Nous présentons dans cette thèse un nouveau modèle statistique de forme et l'utilisons pour la segmentation d'images avec a priori. Ce modèle est représenté par un champ de Markov. Les noeuds du graphe correspondent aux points de contrôle situés sur le contour de la forme géométrique, et les arêtes du graphe représentent les dépendances entre les points de contrôle. La structure du champ de Markov est déterminée à partir d'un ensemble de formes, en utilisant des techniques d'apprentissage de variétés et de groupement non-supervisé. Les contraintes entre les points sont assurées par l'estimation des fonctions de densité de probabilité des longueurs de cordes normalisées. Dans une deuxième étape, nous construisons un algorithme de segmentation qui intègre le modèle statistique de forme, et qui le relie à l'image grâce à un terme région, à travers l'utilisation de diagrammes de Voronoi. Dans cette approche, un contour de forme déformable évolue vers l'objet à segmenter. Nous formulons aussi un algorithme de segmentation basé sur des détecteurs de points d'intérêt, où le terme de régularisation est lié à l'apriori de forme. Dans ce cas, on cherche à faire correspondre le modèle aux meilleurs points candidats extraits de l'image par le détecteur. L'optimisation pour les deux algorithmes est faite en utilisant des méthodes récentes et efficaces. Nous validons notre approche à travers plusieurs jeux de données en 2D et en 3D, pour des applications de vision par ordinateur ainsi que l'analyse d'images médicales. / In this thesis, we introduce a new statistical shape model and use it for knowledge-based image segmentation. The model is represented by a Markov Random Field (MRF). The vertices of the graph correspond to landmarks lying on the shape boundary, whereas the edges of the graph encode the dependencies between the landmarks. The MRF structure is determined from a training set of shapes using manifold learning and unsupervised clustering techniques. The inter-point constraints are enforced using the learnedprobability distribution function of the normalized chord lengths.This model is used as a basis for knowledge-based segmentation. We adopt two approaches to incorporate the data support: one is based on landmark correspondences and the other one uses image region information. In the first case, correspondences between the model and the image are obtained through detectors and the optimal configuration is achieved through combination of detector responses and prior knowledge. The second approach consists of minimizing an energy that discriminates the object from the background while accounting for the shape prior. A Voronoi decomposition is used to express this objective function in a distributed manner using the landmarks of the model. Both algorithms are optimized using state-of-the art eficient optimization methods. We validate our approach on various 2D and 3D datasets of images, for computer vision applications as well as medical image analysis.

Cette thèse porte sur le comportement asymptotique des systèmes dynamiques et contient cinq chapitres indépendants.Nous considérons dans la première partie de la thèse trois systèmes dynamiques concrets. Les deux premiers chapitres présentent deux modèles de systèmes physiques : dans le premier, nous étudions la structure géométrique des langues d'Arnold de l'équation modélisant le contact de Josephson; dans le deuxième, nous nous intéressons au problème de Lagrange de recherche de la vitesse angulaire asymptotique d'un bras articulé sur une surface. Dans le troisième chapitre nous étudions la géométrie plane du billard elliptique avec des méthodes de la géométrie complexe.Les quatrième et cinquième chapitres sont dédiés aux méthodes générales d'étude asymptotique des systèmes dynamiques. Dans le quatrième chapitre nous prouvons la convergence des moyennes sphériques pour des actions du groupe libre sur un espace mesuré. Dans le cinquième chapitre nous fournissons une forme normale pour un produit croisé qui peut s'avérer utile dans l'étude des attracteurs étranges de systèmes dynamiques. / This thesis deals with the questions of asymptotic behavior of dynamical systems and consists of six independent chapters. In the first part of this thesis we consider three particular dynamical systems. The first two chapters deal with the models of two physical systems: in the first chapter, we study the geometric structure and limit behavior of Arnold tongues of the equation modeling a Josephson contact; in the second chapter, we are interested in the Lagrange problem of establishing the asymptotic angular velocity of the swiveling arm on the surface. The third chapter deals with planar geometry of an elliptic billiard.The forth and fifth chapters are devoted to general methods of studying the asymptotic behavior of dynamical systems. In the forth chapter we prove the convergence of markovian spherical averages for free group actions on a probablility space. In the fifth chapter we provide a normal form for skew-product diffeomorphisms that can be useful in the study of strange attractors of dynamical systems.

