La détection des changements ou ruptures dans les paramètres de la distribution statistique d'une série temporelle est un problème de recherche en traitement du signal qui trouve des applications dans de nombreux domaines comme le traitement des signaux GNSS. Le projet scientifique développé dans mon mémoire d'habilitation à diriger des recherches concerne l'étude des méthodes d'estimation et de détection conjointe de ruptures pour la fusion d'informations. Les approches proposées dans ce cadre sont utilisées dans différentes applications comme l'estimation des paramètres du vecteur vent, le traitement des signaux GNSS et le filtrage des mesures fournies par les capteurs inertiels. L'objectif de la fusion est d'utiliser les informations ou mesures fournies par différents capteurs pour avoir une meilleure connaissance du paramètre à estimer. Nous avons donc proposé dans ce travail plusieurs méthodes d'estimation et de détection conjointe de rupture qui fusionnent les informations fournies par des capteurs. Le but étant d'améliorer les performances des opérateurs en termes de détection, de localisation et d'estimation de la dynamique des ruptures. Les approches proposées dans un cadre bayésien s'appuient sur la définition de la distribution a posteriori des paramètres à estimer sachant les mesures multi-capteurs. Un des apports de nos travaux dans ce domaine est de proposer un ensemble de filtres définis dans le domaine circulaire avec la distribution de von Mises. Un autre apport est de proposer une loi a priori qui modélise le comportement mutuel entre plusieurs processus dans le cas de la segmentation multi-ruptures hors ligne de signaux multi-capteurs. Ce travail a principalement été appliqué au géo positionnement et plus particulièrement au traitement de la phase et du code des signaux GNSS multi-porteuses. Nous avons montré par des expérimentations sur signaux réels que les méthodes proposées permettent d'obtenir une localisation centimétrique à la milliseconde d'un récepteur ayant un mouvement de forte dynamique. Aujourd'hui les perspectives de ce travail sont dans le traitement des signaux de réflectométrie GNSS et de géolocalisation sous-marine. En effet pour ces applications les signaux sont fortement atténués et déformés par le milieu de propagation, ce qui constitue un nouvel enjeu pour les méthodes de fusion d'informations en traitement du signal.

L'administration fédérale canadienne et la Commission européenne ont construit, dans le courant des années 2000, deux réseaux de Systèmes d'informations géographiques (SIG) : le Système national d'information forestière au Canada, et l'Infrastructure d'information géographique dans la Communauté européenne. Ces SIG permettent le traitement géographique de données sociales et environnementales ainsi que leur représentation sur des cartes. Nous appréhendons ces deux réseaux de SIG sous l'angle de leur valeur heuristique : leur analyse nous permet d'étudier les configurations institutionnelles dans lesquelles ils ont été développés, c'est-à-dire, dans ces cas précis, ce qu'il est convenu d'appeler la « gouvernance ». Les SIG sont des instruments de mesure et de représentation de certains phénomènes : ils appartiennent à la classe des instruments d'objectivation. En tant qu'instruments d'objectivation, ils nous permettent de discuter deux éléments théoriques de la « gouvernance » : le rapport entre les administrations centrales et les administrations locales ; le rapport entre les administrations étatiques et les organisations non-étatiques. A travers cette discussion, nous montrons d'une part que la réarticulation de paliers de gouvernement différents ne signifie pas, comme cela a pu être écrit, un retrait de l'administration centrale au profit des administrations locales, mais au contraire une manière de contrôler plus étroitement celles-ci. Nous montrons d'autre part que cette renégociation des rapports entre les administrations centrales et locales ne s'accompagne pas, en pratique, d’une renégociation des rapports entre administrations étatiques et organisations non-étatiques. En révélant que les données non-étatiques ne sont pas intégrées dans les réseaux de SIG étatiques, nous relativisons les théories qui voient dans la « gouvernance » un mode de gouvernement ouvert aux organisations non-étatiques. Cela nous conduit à approfondir la piste qui envisage les instruments étatiques d'objectivation comme des moyens d'écarter de l'objectivation des phénomènes sociaux ou naturels les éléments qui contredisent l'action gouvernementale. Cette exégèse politique de deux ensembles de programmes informatiques particuliers – les SIG – nous amène, en conclusion, à proposer de considérer certains programmes informatiques comme des institutions politiques. / During the 1990s, Canada’s federal government and the European Commission established two networks of geographic information systems (GIS): the National Forest Information System in Canada and the Infrastructure for Spatial Information in the European Union. These two systems permit social and environment facts to be studied geographically and to be mapped. In this thesis, we emphasize the heuristic value of these two networks of geographic information systems: an analysis of them allows us to better understand the institutional configurations that existed during their development, that is to say, in our cases, what is called “governance”. As instruments that measure and represent phenomena, GIS belong to knowledge tools. As knowledge tools, they allow us to discuss two issues of “governance” theories: relationships between central and local administrations, and relationships between state and non-state organizations. This discussion leads us to show, on the one hand, that the reorganization of different levels of government does not signify, as is described elsewhere in the literature, the retreat of central administrations in favor of local administrations, but is rather a means for more forcefully controlling them. On the other hand, we show that the renegotiation of relationships between central and local administrations is not accompanied, in reality, by a negotiation of relationships with non-state organizations. In light of the fact that non-state organizations are not integrated in states’ GIS networks, we must revisit theories of “governance” that foresee governments as more open to civil society. This helps us to understand how knowledge tools can be used in order to exclude certain facts from State's sight. In conclusion, this political analysis of two specific software – GIS – leads us to propose that some software can be considered as political institutions.

