L'utilisation du jeu pour les apprentissages n'est pas une idée nouvelle. Cependant, l'étude de jeux à but éducatif montre que les concepteurs de jeux éprouvent des difficultés pour articuler didactique et ludique. C'est à ce niveau que se porte notre réflexion, particulièrement sur les conditions d'une articulation du ludique et du didactique lors du processus de conception d'une ressource. La prise en compte de cette articulation nous a conduit à introduire un nouveau terme jeu-situation désignant cet objet situé entre une situation didactique où les apprentissages sont prioritaires et un jeu où le ludique est prédominant. Notre travail se décompose en deux temps : la conception d'un jeu-situation numérique pour l'apprentissage de l'énumération à l'école maternelle d'une part et l'appropriation de cette ressource par des professeurs d'école maternelle d'autre part.La conception de la ressource repose sur différents cadres théoriques, notamment sur la théorie des situations didactiques. De plus, la conception associe la méthodologie d'ingénierie didactique et de Design-Based Research. Notre étude se poursuit par l'élaboration d'un modèle de conception d'un jeu-situation élaboré autour d'un processus fondamental qu'est l'intégration. Ce modèle est mis à l'épreuve lors de la conception du jeu-situation numérique " A la ferme " pour l'apprentissage de l'énumération à l'école maternelle.Nous abordons, dans un deuxième temps, l'appropriation de ce jeu-situation par des professeurs d'école maternelle. La conceptualisation de la notion d'appropriation s'appuie sur plusieurs domaines : celui de la psychologie de l'environnement et de gestion, celui de la didactique en convoquant notamment l'approche documentaire du didactique. Nous accordons aussi une place importante aux connaissances professionnelles des professeurs qui impactent les processus d'appropriation de ressources. Nous pouvons ainsi présenter un modèle théorique général du concept d'appropriation d'une nouvelle ressource que nous instancions à l'école maternelle et au numérique avec l'outil tablette tactile. L'appropriation est observée à travers trois regards : l'instrumentation, l'instrumentalisation et les orchestrations que nous lions aux connaissances professionnelles / The use of the game for learning is not a new idea. However, the study of educational purpose games shows that game designers have difficulty articulating didactic and ludic. It is at this level that our thinking is focused, especially on the conditions of articulating ludic and didactic during the process of designing a resource. Taking into account this articulation led us to introduce a new term game-situation for this object between a didactic situation where learning is a priority and a game where the ludic is predominant. Our work is divided into two stages: the conception of a digital game-situation for the learning of enumeration skills in the kindergarten on the one hand and the appropriation of this resource by kindergarten teachers, on the other hand. The design of the resource is based on various theoretical frameworks, notably on the theory of didactic situations. In addition, the design combines didactic engineering methodology with Design-Based Research. Our study continues with the development of a model of a game-situation concept based on a fundamental process of integration. This model is tested in the design of the digital game-situation "On the farm" for the learning of enumeration skills in kindergarten. In a second step, we deal with the appropriation of this game-situation by kindergarten teachers. The conceptualisation of the appropriation notion is based on several domains: social and management sciences, didactics by convening in particular the documentary approach to didactics. We also place an emphasis on the professional knowledge of teachers who impact on the processes of resource appropriation. We can thus present a general theoretical model of the concept of appropriation of a new resource that we instantiate in the kindergarten and the digital with the tactile tablet tool. The appropriation is observed through three perspectives: instrumentation, instrumentalization and orchestrations that we link to professional knowledge

