La phase de primo-infection à VIH qui correspond aux premières semaines de l'infection est une phase cruciale qui détermine en partie l'évolution clinique de la maladie. La dynamique du virus et des lymphocytes T CD4+ (principale cible) durant cette phase est complexe. D'une part cette phase est asymptomatique dans plus de la moitié des cas et est semblable à un syndrome grippal; elle passe par conséquent très souvent inaperçue et peu de données sont disponibles. D'autre part la date d'infection est généralement inconnue ce qui complique l'étude de l'évolution au cours du temps des marqueurs viro-immunologiques. Les modèles dynamiques basés sur des systèmes d'équations différentielles permettent de prendre en compte l'interaction complexe et non-linéaire existant entre le VIH et le système immunitaire. De plus, leur aspect mécanistique peut être très utile pour la compréhension de la physiopathologie ou l'effet d'intervention. Cependant l'estimation de ces modèles est complexe et plusieurs méthodes sont disponibles à ce jour. Nous proposons dans cette thèse une méthode d'estimation pour des modèles dynamiques prenant en compte l'incertitude sur la date d'infection. Nous appliquons cette méthode à un jeu de données réelles de 761 séroconverteurs de la Collaboration CASCADE durant leur première année de suivi. Ces modèles possèdent un grand nombre de paramètres pouvant inclure des effets aléatoires et des variables explicatives. La sélection du meilleur modèle peut nécessiter l'estimation d'un grand nombre de modèles et peut s'avérer très longue. Nous proposons des tests du score pour sélectionner les effets aléatoires et les variables explicatives plus rapidement dans le cadre général des modèles non-linéaires à effets mixtes avec une illustration sur des modèles dynamiques. Enfin, nous proposons de comparer plusieurs modèles biologiques possibles de la primo-infection à VIH pour prédire la dynamique de la charge virale plasmatique et des CD4. / Primary HIV infection, which corresponds to the first weeks of infection, is a crucial phase which determines partly the clinical progression. The dynamics of HIV viral load and CD4 count during this phase is complex. First, as it is asymptotic in most of the cases, the primary HIV infection is not observed. Moreover, the date of infection is generally unknown and the evolution of markers with respect to the time of infection is difficult. Dynamical models based on systems of ordinary differential equations (ODE) allow to take into account complex non-linear between HIV and the immune system. Moreover, their mechanistic characteristic can be useful through the understanding of physiopathology or the effect of an intervention. However, the estimation of this kind of models is complex and several methods are currently available. We propose here a method of estimation for ODE models taking into account the uncertainty of the date of infection. This method is applied to real dataset of 761 seroconverters from the CASCADE Collaboration during their first year of follow-up. Dynamical models have many parameters on which we can include random effects and explanatory variables. The selection of the best model can be time-consuming if we consider the computation's time issues met during estimation. We develop score tests for exploring complex models with an application to HIV dynamics models. Finally, we compare different biological models of primary HIV infection to predict the dynamics of plasma viral load and CD4 count.

La visualisation d'informations est un domaine qui connaît un réel intérêt depuis une dizaine d'années. Dernièrement, avec l'explosion des moyens de communication, l'analyse de réseaux sociaux fait l'objet de nombreux travaux de recherches. Nous présentons dans cette thèse des travaux sur l'analyse de réseaux sociaux dynamiques, c'est à dire que nous prenons en compte l'aspect temporel des données. [...] / Since ten years, informations visualization domain knows a real interest.Recently, with the growing of communications, the research on social networks analysis becomes strongly active. In this thesis, we present results on dynamic social networks analysis. That means that we take into account the temporal aspect of data. We were particularly interested in communities extraction within networks and their evolutions through time. [...]

