Le tuffeau est un matériau de construction calcaire largement utilisé dans la vallée de la Loire pour les bâtiments historiques. Le temps passant, il est confronté à des problèmes de pathologies, principalement liées à sa teneur en eau. Pour évaluer cet indicateur, le radar à sauts de fréquence (SFR) a été retenu parmi les techniques d’évaluation non destructives. Cette dernière peut être associée à une technique d’inversion « forme d’onde » dans le domaine fréquentiel (FWFI), technique performante pour obtenir la permittivité, directement en lien avec la teneur en eau. L’inversion FWFI d’un signal SFR utilise, pour le calcul direct, un modèle analytique de propagation des ondes, basé sur les fonctions de Green d’un dipôle, et sur le modèle de dispersion de Jonscher pour la caractérisation EM du milieu. Ce modèle direct est validé par une approche numérique utilisant le logiciel HFSS et par une approche expérimentale sur des blocs tests. Le problème inverse, comprenant une fonction Objectif et un algorithme de minimisation de type génétique, est ensuite étudié pour obtenir la permittivité du milieu ausculté. En parallèle, une base de données entre teneur en eau et permittivité du tuffeau est construite à l’aide de mesures EM en cellule sur des échantillons homogènes. Elle est associée à une analyse de régression de type vecteur-support pour prédire la teneur en eau du milieu à partir de la mesure de permittivité. Enfin, cette méthode est validée sur plusieurs applications pratiques, comprenant l’acquisition d’informations géométriques (estimation d’un front d’eau) et la caractérisation du matériau (estimation du gradient d’eau et cartographie hydrique). / Limestone is a historical building material widely used in Loire Valley of France. Time passed, it is facing to health problems, mainly due to water content. To evaluate this indicator, stepped-frequency radar is an efficient technique among all non-destructive testing techniques. It can be combined with a frequency-domain full-waveform inversion technique, which is an efficient signal processing method to achieve permittivity that is the observable of water content, after a calibration process. To do signal inversion, an analytical model of ultrawide band radar wave propagation through limestone is built in the forward study. This model is based on one-dipole Green’s function, for the EM propagation, and 4-parameters’ Jonscher dispersion model, for the EM characterization of the medium. This direct model is validated by a numerical approach using HFSS and an experimental approach using an experimental platform of Cerema. The inverse problem, including objective function and minimization algorithm, to achieve the permittivity, is then studied. An inversion method based on genetic algorithm is proposed and validated using numerical and experimental approaches. Afterwards, a large database between water content and permittvity of limestone is constructed using the electromagnetic cell test on cylindrical samples, based on which a support vector regression analysis is performed to predict water content using permittivity. Finally, this method is validated on several practical applications including geophysical information acquisition (water front estimation) and material characterization (water gradient estimation and hydric mapping).