Le terme symbiose recouvre tous types d'interactions entre espèces et peut être défini comme une association étroite d'espèces différentes vivant ensemble. De telles interactions impliquant des micro-organismes présentent un intérêt particulier pour l'agriculture, la santé, et les questions environnementales. Tous les types d'interactions entre espèces tels que le mutualisme, le commensalisme, et la compétition, sont omniprésents dans la nature et impliquent souvent le métabolisme. La libération de métabolites par des organismes dans l'environnement permet à d'autres individus de la même espèce ou de différentes espèces de les récupérer pour leur usage propre. Dans cette thèse, nous étudions comment les interactions entre espèces façonnentl'environnement. Nous examinons les questions de (i) quels sont les besoins minimaux en éléments nutritifs pour établir la croissance, et (ii) quels métabolites peuvent être échangés entre un organisme et son environnement. L'énumération de tous les ensembles minimaux stoechiométriques de précurseurs et de tous les ensembles minimaux de métabolites échangés,en utilisant des modèles complets de réseaux métaboliques, fournit un meilleur aperçu des interactions entre les espèces. Dans un environnement spatialement homogène, les métabolites qui sont libérés dans un tel environnement sont partagés par tous les individus. Le problème qui se pose alors est de savoir comment les tricheurs, les individus qui profitent des métabolites libérés sans contribuer au bien public, peuvent être exclus de la population. Ceci et d'autres configurations ont déjà été modélisées avec des approches de la théorie des jeux et de l'économie. Nous examinons comment les concepts d'ensembles minimaux de précurseurs stoechiométriques et d'ensembles minimaux de composés échangés peuvent être introduits dans ces modèles / Symbiosis, a term that brings all types of species interaction under one banner, is defined as a close association of different species living together. Species interactions that comprise microorganisms are of particular interest for agriculture, health, and environmental issues. All kinds of species interactions such as mutualism, commensalism, and competition, are omnipresent in nature and occur often at the metabolic level. Organisms release metabolites to the environment which are then taken up by other individuals of the same or of different species. In this thesis, we study how species interactions shape the environment. We examine the questions of (i) what are the minimal nutrient requirements to sustain growth, and (ii) which metabolites can be exchanged between an organism and its environment. Enumerating all minimal stoichiometric precursor sets, and all minimal sets of exchanged metabolites, using metabolic network models, provide a better insight into species interactions. In a spatially homogeneous environment, the metabolites that are released to such an environment are shared by all individuals. The problem that then arises is how cheaters, individuals that profit from the released metabolites without contributing to the public good, can be prevented from the population. This and other configurations were already modeled with approaches from game theory and economics. We examine how the concepts of minimal stoichiometric precursor sets and minimal sets of exchanged compounds can be introduced into such models

In this thesis, we will give our discovery of original symmetric presentations of several important groups. We have investigated permutation and monomial progenitors 2*8: (23: 22), 2*9: (32: 24), 2*10: (24: (2 × 5)), 5*4:m (23: 22), 7*8:m (32: 24), and 3*5:m (24: (2 × 5)). The finite images of the above progenitors include the Mathieu sporadic group M12, the linear groups L2(8) and L2(13), and the extensions S6 × 2, 28 : .L2(8) , and 27 : .A5. We will show our construction of the four groups S3 , L2(8), L2(13), and S6 × 2 over S3, 22, S3 : 2, and S5, by using the technique of double coset enumeration. We will also provide isomorphism types all of the groups that have appeared as finite homomorphic images. We will show that the group L2(8) does not satisfy the conditions of Iwasawas Lemma and that the group L2(13) is simple by Iwasawas Lemma. We give constructions of M22 × 2 and M22 as homomorphic images of the progenitor S6.

Die 2^(k – 1) Typen der ungeordneten Zahlpartitionen mit k Parts (k-Partitionen) werden hier mit Hilfe der geordneten Partitionen von k definiert. Für jeden Typ gibt es eine erzeugende Funktion der geschlossenen Form mit eindeutiger Nummerierung. Die bekannte erzeugende Funktion der k-Partitionen ist die Summe dieser 2^(k – 1) typspezifischen erzeugenden Funktionen. Die Expansion dieser typspezifischen erzeugenden Funktionen in (unendlich lange) Potenzreihen ist rekursiv möglich. Untersucht werden Zerlegungen von erzeugenden Funktionen der einfachen Typen in erzeugende Funktionen anderer Typen. Damit lassen sich Bijektionen zwischen den Partitionen verschiedener Typen aufspüren. Die typspezifischen Betrachtungen werden auf die geordneten Partitionen und auf ihre erzeugenden Funktionen ausgeweitet.

