Depuis les années 50, l'automobile est en France un sujet majeur de débat. Fabuleux moyen de communication pour ses défenseurs, elle est au contraire associée au gaspillage des ressources naturelles par ses détracteurs. Avec 81% des ménages français équipés en 2001, le plébiscite fait à l'automobile est incontestable. <br />Pourtant, les enjeux écologiques, la bonne régulation du trafic routier et notre espace de vie déjà très automobilisé rendent le “tout-automobile” impossible, alors que le “zéro voiture” semble bien utopique. Dans ce contexte, l'urgence est de civiliser les comportements automobiles. Cela nécessite en premier lieu l'analyse des comportements d'équipement et d'usage des agents, qui est l'objet de notre recherche.<br /> A l'aide des données françaises Parc Auto, nous modélisons trois fondamentaux de la motorisation automobile. L'“automobilité” des ménages est tout d'abord analysée avec le modèle d'addiction rationnelle de Becker. Ensuite, leur degré d'équipement est étudié à l'aide d'un modèle Probit ordonné à structure latente autorégressive. Le dernier volet de la thèse traite du choix qualitatif individuel d'acquisition de voitures, avec l'ajustement d'un modèle Probit polytomique. <br /> Tout au long de cette recherche, la dynamique comportementale est examinée afin de mesurer le poids des décisions passées dans les comportements courants d'équipement et d'usage. Nous mesurons aussi l'impact du revenu des agents et du prix des carburants sur leurs comportements automobiles. Par ailleurs, le zonage considéré, qui découpe notamment la région Île-de-France en Paris-centre, petite, et grande couronne, permet de présenter quelques résultats spécifiques aux franciliens.

CELESTE est un échantillonneur Cerenkov basé sur la reconversion de la centrale solaire de Thémis, située dans les Pyrénées-Orientales : les miroirs de la centrale permettent de recueillir la lumière Cerenkov des gerbes atmosphériques initiées par les rayons. Conçue dans le courant des années 90, cette expérience devait couvrir le domaine en énergie compris entre 30 et 300 GeV, permettant de faire le pont entre les satellites et les imageurs Cerenkov. Depuis l'année 2000, ce fut chose faite avec la détection de la nébuleuse du Crabe, puis du noyau actif de galaxie Markarian 421. Cette thèse présente le travail accompli depuis pour accroître la sensibilité de notre instrument tant par l'étude du détecteur que la conception d'une analyse originale. Malgré les conditions climatiques très difficiles pour l'observation, une nouvelle détection de la nébuleuse du Crabe est ici présentée, validant le principe de notre nouvelle analyse. Ce manuscrit se conclut sur l'étude des données provenant de deux noyaux actifs de galaxies, Markarian 421 et 1ES1426+428.

DESCRIPTION DU SUJET ABORDE Certains Escherichia coli producteurs de shigatoxines (STEC) ou Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC) sont responsables de toxi-infections dorigine alimentaire qui se traduisent par des diarrhées mais aussi par des syndromes plus graves pour lhomme comme le syndrome hémolytique urémique pouvant provoquer la mort. Ils apparaissent comme un problème important de santé publique. La souche de STEC du sérotype O157:H7 est responsable dépidémies dans le monde causant des milliers de malades et des dizaines de morts. Le réservoir principal est le bovin et les autres ruminants. Les principaux modes de transmission des infections à STEC à lhomme sont la consommation daliments contaminés, la transmission de personne à personne, lingestion deau contaminée et le contact avec des animaux (notamment les bovins) et leur environnement. Les facteurs de virulence des Escherichia coli producteurs de Shigatoxines (STEC) sont principalement les protéines codées par un îlot de pathogénicité, le LEE Locus of Enterocyte Effacement, impliquées dans la formation de la lésion dattachement et deffacement et de la diarrhée et les toxines de Shiga codées par des bactériophages et impliquées dans les syndromes extra- intestinaux. A partir des années nonante, le nombre croissant dépidémies liées à STEC, en Amérique du Nord et en Europe, ont interpellé les professionnels du secteur qui ont concentré leurs efforts pour mettre au point des moyens de recherche, didentification, de maîtrise et de prévention du danger. Le premier objectif de ce travail était donc dapprocher le plus précisément possible la situation en Belgique dans les principales filières de production de denrées alimentaires