La logique floue est aujourd'hui universellement admise comme discipline ayant fait ses preuves à l'intersection des mathématiques, de l'informatique, des sciences cognitives et de l'Intelligence Artificielle. En termes formels, la logique floue est une extension de la logique classique ayant pour but de mesurer la flexibilité du raisonnement humain, et permettant la modélisation des imperfections des données, en particulier, les deux imperfections les plus fréquentes : l'imprécision et l'incertitude. En outre, la logique floue ignore le principe du tiers exclu et celui de non-contradiction.Nous n'allons pas, dans ce court résumé de la thèse, reprendre et définir tous les concepts de cet outil devenu désormais classique : fonction d'appartenance, degré d'appartenance, variable linguistique, opérateurs flous, fuzzyfication, défuzzication, raisonnement approximatif … L'un des concepts de base de cette logique est la notion de possibilité qui permet de modéliser la fonction d'appartenance d'un concept. La possibilité d'un événement diffère de sa probabilité dans la mesure où elle n'est pas intimement liée à celle de l'événement contraire. Ainsi, par exemple, si la probabilité qu'il pleuve demain est de 0,6, alors la probabilité qu'il ne pleuve pas doit être égale à 0,4 tandis que les possibilités qu'il pleuve demain ou non peuvent toutes les deux être égales à 1 (ou encore deux autres valeurs dont la somme peut dépasser 1).Dans le domaine de l'informatique, l'apprentissage non supervisé (ou « clustering ») est une méthode d'apprentissage automatique quasi-autonome. Il s'agit pour un algorithme de diviser un groupe de données, en sous-groupes de manière que les données considérées comme les plus similaires soient associées au sein d'un groupe homogène. Une fois que l'algorithme propose ces différents regroupements, le rôle de l'expert ou du groupe d'experts est alors de nommer chaque groupe, éventuellement diviser certains ou de regrouper certains, afin de créer des classes. Les classes deviennent réelles une fois que l'algorithme a fonctionné et que l'expert les a nommées.Encore une fois, notre travail, comme tous les travaux du domaine, vise à adapter les modèles traditionnelles d'apprentissage et/ou de raisonnement à l'imprécision du monde réel. L'analyse des sentiments à partir de ressources textuelles et les images dans le cadre de l'agriculture de précision nous ont permis d'illustrer nos hypothèses. L'introduction par le biais de notre travail du concept de motifs flous est sans aucun doute une contribution majeure.Ce travail a donné lieu à trois contributions majeures : / Standard (type-1) fuzzy sets were introduced to mimic human reasoning in its use of approximate information and uncertainty to generate decisions. Since knowledge can be expressed in a natural way by using fuzzy sets, many decision problems can be greatly simpli_ed. However, standard type-1 fuzzy sets have limitations when it comes to modelinghuman decision making.When Zadeh introduced the idea of higher types of fuzzy sets called type-n fuzzy sets andtype-2 fuzzy sets, the objective was to solve problems associated with modeling uncertainty using crisp membership functions of type-1 fuzzy sets. The extra dimension presented by type-2 fuzzy sets provides more design freedom and exibility than type-1 fuzzy sets. The ability of FLS to be hybridized with other methods extended the usage of Fuzzy LogicSystems (FLS) in many application domains. In architecture and software engineering the concept of patterns was introduced as a way of creating general repeatable solutions to commonly occurring problems in the respective_elds. In software engineering for example, the design pattern is not a _nished design that can be transformed directly into code. It is a description or template on how to solve a problem that can be used in many di_erent situations. This thesis introduces the novel concept of fuzzy patterns in T2 FLS. Micro-blogs and social media platforms are now considered among the most popular forms of online communication. Through a platform like TwitterTM much information reecting people's opinions and attitudes is published and shared among users on a daily basis. This has brought great opportunities to companies interested in tracking and monitoring the reputation of their brands and businesses, and to policy makers and politicians to support their assessment of public opinions about their policies or political issues. Thisresearch demonstrates the importance of the neutral category in sentiment polarity analysis, it then introduces the concept of fuzzy patterns in sentiment polarity analysis. The xvii Interval Type-2 Fuzzy Set (IT2 FS), were proposed by reference [Men07c] to model words. This is because it is characterized by its Footprint Of Uncertainty (FOU). The FOU providesa potential to capture word uncertainties. The use of IT2 FS in polarity sentiment classi_cation is demonstrated. The importance of the neutral category is demonstrated in both supervised and unsupervised learning methods. In the _nal section the concept of fuzzy patterns in contrast

