Ces dernières années, les progrès continuels des techniques de criblage et de séquençage à haut débit ont nourri la biologie des systèmes, ouvrant la voie à l’identification de systèmes dynamiques biologiques tels que des réseaux de régulation génique. Cependant, l’insuffisance et la mauvaise qualité des données expérimentales se traduisent trop souvent par des estimations incertaines des paramètres d’intérêt des systèmes étudiés : ces incertitudes peuvent être levées en produisant de nouvelles données dans des conditions expérimentales variées, ce qui implique un coût potentiellement élevé. Dans cette thèse, nous proposons un nouvel algorithme d’apprentissage actif, destiné à recommander de manière séquentielle les expériences les plus utiles à l’identification de systèmes dynamiques biologiques modélisés par des équations différentielles. Le problème est formulé sous la forme d’un jeu à un joueur : le joueur se voit attribuer un budget dédié aux expérimentations, et un coût spécifique est affecté à chaque expérience ; à chaque tour, il est amené à choisir une, voire plusieurs expériences réalisées sur le système étudié dans le but de maximiser la qualité de l’estimation, une fois le budget épuisé. Notre approche, intitulée « ExperimentalDEsign for Network inference » (EDEN), s’appuie sur la classe d’algorithme UCT (Upper Confidence bounds for Trees search) qui allie la souplesse de la recherche arborescente de Monte-Carlo à l’efficacité des algorithmes de bandits multi-bras pour parcourir l’ensemble des séquences d’expériences possibles en privilégiant surtout celles qui sont les plus prometteuses. EDEN présente le grand avantage d’anticiper les expériences suivantes en sélectionnant à chaque tour des expériences sachant qu’elles seront suivies par un certain nombre d’autres expériences. Illustrée sur deux cas d’étude, le réseau de signalisation JAK/STAT et un des réseaux de régulation génique proposé dans la compétition internationale DREAM7, EDEN, entièrement automatique, obtient de très bonnes performances pour un budget limité et un large choix d’expériences (perturbations, mesures). / Continuous progress in screening and high-throughput sequencing techniques in recent years paves the way for the identification of dynamic biological systems such as gene regulatory networks. However, the scarcity of the experimental data often leads to anuncertain estimation of parameters of interest. These uncertainties can be solved by generating new data in different experimental conditions, which induces additional costs. This thesis proposes a general active learning approach to develop tools of sequential experimental design for the identification of dynamical biological systems. The problem is formulated as a one-player game : the player has a budget dedicated for his experiments, each experiment has a different cost ; at every turn, he chooses one or more experiments to be performed on the system with the ultimate aim of maximizing the quality of the estimate, until the available budget is exhausted. The proposed approach called Experimental DEsign for Network inference (EDEN), is based on UCT (Upper Confident bounds for Trees) algorithm which combines Monte-Carlo tree search algorithms with multi-arm bandits to perform an effective exploration of the possible sequences of experiments. A strong point of the approach is anticipation : an experiment is selected at each round, knowing that this round will be followed by a number of other experiments, according to the available budget. This generic approach is rolled out in parameter estimation in nonlinear ordinary differential equations using partial observations. EDEN is applied on two problems : signaling network and gene regulatory network identification. Compared to the competitors, it exhibits very good results on a DREAM7 challenge where a limited budget and a wide range of experiments (perturbations, measurements) are available.

