Dans cette thèse, nous développons des méthodes analytiques et numériques pour capturer les dynamiques asymptotiques de problèmes issus de la physique des plasmas et de la modélisation des mouvements collectifs dans les populations animales. Dans une première partie, nous présentons une méthode numérique Particle-In-Cell (PIC) pour le système Vlasov-Poisson préservant l'asymptotique quasi-neutre. Dans une seconde partie, nous étudions la limite macroscopique d'un modèle de Vicsek décrivant des interactions d'alignement entre deux populations, une population à l'arrêt et une population en mouvement. Nous sélectionnons ensuite un schéma numérique pour capturer les solutions du modèle macroscopique de Vicsek correspondant à la dynamique particulaire sous-jacente. La troisième partie est dédiée à l'étude des transitions compressible-incompressible apparaissant sous l'effet d'une contrainte de congestion dans un modèle macroscopique de déplacement collectif. Des schémas numériques préservant l'asymptotique de congestion sont ensuite mis au point pour le système d'Euler avec une contrainte de densité maximale.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent l'utilisation de données de télédétection inédites pour le suivi des glaciers du massif du Mont Blanc : les images radar à synthèse d'ouverture Haute Résolution (HR) du satellite TerraSAR-X et les prises de vue HR d'un appareil photo numérique automatique. Cette thèse s'attache à montrer l'apport de ces sources d'informations hétérogènes pour mesurer le déplacement de surface des glaciers alpins. Dans cette optique, un examen des méthodes de mesure de déplacement spécifiques à chacun des deux types d'images est réalisé. Deux approches sont alors explorées : la mesure de déplacement monosource dans la géométrie propre à chaque capteur et la mesure de déplacement multisource via des combinaisons intra-capteur et inter-capteur. Alors que l'approche monosource fournit uniquement des mesures 2D du déplacement, les mesures multisources permettent pour la première fois d'estimer des champs de déplacement 3D de la surface des glaciers du Mont Blanc. Les mesures ont été réalisées sur plusieurs séries temporelles d'images couvrant la période 2008-2009 pour quatre glaciers du massif du Mont Blanc (Argentière, Mer de Glace/Leschaux, Bossons et Taconnaz). Dans le contexte du changement climatique, ces mesures de déplacement de surface fournissent une donnée intéressante en glaciologie pour contraindre les modèles numériques d'écoulement et d'évolution des glaciers.

La recherche d'une mobilité plus durable constitue aujourd'hui un souci partagé chez les responsables des grandes villes du monde, qui doivent alléger la pression des transports sur l'espace (congestion), la qualité de vie (nuisances, accidents), l'environnement (émissions de CO2) en maintenant leur capacité de développement et en préservant ou améliorant leur cohésion sociale. C'est le cas sur nos terrains d'étude, qui sont l'Île-de-France, Shanghai et Taipei. Cette recherche de durabilité s'inscrit dans un contexte historique, géographique et culturel, qui prédétermine l'état de la mobilité et de ses évolutions sur les territoires. Notre première partie est consacrée à l'analyse de la mobilité et de ses dynamiques sur ces trois terrains. Les moyens d'aller vers cette durabilité peuvent reposer sur le progrès technologique, la planification urbaine, la tarification des systèmes et les évolutions d'usage des modes. Des transferts des modes individuels vers le transport public sont généralement considérés comme souhaitables, et le développement de transport intermodal est une des conditions de ce développement. Notre travail distingue fortement le bus et le rail dans les modes collectifs, et le vélo, les deux-roues motorisés et la voiture dans les modes individuels. Il porte sur les perspectives de transfert modal et le rôle potentiel de l'intermodalité. Ces perspectives dépendent de trois types de coûts : les coûts qualifiés d'" externes ", qui motivent le besoin de plus de durabilité ; les coûts pour l'usager, qui déterminent largement ses comportements ; les coûts d'investissement et d'exploitation des systèmes, dont une part souvent importante est financée par les pouvoirs publics et les impôts. La caractérisation théorique, la modélisation et l'évaluation empirique de ces coûts pour les trois terrains d'étude sont l'objet de la partie II. La comparaison des coûts par voyageur-km entre modes individuels et modes collectifs fait apparaître qu'aucun ne peut être meilleur que les autres sur les trois postes de coûts, et que les différences dépendent de plus des types de déplacements (longueurs, origines-destinations, etc.). La partie III est de nature plus prospective. Elle présente d'une part les schémas de développement des territoires et des transports adoptés par les responsables de ces territoires. Elle explore d'autre part les capacités à aller vers une mobilité plus durable à partir des comparaisons issues de nos territoires et des évaluations de coûts menées dans la partie II. Deux politiques importantes sont explorées : les politiques de stationnement et les politiques de tarification des transport publics ; Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse ont pour but de contribuer au développement de ce modèle d'évaluation des coûts de déplacement et d'une méthode de diagnostic permettant de proposer des visions des transports dans le cadre de développement durable et d'orienter les politiques de déplacement vers plus de durabilité et d'intermodalité.