Malgré le rôle important joué par les comportements alimentaires durant la grossesse, et de leurs implications pour la santé de la mère et de l’enfant à naître, plusieurs études soulignent que les besoins d’informations des femmes enceintes à faible revenu ou issues de minorités ethniques n’ont pas été comblés. Le comportement de recherche d’informations de femmes enceintes immigrantes maghrébines à faible revenu sera donc abordé via le modèle d’Engel, Kollat et Blackwell. L’objectif général est l’exploration de ce comportement de recherche d’informations en lien avec des thématiques associées à leur alimentation au cours de la grossesse. La thèse propose quatre questions spécifiques de recherche visant l’exploration des facteurs d’ordre individuel et d’environnement susceptibles d’influencer une recherche active d’informations, des sources auprès desquelles des informations sont recherchées, et de la nature de l’information recueillie. Un total de 28 femmes enceintes volontaires (14 primigestes et 14 secondigestes) ont été recrutées via le Dispensaire diététique de Montréal entre les mois d’août 2010 et 2011. Des entrevues semi-structurées de 60 à 90 minutes ont été réalisées par l’étudiante au doctorat. Les données ont été soumises à une analyse de contenu via le logiciel NVivo. Des facteurs d’ordre individuel susceptibles d’influencer le comportement de recherche active d’informations furent identifiés: perspective idéologique à l’égard de la grossesse, présence de malaises de grossesse, perception du caractère contradictoire des informations reçues, perceptions liées au caractère adéquat de l’information reçue, perceptions liées au caractère suffisant de l’information détenue, variation du poids corporel, valorisation du bien-être du bébé, attitudes à l’égard de la supplémentation prénatale, valorisation d’une saine alimentation et motivation à apprendre. Des facteurs d’environnement susceptibles d’influencer le comportement de recherche active d’informations ont été identifiés: culture (habitudes alimentaires, croyances alimentaires, croyances religieuses, perte de repères culturels traditionnels quant aux soins de santé et conseils offerts durant la grossesse) et interactions avec les membres de l’environnement social. Des sources d’informations significatives en lien avec la nutrition prénatale se sont avérées être pour les primigestes: diététiste, mère, amies, mari et Internet. Pour les secondigestes, ces sources d’informations étaient: diététiste, médecin, amies et mari. Une source d’informations professionnelle significative concernant la supplémentation prénatale et le gain de poids durant la grossesse, tant pour les primigestes que secondigestes, s’est révélée être la diététiste. Peu de femmes ont rapporté avoir reçu des professionnels de l’information à propos de la salubrité alimentaire et des risques de gagner trop de poids. Les résultats soulèvent une réflexion à l’égard de l’implication des professionnels en période prénatale et quant à la révision de leurs approches de counseling nutritionnel. Les résultats amènent également à réfléchir quant à l’amélioration des activités ayant pour objectif de répondre aux besoins d’informations des femmes enceintes immigrantes maghrébines à faible revenu en lien avec des thématiques liées à l’alimentation durant la grossesse. Pour terminer, il serait utile que de futures recherches s’attardent à mieux comprendre le comportement de recherche d’informations en lien avec des thématiques associées à l’alimentation de femmes enceintes de différents horizons culturels ou de celle de l’enfant à venir. / Despite the important role played by healthy behaviours during pregnancy, and their health implications for both mother and baby, several studies have highlighted that health information needs of low-income and ethnic minority pregnant women have not been met. Thus, the information-seeking behaviour of low-income pregnant Maghrebian women has been studied in this thesis by using the Engel, Kollat and Blackwell (EKB) model. The main objective of this thesis’s research is to explore information-seeking behaviours regarding nutrition-related topics during pregnancy in order to determine whether decisional processes regarding information-seeking behaviour differ among primigravid and secundigravid women. This thesis proposes four specific research questions aiming at the exploration of individual and environmental factors likely to influence the active information-seeking behaviour, the type of information and the sources from which such information is collected. Data has been collected among 28 low-income voluntary women (14 primigravid and 14 secundigravid) mainly referred by the Montreal Diet Dispensary between August 2010 and 2011. Semi-structured interviews lasting 60 to 90 minutes were conducted by the doctoral student. Data were analyzed using content analysis with NVivo software. On one hand, individual factors likely to influence the active information-seeking behaviour have been found to be: the ideological examination of pregnancy, presence of pregnancy discomforts, perception of conflicting information from providers, perceived adequacy of received nutrition information, perceived sufficiency of information, body weight changes, recognition of the baby’s well-being, attitudes toward prenatal supplementation, importance given to healthy eating, and motivation to learn. On the other hand, environmental factors likely to influence the active information-seeking behaviour have been identified to be: culture (eating habits, food beliefs, religious beliefs, loss of cultural markers regarding health care and counseling during pregnancy) and interactions with individuals from the social environment. Significant information sources consulted by primigravid women for topics regarding prenatal nutrition were as follows: the registered dietitian, mother, friends, husband, and Internet. For secundigravid women, significant information sources were as follows: the dietitian, doctor, friends and husband. A significant professional information source, both for primigravid and secundigravid women, about prenatal vitamin and mineral supplementation and pregnancy weight gain was the registered dietitian. Internet was a significant public information source from which primigravid women got information regarding prenatal nutrition-related topics. Few women reported having received, during their follow-up examinations, professional information related to food safety issues and risks of gaining too much weight during pregnancy. Overall, results presented in this thesis highlight the importance of improving communicating strategies in order to better address the information needs of low-income pregnant Maghrebian women. Results raise a number of questions with regards to improving the participation of professionals to prenatal education and their nutritional counseling. Moreover, results from this thesis suggest means to improve activity planning to better address the nutrition-related information needs of pregnant Maghrebian women during pregnancy. It would be useful for researchers to get involved in studies aimed at a better understanding of the information-seeking behaviour of expectant mothers from different cultural backgrounds regarding nutrition-related topics during pregnancy as well as the baby’s nutrition.