Jede ungeordnete Zahlpartition mit k Parts (k-Partiton) hat einen Typ, der mittels einer geordneten Partition von k definiert werden kann. Es können somit 2^(k - 1) Typen definiert werden. Pro Typ gibt es eine eindeutig nummerierbare erzeugende Funktion der geschlossenen Form. Mit Rekursionen können diese Funktionen in (unendlich lange) Potenzreihen expandiert werden. Mit diesen erzeugenden Funktionen lassen sich Bijektionen zwischen den Partitionsmengen verschiedener Typen aufspüren.

We present several new results on the combinatorial properties of a locally restricted version of monomino-domino coverings of rectilinear regions. These are monomino-domino tatami coverings, and the restriction is that no four tiles may meet at any point. The global structure that the tatami restriction induces has numerous implications, and provides a powerful tool for solving enumeration problems on tatami coverings. Among these we address the enumeration of coverings of rectangles, with various parameters, and we develop algorithms for exhaustive generation of coverings, in constant amortised time per covering. We also con- sider computational complexity on two fronts; firstly, the structure shows that the space required to store a covering of the rectangle is linear in its longest dimension, and secondly, it is NP-complete to decide whether an arbitrary polyomino can be tatami-covered only with dominoes. / Graduate / 0984 / 0405 / alejandro.erickson@gmail.com

Esta dissertação introduz o conceito de cortes KL, o que permite controlar tanto o número K de entradas como o número L de saídas em uma região de um circuito. O projeto de um circuito digital pode ser dividido em duas fases: síntese lógica e síntese física. Dentro de síntese lógica, um dos principais passos é o mapeamento tecnológico. Tradicionalmente, o processo de mapeamento tecnológico somente lida com funções de saída única, para a construção de circuitos. O objetivo deste método é explorar o uso de blocos de múltiplas saídas no mapeamento tecnológico. Para prover escalabilidade, o conceito de fatoração de cortes é estendido para os cortes KL. Algoritmos para enumerar esses cortes e também para enumerar alguns subconjuntos de cortes com características específicas são apresentados e os resultados são mostrados. Como exemplos de aplicações práticas, diferentes algoritmos de cobertura são propostos. O algoritmo guloso é uma alternativa simples e produz bons resultados em área, mas é muito restritivo, pois não é factível em mapeamento orientado à atraso. Outro algoritmo de cobertura apresentado é uma extensão do algoritmo de fluxo de área e permite a utilização de cortes com várias saídas, mantendo possível a consideração de outros custos. Um algoritmo de correspondência Booleana que é capaz de lidar com blocos com múltiplas saídas também é descrito. Isso permite a utilização de uma biblioteca padrão com células com mais de uma saída no mapeamento tecnológico. Os resultados mostram a viabilidade e utilidade do método. / This thesis introduces the concept of KL-feasible cuts, which allows controlling both the number K of inputs and the number L of outputs in a circuit region. The design of a digital circuit can roughly be divided in two phases: logic synthesis and physical synthesis. Within logic synthesis, one of the main steps is the technology mapping. Traditionally, the technology mapping process only handles single output functions, in order to construct circuits. The objective of this method is to explore the use of multiple output blocks on technology mapping. To provide scalability, the concept of factor cuts is extended to KL-cuts. Algorithms for enumerating these cuts and also for enumerating some subsets of cuts with some special characteristics are presented and results are shown. As examples of practical applications, different covering algorithms are proposed. The greedy algorithm is a simple alternative and produces good results in area, but it is too restrictive, as it is not practical in timing oriented mapping. The other covering algorithm presented is an extension to the area flow algorithm and allows cuts with multiple outputs to be used while making possible the control of some other costs. A Boolean matching algorithm that is able to handle multiple output blocks is also described, which permits the use of a standard cell library with more than one output on technology mapping. The results show the viability and usefulness of the method.