L'interférométrie à rétro-injection optique, également connu sous le nom de Self-Mixing, permet de concevoir des capteurs qui sont compacts, auto-alignés et sans contact. Dans ce phénomène, une partie du faisceau laser de retour réfléchi par la cible rentre dans la cavité active de laser et fait varier ses propriétés spectrales. La diode laser agit alors comme une source de lumière, un microinterféromètre ainsi qu'un détecteur de lumière. Dans cette thèse, un capteur de déplacement, basé sur la rétro-injection optique, a été optimisé de sorte que des mesures précises peuvent être obtenues en temps réel. Le capteur est robuste à la disparition des franges de self-mixing pour des vibrations harmoniques. Il est également capable de s'adapter à un changement dans le régime de feedback optique et peut donc extraire le déplacement dans les cas les plus répandus expérimentalement, à savoir un feedback faible puis modéré. L'utilisation de l'optique adaptative, sous la forme d'une lentille liquide, a également été démontrée pour ce capteur, ce qui nous a permis de maintenir le capteur dans un régime de feedback favorable. L'influence du speckle a également été réduite de telle sorte que le capteur mesure jusqu'à la gamme centimétrique pour des cibles non- oopératives. Une nouvelle technique est également présentée, elle permet de rendre le capteur insensible aux vibrations mécaniques parasites qui fausseraient la mesure pour des conditions industrielles. / Optical Feedback Interferometry, also known as Self-Mixing, results in compact, selfaligned and contact-less sensors. In this phenomenon, a portion of the laser beam is back reflected from the target and enters the active laser cavity to vary its spectral properties. The laser diode then simultaneously acts as a light source, a micro- nterferometer as well as a light detector. In this thesis, a self-mixing displacement sensor has been optimised so that precise measurement can be obtained in real-time. The sensor is robust to the disappearance of self-mixing fringes for harmonic vibrations. It is also able to auto-adapt itself to a change in the optical feedback regime and so can extract displacement from the weak as well as moderate feedback regime signals. The use of adaptive optics, in the form of a liquid lens, has also been demonstrated for this sensor, which has allowed us to maintain the sensor in a fringe-loss less regime. The influence of speckle has also been reduced so that the sensor can now measure up to the centimetric range for non-cooperative targets. A novel technique has also been presented that makes the sensor insensitive to parasitic mechanical vibrations that would falsify the measurement under industrial conditions.