Le cas des post apprentis inscrits dans un dispositif de mobilité Erasmus +.Dans les discours et les actions des instances européenne et nationale, la mobilité des apprentis est promue comme un enjeu économique et politique majeur. Elle favoriserait le développement de compétences interculturelles et professionnelles dans une perspective de formation tout au long de la vie et d’insertion sur le marché du travail européen. Elle est aussi très fortement reliée aux configurations d’emploi des toutes prochaines années, avec l’agilité et la plasticité comme compétences clés. Celui qui est mobile et conscient des enjeux de sa mobilité serait capable, plus qu’un autre, de développer une forme d’entrepreneuriat de soi dans un contexte mouvant et incertain et former par la mobilité correspondrait aux attentes d’une économie mondialisée. Pour autant, cette équation ne va pas de soi. Le vécu de la mobilité des apprentis et les apprentissages qu’ils en ont retirés demeurent mal connus. Cette thèse analyse la mobilité comme un espace de transition biographique et de reconfiguration identitaire. Elle considère que la mobilité est un double mouvement, dans le temps et l’espace. Elle s’inscrit dans le courant des histoires de vie dans une perspective interactionniste. Elle fait appel, sur le plan théorique, à la notion de modernité, à la socialisation et à l’expérience comme cadres de mise à l’épreuve, aux constructions identitaires et au concept de transition. Pour saisir cette expérience inédite du point de vue de ceux qui la vivent, la recherche mobilise un dispositif qualitatif, constitué d’entretiens auprès de post–apprentis ayant effectué une mobilité de six mois et de dessins des lieux investis durant le stage en mobilité. Différents profils apparaissent en fonction des mouvements de continuités-ruptures qui s’opèrent, avec le métier, la mobilité ou la formation. Pour tous cependant, la mobilité est une période de formation à part entière. Des apprentissages professionnels ont été certes réalisés, mais les sujets mobiles ont surtout revisité leur projet existentiel. Avant d’être un espace de formation professionnelle, la mobilité est un espace d’apprentissage de soi et de reconfiguration. Les lieux choisis ont participé à cette prise de conscience, ils correspondent au projet de soi construit durant l’expérience. Cette mise en évidence de la reconfiguration d’un nouveau rapport au monde et au-delà, d’un nouveau rapport à soi, au travers du retravail et de la représentation du lieu, offre également de nouvelles perspectives pour penser l’accompagnement des dispositifs de mobilité. / Erasmus post-apprentices studyIn speeches and actions of the European and French authorities, mobility of apprentices is promoted as a major economic and political issue. It would promote (it would develop) the development of intercultural and professional skills with a view to longlife training and integration into the European labor market. It’s strongly linked to the employment patterns of the next few years with “agility” and “plasticity” as key skills. If he is mobile and aware of the issues of his mobility, he would be able to develop a form of “self-entepreneurship” in a changing and uncertain world. Trained by mobility, he would fit to the expectations of a globalized economy. However, this equation is not evident. The experience of the apprentices’ mobility and the apprenticeships they have learned remain poorly known. This thesis analyzes the mobility of apprentices as a space of biographical transition and identity reconfiguration. It considers that mobility is a double movement: in time and space. It fits into life stories in interactionist perspective. It is theoretically appealing to the notion of modernity, to socialization and experiences a frame of proof, to constructions of identity and to the concept of transition. In order to grasp this new experience from the point of view of those who live it, research mobilizes a qualitative survey (etude au lieu de dispositive) based on interviews and drawings. The sample survey is composed of “post apprentices” that have lived a six-months-mobility. The drawings represented the places they lived in during their mobility. Different profiles appear according to the continuity-rupture movements which are exploited with the trade, the mobility or the formation. For all, however, mobility is a training period. Mobility is a space for self-learning and reconfiguration. This highlighting of the world’s report reconfiguration, and also of a new self-report, offers new perspectives for thinking about the accompaniment of mobility devices.