dorigine animale (DAOA). Pour ce faire, les études suivantes ont été entreprises: i) une étude préliminaire de la contamination par les STEC O157 des carcasses de buf et de porc (étude I) ; ii) une étude visant à la détermination du taux de contamination des viandes hachées de buf par les STEC O157 et autres sérotypes ; iii) des études extensives basées sur des plans annuels de surveillance couvant toute la production nationale visant à établir le taux de prévalence et lévolution temporelle de la contamination par les STEC O157 dans les principales DAOA mais surtout dans la filière de la viande de buf. Les plans de recherche de ces pathogènes ont été couplés à la détermination du nombre dE. coli totaux pour juger du niveau de maîtrise de la contamination fécale dans les établissements afin dapporter des éléments quantitatifs pour une évaluation du risque lié aux STEC. Le second objectif visait à déterminer le taux de contamination par les STEC et les STEC O157 dans deux abattoirs algériens, lun de buf, lautre de moutons afin de savoir si ces pathogènes posaient des problèmes de santé publique en Algérie. Le niveau de contamination fécale a aussi été étudié afin de juger de la maîtrise de lhygiène de labattage. RESULTATS En Belgique Evaluation du taux de contamination par les STEC de sérotype O157 de carcasses de buf et de porcs dans 9 abattoirs en 1996 Dans le cadre de limplémentation du système HACCP (directive 93/43/CE), trois cent dix carcasses de buf et 245 carcasses de porcs ont été soumises à un écouvillonnage en surface au niveau de sites spécifiques. La méthode de recherche était basée sur les étapes i) un enrichissement non sélectif, ii) une méthode de séparation immuno-magnétique, iii) une détection immuno-enzymatique (VIDAS ECO, BioMérieux), iv) un isolement sur milieu Mac Conkey au sorbitol. Cette étude a permis de standardiser la méthode déchantillonnage et a révélé, pour la première fois en Belgique, la présence dune souche STEC O157 :H- (stx1+, stx2+, eae+) potentiellement pathogène sur des carcasses bovines. Prévalence des Escherichia coli producteurs de shigatoxines dans les viandes hachées en 1997 Aucune souche de STEC O157 (eae stx) na été isolée à été isolée à partir des 627 échantillons de viande hachées analysées. La PCR a permis de détecter le gène stx dans 5,1 % des échantillons positifs (n=45). Seulement 7 souches ont été isolées par une méthode dhybridation ADN/ADN sur colonies basée sur les principaux gènes des facteurs de virulence des STEC : Deux E. coli de sérotype O91 (stx2+, eae-), deux des E. coli entéropathogènes de sérotype O128 et trois de sérotypes non identifiés. La qualité bactériologique des viandes hachées testées était satisfaisante puisque plus de 80 % des échantillons avaient un taux dE. coli inférieur à 50 unités formant colonies (ufc) par gramme donc au critère légal de m=50 ufc/gramme (Arrêté Royal du 4 juillet 1996) Surveillance du taux de contamination des denrées alimentaires dorigine animale par des souches dEscherichia coli du sérotype O157 de 1998 à 2004 Cette étude répond aux exigences des directives (92/117/CEE et 2003/99/CEE) et présente les plans de surveillance des STEC O157 dans les denrées alimentaires. Aucune souche de STEC O157 na été isolée à partir des 1025 échantillons (matrices issues de bovins, porcs, volailles, lapins) testés en 1997. En 1998, une modification de la méthode analytique (méthode SP-VG M001) a permis disoler neuf souches dE. coli de sérotype O157 (stx+) à partir de surfaces de 6010 carcasses regroupées en pools de 5 carcasses par échantillon. Quatre vingt pourcents des souches STEC O157 sont stx2 eae et ehxA et 90 % portaient lantigène H7. Une majorité de firmes nont pas satisfait aux critères microbiologiques pour les E. coli (arrêté royal du 20 Août 2002). Cependant, aucune relation statistiquement significative entre les niveaux de contamination par les E. coli totaux et la présence dE. coli O157 na pu être établie. Les années 1999 à 2004 ont été marquées par une surveillance des STEC O157 sur un plus grand nombre dentreprises, un plus grand nombre déchantillons (filière bovine, porcine, poulet, poule et poissons), une plus grande surface de carcasses écouvillonnées (décision 2001/471/CE) et des recherches au stade du consommateur. La méthode de recherche des STEC O157 a été la méthode SP-VG M001. Le dénombrement des E. coli a été réalisé selon la méthode validée par lAFNOR, SDP-07/1-07/93. Des prévalences de STEC O157 égales à 1,3 % (n=1984) en 1999, 0,4 % (n=1501) en 2000, 1,08 % (n=1388) en 2001, 1,07% (n=1225) en 2002, 0,82 % (n=1497) en 2003 et à 1,35 % (n=1337) en 2004 ont été mises en évidence sur les surfaces de carcasses de buf, ce qui correspond à une moyenne pondérée de 0,95 %. En ce qui concerne les viandes hachées, la prévalence des STEC O157 est faible soit 0,1 % (1/974) en 1999, 0,4 % (1/487) en 2000, 1,68 % (5/298) en 2003 et aucun STEC O157 en 2001, 2002 et 2004 pour une moyenne pondérée de 0,27 %. La présence de souches dans du haché de buf prélevé en grandes surfaces montre que des souches pathogènes se retrouvent parfois au stade de la distribution. Entre 1999 et 2004, Deux souches STEC O157 ont été isolées en 2003 et deux autres en 2004 à partir de 764 viandes de découpe de buf analysées soit une prévalence de 0,52 %. Les matrices de porcs, de poules, poulets et de poissons ne semblent pas présenter un danger à lheure actuelle puisque aucun STEC O157 ny a été mis en évidence à ce jour en Belgique. Une amélioration de la contamination par les Escherichia coli a pu être observée au cours des années dans les firmes échantillonnées. Les 106 souches de STEC O157 isolées à partir des matrices de bovins sont en majorité des E.coli O157 :H7, stx2, eae et ehxA, fréquemment impliqué dans les formes graves des infections. En Algérie Evaluation du taux de contamination des carcasses bovines par les Escherichia coli entérohémorragiques du sérotype O157 et dautres Escherichia coli pathogènes Une méthode simplifiée de la recherche des STEC O157 a permis de révéler la présence de 18 souches (7,8 %) STEC O157 à partir de 230 carcasses de buf échantillonnées. Septante huit pourcents dentre elles sont stx2, eae et ehxA. De même, 66 colonies possédant au moins un des gènes de virulence recherchés, ont été isolées à partir de trente carcasses positives à lhybridation ADN/ADN sur colonies. Quarante (60,6 %) sont des E. coli entéropathogénes (eae+, stx-), 23 (34,8 %) sont (stx+, eae-) et trois (4,5 %) sont (eae+, stx+). Aucune des trois nappartient aux sérotypes STEC les plus fréquents (O26, O111, O128, O103, O91, O145). Plus de 65 % des carcasses avaient des niveaux dE. coli supérieurs à la limite dacceptabilité (M) définie par le critère microbiologique belge (20 ufc/cm2). Evaluation du taux de contamination par les Escherichia coli producteurs de shigatoxines sur les carcasses ovines et dans les matières fécales. Cette étude a permis de mettre en évidence, la présence de STEC O157:H7 sur 2,5 % des 160 carcasses écouvillonnées (décision 2001/471/CE). Le pathotype principal était stx2 eae et ehxA. Parmi les neuf souches STEC O157 stx2 isolées et testées par PCR pour les sous-types c, d, e, f, seulement trois sont stx2d. Létude du portage des STEC dans les matières fécales dovins a montré la présence du gène stx dans 25,4% des prélèvements (n=106). Le pathotype principal identifié sur un échantillon composite était stx1 (50 %) suivi du pathotype stx1, eae (46, 4%). Lovin est donc aussi un réservoir potentiel de STEC pathogènes et une source de contamination pour lhomme CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES, Lexistence de souches STEC O157 potentiellement pathogènes a été confirmée dans la filière bovine. La prévalence de ces agents pathogènes observée sur les carcasses bovines en Belgique (en moyenne de 0,95%) est proche des valeurs enregistrées dans dautres pays : 0,7 % au Danemark, (EC, 2001), 1 % en Tchécoslovaquie (Lukasova, 2004) et 1,4 % en Grande Bretagne (Chapman, 2001). La prévalence des STEC O157 enregistrée en Algérie (7,8 % dans cette étude) est significativement supérieure aux prévalences observées en Belgique. Des prévalences du même ordre de grandeur ont été rapportées dans la littérature soit 17,1% aux USA (Elder et al., 2000), 12% en Italie (Bonardi etal., 2001), 11% en Irlande (Mc Evroy et al., 2003). La prévalence des STEC O157 dans les viandes hachées est faible, en général inférieure à 1 %. Elle est de 0,27 % en Belgique (cette étude). De plus, la présence de souches dans du haché de buf prélevé en grandes surfaces a montré que des souches pathogènes se retrouvent parfois au stade de la distribution et constituent un danger direct pour le consommateur. Des résultats similaires ont été enregistrés 0,15 % en Angleterre (Chapman, 2001), 0,11 % en France (AFSSA, 2003). Les matrices de porcs, de poules, poulets et de poissons ne semblent pas présenter un danger à lheure actuelle puisque aucun STEC O157 ny a été mis en évidence