PhD thesis was to test different sampling strategies to guarantee the best monitoring of the cell abundances during cyanobacteria proliferations. We made a high frequency sampling (six points every other day) in a shallow lake located in Forez and we evidenced that the two blooming-species (Microcystis aeruginosa and Aphanizomenon flos-aquae) showed strongly contrasted spatial and temporal patterns of their cell abundances precluding having a common optimal sampling strategy for both species. Even if three sampling points were enough to take into account the spatial heterogeneity of Microcystis and Aphanizomenon cells, a monthly or two-monthly sampling was sufficient for Microcystis whereas a weekly sampling was necessary for Aphanizomenon. The second goal was to gain a better understanding of Microcystis proliferation development. To achieve this aim, we estimated spatial and temporal changes in the genotypic composition (using the SSCP method in the 16S-23S ITS) and in the potential toxicity (by measuring the microcystin concentration and proportion of mcyB+ cells). We obtained a homogeneous spatial repartition of the genotypic composition. Moreover, during the growth phase, there were many rapid changes in the genotypic composition whereas this composition remained stable for several weeks where the maximum cell abundance was reached. As for potential toxicity, the proportion of mcyB+ cells remains at around 60 % during the proliferation but we observed higher variations during the growth phase. No relation was found between the variations of the genotypic composition and proportion of toxic cells on the one hand and the variations of several environmental factors (nutrients, temperature, rain) on the other hand, suggesting that other factors may be involved in these variations and that many complex interactions occur between these factors. Finally, the third goal of my PhD thesis was to compare the genotypic composition and the potential toxicity of different Microcystis populations, which were more or less interconnected. This comparison evidenced the great importance of local environmental factors and processes in the beginning and development of these events.

Les modèles de distribution d’espèces ont été identifiées comme pertinents pour cartographier et caractériser la qualitéd’habitat des moustiques vecteurs du paludisme, Anopheles, afin de participer à l’estimation du risque de transmission decette maladie et à la définition de stratégies de lutte anti-vectorielle ciblées. La transmission du paludisme dépend de laprésence et de la distribution des vecteurs, qui dépendent elles-mêmes des conditions environnementales définissant laqualité des habitats écologiques des Anopheles. Cependant, dans certaines régions, les données de captures d’Anophelessont rares, et rend difficile la cartographie de leurs habitats. De plus, le recueil de ces données est très souvent soumis à desbiais d’échantillonnage.Cette thèse fournit une solution à la cartographie des vecteurs du paludisme, en considérant deux aspects très peu étudiésdans la modélisation : le faible nombre de sites de présence disponibles et l’existence d’un biais d’échantillonnage. Uneméthode originale de correction de l’effet du biais d’échantillonnage est proposée puis appliquée à des données de présencedu principal vecteur du paludisme en Guyane, Anopheles darlingi. Un modèle de distribution d’An. darlingi a ensuite étéconstruit, permettant d’obtenir une carte de qualité d’habitat en cohérence avec la connaissance des entomologistes etfournissant des performances de prédiction élevées. La méthode de correction proposée a ensuite été comparée auxméthodes existantes dans un contexte applicatif caractérisé par la rareté des données d’occurrence de l’espèce et laprésence d’un biais d’échantillonnage. Les résultats montrent que la méthode développée est adaptée aux cas où le nombrede sites de présence est faible. Cette thèse contribue, d’une part, à combler les lacunes théoriques et d’applicabilité desméthodes actuelles visant à corriger l’effet des biais d’échantillonnage et, d’autre part, à compléter la connaissance sur ladistribution spatiale et la bioécologie du principal vecteur du paludisme en Guyane française. / Species distribution models are identified as relevant to map and characterize the habitat quality of Anopheles genusmosquitoes, transmitting malaria, and thus to both participate in the estimation of the transmission risk of this disease and inthe definition of targeted vector control actions. The malaria transmission depends on the presence and distribution of thevectors, which are themselves dependent on the environmental conditions that define the quality of the ecological habitats of the Anopheles. However, in some areas, Anopheles collection data remain scarce, making it difficult to model these habitats. In addition, the collection of these data is very often subjected to significant sampling biases, due, in particular, to unequal accessibility to the entire study area. This thesis provides a solution to the mapping of malaria vectors, considering two very few studied aspects in modeling: the low number of available presence sites and the existence of a sampling bias. An original method for correcting the effect of the sampling bias is proposed and then applied to presence data of Anopheles darlingi species - the main vector of malaria in South America - in French Guiana. Then, a distribution model of An. darlingi was built to obtain a map of habitat quality consistent with entomologists’ knowledge and providing high prediction performances. The proposed correction method was then compared to existing methods in an application context characterized by the scarcity of the species occurence data and the presence of a sampling bias. The results show that the developed method is adapted to cases where the number of sites of presence is low. This thesis contributes, on the one hand, to fill theoretical and applicability lacuna of current methods intended to correct the effect of the sampling bias and, on the other hand, to supplement the knowledge on both the spatial distribution and the bio-ecology of the main malaria vector in French Guiana.