Dans cette thèse nous nous intéressons à la dynamique locale autour d'une sous-variété compacte invariante et à la théorie du nombre de rotation. Dans [Nai82] V. A. Naishul' a montré que parmi les difféomorphismes du plan isotopes à l'identité qui fixent 0, qui préservent l'aire (ou analytiques) et dont la différentielle en $0$ est une rotation, l'angle de cette rotation est un invariant de conjugaison topologique. Ce résultat de Na\u{\i}shul$'$, a été généralisé dans plusieurs directions (voir [GP95], [GLP96] et [Pon12]). Par exemple en dimension supérieure, dans [GP95] J.-M. Gambaudo et E. Pécou ont considéré des difféomorphismes de $\R^{n+2}$ qui possèdent un tore $\T^n$ de dimension $n$ invariant dont la dynamique est topologiquement conjuguée à une rotation irrationnelle. Ils ont défini un nombre de rotation et ont démontré que ce nombre est invariant de conjugaison topologique (par exemple lorsque le difféomorphisme préserve un volume). Dans la première partie du deuxième chapitre de cette thèse, nous proposons d'introduire une notion d'ensemble de rotation local pour les homéomorphismes locaux qui préservent une sous-variété compacte de codimension $2$ dont le fibré normal est trivial. A l'aide de cet ensemble, nous déduirons un résultat qui généralise les travaux en dimension supérieure cités plus haut. Dans [Rue85] D. Ruelle a considéré des difféomorphismes d'une surface dont le fibré tangent est trivial qui préservent une mesure. Il leur a associé un nombre réel qui a été appelé l'invariant de Ruelle. Les constructions de cette thèse nous permettront de voir cet invariant comme un ensemble de rotation local au-dessus d'une mesure. A l'aide de l'invariance par conjugaison de cet ensemble de rotation, nous allons retrouver, à la fin du deuxième chapitre, le résultat démontré par J.-M. Gambaudo et E. Ghys dans [GG97] : l'invariant de Ruelle est en fait invariant de conjugaison topologique. Soit $Homeo_0(\R^2;0)$ l'ensemble des homéomorphismes du plan $\R^2$ isotopes a l'identité qui fixent l'origine $0\in\R^2$. Récemment dans [LeR13], F. Le Roux a donné une définition de l'ensemble de rotation local autour de $0$ d'une isotopie dans $Homeo_0(\R^2;0)$ issue de l'identité, et il a posé la question suivante : cet ensemble est-il toujours un intervalle ? Dans le troisième chapitre de cette thèse, nous allons donner une réponse positive à cette question et aussi à la question analogue dans le cas de l'anneau ouvert. / In this thesis we are interested in the local dynamics around of a compact invariant sub-manifold and in the rotation number theory. In [Nai82] V.A Naihul' proved that, among analytic or area preserving diffeomorphisms in the plane which are isotopic to the identity fix $0$ and whose derivative at $0$ is a rotation, the angle of this rotation is invariant by topological conjugation. This result of Naishul' was generalized in many directions (see [GP95], [GLP96] and [Pon12]). For example in [GP95] J.-M. Gambaudo and E. Pécou considered diffeomorphisms in $\R^{n+2}$, which possess an invariant $n$-dimensional torus $\T^n$ whose dynamics restricted to the torus is topologically conjugate to an irrational rotation. They defined a rotation number, and proved that this number is invariant by topological conjugation among volume-preserving maps. In the first part of the second chapter of this thesis, we propose to introduce a notion of local rotation set for local homeomorphisms, which preserve a compact sub-manifold of codimension 2 whose normal bundle is trivial. Using this set, we will deduce a result which generalizes the above mentioned works. In [Rue85] D. Ruelle considered measure preserving diffeomorphisms of a surface whose tangent bundle is trivial. He associated to them a real number called the Ruelle invariant. The constructions made in this thesis will permit us to see this number as a local rotation set over a measure. The invariance by topological conjugation of this set will us permit, at the end of the second chapter, to prove the following result due to J.-M- Gambaudo and E. Ghys: the Ruelle invariant is invariant by topological conjugacy. Let $Homeo_0(\R^2;0)$ be the set of all homeomorphisms of the plane isotopic to the identity and which fix $0$. Recently in [LeR13] F. Le Roux gave the definition of the local rotation set around of 0 of a general isotopy $I$ in $Homeo_0(\R^2;0)$ from the identity to a homeomorphism $f$ and he asked if this set is always an interval. In the third chapter of this thesis we give a positive answers to this question and to the analogous question in the case of the open annulus.