Le travail présenté dans cette thèse vise à comprendre les vibrations de pièce mince durant l’usinage. De nombreux travaux proposent des modélisations de ce phénomène, mais des écarts persistent entre résultats de modélisation et réalité. Ce constat nous pousse à nous interroger sur l’emploi dans les modèles des modes propres de la pièce, sans y intégrer le contact de l’outil. Face à l’incapacité de vérifier la validité de cette hypothèse par mesures ponctuelles, la mesure de champ s’impose comme une alternative prometteuse. La deuxième partie du travail porte sur la mise au point d’un protocole expérimental novateur. Il inclut le relevé des déformées vibratoires d’une pièce mince en usinage par mesure de champs de déplacements. La stéréo corrélation d’images numériques se confronte à de nombreuses limitations dans ce contexte. Nous avons développé une méthode de réglage des capteurs permettant de contourner rapidement certaines difficultés. Cette méthode présentée sous forme graphique souligne la nécessité d’optimiser les paramètres de mesure dans un tel contexte. La troisième partie met en oeuvre le protocole de mesures. Le test des capteurs montre le fort intérêt de la mesure sans contact vis-à-vis de l’objectif recherché. Des essais d’usinage sont présentés en se basant sur une modélisation existante du broutement. Les déformées mesurées pendant l’usinage livrent des informations d’un type nouveau. Leur exploitation a impliqué la mise en place d’une procédure spécifique de traitement. La dernière partie présente les analyses de deux usinages. L’étude est effectuée au regard des états de surface obtenus, du comportement temporel, fréquentiel, et spatial. Cette approche souligne les subtilités de la génération d’état de surface en la présence de vibrations. L’examen des mesures de champs permet de relever des incohérences avec l’emploi des modes propres, classiquement utilisés en modélisation. / The work presented in this thesis aims at understanding thin part vibrations during machining. Many works propose modelings of this phenomenon but differencies still exist between modeling results and tests. This observation lead us to wonder about the employment of natural modes of the part in the models, without taking into account the tool presence. The fact that punctual measurements don’t enable to verify the validity of this hypothesis, field measurement prove to be a hopeful alternative. The second part focuses on adjusting a novel experimental protocol. It includes the recording of the thin part vibrating shapes by displacement field measurement. Digital Image Stereo Correlation is confronted to many limitations in this context. We developed a method to set sensors enabling the quick avoidance of difficulties. This method is presented in a graphical form, and underlines the need of optimising measurement parameters in such an environment. In the third part of the work, the measurement protocol is used. The sensors testing shows the high interest of contactless measurement for the aimed goal. Machininng tests are presented in connection with an existing model of chatter. The measured shapes during machining give a new sort of informations. So, their analyse implied the building of a specific processing procedure. The last part presents analyses of two machining tests. The study is done by parallely looking at the machined surface, and the behavior in temporal and frequency space as so as the part displacement fields. This approach underlines subtleties of surface generation under vibration conditions. The fields inspection enables to mark inconsistencies if employing the natural modes that are classically used in models.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le défi face aux changements climatiques ne consiste pas seulement à gérer les conséquences déjà existantes, mais aussi celles à venir. Les déplacements de population représentent sans aucun doute l’une de ces conséquences, pour laquelle nous devons réfléchir sans délai puisque les déplacements ont déjà débuté. Le Bangladesh est le symbole des déplacements de population reliés aux changements climatiques. Une configuration géographique propice aux désastres naturels, une densité de population élevée, une forte dépendance aux ressources naturelles et d’autres facteurs socio-économiques, constituent les raisons sous-jacentes à la vulnérabilité du Bangladesh. Les médias ont tôt fait d’alarmer la communauté sur les répercussions des changements climatiques sur la société civile et le droit international s’y attarde de façon plus sérieuse. De quelles protections bénéficient ces déplacés climatiques? Cette question fait d’ailleurs surgir de nouvelles problématiques juridiques. Nous nous rendrons vite à l’évidence que les déplacements, qu’ils soient à l’intérieur ou l’extérieur des frontières, ne sont susceptibles d’aucune protection internationale. Face à ce vide juridique, plusieurs propositions ont été envisagées et analysées par les chercheurs. Fuir ou rester : voici les deux choix de la population. Nous verrons que ces choix peuvent être largement influencés par les décisions gouvernementales. Cela nous amènera à nous questionner sur la perception du Bangladesh face à la migration climatique. Ce pays considère-t-il la migration comme une stratégie ou plutôt comme un échec à l’adaptation? / The challenges wrought by climate change involve not only managing existing consequences, but also future ones. It is no surprise that population displacements are one of those consequences, and one that must be addressed as quickly as possible since those displacements have already begun. Bangladesh is a prime example of population displacements linked to climate change; its geography is conducive to natural disasters, it is densely populated and strongly reliant on natural resources. These and other socioeconomic factors are the underlying reasons of Bangladesh’s vulnerability. It did not take long for the media to raise the alarm in the international community about the impacts of climate change on civil society and international law is paying more and more attention to the problem. What protections are available for these climatic exiles? The question raises new legal conundrums. We will quickly discover that such displacements, whether they are domestic or international, have no legal international protection. In light of this legal vacuum, several options have been considered and analyzed by researchers. To go or not to go, that is the question that must be answered by the population. We will discover that this choice can be greatly influenced by government policy. This will shed light on the perception of Bangladesh’s choice in the matter; does the country consider the migration a coping strategy or a failure?