A presente pesquisa parte da hipótese de que existe um imaginário do que seria uma \"professora ideal\". Para tal fim, toma como objeto de análise quarenta e oito exemplares da revista Nova Escola, publicados no período de 2001 a 2004. O corpus é composto de \"relatos de experiência\" (relatos em que um professor-leitor escreve para a revista Nova Escola) e \"experiências relatadas\" (relatos em uma experiência de ensino de língua materna realizadas em sala de aula é apresentada como argumento para reforçar ou ilustrar a tese defendida na matéria da qual participa). Mobilizando conceitos da psicanálise lacaniana, tais como de identificação e de imaginário (LACAN:1961,1962); da semântica argumentativa, por meio da Teoria Polifônica da Enunciação (DUCROT:1987) e da análise do discurso, por meio do conceitos de heterogeneidade discursiva (AUTHIER-REVUZ:1982) e de modalização autonímica (AUTHIERREVUZ: 1992), a pesquisa procurou responder quais são os recursos lingüísticos discursivos utilizados na redação, composição e editoração dos textos voltados para a classe docente publicados na revista Nova Escola; apreender quais seriam os traços que compõem o imaginário de professora ideal presente nesses textos e, ainda, mostrar os tipos de efeitos da circulação do material estudado na escrita de relatos de experiência de professores de língua portuguesa. Tendo identificado que nos textos é divulgada ao leitor a importância de copiar uma figura mítica, a do professor ideal, a pesquisa aponta duas tendências na divulgação de tal modelo: uma tendência propositiva (2001-2002) e uma tendência impositiva (2003- 2004), a pesquisa indica como efeitos possíveis dessa divulgação o favorecimento de uma postura de desresponsabilização por parte do professor em relação ao seu trabalho e a realização de atividades de ensino que desconsideram a pluralidade de contextos educacionais do nosso país e, como conclusão, indicia a importância de que os professores se filiem a um laço social a ser constituído para além de um discurso pautado pela repetição de modelos. / Cette recherche part d´une hypothèse qu\'il existe un imaginaire de ce qui serait une \"professeur idéal\". Pour essayer de comprendre comment cet idéal est formé, j\'ai pris comme objet d\'analyse quarante-huit exemplaires de la revue Nova Escola, de la perióde 2001-2004. Le corpus est composé de \"rapports d´expériences\" et de \"expériences rapportées\" sur l\'enseignement de la langue maternelle. En utilisant des concepts de la psychanalyse lacanienne, \"identification\" et \"imaginaire\", et, également des concepts de la sémantique argumentative, cette recherche essaie d\'énumérer les resources linguistiques discoursives utilisées dans la rédaction, mise en page et mise en édition des textes adressés pour les enseignants, étant publiés dans la revue Nova Escola. Ce travail essaie également d\'appréhender quels seraient les caractéristiques qui composeraient l\'imaginaire de professeur idéal. Ce travail fait une énumération des effets causés par la circulation du matériel étudié dans l\'écruiture des rapports d\'expérience des professeurs de langue maternelle. En conclusion, cette recherche montre comment il est important pour le professeur d\'adhérer à un lieu social qui serait construit au-delàs d\'un discours basée sur la répétition des modèles.

Ce travail concerne la modélisation du processus de synthèse (construction) de supports de catalyseurs obtenus par réaction silice-alumine. La synthèse est caractérisée par 5 variables d'entrée et 2 variables de sortie (la surface spécifique et le volume mesoporeux du support de catalyseur). Chaque combinaison des valeurs de sortie ayant une application potentielle, on voudrait savoir en synthétiser le plus grand nombre, c'est-a-dire connaitre les variables d'entrée permettant de construire un catalyseur ayant une surface et un volume donnes quelconques. Les limites atteignables des deux sorties du système sont inconnues. Ne disposant pas de suffisamment d'essais pour pouvoir espérer construire un modèle fiable sur l'ensemble du domaine de variation des variables d'entrée, nous choisissons une approche par plans d'expérience séquentiels avec modélisation par krigeage, permettant d'éviter une trop grande dispersion des variables d'entrée tout en assurant une exploration du domaine accessible pour les variables de sortie. Les essais sont choisis séquentiellement en se servant de l'information apportée par les essais précédents et traitée par le modèle de krigeage. Cette façon de procéder est a priori plus efficace que celle consistant a utiliser un plan d'expériences fixe au départ et comprenant la totalité des essais disponibles. Des critères d'ajout séquentiel de points d'expérimentation (définissant les valeurs des variables d'entrée) sont proposes, qui favorisent une forte dispersion des sorties correspondantes et prennent en compte les incertitudes associées aux prédictions par krigeage. Enfin, les critères retenus, l'un à base de distance et l'autre à base d'entropie, sont testes sur des données simulées afin de vérifier la bonne répartition finale des valeurs des réponses. Des rappels sur la modélisation par processus gaussien, la régression/interpolation par krigeage et ses liens avec les méthodes de type splines et SVM, ainsi que la planification d'expériences sont présentes en essayant de concilier rigueur et clarté.