Dans cette thèse, nous présentons des approches formelles permettant de simplifier la modélisation et la preuve du calcul distribué. Un système distribué est défini par une collection d’entités de calcul autonomes,qui communiquent ensemble pour accomplir une tâche commune. Chaque entité exécute localement son calcul et ne peut interagir qu’avec ses voisins.Le développement et la preuve du calcul distribué est un défi qui nécessite l’utilisation de méthodes et outils avancés. Dans nos travaux de thèse,nous étudions quelques problèmes fondamentaux du distribués, en utilisant Event-B, et nous proposons des schémas de preuve basés sur une approche“correct-par-construction”. Nous considérons un système distribué défini par réseau fiable, de processus anonymes et avec un modèle de communication basé sur l’échange de messages. Dans certains cas, nous faisons abstraction du modèle de communications en utilisant le modèle des calculs locaux. Nous nous focalisons d’abord sur le problème de détection de terminaison du calcul distribué. Nous proposons un patron formel permettant de transformer des algorithmes “avec détection de terminaison locale” en des algorithmes“avec détection de terminaison globale”. Ensuite, nous explicitons les preuves de correction d’un algorithme d’énumération. Nous proposons un développement formel qui servirait de point de départ aux calculs qui nécessitent l’hypothèse d’identification unique des processus. Enfin, nous étudions le problème du snapshot et du calcul d’état global. Nous proposons une solution basée sur une composition d’algorithmes existants. / In this work, we propose formal approaches for modeling andproving distributed algorithms. Such computations are designed to run oninterconnected autonomous computing entities for achieving a common task :each entity executes asynchronously the same code and interacts locally withits immediate neighbors. Correctness of distributed algorithms is a difficulttask and requires advancing methods and tools. In this thesis, we focus onsome basic problems of distributed computing, and we propose Event-B solutionsbased on the ”correct-by-construction” approach. We consider reliablesystems. We also assume that the network is anonymous and processes communicatewith asynchronous messages. In some cases, we refer to local computationsmodel to provide an abstraction of the distributed computations.We propose a formal framework enhancing the termination detection propertyof distributed algorithms. By relying on refinement and composition,we show that an algorithm specified with “local termination detection”, canbe reused in order to compute the same algorithm with “global terminationdetection”. We then focus on the enumeration problem : we start with anabstract initial specification of the problem, and we enrich it gradually bya progressive and incremental refinement. The computed result constitutesbasic initial steps of others distributed algorithms which assume that processeshave unique identifiers. We therefore focus on snapshot problems, andwe propose to investigate how existing algorithms can be composed, withrefinement, in order to compute a global state in an anonymous network.

Esta dissertação introduz o conceito de cortes KL, o que permite controlar tanto o número K de entradas como o número L de saídas em uma região de um circuito. O projeto de um circuito digital pode ser dividido em duas fases: síntese lógica e síntese física. Dentro de síntese lógica, um dos principais passos é o mapeamento tecnológico. Tradicionalmente, o processo de mapeamento tecnológico somente lida com funções de saída única, para a construção de circuitos. O objetivo deste método é explorar o uso de blocos de múltiplas saídas no mapeamento tecnológico. Para prover escalabilidade, o conceito de fatoração de cortes é estendido para os cortes KL. Algoritmos para enumerar esses cortes e também para enumerar alguns subconjuntos de cortes com características específicas são apresentados e os resultados são mostrados. Como exemplos de aplicações práticas, diferentes algoritmos de cobertura são propostos. O algoritmo guloso é uma alternativa simples e produz bons resultados em área, mas é muito restritivo, pois não é factível em mapeamento orientado à atraso. Outro algoritmo de cobertura apresentado é uma extensão do algoritmo de fluxo de área e permite a utilização de cortes com várias saídas, mantendo possível a consideração de outros custos. Um algoritmo de correspondência Booleana que é capaz de lidar com blocos com múltiplas saídas também é descrito. Isso permite a utilização de uma biblioteca padrão com células com mais de uma saída no mapeamento tecnológico. Os resultados mostram a viabilidade e utilidade do método. / This thesis introduces the concept of KL-feasible cuts, which allows controlling both the number K of inputs and the number L of outputs in a circuit region. The design of a digital circuit can roughly be divided in two phases: logic synthesis and physical synthesis. Within logic synthesis, one of the main steps is the technology mapping. Traditionally, the technology mapping process only handles single output functions, in order to construct circuits. The objective of this method is to explore the use of multiple output blocks on technology mapping. To provide scalability, the concept of factor cuts is extended to KL-cuts. Algorithms for enumerating these cuts and also for enumerating some subsets of cuts with some special characteristics are presented and results are shown. As examples of practical applications, different covering algorithms are proposed. The greedy algorithm is a simple alternative and produces good results in area, but it is too restrictive, as it is not practical in timing oriented mapping. The other covering algorithm presented is an extension to the area flow algorithm and allows cuts with multiple outputs to be used while making possible the control of some other costs. A Boolean matching algorithm that is able to handle multiple output blocks is also described, which permits the use of a standard cell library with more than one output on technology mapping. The results show the viability and usefulness of the method.