Dans le cadre de ce projet de maîtrise, nous tentons d’identifier de quelle manière le goût musical affecte la mobilité sociale des adolescents en milieu scolaire montréalais. Pour ce faire, nous avons sondé plus de 150 étudiants dans trois écoles secondaires de la Commission Scolaire de Montréal (CSDM) de manière à obtenir un portrait réaliste du niveau de diversité de leur goût musical et de l’impact de celui-ci sur leurs interactions sociales. Premièrement, la diversité du goût musical fut analysée d’après le concept d’archipels de goût développé par Glevarec et Pinet Ceux-ci proposent une cartographie du goût musical organisée autour d’un axe ouverture/tolérance, c’est-à-dire selon une logique d’appréciation des genres (2009). Cette approche nous a permis d’organiser le goût musical de nos répondants selon leur cohérence autant en tant que genres (Rock, Punk, Métal) que dans les patterns de consommation de ceux qui l’écoutent (Rap, Hip-Hop, Pop, Dance et ainsi de suite). Ainsi, nous avons été en mesure d’opérationnaliser la diversité du goût musical de nos répondants selon le nombre d’archipels de goûts différents qui correspondaient à leurs musiques préférées. Au travers nos recherches, nous avons réussi à dresser le portrait de l’environnement, le portrait social et les différentes logiques d’interactions sociales des adolescents sondés. Grâce à nos recherches, nous sommes en mesure d’affirmer que bien que la majorité des adolescents sondés aient un goût musical limité, ils sont tout de même en mesure d’utiliser leurs connaissances musicales pour discuter avec leurs camarades aux goûts différents. L’adolescent moyen est socialement équipé pour parler de musique avec ses camarades de classe et est en contact constant avec sa bibliothèque musicale personnelle, qui lui permet de mieux développer son goût musical. Bien qu’il préfère écouter de la musique seul à la maison et dans les transports en communs, l’adolescent va chercher ses influences culturelles chez ses amis et dans les médias virtuels, au travers lesquels il a une plus grande liberté de mouvement et de consommation culturelle que dans l’univers physique dans lequel il évolue. L’adolescent au goût diversifié a un rapport plus profond à la musique et tend à considérer le rock comme son genre musical préféré. C’est aussi un adolescent qui tend à utiliser ses connaissances musicales pour créer des liens sociaux et qui a la capacité d’adapter son identité sociale de manière à faciliter l’intégration et la socialisation avec ses pairs. / This project was conceived to allow us to illustrate in what ways musical taste intervenes in the social interactions of Montreal teenagers in their school environment. In order to develop a working image of our target subjects, we polled over 150 students of the Montreal School Board in three learning establishments. This permitted us to identify and quantify the diversity of our subject’s musical tastes, how it affects their interactions with their peers, and how they use it to navigate their social environment. Using Glevarec and Pinet’s (2009) taste island concept, we were able to differentiate and organize the musical taste of our students by regrouping their favorite musical genres according to similarities (Rock, Punk, Metal) in style and by their social usage (Rap, Hip-Hop, Dance music). Students who preferred genres who were closely related in any ways were not considered to have a diverse musical taste. To have a diversified taste, the student needed to like more than two genres that belonged to archipelagos that were not linked. With the data that was collected, we were able to produce a valid working image of our subjects. Most of them had a limited musical taste but were still able to talk about music with people with different musical tastes. They maximised their knowledge of popular music and social news about their favorite artists to create social networks with their peers. They preferred listening to music in private and during their down time (in the bus, between classes), but tended to get their social knowledge and references from friends and via the internet and virtual networks. Those who had a diverse musical taste liked mostly Rock music and had an eclectic group of friends. The complexity of their taste made it harder for them to be recognized by the music they liked, but it made it a lot easier to join peer groups. These students showed the most social competences and prosocial skills and had much more rooted relation with music, than their peers with a limited taste.