Le "Spark Plasma Sintering" est un procédé innovant qui permet de densifier, assembler, forger... tous types de matériaux avec des cinétiques très rapides. Cependant, il nécessite des améliorations pour le contrôle des températures, l'homogénéité microstructurale pour des pièces de formes complexes... et de productivité industrielle. Pour résoudre ces problèmes, un modèle électro-thermo-mécanique-microstructural est identifié : i) pour la partie Thermo-Electrique une instrumentation fine a permis par une approche inverse d'évaluer les résistances de contacts, ii) par essais in-situ de fluage et de compression pour la partie mécanique-microstructurale. Il a permis de trouver des solutions pertinentes pour élaborer des pièces - de microstructure homogène - simultanément en grand nombre (modification du passage du courant électrique) - de formes complexes (intervention de pièces sacrificielles). / The "Spark Plasma Sintering" process allows very high consolidation kinetics (densification, assembly, forging) of materials (powder, porous, nanostructured). However, some difficulties remains on this innovative process, particularly in terms of temperature control, microstructural homogeneity especially for complex shapes ... and industrial productivity. To solve these problems, an electro-thermo-mechanical-microstructural model is identified: i) using a thin instrumentation of the machine for the Thermo-Electric part including a reverse approach to evaluate the contact resistances, ii) by in situ creep and compression tests for mechanical microstructural-part. The resulting model has helped to find solutions for microstructural homogenization of the parts, for simultaneously densify of large numbers of parts (modifying the flow of electric current) and/or complex shapes (intervention sacrificial parts).

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-30T15:10:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese VeraNeto2014.pdf: 3833820 bytes, checksum: a0b7781e36e79a1f95e4d8c6e1027547 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T15:10:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese VeraNeto2014.pdf: 3833820 bytes, checksum: a0b7781e36e79a1f95e4d8c6e1027547 (MD5) Previous issue date: 2014-12-10 / CNPq/ CAPEs / Esta tese analisou como se estrutura a autonomia dos liderados na relação estabelecida com seus líderes na nova organização do trabalho, especificamente em duas empresas de TI em Pernambuco. As novas formas de organização do trabalho (NFOT) articulam o discurso de que as empresas de TI, por possuir ambientes mais flexíveis, adotam uma estrutura orgânica com melhores condições no local de trabalho, liderança funcionalmente eclética e participativa horizontalmente, divisão do trabalho flexível, adoção do poder compartilhado na sua prática que favorecem a autonomia no trabalho. Portanto, esta tese apresenta uma construção teórica e empírica que visou o entendimento da liderança e da autonomia nas NFOT. Seu objeto de estudo foi os líderes intermediários (supervisores, coordenadores, encarregados) e os seus liderados. A abordagem é qualitativa de perspectiva construcionista que contemplou a análise crítica do discurso. Optou-se por um estudo comparativo entre duas empresas de TI que averiguou as convergências e as divergências nas suas práticas. Concluiu-se que numa mesma organização as práticas flexíveis da liderança podem coexistir com as práticas tradicionais de controle burocrático. A autonomia não está isenta dos conflitos e das tensões no ambiente de trabalho, e apesar de existir choques com os procedimentos e as políticas da estrutura e das relações de poder, ela se realiza e acontece. O líder principal por meio da sua personalidade impõe uma estrutura de NFOT que permite o engajamento de poder e a vivência da autonomia na prática. Por outro lado, constatou-se que as organizações indicadas como NFOT nem sempre permitem a autonomia, sendo mais um processo evolucionário da burocracia disfarçado de NFOT. / Cette thèse a analysé comment se structure l’autonomie des subordonnés dans les rapports établis avec leurs leaders dans la nouvelle organisation du travail, surtout dans deux entreprises de TI du Pernambouc. Les nouvelles formes d’organisation du travail (NFOT) articulent le discours qui affirme que les entreprises de TI, possédant une ambiance plus souple, adoptent une structure organique avec de meilleures conditions dans le lieu de travail, une direction fonctionnellement éclectique et participative horizontalement, le partage flexible du travail, l’adoption du pouvoir partagé dans sa pratique qui favorisent l’autonomie dans le travail. Cependant, cette thèse présente une construction théorique et empirique qui a misé sur la compréhension du leadership et de l’autonomie dans les NFOT. Son objet d’étude a été les leaders intermédiaires (superviseurs, coordinateurs, chargés) et leurs subordonnés. L’approche est qualitative de perspective constructionniste qui a considéré l’analyse critique du discours. On a opté pour une étude comparative entre deux entreprises de TI en enquêtant sur les convergences et les divergences dans leurs pratiques. On est arrivé à la conclusion que dans une même organisation les pratiques souples de leadership peuvent coexister avec les pratiques traditionnelles de contrôle bureaucratique. L’autonomie n’est pas exemptée des conflits et des tensions dans l’ambiance du travail et, malgré l’existence de conflits avec les procédures et les politiques de la structure et des rapports de pouvoir, elle est réalisée et survient. Le leader principal, à travers sa personnalité, impose une structure de NFOT qui permet l’engagement de pouvoir et l’emploi de l’autonomie dans sa pratique. De l’autre côté, on a observe que les organisations indiquées ne permettent pas toujours l’autonomie, et cela devient plutôt un processus évolutionnaire de la bureaucratie déguisé en NFOT.