à ce jour en Belgique. Comme lont mentionné la plupart des études relatives à la prévalence des STEC O157, il est difficile de comparer les résultats obtenus à cause des différences constatées au niveau de la taille des échantillons, des méthodes de prélèvements et de détection de ces agents pathogènes. La standardisation de la méthode de détection des Escherichia coli O157 (norme ISO16654) ainsi que lapplication de la directive de la commission européenne (2001/471/ CE) définissant les quatre sites découvillonnage au niveau des carcasses de buf et dovins ont permis dasseoir une méthodologie de recherche performante. La majorité des souches STEC O157 isolées en Belgique et en Algérie présentent le pathotype stx2 eae ehxA considéré comme le plus dangereux pour la santé publique Aucune association directe entre les taux élevés dE. coli totaux et la présence de STEC O157 na pu être établie. E. coli ne semble pas être un indicateur pour la présence de cet agent pathogène mais, bien sûr, le niveau de contamination par les souches pathogènes doit diminuer en parallèle à la charge en E. coli totaux et que, donc, globalement le risque quelles présentent doit diminuer. En ce qui concerne lespèce ovine, Une prévalence égale à 0,7 % a été mise en évidence dans une autre étude en Grande Bretagne (Chapman et al., 2001). les résultats obtenus concernant le portage des STEC obtenus sont proches des résultats dune étude en Suisse qui a révélé la présence de STEC sans préciser le sérotype dans 29,9 % des matières fécales (Zweifel et al., 2004). Les taux élevés de contamination fécale observés en Algérie laissent supposer que, si les animaux sont porteurs de STEC O157, le niveau de contamination des carcasses devrait être plus important quen Belgique. En perspectives, au niveau belge, les plans de surveillance doivent être maintenus surtout au niveau des matrices bovines: carcasses, viandes hachées, découpes afin dévaluer les évolutions. Ces études devraient être couplées en amont avec des études de prévalence au niveau des exploitations agricoles et en aval avec les données en pathologie humaine. Une plus grande coordination devrait sopérer entre le secteur vétérinaire et la santé publique. En Belgique, le laboratoire de référence pour les EHEC est le même dans les deux cas (UZ-Brussel) ce qui signifie que les méthodes de typage appliquées aux souches des deux origines sont les mêmes. Les critères microbiologiques européens du Règlement (CE) N°2073/2005 vont encore accentuer les efforts des industriels pour la maîtrise des agents pathogènes dans les filières à risque, même si les STEC O157 ne sont pas encore repris dans les critères de sécurité de ce Règlement. Le développement de méthodes efficaces pour la recherche des autres sérotypes devrait permettre détendre la surveillance aux STEC non O157 les plus importants. Les données collectées au cours des plans de surveillance vont permettre de compléter les données disponibles pour une analyse du risque STEC O157 dans les filières à risque et particulièrement la filière bovine. En Algérie, une application des plans HACCP au niveau des entreprises agroalimentaires et une surveillance des agents zoonotiques sont nécessaires. Des études complémentaires et approfondies grâce à la mise en place de moyens de diagnostic doivent être menées aussi bien au niveau humain quau niveau vétérinaire. Les résultats de ces études devront être considérés par la Direction des Services Vétérinaires du Ministère de lAgriculture en Algérie. REMERCIEMENTS Cette étude a été menée grâce au soutien financier de lInstitut dExpertise Vétérinaire(IEV) puis de lAgence Fédérale pour la sécurité de la Chaine Alimentaire (AFSCA) par le laboratoire de microbiologie des denrées alimentaires de la Faculté de Médecine Vétérinaire de lUniversité de Liège (ULg) et la collaboration du laboratoire Vakgroep Diergeneeskundig Toezicht op Eetwaren, Diergeneeskunde Faculteit, Universiteit Gent (U Gent); le laboratoire de microbiologie alimentaire de lInstitut Scientifique de la Santé Publique : Louis Pasteur (ISP-LP) et deux laboratoires de lAFSCA qui ont participé aux analyses à partir de 2003 et le laboratoire de.(UZ-Brussel) Les études en Algérie ont été réalisées grâce au soutien du Ministère de lEnseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique et de lEcole Nationale Vétérinaire dAlger avec la collaboration du laboratoire national de référence de microbiologie alimentaire de la faculté de médecine vétérinaire de lULg.