L'objectif principal de cette thèse est de mettre en évidence le rôle de la direction et du mouvement de la tête et des yeux dans la perception et le contrôle de trajectoires courbes, en référence aux propriétés des flux optiques générés par notre déplacement dans un environnement stable. Nous utilisons deux méthodes expérimentales : une approche comportementale sur simulateur de conduite et une approche psychophysique permettant d'évaluer les capacités d'observateurs humains à percevoir la direction du mouvement propre. Ces méthodes combinées visent à mettre en évidence les effets comportementaux d'une perception active de la direction du mouvement propre. L'introduction dresse l'état de la recherche sur les informations disponibles et les stratégies perceptives impliquées dans la prise de virage en conduite automobile. Ainsi, l'accent est à la fois mis sur le rôle du point de corde (dans le cas étudié d'un déplacement sur une route délimitée) et plus généralement sur le rôle du flux optique (description de la transformation apparente de l'environnement visuel lors du déplacement), soulignant notre capacité à interpréter spatialement le mouvement, mais aussi le caractère indissociable de la motricité et de la perception. Nous abordons ensuite le rôle des mouvements combinés des yeux et de la tête, dans une perspective fonctionnelle du contrôle du mouvement.Dans un premier chapitre expérimental, nous analysons les mouvements d'orientation de la tête lors de la prise de virage en conduite simulée. Nous montrons que les mouvements de la tête sont indépendants de la manipulation du volant et qu'ils participent activement à l'orientation du regard vers le point de corde. Dans un second chapitre expérimental, nous nous attachons à décrire les mouvements combinés des yeux et de la tête, en lien avec la géométrie de l'environnement routier. Dans une troisième partie, nous analysons plus finement le comportement du regard en lien avec la direction du point de corde et la vitesse locale du flux optique. Nous montrons à la fois que le point de corde correspond à un minimum local de vitesse optique et que la composante globale du flux optique induit un nystagmus optocinétique systématique. Enfin, lors d'une quatrième étude psychophysique, nous nous attachons à décrire finement l'effet de la variation de la direction du regard sur la discrimination de la direction du mouvement propre. Nous montrons que les seuils de discrimination de trajectoire sont minimaux lorsque le regard est orienté vers une zone de vitesse de flux minimal. Nous proposons finalement un modèle de détection de la trajectoire, basé sur une fraction de Weber des vitesses de flux fovéales, qui prédit très précisément les seuils expérimentaux. Les stratégies observées d'orientation du regard (combinaison des mouvements des yeux et de la tête) vers le point de corde sont compatibles avec une sélection optimale de l'information présente dans le flux optique. / The main purpose of this dissertation is to determine the role of the direction and movement of the eyes and the head in the perception and control of self-motion in curved trajectories, with respect to the properties of the optical flows generated in a stable environment. To do so, we used two experimental methods: a psychophysical approach which allows to assess human observers' ability to perceive the direction of self-motion; and a behavior-based approach on a driving simulator. The two methods combined should help to highlight active perception of self-motion.The introduction reviews the current knowledge of perceptuo-motor strategies during curve driving. In this context, we put a stress on both (1.) the particular role of the tangent point -- in the driving situation on a delimited road, and on the role of the optic flow in general (apparent transformation of the optic array during self-motion), emphasizing the capability of humans to spatially interpret the movement; and (2.) on the duality between movement and perception. We then address the role of head-and-eye combined movements, in a functional perspective of the control of self-motion. In a first experimental section, we analyze the oriented movements of the head in simulated curve driving. We demonstrate that head movements are independent from the handling of the steering wheel, and that they actively participate in the gaze orientation toward the tangent point.In a second experimental section, we set out to