Cette thèse est consacrée à la planification et l'exploitation d'expériences numériques à l'aide de modèles de remplacement (métamodèles), et plus particulièrement à la prise en compte des incertitudes induites par l'utilisation de ces métamodèles. Dans un premier temps, différentes méthodes sont proposées pour compenser ces incertitudes en biaisant les modèles afin de limiter le risque d'erreur 'défavorable' (méthodes conservatives). Cette étude s'appuie sur des applications en mécanique des structures, et en particulier, l'optimisation d'un système soumis a des contraintes de fiabilité. Cette thèse propose également deux contributions au domaine de la planification d'expériences numériques. D'une part, une méthode a été développée pour construire des plans permettant de minimiser l'erreur du modèle dans une région cible de l'espace de conception. Enfin, nous avons proposé des résultats pour la planification optimale des calculs dans le cas de simulateurs à réponse bruitées.

Le contrôle de la qualité est une étape critique lors de la fabrication de produits pharmaceutiques. Pour accomplir cette tâche, différentes méthodes de laboratoire peuvent être utilisées, mais celles-ci sont habituellement coûteuses et exigent beaucoup de temps. Une alternative suggérée par l'agence réglementaire Food and Drug Administration est l'utilisation d'outils permettant l'analyse en continu, dont entre autres les outils spectroscopiques comme le proche infrarouge par exemple. Une des applications de cette technologie est le suivi de l'humidité d'une poudre pharmaceutique lors de son séchage dans un lit fluidisé. Une sonde à réflectance, qui est attachée au spectromètre, est insérée dans le bol du lit fluidisé et des spectres sont acquis tout au long du procédé. L'interprétation des spectres obtenus nécessite toutefois l'application de l'analyse multivariée et l'utilisation de plusieurs tests statistiques. Une courbe de calibration peut ainsi être construite et être utilisée au lieu des tests réalisés au laboratoire. Néanmoins, les paramètres critiques du spectromètre peuvent influencer la performance de la courbe de calibration bâtie. Par ailleurs, les articles publiés sur le sujet d'intérêt mentionnent que l'emplacement de la sonde, c'est-à-dire son angle et sa hauteur dans le bol, est critique pour l'obtention d'une acquisition spectrale de qualité. Or, aucun article n'a été publié sur la détermination de cet emplacement optimal et aussi sur le type d'embout à utiliser pour s'assurer d'une bonne lecture spectrale. Tout d'abord, des courbes de calibration ont été construites pour deux produits différents, soient un supplément vitaminé et un anti-inflammatoire. La méthodologie utilisée pour ces modélisations chimiométriques était innovatrice, car seulement des échantillons provenant de l'usine étaient utilisés et les spectres acquis avec le spectromètre étaient répliqués pour chaque échantillon collecté. Par la suite, un embout permettant une acquisition spectrale de qualité a été conçu et le nombre moyen de scans/spectre a été déterminé. En ayant fixé ces deux paramètres, la performance de la courbe de calibration construite pour le supplément vitaminé a été évaluée dans le lit fluidisé dans un environnement de production. Enfin, des plans d'expériences réalisés dans le lit fluidisé au laboratoire avec les deux produits ont permis d'évaluer l'effet des paramètres critiques du spectromètre sur les performances des courbes de calibration. Les tests statistiques effectués sur les deux courbes de calibration montrent de bonnes corrélations entre les prédictions par le spectromètre et les valeurs de référence. Par ailleurs, les essais réalisés dans un environnement de production ont démontré qu'un embout comportant une cavité permettant à la poudre de se stabiliser ainsi qu'un faible nombre de scans/spectre assurent une acquisition spectrale de qualité. Uniquement la courbe de calibration construite pour le supplément vitaminé a été évaluée dans un environnement de production ; le modèle chimiométrique réussit à bien prédire la fin de séchage. Enfin, les conclusions obtenues suite aux plans d'expériences réalisés dans le lit fluidisé au laboratoire ne peuvent pas être généralisées à différents produits. Il a aussi été démontré qu'il est difficile d'acquérir des spectres en mode dynamique et d'interpréter les résultats associés aux réplicas d'essais. Des travaux futurs sont suggérés pour investiguer certaines questions suscitées par cette recherche.