Dans cette thèse, nous avons travaillé sur le problème de la mise œuvre des plans de contrôle dynamique au sein d'un environnement semi-conducteur multi-produits. Nous nous sommes focalisés sur le compromis entre le rendement et le temps de cycle, la réduction du nombre de contrôles sans valeur ajoutée, et l'optimisation de l'utilisation de la capacité de contrôle. Nous avons commencé par formaliser et généraliser le problème au travers d'une revue de la littérature. Ensuite, nous avons proposé trois principales solutions pour supporter l'implémentation industrielle des plans de contrôle dynamique. La première solution que nous avons proposée est basée sur un indicateur qui permet le traitement d'un très grand volume de données et l'évaluation de plusieurs types de risques avec une très faible consommation des ressources informatiques. La deuxième solution est basée sur des algorithmes d'échantillonnage intelligents que nous avons développés pour permettre le choix en dynamique des meilleurs produits ou lots à contrôler. Et la troisième solution est un programme linéaire mixte en nombres entiers que nous avons développé pour optimiser les paramètres clés qui sont utilisés dans les algorithmes d'échantillonnage dynamique.L'originalité des travaux de cette thèse se trouve dans l'industrialisation des différentes solutions que nous avons proposées. Toutes les solutions ont été validées industriellement et certaines solutions ont été étendues à d'autres sites de la compagnie. Plusieurs perspectives ont été identifiées et offrent ainsi de nombreuses pistes de recherche.

Pendant ma th ese, j'ai eu la chance d'apprendre et de travailler sous la supervision de mon directeur de th ese R emi, et ce dans deux domaines qui me sont particuli erement chers. Je veux parler de la Th eorie des Bandits et du Compressed Sensing. Je les vois comme intimement li es non par les m ethodes mais par leur objectif commun: l' echantillonnage optimal de l'espace. Tous deux sont centr es sur les mani eres d' echantillonner l'espace e cacement : la Th eorie des Bandits en petite dimension et le Compressed Sensing en grande dimension. Dans cette dissertation, je pr esente la plupart des travaux que mes co-auteurs et moi-m^eme avons ecrit durant les trois ann ees qu'a dur e ma th ese.

Cette thèse est consacrée à l'utilisation d'information auxiliaire en théorie des sondages à l'étape de l'échantillonnage et à l'étape de l'estimation. Dans le chapitre 2, on donne une présentation des principales notions de la théorie des sondages. Au chapitre 3, on propose une extension de la famille des estimateurs par calage reposant sur l'emploi de paramètres de calage complexes. Au chapitre 4 et 5, on s'intéresse à la correction simultanée des erreurs d'échantillonnage et de non-réponse au moyen d'un calage unique. On montre qu'en dépit du fait que le calage n'utilise pas explicitement les probabilités de réponse, il est nécessaire d'écrire le modèle de réponse afin de choisir correctement la fonction de calage. A défaut, on s'expose à des estimateurs biaisés dont le biais peut dépasser le biais de l'estimateur non-ajusté. En particulier, dans le cas du calage généralisé, la variance et le biais sont amplifiés pour des variables de calage faiblement corrélées aux variables instrumentales. Au chapitre 6, on montre qu'une approche conditionnelle, par rapport au plan de sondage, permet de construire des estimateurs plus robustes aux valeurs extrêmes et aux "sauteurs de strates". Au chapitre 7, on met en évidence que la méthode du tirage réjectif de Fuller conduit un estimateur par la régression qui peut être biaisé lorsque la variable d'intérêt ne suit pas un modèle de régression linéaire en fonction des variables d'équilibrage.