L'analyse de la morphologie axonale est un problème important en neuroscience. Diverses études ont montré que les caractéristiques morphologiques de ces structures donnent des informations sur son fonctionnement et permettent la caractérisation d'états pathologiques. En conséquence, il est important de développer des méthodes pour étudier leurs formes et quantifier leurs différences structurelles.Dans cette thèse on propose une méthode pour la comparaison des arbres axonaux qui inclue des informations topologiques et géométriques. La méthode est fondée sur la théorie des formes élastiques. Avec cette approche, nous pouvons exhiber le chemin géodésique entre deux formes et la forme moyenne d'un ensemble d'échantillons. En outre, nous proposons un schéma de classification à partir de cette métrique que nous comparons à l'état de l'art. Finalement, nous proposons un modèle stochastique pour la simulation de la croissance axonale défini par une chaîne de Markov. Il considère 2 processus principaux qui modélisent l'élongation et forme de l'axone et la génération des branches. Le processus de croissance dépend de différentes variables, dont un champ externe d'attraction généré par certaines molécules dans l'environnement. Les deux techniques proposées ont été validées sur une base d'images de microscopie confocale de neurones chez la Drosophile. Des neurones normaux et modifiés génétiquement ont été considérés. Les résultats montrent que la méthode de comparaison proposée fournit de meilleurs résultats que les méthodes décrites dans la littérature. De plus, les paramètres du modèle donnent des informations sur le processus de croissance de chaque population d'axones. / The morphological analysis of axonal trees is an important problem in neuroscience. It has been shown that the morphological characteristics of thesestructures provide information on their functioning and allows the characterization of pathological states. Therefore, it is of great importance to develop methods to analyze their shape and to quantify differences between structures. In this thesis we propose a method for the comparison of axonal trees that takes into account both topological and geometrical information. Using this method, which is based on the Elastic Shape Analysis Framework, we can compute the geodesic path between two axons and the mean shape of a population of trees. In addition, we derive a classfication scheme based on this metric and compare it with state of the art approaches. Finally, we propose a 2D discrete stochastic model for the simulation of axonal biogenesis. The model is defined by a third order Markov Chain and considers two main processes: the growth process that models the elongation and shape of the neurites and the bifurcation process that models the generation of branches. The growth process depends, among other variables, on an external attraction field. Both techniques were validated on a database of real fluorescent confocal microscopy images of neurons within Drosophila fly brains. Both normal neurons and neurons in which certain genes were inactivated have been considered. Results show that the proposed comparison method obtains better results that other methods found in the literature, and that the model parameter values provide information about the growth properties of the populations.

La dérivée topologique évaluée pour une fonctionnelle d'énergie définie dans un domaine et dépendante d'une solution d'un problème aux limites, est l'outil principal de l'optimisation de formes. Elle représente le taux de variation de la fonctionnelle d'énergie quand le domaine est modifié par une création de trou. La forme de la dérivée topologique est fournie par une analyse asymptotique d'un problème aux dérivées partielles et d'une fonctionnelle d'énergie. La définition de la dérivée topologique a été introduite dans [4] et [5]. Quelques notions d'analyse asymptotique qui permetent d'évaluer la forme de la dérivée topologique, ont été évoquées dans [2], [3]. Une méthode numérique pour calculer la solution du problème d'optimisation de forme, utilisant la dérivée topologique et la méthode des courbes de niveaux (levelset) a été présentée dans [1]. L'objet de ce travail de thèse est de développer des méthodes pour déterminer la dérivée topologique. Dans la première partie, on fait l'analyse d'un problème elliptique d'équation aux dérivées partielles non-linéaire. On commence par l'approximation de la solution du problème aux limites et ensuite on obtient le développement asymptotique d'une fonctionnelle de forme, dont le terme de premier ordre est la dérivée topologique. Par la suite, on considère une approximation numérique de la dérivée topologique en utilisant une méthode d'éléments finis et on démontre sa convergence. Les résultats théoriques sont illustrés par les calculs numériques. Dans la deuxième partie, on adapte la méthode de courbes de niveau à un problème d'optimisation de formes et de topologie. On applique la dérivée topolo- gique trouvée dans la première parie pour trouver l'endroit de modification du domaine afin de minimiser une fonctionnelle de coût. Dans la troisième partie, on considère le système de l'élasticité défini dans un domaine avec une fissure. Dans ce cas, on regarde le comportement asymptotique de la solution et de la fonctionnelle d'énergie par rapport aux perturbations singulières du domaine géométrique. Dans ce chapitre la dérivée topologique de l'énergie est donnée pour des domaine fissurés en dimension deux et trois. / The dissertation concerns numerical methods of shape optimization for nonlinear elliptic boundary value problems. Two classes of equations are considered. The first class are semilinear elliptic equations. The second class are elasticity problems in domains weakened by nonlinear cracks. The method proposed in the dissertation is known for linear problems. The framework includes the topological derivatives [2]-[5], and the levelset method [1]. It is shown, that the method can be applied in order to find numerical solutions for the shape optimization problems in the case of nonlinear