Durant les 20 dernières années, la recherche en visualisation d’informations (InfoVis) a permis l’émergence de nouvelles techniques et méthodes qui permettent d’assister l’analyse de données intensives pour la science, l’industrie, et les gouvernements. Cependant, la plupart de ces travaux de recherches furent orientés sur des données statiques pour des utilisateurs experts.Dernièrement, des évolutions technologique et sociétales ont eu pour effet de rendre les données de plus en plus dynamiques et accessibles pour une population plus diverse. Par exemple des flux de données tels que les emails, les mises à jours de statuts sur les réseaux sociaux, les flux RSS, les systèmes de
gestion de versions, et bien d’autres. Ces nouveaux types de données sont utilisés par une population qui n’est pas forcément entraînée ou éduquée à utiliser des visualisations de données. La plupart de ces personnes sont des utilisateurs occasionnels, d’autres utilisent très souvent ces données dans leurs travaux. Dans les deux cas, il est probable que ces personnes n’aient pas reçu de formation formelle en visualisation de données.Ces changements technologiques et sociétaux ont généré une multitude de nouveaux défis, car la plupart des techniques de visualisations sont conçues pour des experts et des bases de données statiques. Peu d’études ont été conduites pour explorer ces défis. Dans ce rapport de thèse, j’adresse la question suivante : « Peut-­on permettre à des utilisateurs non­-experts de créer leur propre visualisation et de contribuer à l’analyse de flux de données ? »La première étape pour répondre à cette question est d’évaluer si des personnes non formées à la visualisation d’informations ou aux « data sciences » peuvent effectuer des tâches d’analyse de données dynamiques utiles, en utilisant un système de visualisation adapté pour supporter cette tâche. Dans la première partie de cette dissertation, je présente différents scénarios et systèmes, qui permettent à des utilisateurs non­-experts (de 20 à 300 ou 2000 à 700 000 personnes) d’utiliser la visualisation d’informations pour analyser des données dynamiques.Un autre problème important est le manque de principes génériques de design pour l’encodage visuel de visualisations d’informations dynamiques. Dans cette dissertation, je conçois, définis, et explore un espace de design pour représenter des donnés dynamiques pour des utilisateurs non­-experts. Cette espace de design est structuré par des jetons graphiques représentant des éléments de données qui permettent de construire dans le temps différentes visualisations, tant classiques que nouvelles.Dans cette thèse, je propose un nouveau paradigme de conception (design) pour faciliter la réalisation de visualisation d’informations par les utilisateurs non­-experts. Ce paradigme est inspiré par des théories établies en psychologie du développement, tout autant que par des pratiques passées et présentes de création de visualisation à partir d’objets tangibles. Je décris tout d’abord les composants et processus de bases qui structurent ce paradigme. Ensuite, j’utiliserai cette description pour étudier *si et comment* des utilisateur non­-experts sont capables de créer, discuter, et mettre à jour leurs propres visualisations. Cette étude nous permettra de réviser notre modèle précédent et de fournir une première exploration des phénomènes relatifs à la création d’encodages visuels par des utilisateurs non­-experts sans logiciel. En résumé, cette thèse contribue à la compréhension des visualisations dynamiques pour des utilisateurs non­-experts. / During the past two decades, information visualisation (InfoVis) research has created new techniques and methods to support data- intensive analyses in science, industry and government. These have enabled a wide range of analyses tasks to be executed, with tasks varying in terms of the type and volume of data involved. However, the majority of this research has focused on static datasets, and the analysis and visualisation tasks tend to be carried out by trained expert users. In more recent years, social changes and technological advances have meant that data have become more and more dynamic, and are consumed by a wider audience. Examples of such dynamic data streams include e-mails, status updates, RSS 1 feeds, versioning systems, social networks and others. These new types of data are used by populations that are not specifically trained in information visualization. Some of these people might consist of casual users, while others might consist of people deeply involved with the data, but in both cases, they would not have received formal training in information visualization. For simplicity, throughout this dissertation, I refer to the people (casual users, novices, data experts) who have not been trained in information visualisation as non-experts.These social and technological changes have given rise to multiple challenges because most existing visualisation models and techniques are intended for experts, and assume static datasets. Few studies have been conducted that explore these challenges. In this dissertation, with my collaborators, I address the question: Can we empower non-experts in their use of visualisation by enabling them to contribute to data stream analysis as well as to create their own visualizations?The first step to answering this question is to determine whether people who are not trained in information visualisation and the data sciences can conduct useful dynamic analysis tasks using a visualisation system that is adapted to support their tasks. In the first part of this dissertation I focus on several scenarios and systems where different sized crowds of InfoVis non-experts users (20 to 300 and 2 000 to 700 000 people) use dynamic information visualisation to analyse dynamic data.Another important issue is the lack of generic design principles for the visual encoding of dynamic visualization. In this dissertation I design, define and explore a design space to represent dynamic data for non-experts. This design space is structured by visual tokens representing data items that provide the constructive material for the assembly over time of different visualizations, from classic represen- tations to new ones. To date, research on visual encoding has been