L'amélioration du contrôle des procédés est un besoin industriel permanent. Depuis les années deux-milles se développe un nouveau concept d'analyse industrielle en ligne consistant à mettre en oeuvre des micro-systèmes standardisés modulaires implantés au plus près des procédés. La micro-chromatographie en phase gazeuse occupe une place de choix parmi l'ensemble des systèmes analytiques qualitatifs et quantitatifs utilisés pour le contrôle des procédés. Jusqu'à ce jour, cette technologie n'est utilisable que pour des échantillons gazeux. Le présent travail, effectué dans le cadre du FUI INNOVAL, a pour objectif de lever le verrou technologique que constitue l'injection des liquides dans les μ-GC. Après une étude approfondie des performances des vannes commerciales d'injection de liquide (HPLIS, ROLSI) nous avons développé, avec la contribution de la Sté SRA, une nouvelle vanne nommée OLIS. Des applications industrielles illustrant l'utilisation de ces vannes ont été ensuite étudiées. Nous pouvons citer l'analyse qualitative de coupes pétrolières légères et lourdes, l'analyse quantitative d'impuretés à l'état de trace dans une matrice lourde d'un précurseur de synthèse du nylon et enfin la quantification simultanée du CO/CO2 en phase gazeuse et liquide (solution aqueuse de monoéthanolamine). Cette dernière application a été réalisée grâce à un banc d'essai simulant l'opération de captage du CO2 émis par les installations sidérurgiques / Improving process control is a continuous industrial need. Since the early twothousand years, a new concept online industrial analysis consisting in implementing standardized modular micro-systems implanted as close processes appeared. The gas microchromatography occupies a special place among all the qualitative and quantitative analytical systems used for process control. Until today, this technology can only be used for gaseous samples. The present work aimed to help overcome the technological barrier that constitutes the injection of liquids in µ-GC. To this end, we conducted a comprehensive study of the performance of liquid injection valves HPLIS, ROLSI and OLIS. Two of them (HPLIS and ROLSI) gave satisfaction. The OLIS valve also gave satisfactory results but is still developing. Among the surveyed industrial applications demonstrating the use of these valves, we can quote the qualitative analysis of light or heavy petroleum fractions, quantitative analysis of impurities in trace amounts in a heavy matrix, and more elaborate way, simultaneous quantification of CO/CO2 gas and liquid phase during an absorption reaction of a mixture of these compounds with an aqueous solution of MEA

Ce mémoire de thèse regroupe plusieurs méthodes de calcul d'estimateur en statistiques bayésiennes. Plusieurs approches d'estimation seront considérées dans ce manuscrit. D'abord en estimation nous considérerons une approche standard dans le paradigme bayésien en utilisant des estimateurs sous la forme d'intégrales par rapport à des lois \textit{a posteriori}. Dans un deuxième temps nous relâcherons les hypothèses faites dans la phase de modélisation. Nous nous intéresserons alors à l'étude d'estimateurs répliquant les propriétés statistiques du minimiseur du risque de classification ou de ranking théorique et ceci sans modélisation du processus génératif des données. Dans les deux approches, et ce malgré leur dissemblance, le calcul numérique des estimateurs nécessite celui d'intégrales de grande dimension. La plus grande partie de cette thèse est consacrée au développement de telles méthodes dans quelques contextes spécifiques. / This PhD thesis deals with some computational issues of Bayesian statistics. I start by looking at problems stemming from the standard Bayesian paradigm. Estimators in this case take the form of integrals with respect to the posterior distribution. Next we will look at another approach where no, or almost no model is necessary. This will lead us to consider a Gibbs posterior. Those two approaches, although different in aspect, will lead to similar computational difficulties. In this thesis, I address some of these issues.