elliptic equations. There are three parts of the dissertation. In the first part the topological derivatives for semilinear elliptic equation are determined by the compound asymptotic expansions. The expansion of solutions with respect to the small parameter which describes the size of the hole or cavity created in the domain of integration is established and justified. There are two problems considered in details. The first problem in three spatial dimensions with the Dirichlet boundary conditions on the hole. The complete proof of asymptotic expansion of the solution in the weighted Holder spaces is given. The order of the remainder is established by the Banach fixed point theorem in the weighted Holder spaces. The expansion of the solution is plug into the shape functional, and the first order term with respect to small parameter, is obtained. The second boundary value problem in two spatial dimensions enjoys the Neumann boundary conditions on the hole. The numerical results for the topological derivatives are given in twwo spatial dimensions by the finite element method combined with the Newton method for the nonlinear problems. The error estimates for the finite element method are also established. In the second part numerical method of shape optimization is proposed , justified and tested for a semilinear elliptic problem in two spatial dimensions. The forms of the shape gradient and of the topological derivative for the tracking type shape functional are given. The existence of an optimal domain under standard assumptions on the family of admissible domains is shown. Finally, numerical results are presented, which confirm the efficiency of the proposed method. In the third part of dissertation the elasticity boundary value problems in a body weakened by cracks is introduced. The variational formulations of the problem are recalled, including the smooth domain formulation. The domain decomposition method with the Steklov-Poincaré operator is analysed, with respect to the singular perturbation by creation of a small opening. The difficulty of the analysis is due to the fact that there are nonpenetration conditions prescribed on the crack lips, which make the problem nonlinear. The asymptotics of the energy functional are introduced and justified. As a result, the form of the topological derivative of the energy functional is obtained.

La forme des grains est reconnue comme influençant leur comportement hydraulique mais n’est pas utilisée dans les modèles de transport par charriage pour deux raisons: les mécanismes de mise en mouvement des sédiments selon leur forme sont mal connus et la difficulté à définir cette forme selon des paramètres communs. De nombreux instruments ont été déployés in-situ, en amont de cette thèse, au large des côtes de Manche Orientale en Mars 2011. Une analyse détaillée des données collectées est effectuée afin de suivre l’évolution des quantités de matériaux charriées au cours d’un cycle tidal sur les zones ateliers explorées. Ces mesures in-situ sont ensuite confrontées aux formulations existantes selon deux approches : mono-fractionnée, utilisant le diamètre médian du mélange, et multi-fractionnées, impliquant une discrétisation de la courbe granulométrique. La nécessité d’osciller entre ces deux méthodes selon l’étendue granulométrique du site est mise en évidence. Des photographies des grains du disponible sédimentaire puis charriés in-situ mettent en avant un transport préférentiel sur le fond des particules les plus circulaires. Une nouvelle formule est développée prenant en compte l’hétérogénéité en taille et en circularité des sédiments pour l’estimation du transport charrié sous l’action d’un courant seul. La modification proposée améliore significativement les prédictions des modèles, en particulier pour les fractions grossières. Des tests préliminaires en canal à courant sont également effectués pour valider un nouveau montage et protocole expérimental dans le but de confronter les résultats in-situ et expérimentaux. / Particle shape is recognized to influence the hydraulic behavior of grains but is not used in current bedload transport models for two reasons: the mechanisms of initiation of motion of sediments according to their shape are not well understood and the difficulties to define particle shape with common parameters. Several instruments were deployed in-situ, before this study, in the Eastern English Channel in March 2011. A detailed analysis of the data collected is carried out to monitor the quantities of bedload transported materials along a tidal cycle in the three study areas explored. These in-situ measurements are then compared to existing formulations using two approaches: a single fraction approach, using the median diameter of the sediment mixture, and a multiple fraction approach, involving a discretization of the granulometric curve. The need to oscillate between these two methods according to the granulometric extent of the site studied is highlighted. Photographs of grains of the sediment cover and transported in-situ by bed load highlight a preferential transport of the most circular particles of the seabed. A new formula is developed, which takes into account the heterogeneity of particles in size and in circularity, to estimate bedload sediment transport under the action of a single current. The proposed adjustment significantly improves model predictions, especially for coarse fractions of sediments. Preliminary tests in a current channel are also performed to validate a new experimental set-up and protocol in order to compare in-situ and experimental results.