focused on static datasets for specific tasks, leaving generic dynamic approaches unexplored and unexploited.In this thesis, I propose construction as a design paradigm for non-experts to author simple and dynamic visualizations. This paradigm is inspired by well-established developmental psychological theory as well as past and existing practices of visualisation authoring with tangible elements. I describe the simple conceptual components and processes underlying this paradigm, making it easier for the human computer interaction community to study and support this process for a wide range of visualizations. Finally, I use this paradigm and tangible tokens to study if and how non-experts are able to create, discuss and update their own visualizations. This study allows us to refine our previous model and provide a first exploration into how non-experts perform a visual mapping without software. In summary, this thesis contributes to the understanding of dynamic visualisation for non-expert users.

Comparé aux services traditionnels du secteur tertiaire, les services facilités par les technologies de l'information et des communications (ITeS, à partir du sigle en anglais, IT-enabled Services) suscitent un intérêt croissant de clients et fournisseurs d'une part du fait de l’automatisation des processus et d'autre part grâce aux nouveaux canaux de communication (Internet, réseaux mobiles, …) que ces services supportent. De ce fait, les ITeS co-créent de la valeur ajoutée due à la collaboration entre les clients et les fournisseurs lors de la conception et la livraison de services. Cet enrichissement des services traditionnels conduit à une remise à plat des méthodes actuelles de conception de biens et de services. En effet, elles ne permettent pas de répondre aux exigences imposées par ce contexte de collaboration multidisciplinaire qui intègrent les entreprises, les technologies de l'information et de la communication et les acteurs sociaux. Les caractéristiques intrinsèques des services (à savoir, l'intangibilité, l'inséparabilité, la périssabilité, la simultanéité) et leur nature sociotechnique requière à la fois une méthodologie de conception globale dirigée par les exigences des clients en vue de leur satisfaction et une approche systémique prenant en compte la dimension collaborative, le cycle de vie des services et les changements organisationnels, métiers et technologiques. Pour faire face à ces enjeux, nous proposons une méthodologie descendante pour modéliser et concevoir un système de services dirigé par les exigences des clients et supportant la collaboration entre tous les acteurs afin de permettre la co-création de ce système. Notre méthodologie repose sur une approche pluridisciplinaire et offre un ensemble de modèles interconnectés (modèle de référence de service, modèle d’exigence et modèle de collaboration) ce qui permet d’une part de donner de la flexibilité au système et de la rendre adaptable en cas de changements des exigences et d’autre part de supporter la collaboration entre tous les acteurs. Le modèle de référence offre une description des différentes dimensions du système de services (ontologique, caractéristiques et systémique) et explicite ainsi les connaissances liées aux domaines différents. En se basant sur le modèle d’exigences, les besoins du client sont spécifiés dans un langage commun et compréhensible par tous les acteurs. Ceci permet leur propagation dans tout le cycle de vie de service et leur diffusion à tous les acteurs. Le modèle de collaboration préconise une approche guidée par les données - une approche opposée aux processus métiers collaboratifs traditionnels - ce qui favorise l'interopérabilité technique et sémantique et augmente la stabilité du système face aux changements. Enfin, La collaboration s’appuie sur les canaux de communication qui engendrent des flux d'objets métiers selon lesquels des règles d'affaires sont générées afin d’invoquer les composants logiciels sous-jacents. / Compared to traditional business services, IT-enabled services provide more value to customers and providers by enabling traditional business services with Information and Communication Technologies (ICT) and delivering them via e-channels (i.e., Internet, Mobile networks). Although IT-enabled service systems help in co-creating value through collaboration with customers during service design and delivery, they raise challenges when we attempt to understand, design and produce innovative and intelligent IT-enabled services from a multi-disciplinary perspective by including businesses, technology and people for value addition and increasing benefits. Due to their social-technical nature and characteristics (i.e., Intangibility, Inseparability, Perishability, Simultaneity), IT-enabled services also lack common methods to systemize services driven by customer requirements and their satisfactions and co-produce them through ad-hoc collaboration. In this thesis, we propose a middle-out methodology to model, design and systemize advanced IT-enabled service driven by customer requirements and collaboration among all actors to jointly co-create service systems. From a multi-disciplinary perspective, the methodology relies on a multi-view models including a service system reference model, a requirement model and a collaboration model to ensure system flexibility and adaptability to requirement changes and take into account joint efforts and collaboration of all service actors. The reference model aims at a multi-disciplinary description of services (ontological, systematical and characteristic-based descriptions), and formalizing business knowledge related to different domains. As for the requirement model, customer needs are specified in common expressiveness language understandable by all service actors and made possible its top-down propagation throughout service lifecycle and among actors. The collaboration model advocates a data-driven approach, which increases busi-ness, technical and semantic interoperability and exhibits stability in comparison to business processes centric approaches. Finally, the collaboration hinges on de-livery channels expressed as data flows and encapsulating business artifacts as per which business rules are generated to invoke underlying software components.