La réutilisation des eaux usées traitées (REUT) constitue une ressource alternative pérenne et à fort potentiel notamment pour les régions soumises à un stress hydrique. L’objectif général de cette thèse est de définir les conditions nécessaires pour garantir la fiabilité d’une filière de traitement tertiaire pour la réutilisation. La première partie s’intéresse aux limites des méthodes de dénombrement des microorganismes indicateurs couramment employées, notamment en lien avec la contamination particulaire des effluents. Les résultats indiquent qu’il existe un risque de sous-estimation par ces méthodes pour de fortes charges en matières en suspension.La désinfection par rayonnement ultraviolet (UV) est souvent employée pour garantir la qualité sanitaire de l’eau distribuée. La deuxième partie de cette thèse vise à comprendre les mécanismes pouvant affecter l’efficacité des UV. Une corrélation linéaire a pu être mise en évidence entre la contamination particulaire des effluents à traiter et la baisse d’efficacité de la désinfection UV, caractérisée d’une part par la diminution de la constante d’inactivation des microorganismes exposés aux UV et d’autre part par le risque d’apparition d’un effet de traîne (fraction de microorganismes insensibles aux UV).La mise en place d’un prétraitement par filtration s’avère donc nécessaire en amont de la désinfection UV. La troisième partie de cette thèse a permis de définir les paramètres opératoires les plus adaptés à l’effluent. Enfin, le contrôle de la qualité sur l’ensemble de la filière est envisagé, avec notamment la démonstration de faisabilité d’un système de surveillance en continu basé sur la spectrométrie UV/Visible. / Wastewater reclamation is an ongoing and promising alternative resource in a context of water stress. In particular, this is a major issue in the Mediterranean region, and its effects tend to be intensified by global warming. The main objective of this PhD thesis is to define the conditions for ensuring the reliability of a tertiary treatment chain for wastewater reclamation. The first part deals with the limits of the methods used in routine for the enumeration of indicator microorganisms, in relation with particulate contamination. The results indicate that there is a risk of underestimation by these methods for high loads of suspended matter.Ultraviolet (UV) disinfection has been used for years to ensure the biological safety of reclaimed water. The second part of this work aims to understand the mechanisms which may affect the efficiency of UV disinfection. A linear relationship has been observed between the particulate contamination of the effluents to be treated and the disinfection efficiency loss, featured on one hand by the decrease of the inactivation constant of the microorganisms and on the other hand by the risk of tailing (UV-resistant fraction among the microorganisms).The implementation of a pre-filtration is thus necessary before UV disinfection. The third part of this work enabled to identify the filtration parameters suited for the effluents to be treated. Finally, quality control on the whole chain is considered, in particular with the demonstration of feasibility of a continuous control system based on UV/Visible spectrometry.