Cette thèse se focalise sur le concept du radar MIMO co-localisé. L'acronyme MIMO -- pour Multiple-Input Multiple-Output -- indique l'utilisation de plusieurs émetteurs et de plusieurs récepteurs, tandis que le terme co-localisé signifie que ces éléments sont étroitement espacés. Chaque émetteur envoie une forme d'onde qui lui est propre : un radar MIMO émet donc simultanément un ensemble de signaux.Cette thèse a ainsi pour but d'établir une méthodologie permettant de générer cet ensemble de signaux, tout en respectant certaines contraintes opérationnelles. Cela nous permettra de déterminer les apports éventuels de ce radar. Nous nous sommes intéressés en particulier aux codes de phase, pour des raisons de couplage (qu'on peut traduire ici par la capacité, lors du traitement, à distinguer la position angulaire d'une cible de sa distance).La méthodologie proposée se synthétise simplement en une modélisation sous la forme d'un problème d'optimisation. Contrairement à la littérature et à des précédents résultats théoriques, nous avons décidé d'évaluer l'orthogonalité des signaux émis par le radar en différentes directions, et non l'orthogonalité des signaux élémentaires. Ce problème, plus réaliste, est malheureusement non-convexe et à grande échelle : un benchmark sur différentes méthodes d'optimisation nous a permis de constater l'efficacité des algorithmes basées sur le gradient.Optimiser cette orthogonalité sous-entend l'utilisation de filtres adaptés. Cependant, en pratique, le traitement radar s'effectue à l'aide de filtres désadaptés. Nous suggérons ainsi un problème d'optimisation jointe, permettant de générer de manière simultanée un ensemble de formes d'onde (pour le radar MIMO, entre autres) et les filtres désadaptés associés. Des simulations ont permis de montrer l'efficacité de la méthode. Celle-ci est en particulier préférable aux algorithmes cycliques habituellement utilisés. / This thesis deals with coherent MIMO radars. MIMO stands for Multiple-Input Multiple-Output, meaning that several transmitters and several receivers are used, closely-spaced in a coherent MIMO radar. Each transmitter has its own signal, providing waveform diversity. This thesis aims for defining a way to generate a set of sequences, specific for this radar, while satisfying practical constraints. It may help to determine the potential contribution of a MIMO radar. Only phase codes are concerned here, because they suffer less from the range/angle coupling effect.A simple framework is introduced, based on an optimisation problem.While literature often involves the orthogonality of the elementary signals (because of theoretical aspects), it is suggested to consider the orthogonality of signals from different directions of the surveillance space. Unfortunately, the obtained optimisation problem is non-convex and has a lot of variables. A benchmark on a simpler problem notifies us that gradient-based algorithms are surprisingly efficient.An optimisation of the correlation function corresponds to a processing with matched filters. However, in practice, mismatched filters are usually employed. A joint optimisation problem is suggested accordingly, in order to generate simultaneously a set of sequences (e.g. MIMO radar signals) and their associated mismatched filters. Obtained results are quite promising : as expected, a joint optimisation seems to perform better than a cyclic one, usually employed.