Pour faire face aux contraintes économiques (demande de plus en plus importante pour de la personnalisation de masse, globalisation et réduction des coûts…), le développement de stratégies de production « Juste À Temps », ou « Lean Manufacturing » impose la réorganisation de l’entreprise sur les activités génératrices de valeur en suivant une logique de chaîne de valeur pour éviter tout gaspillage. Cette stratégie conduit de fait à un recentrage métier et une extension de la chaîne de valeur. L’entreprise est donc amenée à développer des stratégies de collaboration (Bare et Cox, 2008 ; Davis, 1987) et doit disposer d’un SI Lean (réponse au plus juste), agile pour réagir aux fluctuations et aléas, ouvert pour assurer un partenariat avec ses fournisseurs, ses clients et ses partenaires et, enfin, interopérable pour faciliter la communication entre les différents systèmes et concilier ces différentes facettes métiers. Or, le SI de l’entreprise est constitué d’une multiplicité de logiciels (l’ERP (Enterprise Resource Planning), le MES (Manufacturing Execution System), le PLM (Product Life-cycle Management), le SCM (Supply Chain Management)…). Chaque système vise à répondre à un objectif donné pour une facette métier, et est développé selon des spécifications métier propres échappant le plus souvent à toute standardisation. Ceci engendre une redondance, une hétérogénéité et une augmentation du volume d’information, d’où des risques d’incohérence, de rigidité du SI et notamment une grande difficulté de communication dans le cadre de collaboration interentreprises. Pour répondre à ces aléas, il importe de définir un SI agile et interopérable et de réorganiser les processus pour supporter la chaîne de valeur de l’entreprise. C’est dans cet objectif que nous proposons de développer un Lean ESB (Enterprise Service Bus), socle d’une Architecture Orientée Services, doté d’une couche sémantique métier. Nous avons défini quatre modules du Lean ESB : • Le module de médiation définit les échanges d’information entre les différents métiers et entre le métier et la technologie pour assurer le fonctionnement des autres modules. • Le module de chorégraphie dynamique permet de composer les services industriels pour définir les processus selon les besoins de production spécifiés par le client. • Le module de routage intelligent organise les ressources de l’atelier pour définir des processus en flux tirés. • Le module de monitoring et gouvernance permet de contrôler la performance de la production et la qualité des produits. / To meet the economic constraints (growth of mass customization demands, globalization and cost reducing), the development of new strategies forms as a “Just In Time” production strategy or “Lean Manufacturing” needs to reorganize the enterprise taking into account the activities which generates value (following the value-chain logic) in order to avoid wastefulness. This strategy leads to a business refocusing and a value-chain extension. The enterprise has to develop collaboration strategies (Bare and Cox, 2008 ; Davis, 1987) and has to have a Lean (just in time response) Information Systems (IS), agile IS to react fluctuations, open IS to support a partnership with suppliers, customers and partners and interoperable IS to make easier the communication between systems and business views. However, the enterprise IS contains multiple systems: ERP (Enterprise Resource Planning), MES (Manufacturing Execution System), PLM (Product Life-cycle Management), SCM (Supply Chain Management)…Each system is designed to meet a particular business view, and is developed according to specific business requirementswithout any standardization which cause redundancy, heterogeneity and increase the volume of information including an inconsistency, a rigidity of the IS and a difficulty of inter-enterprise collaboration. To face theses disadvantages we have to define an agile and interoperable IS and to reorganize processes to support the enterprise value-chain. Therefore, we propose to develop a Lean ESB (Enterprise Service Bus) which is a Service Oriented Architecture middleware, improved by a business semantic layer. We defined four modules of Lean ESB:• The mediation module defines information exchange between a business layers and IS and insures other modules operating. • The dynamic choreography module enables industrial services composition to define processes in accordance with customer demands. • The intelligent routing module organizes workshop resources in order to reorganize processes in a pull flow strategy. • The monitoring and governance module enables the control of production performance and products quality.