Nous proposons un nouveau schéma d’échantillonnage non uniforme périodique appelé Système d’Échantillonnage Non Uniforme en Radio Intelligente (SENURI). Notre schéma détecte la localisation spectrale des bandes actives dans la bande totale échantillonnée afin de réduire la fréquence moyenne d’échantillonnage, le nombre d’échantillons prélevé et par conséquent la consommation d’énergie au niveau du traitement numérique. La fréquence moyenne d’échantillonnage du SENURI dépend uniquement du nombre de bandes contenues dans le signal d’entrée x(t). Il est nettement plus performant, en termes d’erreur quadratique, qu’une architecture classique d’échantillonnage non uniforme périodique constituée de p branches, lorsque le spectre de x(t) change dynamiquement. / In this work we consider the problem of designing an effective sampling scheme for sparse multi-band signals. Based on previous results on periodic non-uniform sampling (Multi-Coset) and using the well known Non-Uniform Fourier Transform through Bartlett’s method for Power Spectral Density estimation, we propose a new sampling scheme named the Dynamic Single Branch Non-uniform Sampler (DSB-NUS). The idea of the proposed scheme is to reduce the average sampling frequency, the number of samples collected, and consequently the power consumption of the Analog to Digital Converter (ADC). In addition to that our proposed method detects the location of the bands in order to adapt the sampling rate. In this thesis, we show through simulation results that compared to existing multi-coset based samplers, our proposed sampler provides superior performance, both in terms of sampling rate and energy consumption. It is notconstrained by the inflexibility of hardware circuitry and is easily reconfigurable. We also show the effect of the false detection of active bands on the average sampling rate of our new adaptive non-uniform sub-Nyquist sampler scheme.

Ces dernières années, la théorie mathématique de l'échantillonnage compressé (CS) a émergé en tant que nouvel outil en traitement d'images, permettant notamment de dépasser certaines limites établies par la théorie de l'échantillonnage de Nyquist. En particulier, la théorie du CS établit qu'un signal (une image, une séquence vidéo, etc.) peut être reconstruit à partir d'un faible nombre de mesures linéaires non-adaptatives et aléatoires, pourvu qu'il présente une structure parcimonieuse. Dans la mesure où cette hypothèse se vérifie pour une large classe d'images naturelles, plusieurs applications d'imagerie ont d'ores-et-déjà bénéficié à des titres divers des résultats issus de cette théorie. Le but du travail doctoral présent est d'étudier comment la théorie du CS - et plus généralement les idées et méthodes en relation avec les problèmes de reconstruction de signaux parcimonieux - peuvent être utilisés pour concevoir des dispositifs d'acquisition optiques à haute-résolution spatiale et temporelle pour des applications en imagerie biologique. Nous étudions tout d'abord quelques questions pratiques liées à l'étape de reconstruction nécessairement associée aux systèmes d'acquisition exploitant le CS, ainsi qu'à la sélection des paramètres d'échantillonnage. Nous examinons ensuite comment le CS peut être utilisé dans le cadre d'applications d'échantillonnage de signaux vidéo. Enfin, avec dans l'idée l'utilisation dans des problèmes de débruitage de méthodes inspirées du CS, nous abordons la question de l'estimation d'erreur dans les problèmes de débruitage d'images acquises en conditions de faible luminosité, notamment dans le cadre d'applications de microscopie. / In the past few years, the mathematical theory of compressed sensing (CS) has emerged as a new tool in the image processing field, leading to some progress in surpassing the limits stated by the Nyquist sampling theory. In particular, the CS theory establishes that a signal (image, video, etc.) can be reconstructed from a relatively small subset of non-adaptive linear random measurements, assuming that it presents a sparse structure. As this hypothesis actually holds for a large number of natural images, several imaging applications have already benefited from this theory in various aspects. The goal of the present PhD work is to investigate how the CS theory - and more generally the ideas and methods developed in relation with sparse signal reconstruction problematics - can be used to design efficient optical sensing devices with high spatial and temporal resolution for biological imaging applications. We first investigate some practical issues related to the post-processing stage required by CS acquisition schemes, and to the selection of sampling parameters. We then examine how CS can benefit to video sampling applications. Finally, with the application of CS methods for denoising tasks in mind, we focus on the error estimation issue in image denoising problems for low-light microscopy applications.