Titre de l'écran-titre (visionné le 15 décembre 2023)

En 2010, Dummigan et Heim ont démontré deux résultats en lien avec le nombre de classes du corps quadratique Q(√-p), dénoté h(-p), et l'espace des formes cuspidales de poids k pour SL2(ℤ), dénoté Sk(SL2(ℤ)), où p ≡ 3 (mod 4) est un premier et k = (p + 1)/2. Ainsi, dans ce mémoire, on s'intéresse à présenter les démonstrations de Dummigan et Heim avec davantage de détails et de généraliser leurs résultats. Tout d'abord, le premier résultat a_rme que la trace de la fonction L carrée symétrique, un nombre rationnel qui dépend uniquement du poids de l'espace Sk(SL2(ℤ)), possède un unique facteur de p au dénominateur si et seulement si h(-p) > 1. De plus, si h(-p) =1, alors la trace ne contient aucun facteur de p. Ainsi, en utilisant les congruences de Kummer pour les nombres de Bernoulli, on démontre qu'il est possible de généraliser ce résultat pour l'espace Sk'(SL2(ℤ) ou k' ≡ k (mod p - 1). En rapport avec ce résultat, une conjecture est énoncée et des évidences numériques avec PARI/GP sont données. Ensuite, Dummigan et Heim ont démontré, en utilisant la théorie des représentations galoisiennes, qu'il existe une forme cuspidale f = Σn≥1 anqn de poids k pour SL2 (ℤ) qui satisfait une congruence diédrale en p, c'est-à-dire p

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La navigation autonome a une longue histoire dans la recherche en robotique et attire de plus en plus l'attention de chercheurs et industriels. Actuellement, les véhicules autonomes dépendent largement du Système de Positionnement Global (GPS) pour la localisation. Toutefois, les lacunes du GPS dans les environnements urbains et souterrains rendent la localisation basée sur la vision une alternative intéressante. Cette dernière peut être réalisée au moyen de la Reconnaissance Visuelle de Lieux (RVL). Sujet qui sera traité en profondeur dans cette thèse. La Reconnaissance Visuelle de Lieu est la méthode par laquelle un système identifie un emplacement représenté dans une image requête en la comparant à une base de données préexistante correspondant à des lieux connus. Les techniques traditionnelles de reconnaissance visuelle reposent souvent sur des descripteurs de caractéristiques locales ou globales élaborés à la main, ce qui présente des difficultés inhérentes qui compliquent leur application à grande échelle. L'avènement des réseaux de neurones profonds a montré un potentiel significatif pour améliorer les capacités des méthodes de RVL. Ces réseaux nécessitent de grands ensembles de données pour l'entraînement et des fonctions de perte spécialisées pour l'apprentissage des paramètres, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour la recherche et l'innovation dans ce domaine. Cette thèse propose une étude exhaustive de l'apprentissage profond pour la RVL. Elle se concentre sur trois composantes principales : l'ensemble de données d'entraînement, l'architecture du réseau de neurones et le processus d'apprentissage de paramètres. Tout d'abord, un ensemble de données à grande échelle composé de 560 000 images à travers 67 000 lieux, appelé GSV-Cities, est présenté. Cette base de données permet de relever les défis associés à la supervision faible qui entrave les méthodes existantes, ce qui se traduit par une amélioration des performances et une réduction significative du temps d'entraînement. De plus, l'importance des fonctions de perte issues de l'apprentissage de similarité est illustrée, particulièrement lorsqu'elles sont employées avec les étiquettes de haute précision fournies par GSV-Cities. S'ensuit MixVPR, une architecture d'aggrégation basée entièrement sur les perceptrons multicouches. Cette architecture surpasse les méthodes de RVL les plus avancées, et ce, sur plusieurs benchmarks, tant en termes de performances de reconnaissance qu'en efficacité de calcul. Finalement, une nouvelle technique de formation de batches est présentée. Elle s'appuie sur des descripteurs compacts pour échantillonner efficacement des mini-batches hautement informatifs à chaque itération d'entraînement. Cette méthode maintient un niveau élevé de paires et de triplets informatifs tout au long de la phase d'apprentissage, conduisant à une amélioration significative des performances