Nous considérons une plate-forme pair-à-pair pour la Recherche d'Information (RI) collaborative. Chaque pair héberge une collection de documents textuels qui traitent de ses sujets d'intérêt. En l'absence d'un mécanisme d'indexation global, les pairs indexent localement leurs documents et s'associent pour fournir un service distribué de réponse à des requêtes. Notre objectif est de concevoir un protocole décentralisé qui permette aux pairs de collaborer afin de transmettre une requête depuis son émetteur jusqu'aux pairs en possession de documents pertinents. Les réseaux logiques sémantiques (Semantic Overlay Networks, SON) représentent la solution de référence de l'état de l'art. Les pairs qui possèdent des ressources sémantiques similaires sont regroupés en clusters. Les opérations de RI seront alors efficaces puisqu'une requête sera transmise aux clusters de pairs qui hébergent les ressources pertinentes. La plupart des approches actuelles consistent en une reconfiguration dynamique du réseau de pairs (peer rewiring). Pour ce faire, chaque pair exécute périodiquement un algorithme de marche aléatoire ou gloutonne sur le réseau pair-à-pair afin de renouveler les pairs de son cluster. Ainsi, un réseau à la structure initialement aléatoire évolue progressivement vers un réseau logique sémantique. Jusqu'à présent, les approches existantes n'ont pas considéré que l'évolution de la topologie du réseau puisse influer sur les performances de l'algorithme de reconfiguration dynamique du réseau. Cependant, s'il est vrai que, pour une configuration initiale aléatoire des pairs, une marche aléatoire sera efficace pour découvrir les pairs similaires, lorsque des clusters commencent à émerger une approche gloutonne devient alors mieux adaptée. Ainsi, nous proposons une stratégie qui applique un algorithme de recuit simulé (Simulated Annealing, SA) afin de faire évoluer une stratégie de marche aléatoire vers une stratégie gloutonne lors de la construction du SON. Cette thèse contient plusieurs avancées concernant l'état de l'art dans ce domaine. D'abbord, nous modélisions formellement la reconfiguration dynamique d'un réseau en un SON. Nous identifions un schéma générique pour la reconfiguration d'un réseau pair-à-pair, et après le formalisons en une procédure constituée de trois étapes. Ce framework cohérent offre à ses utilisateurs de quoi le paramétrer. Ensuite, le problème de la construction d'un SON est modélisé sous la forme d'un problème d'optimisation combinatoire pour lequel les opérations de reconfiguration du réseau correspondent à la recherche décentralisée d'une solution locale. Fondée sur ce modèle, une solution concrète à base de recuit simulé est proposée. Nous menons une étude expérimentale poussée sur la construction du SON et la RI sur SONs, et validions notre approche. / A Peer-to-Peer (P2P) platform is considered for collaborative Information Retrieval (IR). Each peer hosts a collection of text documents with subjects related to its owner's interests. Without a global indexing mechanism, peers locally index their documents, and provide the service to answer queries. A decentralized protocol is designed, enabling the peers to collaboratively forward queries from the initiator to the peers with relevant documents. Semantic Overlay Network (SONs) is one the state of the art solutions, where peers with semantically similar resources are clustered. IR is efficiently performed by forwarding queries to the relevant peer clusters in an informed way. SONs are built and maintained mainly via peer rewiring. Specifically, each peer periodically sends walkers to its neighborhood. The walkers walk along peer connections, aiming at discovering more similar peers to replace less similar neighbors of its initiator. The P2P network then gradually evolves from a random overlay network to a SON. Random and greedy walk can be applied individually or integrated in peer rewiring as a constant strategy during the progress of network evolution. However, the evolution of the network topology may affect their performance. For example, when peers are randomly connected with each other, random walk performs better than greedy walk for exploring similar peers. But as peer clusters gradually emerge in the network, a walker can explore more similar peers by following a greedy strategy. This thesis proposes an evolving walking strategy based on Simulated Annealing (SA), which evolves from a random walk to a greedy walk along the progress of network evolution. According to the simulation results, SA-based strategy outperforms current approaches, both in the efficiency to build a SON and the effectiveness of the subsequent IR. This thesis contains several advancements with respect to the state of the art in this field. First of all, we identify a generic peer rewiring pattern and formalize it as a three-step procedure. Our technique provides a consistent framework for peer rewiring, while allowing enough flexibility for the users/designers to specify its properties. Secondly, we formalize SON construction as a combinatorial optimization problem, with peer rewiring as its decentralized local search solution. Based on this model, we propose a novel SA-based approach to peer rewiring. Our approach is validated via an extensive experimental study on the effect of network wiring on (1) SON building and (2) IR in SONs.