Cette thèse porte sur la rapidité du temps de mélange de chaînes de Markov sur des graphes. La contribution principale concerne les graphes avec des dynamiques locales sur les arêtes, la topologie du graphe évoluant au fur et à mesure que les arêtes glissent les unes le long des autres. Nous proposons une classification des différents modèles existants de graphes dynamiques, tout en illustrant l’importance des transitions le long d’une structure mouvante pour améliorer la vitesse de convergence. Cette étude est complétée par la preuve, pour l’une de ces dynamiques, d’un temps de mélange rapide. Nous définissons notamment l’expansion partielle d’un graphe. Celle-ci permet de suivre l’avancement de la dynamique, partant d’un état de faible expansion, jusqu’à obtention d’une bonne expansion à l’équilibre. La fin de cette thèse porte sur une amélioration de l’algorithme de simulation parfaite de Propp et Wilson. Nous introduisant un oracle pour les transitions, inspiré de l’échantillonnage préférentiel, qui permet de réduire la complexité de l’algorithme. Nous fournissons une preuve de correction, ainsi qu’une étude de l’impact de cette méthode sur la vitesse d’échantillonnage d’ensembles indépendants pour certains graphes. / This thesis focuses on the rapid mixing of graph-related Markov chains. The main contribution concerns graphs with local edge dynamics, in which the topology of a graph evolves as edges slide along one another. We propose a classification of existing models of dynamic graphs, and illustrate how evolving along a changing structure improves the convergence rate. This is complemented by a proof of the rapid mixing time for one such dynamic. As part of this proof, we introduce the partial expansion of a graph. This notion allows us to track the progression of the dynamic, from a state with poor expansion to good expansion at equilibrium. The end of the thesis proposes an improvement of the Propp and Wilson perfect sampling technique. We introduce oracle sampling, a method inspired by importance sampling that reduces the overall complexity of the Propp and Wilson algorithm. We provide a proof of correctness, and study the performance of this method when sampling independent sets from certain graphs.

Nous établissons un théorème de convergence locale de l'algorithme classique d'optimisation de système dynamique RTRL, appliqué à un système non linéaire. L'algorithme RTRL est un algorithme en ligne, mais il doit maintenir une grande quantités d'informations, ce qui le rend impropre à entraîner des systèmes d'apprentissage de taille moyenne. L'algorithme NBT y remédie en maintenant une approximation aléatoire non biaisée de faible taille de ces informations. Nous prouvons également la convergence avec probabilité arbitrairement proche de un, de celui-ci vers l'optimum local atteint par l'algorithme RTRL. Nous formalisons également l'algorithme LLR et en effectuons une étude expérimentale, sur des données synthétiques. Cet algorithme met à jour de manière adaptive le pas d'une descente de gradient, par descente de gradient sur celui-ci. Il apporte ainsi une réponse partielle au problème de la fixation numérique du pas de descente, dont le choix influence fortement la procédure de descente et qui doit sinon faire l'objet d'une recherche empirique potentiellement longue par le praticien. / We prove a local convergence theorem for the classical dynamical system optimization algorithm called RTRL, in a nonlinear setting. The rtrl works on line, but maintains a huge amount of information, which makes it unfit to train even moderately big learning models. The NBT algorithm turns it by replacing these informations by a non-biased, low dimension, random approximation. We also prove the convergence with arbitrarily close to one probability, of this algorithm to the local optimum reached by the RTRL algorithm. We also formalize the LLR algorithm and conduct experiments on it, on synthetic data. This algorithm updates in an adaptive fashion the step size of a gradient descent, by conducting a gradient descent on this very step size. It therefore partially solves the issue of the numerical choice of a step size in a gradient descent. This choice influences strongly the descent and must otherwise be hand-picked by the user, following a potentially long research.