Cette thèse se place dans le cadre des expériences simulées auxquelles on a recours lorsque des expériences physiques ne sont pas réalisables. Une expérience simulée consiste à évaluer une fonction déterministe type boîte-noire coûteuse qui décrit un modèle physique. Les entrées de ce modèle, entachées d'incertitude, forment un vecteur aléatoire. Cela implique que les sorties que nous souhaitons étudier sont aléatoires. Une technique standard pour rendre possibles de nombreux traitements statistiques, est de remplacer la fonction type boîte-noire par un métamodèle d'évaluation quasi-instantanée l'approchant. Nous nous concentrons plus particulièrement sur les métamodèles d'interpolateurs à noyaux dont nous étudions la construction et l'utilisation. Dans ce cadre, une première contribution est la proposition d'une définition plus générale de noyau conditionnellement positif qui permet une vraie généralisation du concept de noyau défini positif et des théorèmes associés. Nous donnons ensuite, dans une deuxième contribution, un algorithme de construction de plans d'expérience dans des domaines éventuellement non hypercubiques suivant un critère maximin pertinent pour ces métamodèles. Dans une troisième contribution, nous traitons un problème statistique inverse en utilisant un métamodèle d'interpolateurs à noyaux dans un algorithme stochastique EM puisque le modèle liant les entrées aux sorties est de type boîte-noire coûteux. Enfin, nous proposons aussi, dans la dernière contribution, l'utilisation d'un tel métamodèle pour développer deux stratégies d'estimation et de majoration de probabilités d'événements rares dépen\-dant d'une fonction type boîte-noire coûteuse.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce travail a consisté à préparer des catalyseurs en immobilisant la lipase Mucor miehei dans des matériaux silicatés poreux pour la production de biodiesel à partir d'huiles végétales. Pour développer cette étude, plusieurs systèmes à base de tensioactifs ont été utilisés afin de synthétiser des matériaux silicatés à porosité contrôlée en empruntant des protocoles décrits dans la littérature ou mis au point au laboratoire. Le point commun de ces matériaux, qu'ils soient mésoporeux ou méso-macroporeux est l'organisation hexagonale de leurs mésopores. Les matériaux méso-macroporeux ont été préparés à partir d'émulsions huile dans eau (H/E) et à partir de doubles émulsions (E/H/E) ou encore de nanoparticules solides lipidiques (SLN). Ces différentes matrices ont servi de support pour l'immobilisation de la lipase. Ainsi, plusieurs méthodes ont été investiguées. Premièrement, la lipase a été fixée au support par physisorption en immergeant le matériau dans une solution enzymatique. Deuxièmement, la lipase a été liée de façon covalente à la matrice par des liaisons urée. Pour cela, le matériau a du être fonctionnalisé après sa synthèse. Enfin, l'encapsulation de l'enzyme a été effectuée uniquement avec les supports préparés à partir de doubles émulsions et de SLN. L'ensemble de ces bioréacteurs a été testé en effectuant une réaction de transestérification de l'huile de colza en présence de méthanol. Les conditions de cette méthanolyse ont été optimisées à l'aide d'un plan d'expériences / This work was to prepare catalysts by immobilizing Mucor miehei lipase into silicate porous materials for the biodiesel production from vegetable oils. To develop this study, several systems based on surfactants were used to synthesize silicate materials with controlled porosity by taking protocols described in the literature or developed in the laboratory. The common point of these materials, whether mesoporous or meso-macroporous, is a hexagonal organization of their mesopores. Meso-macroporous materials were prepared from oil-in- water emulsions (O/W) and from double emulsions (W/O/W) or from solid lipid nanoparticles(SLN). These different materials served as a matrix for immobilization of the lipase. Several methods of immobilization were investigated. Firstly, the lipase was fixed into support by physisorption by immersing material in an enzymatic solution. Secondly, the lipase was linked covalently to matrix with urea bonds. In our case, the material had to be functionalized after this synthesis. Finally, the encapsulation method of the enzyme was carried out only with materials prepared form double emulsions and SLN. All bioreactors were tested by performing a transesterification reaction with methanol. The conditions of this methanolysis were optimized with an experimental design