Les services géolocalisés (LBS) sont destinés à délivrer de l’information adéquate aux utilisateurs quelque soit le temps et l’endroit et ceci en se basant sur leur profil, contexte et position géographique. A travers n’importe quelle application dans ce domaine, par exemple m-tourisme, les utilisateurs souhaitent toujours recevoir une réponse rapide et précise en se déplaçant. Cependant, la qualité de service proposée par les fournisseurs cartographiques actuels (i.e. Google Maps, Bing, Yahoo Maps, Mappy ou Via Michelin) dépend de leurs données géographiques. En général, ces données sont stockées de plusieurs bases de données géographiques (BDG) dans le monde entier. D’autre part, le nombre croissant des différentes BDG couvrant la même zone géographique et la récupération des données/métadonnées non erronées pour un service quelconque, impliquent de nombreux raisonnements et de contrôles d’accès aux BDG afin de résoudre les ambiguïtés dues à la présence des objets homologues dupliqués sur l’écran mobile. Mon travail consiste à permettre cette intégration cartographique pour les applications mtourisme et ceci en récupérant les informations spatiales/non-spatiales (noms, positions géographiques, catégorie du service, détails sémantiques et symboles cartographiques) de plusieurs fournisseurs. Cependant, ceci peut conduire à visualiser des objets dupliqués pour le même point d’intérêt et causer des difficultés au niveau de la gestion des données. En outre, l’utilisateur sera dérouté par la présence de résultats multiples pour un même point. Donc, mon but ultime sera de générer automatiquement une carte unique intégrant plusieurs interfaces des fournisseurs sur laquelle les objets homologues seront intégrés avant de les visualiser sur l’écran mobile. Nos nouveaux concepts, basés sur certains algorithmes de fusion, sur l’ontologie pour assurer l’intégration au niveau sémantique et cartographique, sur l’orchestration des géo web services, sont implémentés dans des prototypes modulaires et évalués. / Through any location based services application (LBA) (i.e. m-tourism), users who request information while on the move, intentionally seek as well a quick and precise answer on any map. However, the quality of the cartographic search engines such as Google maps, Bing, Yahoo Maps, Mappy or Via Michelin relies on their geographic datasets. Typically, these datasets had been collected from many geographic databases worldwide. However, the increasing number of different GDBs covering the same area and the retrieval of accurate data/metadata for the requested service will imply lots of reasoning processes and databases’ accesses in order to avoid nearly-duplicated records when displayed on the screen. The scope of my research is to ensure location and cartographic integrations for m-tourism LBA by retrieving spatial/non-spatial information (place names, geographic positions,category type, semantic details and cartographic symbols) from many service providers.However, this will cause many nearly-duplicated records for the same datasets which would bring trouble to data management and make users confused by the different results of a unique query especially for the same point of interest. In other words, my ultimate goal is to generate automatically a unique map from multiple providers’ portrayals such as Google Maps, Bing and Yahoo Maps while homologous features should be integrated to avoid duplicate icons on the mobile screen. Our conceptual framework, based on some fusion algorithms, ontology reasoning for cartographic interoperability and geo-web services orchestration, had been implemented in some modular prototypes and tested for evaluation purpose.

Cette thèse s'intéresse à des problèmes de prise de décision séquentielle dans lesquels l'acquisition d'information est une fin en soi. Plus précisément, elle cherche d'abord à savoir comment modifier le formalisme des POMDP pour exprimer des problèmes de collecte d'information et à proposer des algorithmes pour résoudre ces problèmes. Cette approche est alors étendue à des tâches d'apprentissage par renforcement consistant à apprendre activement le modèle d'un système. De plus, cette thèse propose un nouvel algorithme d'apprentissage par renforcement bayésien, lequel utilise des transitions locales optimistes pour recueillir des informations de manière efficace tout en optimisant la performance escomptée. Grâce à une analyse de l'existant, des résultats théoriques et des études empiriques, cette thèse démontre que ces problèmes peuvent être résolus de façon optimale en théorie, que les méthodes proposées sont presque optimales, et que ces méthodes donnent des résultats comparables ou meilleurs que des approches de référence. Au-delà de ces résultats concrets, cette thèse ouvre la voie (1) à une meilleure compréhension de la relation entre la collecte d'informations et les politiques optimales dans les processus de prise de décision séquentielle, et (2) à une extension des très nombreux travaux traitant du contrôle de l'état d'un système à des problèmes de collecte d'informations / The purpose of this dissertation is to study sequential decision problems where acquiring information is an end in itself. More precisely, it first covers the question of how to modify the POMDP formalism to model information-gathering problems and which algorithms to use for solving them. This idea is then extended to reinforcement learning problems where the objective is to actively learn the model of the system. Also, this dissertation proposes a novel Bayesian reinforcement learning algorithm that uses optimistic local transitions to efficiently gather information while optimizing the expected return. Through bibliographic discussions, theoretical results and empirical studies, it is shown that these information-gathering problems are optimally solvable in theory, that the proposed methods are near-optimal solutions, and that these methods offer comparable or better results than reference approaches. Beyond these specific results, this dissertation paves the way (1) for understanding the relationship between information-gathering and optimal policies in sequential decision processes, and (2) for extending the large body of work about system state control to information-gathering problems