Il y a un intérêt croissant pour le développement d'applications sur les plates-formes multiprocesseurs homo- et hétérogènes en raison de l'extension de leur champ d'application et de l'apparition des puces many-core, telles que Kalray MPPA-256 (256 cœurs) ou TEGRA X1 de NVIDIA (256 GPU et 8 cœurs 64 bits CPU). Étant donné l'ampleur de ces nouveaux systèmes massivement parallèles, la mise en œuvre des applications sur ces plates-formes est difficile à cause de leur complexité, qui tend à augmenter, et de leurs exigences strictes à la fois qualitatives (robustesse, fiabilité) et quantitatives (débit, consommation d’énergie). Dans ce contexte, les Modèles de Calcul (MdC) flot de données ont été développés pour faciliter la conception de ces applications. Ces MdC sont par définition composées de filtres qui échangent des flux de données via des liens de communication. Ces modèles fournissent une représentation intuitive des applications flot de données, tout en exposant le parallélisme de tâches de l’application. En outre, ils fournissent des capacités d'analyse statique pour la vivacité et l’exécution en mémoire bornée. Cependant, de nouvelles applications de signalisation et de traitement des médias complexes présentent souvent plusieurs défis majeurs qui ne correspondent pas aux restrictions des modèles flot de données statiques classiques: 1) Comment fournir des services garantis contre des interférences inévitables qui peuvent affecter des performances temps réel ?, et 2) Comment ces langages flot de données qui sont souvent trop statiques pourraient répondre aux besoins des applications embarquées émergentes, qui nécessitent une exécution plus dynamique et plus dépendante du contexte ? Pour faire face au premier défi, nous proposons un ordonnancement hybride, nommé Self-Timed Periodic (STP), qui relie des MdC flot de données classiques et des modèles de tâches temps réel. Cet ordonnancement peut aussi être considéré comme un modèle d'exécution combinant l'ordonnancement classique dirigé seulement par les contraintes de dépendance d'exécution appelé Self-Timed Scheduling (STS), évalué comme le plus approprié pour des applications modélisées sous forme de graphes flot de données, avec l'ordonnancement périodique: STS améliore les indicateurs de performance des programmes, tandis que le modèle périodique capture les aspects de synchronisation. Nous avons évalué la performance de notre ordonnancement sur un ensemble de 10 applications et nous avons constaté que dans la plupart des cas, notre approche donne une amélioration significative de la latence par rapport à un ordonnancement purement périodique ou Strictly Periodic Scheduling (SPS), et rivalise bien avec STS. Les expériences montrent également que, pour presque tous les cas de test, STP donne un débit optimal. Sur la base de ces résultats, nous avons évalué la latence entre le temps d'initiation de tous les deux acteurs dépendants, et nous avons introduit une approche basée sur la latence pour le traitement des flux à tolérance de pannes modélisée comme un graphe Cyclo-Static Dataflow (CSDF), dans le but d'aborder des problèmes de défaillance de nœud ou de réseau… / There is an increasing interest in developing applications on homo- and heterogeneous multiprocessor platforms due to their broad availability and the appearance of many-core chips, such as the MPPA-256 chip from Kalray (256 cores) or TEGRA X1 from NVIDIA (256 GPU and 8 64-bit CPU cores). Given the scale of these new massively parallel systems, programming languages based on the dataflow model of computation have strong assets in the race for productivity and scalability, meeting the requirements in terms of parallelism, functional determinism, temporal and spatial data reuse in these systems. However, new complex signal and media processing applications often display several major challenges that do not fit the classical static restrictions: 1) How to provide guaranteed services against unavoidable interferences which can affect real-time performance?, and 2) How these streaming languages which are often too static could meet the needs of emerging embedded applications, such as context- and data-dependent dynamic adaptation? To tackle the first challenge, we propose and evaluate an analytical scheduling framework that bridges classical dataflow MoCs and real-time task models. In this framework, we introduce a new scheduling policy noted Self-Timed Periodic (STP), which is an execution model combining Self-Timed scheduling (STS), considered as the most appropriate for streaming applications modeled as data-flow graphs, with periodic scheduling: STS improves the performance metrics of the programs, while the periodic model captures the timing aspects. We evaluate the performance of our scheduling policy for a set of 10 real-life streaming applications and find that in most of the cases, our approach gives a significant improvement in latency compared to the Strictly Periodic Schedule (SPS), and competes well with STS. The experiments also show that, for more than 90% of the benchmarks, STP scheduling results in optimal throughput. Based on these results, we evaluate the latency between initiation times of any two dependent actors, and we introduce a latency-based approach for fault-tolerant stream processing modeled as a Cyclo-Static Dataflow (CSDF) graph, addressing the problem of node or network failures. For the second challenge, we introduce a new dynamic Model of Computation (MoC), called Transaction Parameterized Dataflow (TPDF), extending CSDF with parametric rates and a new type of control actor, channel and port to express dynamic changes of the graph topology and time-triggered semantics. TPDF is designed to be statically analyzable regarding the essential deadlock and boundedness properties, while avoiding the aforementioned restrictions of decidable dataflow models. Moreover, we demonstrate that TPDF can be used to accurately model task timing requirements in a great variety of situations and introduce a static scheduling heuristic to map TPDF to massively parallel embedded platforms. We validate the model and associated methods using a set of realistic applications and random graphs, demonstrating significant buffer size and performance improvements (e.g., throughput) compared to state of the art models including Cyclo-Static Dataflow (CSDF) and Scenario-Aware Dataflow (SADF).