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Comment la transmission de connaissances peut aider les concepteurs du secteur du luxe à réinventer les objets et l’expérience de la marque tout en restant ancrés dans son patrimoine ? Cette question ouverte dans les sciences de gestion et de la conception intéresse le domaine du luxe, tout particulièrement la Maison Dom Pérignon en constante quête de renouvellement. En effet, innover sans trahir les traditions est à l’origine de plusieurs tensions. Dans cette thèse, nous montrons comment la transmission d’un « patrimoine de création » peut aider les concepteurs du secteur du luxe à surmonter ces tensions. En étudiant celui de la Maison Dom Pérignon et ceux contenus dans divers livres de la haute cuisine, nous mettons en évidence trois caractéristiques de ce patrimoine de création qui constituent autant d’axes de recherche : Premièrement, nous décrivons les effets positifs sur l’originalité et l’efficacité opérationnelle que la transmission d’un patrimoine de création peut avoir sur les collectifs de concepteurs conduisant des projets d’innovation. Deuxièmement, en faisant appel aux théories de la conception, nous construisons un modèle formel mettant en relation les structures de connaissance et les types de générativité qu’un patrimoine de création peut provoquer. Nous montrons qu’un même domaine peut en contenir plusieurs, qu’un même patrimoine de création peut favoriser plusieurs types de générativité qui pourraient sembler en principe incompatibles, et que ces différents types de générativité peuvent évoluer à travers le temps. Finalement, nous montrons que la conception d’un patrimoine de création exige des interactions entre concepteurs expérimentés et concepteurs récepteurs afin de formaliser, réorganiser et partager un langage du connu et un langage de l’inconnu. Ce dernier est composé des éléments du premier. Nous mettons aussi en exergue que la structure formelle d’un patrimoine de création peut refléter la structure de l’organisation de conception / How can knowledge transmission help designers in the luxury industries to reinvent the brand's objects and experiences while remaining rooted in its heritage? This open question in the management and design sciences is of interest to the luxury sector, and especially to Dom Pérignon, in constant quest of renewal. Indeed, to innovate without betraying tradition is at the origin of several tensions. In this thesis, we show how the transmission of a "creative heritage" can help designers in the luxury industry to overcome these tensions. By studying the creative heritage of Dom Pérignon and those contained in various haute cuisine books, we highlight three characteristics of this creative heritage that constitute as many lines of research: First, we describe the positive effects on the originality and the operational efficiency that the transmission of a creative heritage can have on the collectives of designers leading innovation projects. Secondly, by using design theories, we construct a formal model linking the knowledge structures and the types of generativity that a creative heritage can promote. We show that a same domain can contain several generativities, that a same creative heritage can favor several types of generativity that might seem incompatible in principle, and that these different types of generativity can evolve over time. Finally, we show that the design of a creative heritage requires interactions between experienced and recipient designers to formalize, reorganize and share a language of the known and a language of the unknown. The latter is composed of the elements of the former. We also highlight that the formal structure of a creative heritage can reflect the structure of the design organization.