describe the combined movements of head and eyes, with respect to the geometry of the road environment. In a third section, we analyze in more details gaze behavior as a function of the tangent point direction and of the local speed of optical flow. We demonstrate that the tangent point corresponds to a local minimum of optic flow speed and that the global component of the optic flow induces a systematic optokinetic nystagmus. In a fourth section involving a psychophysical study, we scrutinize the effect of varying gaze direction on the discrimination of the direction of self-motion. We show that the trajectory discrimination thresholds are minimal when the gaze is oriented toward an area of minimum flow speed. We finally propose a model of trajectory change detection, relying on a Weber fraction of foveal flow speeds, predicting the experimental thresholds very precisely. The gaze orientation strategies we have observed (combination of head and eye movements) toward the tangent point are compatible with this model and with the hypothesis of an active an optimal selection of the information contained in the optical flow.

Au cours des années 90, la localisation de l'emploi et de la population, ainsi que la géographie des déplacements en Ile-de-France se sont considérablement modifiées. Les rapports entre le centre de l'agglomération et sa périphérie ont évolué. Les villes nouvelles, qui se sont développées à partir des années soixante, ont largement participé à ce phénomène. Leur contribution à l'évolution des dynamiques territoriales a fait l'objet de différents travaux. En revanche, leur fonctionnement interne a été longtemps peu étudié. C'est dans ce cadre que se situe notre recherche. Outre l'objectif qui leur était assigné de réorganiser la région parisienne, les villes nouvelles devaient aussi, selon leurs concepteurs, constituer de vraies villes. Afin de rendre compte de l'évolution de l'organisation francilienne et de surmonter les difficultés attachées au terme de ville lorsque que l'on parle des villes nouvelles, nous avons adopté pour notre recherche la notion de bassin de vie. Au cours des années quatre-vingts, l'émergence de cette notion, dans le champ de la recherche urbaine et de l'aménagement, témoigne des changements qui ont modifié les dynamiques territoriales. Elle révèle aussi la recherche d'un vocabulaire apte à rendre compte de ces évolutions urbaines. Nous défendons la thèse que, quarante ans après leur création, les villes nouvelles sont devenues, des bassins de vie. Partant de l'hypothèse que les mobilités résidentielles et les mobilités quotidiennes participent à l'émergence d'un bassin de vie et témoignent d'un processus d'ancrage, nous analysons les pratiques de mobilité des habitants. La ville nouvelle de Marne-la-Vallée est notre terrain d'étude. / During the nineties, the localisation of employment and population, as well as commuting trends within the Ile-de-France region, have significantly changed. The relationship between the town centre and its outskirts has developed, challenging therefore the relevance of an interpretation of Ile-de-France based solely on a radioconcentric approach. New towns, which started to emerge in the sixties, have largely contributed to this phenomenon. Various studies have addressed their contribution to the changing nature of territorial dynamics. However, their inner workings were little studied for a long time; this is the framework of our research. Aside from having the initial purpose of reorganizing the Paris region, for their planners, new towns were also meant to be real towns. In order to analyse the development of Francilian organisation and to overcome difficulties relating to the use of the term town when describing new towns, we have adopted the notion of population catchment areas for our research. In the eighties, the emergence of this notion in the field of urban research and planning underlined the changes that had impacted territorial dynamics. It also highlighted the quest for appropriate wording to reflect these urban trends. In our view, forty years following their inception, new towns have since become population catchment areas. Based on the assumption that residential mobility and daily mobility contribute to the creation of a population catchment area and underscore a rooted settlement process, we chose to analyse inhabitants' mobility. Our field of study focuses on the new town of Marne-la-Vallée.