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

L’accès à Internet et sa diffusion en Chine ont transformé profondément le mode de communication, d’expression et de mobilisation de la population chinoise. Internet et d’autres nouvelles technologies sont rapidement saisis tant par les internautes chinois que par le gouvernement. Les premiers cherchent plus de liberté dans un régime autoritaire tandis que ce dernier s’efforce d’encadrer ces nouvelles dynamiques à la fois en ligne et hors ligne afin d’éviter les débordements politiques et ainsi de garder le pouvoir. Cette recherche anthropologique porte sur cet affrontement permanant à partir du processus de formation et d’évolution des micros groupes sociaux actifs sur Internet, grâce à Internet et à cause d’Internet. Les enquêtes de terrain ont porté sur trois groupes réunis autour des thèmes spécifiques (homosexualité, protection de l’environnement, défense du patrimoine culturel) dans la ville de Canton. Ils sont analysés dans le contexte du nouveau paradigme de la gouvernance de l’Etat chinois, qui tente de maitriser ces dynamiques à travers une participation programmée à la gestion des problèmes sociaux aux côtés du gouvernement. Entre ouverture économique et clôture politique, la mise en réseaux des acteurs malgré tous les contrôles institués laisse aux initiatives une place comprimée mais réelle et une autonomie relative de proposition. / Internet and its dissemination in China have profoundly changed the way of communication, expression and mobilization of the Chinese people. The Chinese internet users as well as their government have quickly mastered Internet and new technologies. The former seek more freedom in an authoritarian regime, while the latter endeavors to contain these new dynamics both online and offline, in order to avoid political excesses and so to retain the power. This anthropological research focuses on this permanent confrontation from the formation process and evolution of active social groups on the Internet, who exist thanks to and because of the Internet. The fieldwork centered on three groups around specific issues (homosexuality, environmental protection, cultural heritage protection) in the city of Guangzhou. Using the new paradigm of governance, the Chinese government attempts to control these dynamics through a scheduled participation in the management of social problems for its own interest. Taken between the economic openness and political closure, the networking of the social actors leaves them a compressed but real space and a limited autonomy in spite of all the established controls.

De nos jours, les interactions ont une part prépondérante dans notre vie. Ces interactions peuvent représenter la diffusion de rumeurs, de maladies, etc. Comprendre comment ces interactions affectent notre vie est important. Une façon naturelle de faire est d'utiliser la théorie des graphes. Néanmoins, comme le montrent certaines études, l'aspect temporel ne doit pas être négligé. Dans ce travail, nous nous sommes concentrés sur la détection d'individus importants dans ces graphes en utilisant des métriques de centralité qui prennent en compte l'aspect temporel. Nous avons proposé un protocole de comparaison qui compare les différentes mesures de centralité existantes. Nous l'avons appliqué sur plusieurs graphes, ce qui nous a donné un aperçu de la façon dont les différentes métriques agissent. Ensuite, nous avons observé le besoin de calcul élevé de ces métriques de centralité. Dès lors, nous avons introduit une méthode qui réduit ce besoin. Finalement, nous avons introduit une nouvelle mesure de centralité, appelée ego-betweenness centrality. / Nowadays, interactions are a huge part of our daily life. These interactions can represent the diffusion of rumors, diseases, etc. Understanding how these interactions affect our life is quite important. A natural way to do so is using graph theory. However, this is not straightforward as studies show the temporal aspect, in other words, the order of interactions, should be taken into account. In this work, we concentrated on detecting the important individuals in these graphs using centrality metrics that take into account the temporal aspect. We proposed a comparison protocol that compares the different centrality metrics that exist. We applied it on several networks, which gave us insight on how the different metrics react. Secondly, we observed the high computational need of these centrality metrics. Therefore, we introduced a method to reduce this need. And finally, we introduced a novel centrality metric that we call ego-betweenness centrality.