globales. Collectivement, les contributions apportées par cette thèse contribuent à l'avancement de l'état de l'art en matière de reconnaissance visuelle de lieux, et établissent une base solide pour la recherche et le développement futurs dans ce domaine. / Autonomous navigation has a long history in robotics research and has recently attracted a lot of attention from researchers and industrials. Currently, autonomous vehicles depend largely on the Global Positioning System (GPS) for localization, whose limitations in urban and subterrenean settings make vision-based localization an attractive alternative. This can be done by means of Visual Place Recognition (VPR), which is addressed in depth in this thesis. Visual Place Recognition (VPR) is the method by which a system identifies a location depicted in a query image by comparing it to a pre-existing database of visual information corresponding to known locations. Traditional VPR techniques often rely on hand-crafted local or global feature descriptors, which present inherent challenges that complicate their application in large-scale settings. The emergence of deep neural networks has shown significant promise in advancing VPR methods capabilities. Such networks require extensive datasets for training and specialized loss functions for parameter learnin. This opens new avenues for research and innovation in the field of VPR. First, GSV-Cities, a large-scale dataset comprised of 560,000 images across 67,000 places, is introduced. This dataset alleviates the challenge of weak supervision that constrains current methods, leading to improved performance and significantly reduction in training time. The importance of similarity learning loss functions, especially when paired with the accurate labels of GSV-Cities, is also highlighted. Second, MixVPR, a new aggregation technique is presented. It outperforms existing state-of-the-art VPR methods on multiple benchmarks, not just in terms of accuracy but also in computational efficiency. Lastly, a novel batch formation technique is introduced, which utilizes compact proxy descriptors for the efficient sampling of highly informative mini-batches at each training iteration. This method maintains a high level of informative pairs and triplets throughout the training phase, leading to a substantial improvement in overall performance. Collectively, the contributions of this thesis serve to advance the current state-of-the-art in Visual Place Recognition (VPR), and establish a strong foundation for future research.

Ces dernières décennies sont marquées par l'émergence de formes architecturales caractérisées par une absence d'orthogonalité. Incités par le progrès de la représentation numérique, des architectes génèrent des projets aux formes complexes dits « non-standard » dont la réalisation soulève de nombreux problèmes. Cette étude vise à apporter des éléments de réponse en centrant la réflexion autour du paramètre de forme, de sa génération à sa réalisation, en assurant une meilleure opérabilité entre les acteurs du processus de conception (architectes/ingénieurs/entrepreneurs). La première partie du mémoire positionne cette tendance architecturale dans le contexte actuel et propose une classification des formes à partir de la morphologie structurale. Nous mettons ainsi en évidence les cas où la forme s'exclut des autres paramètres de conception et pour lesquels les outils de l'ingénierie révèlent leurs limites. La deuxième partie présente un nouvel outil de génération basé sur les formes pascaliennes ou pFormes. Cette approche géométrique des formes gauches utilise des règles génératives simples, ce qui assure une compréhension et une maîtrise de leur génération tout en conduisant à des potentialités opérationnelles. La troisième partie propose un panel d'outils basés sur l'exploitation des propriétés géométriques pour élaborer des solutions d'ordres mécanique et technique. La quatrième partie étend cette démarche aux formes immergées. La pertinence et l'efficacité de ces propositions sont discutées à partir d'études de cas. Par ailleurs, des développements sur des alternatives morphologiques innovantes sont présentés et soulignent leur richesse sur le plan structurel, mécanique et technologique.