Ce travail vise à développer un cadre générique qui est capable de produire des applications de localisation d'informations à partir d’une caméra (webcam, smartphone) dans des très grands dépôts d'images de documents numérisés et hétérogènes via des descripteurs locaux. Ainsi, dans cette thèse, nous proposons d'abord un ensemble de descripteurs qui puissent être appliqués sur des contenus aux caractéristiques génériques (composés de textes et d’images) dédié aux systèmes de recherche et de localisation d'images de documents. Nos descripteurs proposés comprennent SRIF, PSRIF, DELTRIF et SSKSRIF qui sont construits à partir de l’organisation spatiale des points d’intérêts les plus proches autour d'un point-clé pivot. Tous ces points sont extraits à partir des centres de gravité des composantes connexes de l‘image. A partir de ces points d’intérêts, des caractéristiques géométriques invariantes aux dégradations sont considérées pour construire nos descripteurs. SRIF et PSRIF sont calculés à partir d'un ensemble local des m points d’intérêts les plus proches autour d'un point d’intérêt pivot. Quant aux descripteurs DELTRIF et SSKSRIF, cette organisation spatiale est calculée via une triangulation de Delaunay formée à partir d'un ensemble de points d’intérêts extraits dans les images. Cette seconde version des descripteurs permet d’obtenir une description de forme locale sans paramètres. En outre, nous avons également étendu notre travail afin de le rendre compatible avec les descripteurs classiques de la littérature qui reposent sur l’utilisation de points d’intérêts dédiés de sorte qu'ils puissent traiter la recherche et la localisation d'images de documents à contenu hétérogène. La seconde contribution de cette thèse porte sur un système d'indexation de très grands volumes de données à partir d’un descripteur volumineux. Ces deux contraintes viennent peser lourd sur la mémoire du système d’indexation. En outre, la très grande dimensionnalité des descripteurs peut amener à une réduction de la précision de l'indexation, réduction liée au problème de dimensionnalité. Nous proposons donc trois techniques d'indexation robustes, qui peuvent toutes être employées sans avoir besoin de stocker les descripteurs locaux dans la mémoire du système. Cela permet, in fine, d’économiser la mémoire et d’accélérer le temps de recherche de l’information, tout en s’abstrayant d’une validation de type distance. Pour cela, nous avons proposé trois méthodes s’appuyant sur des arbres de décisions : « randomized clustering tree indexing” qui hérite des propriétés des kd-tree, « kmean-tree » et les « random forest » afin de sélectionner de manière aléatoire les K dimensions qui permettent de combiner la plus grande variance expliquée pour chaque nœud de l’arbre. Nous avons également proposé une fonction de hachage étendue pour l'indexation de contenus hétérogènes provenant de plusieurs couches de l'image. Comme troisième contribution de cette thèse, nous avons proposé une méthode simple et robuste pour calculer l'orientation des régions obtenues par le détecteur MSER, afin que celui-ci puisse être combiné avec des descripteurs dédiés. Comme la plupart de ces descripteurs visent à capturer des informations de voisinage autour d’une région donnée, nous avons proposé un moyen d'étendre les régions MSER en augmentant le rayon de chaque région. Cette stratégie peut également être appliquée à d'autres régions détectées afin de rendre les descripteurs plus distinctifs. Enfin, afin d'évaluer les performances de nos contributions, et en nous fondant sur l'absence d'ensemble de données publiquement disponibles pour la localisation d’information hétérogène dans des images capturées par une caméra, nous avons construit trois jeux de données qui sont disponibles pour la communauté scientifique. / This work aims at developing a generic framework which is able to produce camera-based applications of information spotting in huge repositories of heterogeneous content document images via local descriptors. The targeted systems may take as input a portion of an image acquired as a query and the system is capable of returning focused portion of database image that match the query best. We firstly propose a set of generic feature descriptors for camera-based document images retrieval and spotting systems. Our proposed descriptors comprise SRIF, PSRIF, DELTRIF and SSKSRIF that are built from spatial space information of nearest keypoints around a keypoints which are extracted from centroids of connected components. From these keypoints, the invariant geometrical features are considered to be taken into account for the descriptor. SRIF and PSRIF are computed from a local set of m nearest keypoints around a keypoint. While DELTRIF and SSKSRIF can fix the way to combine local shape description without using parameter via Delaunay triangulation formed from a set of keypoints extracted from a document image. Furthermore, we propose a framework to compute the descriptors based on spatial space of dedicated keypoints e.g SURF or SIFT or ORB so that they can deal with heterogeneous-content camera-based document image retrieval and spotting. In practice, a large-scale indexing system with an enormous of descriptors put the burdens for memory when they are stored. In addition, high dimension of descriptors can make the accuracy of indexing reduce. We propose three robust indexing frameworks that can be employed without storing local descriptors in the memory for saving memory and speeding up retrieval time by discarding distance validating. The randomized clustering tree indexing inherits kd-tree, kmean-tree and random forest from the way to select K dimensions randomly combined with the highest variance dimension from each node of the tree. We also proposed the weighted Euclidean distance between two data points that is computed and oriented the highest variance dimension. The secondly proposed hashing relies on an indexing system that employs one simple hash table for indexing and retrieving without storing database descriptors. Besides, we propose an extended hashing based method for indexing multi-kinds of features coming from multi-layer of the image. Along with proposed descriptors as well indexing frameworks, we proposed a simple robust way to compute shape orientation of MSER regions so that they can combine with dedicated descriptors (e.g SIFT, SURF, ORB and etc.) rotation invariantly. In the case that descriptors are able to capture neighborhood information around MSER regions, we propose a way to extend MSER regions by increasing the radius of each region. This strategy can be also applied for other detected regions in order to make descriptors be more distinctive. Moreover, we employed the extended hashing based method for indexing multi-kinds of features from multi-layer of images. This system are not only applied for uniform feature type but also multiple feature types from multi-layers separated. Finally, in order to assess the performances of our contributions, and based on the assessment that no public dataset exists for camera-based document image retrieval and spotting systems, we built a new dataset which has been made freely and publicly available for the scientific community. This dataset contains portions of document images acquired via a camera as a query. It is composed of three kinds of information: textual content, graphical content and heterogeneous content.