Les simulateurs sont de plus en plus intégrés dans le milieu industriel car ils facilitent les processus de fabrication et de test des objets. Dans ces simulateurs, comme dans d’autres domaines d’application de la réalité virtuelle, des écrans stéréoscopiques sont utilisés afin de rapprocher la vision sur écran de la vision naturelle. Toutefois, l’ajout de la stéréoscopie pose des problèmes au niveau physiologique, comme le conflit vergence-accommodation. Ce conflit est une des causes majeures de fatigue visuelle en vision stéréoscopique.Dans une première partie nous allons nous intéresser aux différentes méthodes permettant de réduire les effets du conflit vergence-accommodation. Puis, nous proposerons, expérimenterons et validerons un nouveau traitement : l’ajout d’un flou en vision périphérique. Ce traitement nous a permis de réduire la fatigue visuelle. Nous avons de plus trouvé que plus la zone nette est petite, plus le traitement est efficace.La deuxième partie de ce manuscrit sera consacrée à l’amélioration de la perception des formes en vision stéréoscopique artificielle. L’apport principal sera la prise en compte du point de regard dans le processus de rendu afin de reproduire l’impact de la direction du regard sur la perception de l’environnement et ainsi améliorer la perception de l’environnement virtuel. Cela génère des parallaxes verticales en vision périphérique. Cette nouvelle méthode de rendu permet d’améliorer la perception des formes lorsque celles-ci sont proches de l’utilisateur. / Simulators are more and more used in industry because they help for making and testing objects. Like in other domains, simulators use stereoscopic screen to get closer natural vision and artificial vision. However, stereoscopy create some physiological problems like vergence-accommodation conflict. This conflict is one of the main cause of visual strain while viewing stereoscopic contents. In a first part, we will see some methods to reduce visual fatigue due to vergence-accommodation conflict. Then, we will propose, test and validate a new method: a blur in peripheral vision. This treatment reduce eye strain. In addition, we found out that the smaller the sharp area is, the more effective the treatment is. In the second part, we will focus on the shape perception in stereoscopic vision and how to improve it. The main contribution will be to take into account the user’s gaze point in the rendering process to reproduce the effect of the gaze direction in natural vision and improve the perception of the virtual environment. This camera convergence create deformations – called vertical parallaxes – on the screen in peripheral vision. This new method improve shape perception if objects are located close to the user.

L'utilisation croissante d'acides organiques dans l'industrie alimentaire, chimique et pharmaceutique entraîne le développement de nouvelles technologies pour leur isolement, séparation et concentration à partir de solutions complexes. Les procédés électro-membranaires constituent une voie prometteuse. Afin d'intensifier ces procédés, il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes de transport de la solution d'ampholytes dans le système électromembranaire souvent couplé à des réactions chimiques. La composition des formes ioniques peut en effet varier en fonction du pH de la solution. Les principaux objectifs de ce travail sont l'étude du comportement des systèmes membranaires contenant des solutions d'ampholytes dans un état d'équilibre (sans force de transfert ou sous très faible courant alternatif), et hors d'équilibre en régime d'électrodialyse (application d'un courant). Dans les deux cas, l'approche comprend une partie expérimentale et une partie théorique de caractérisation de transport de solution complexe. Dans la cadre de la modélisation associée, on a développé un modèle de système membranaire qui permet d'accéder à la distribution des formes d'ampholyte à l'intérieur et à l'extérieur de la membrane en fonction des paramètres externes.Les résultats de la comparaison des données expérimentales et de simulation de systèmes membranaires montre et explique les spécificités des mécanismes de transfert des ions d'ampholyte associés aux changements du pH de la solution au cours de l'électrodialyse. / The wide application of organic acids in the food, chemical and pharmaceutical industry is responsible for the increased interest in the development of new technologies for their isolation, separation and concentration from the complex solutions. The electro-membrane processes are promising. The difficulty to understand the transport mechanisms of the amphoteric solution in the electromembrane system is the coupling of chemical reactions: the ionic forms composition can vary depending on the pH of the solution.The main objectives are the study of the behavior of membrane systems containing ampholyte solutions in a steady state (without transfer force or under very low AC) and in a non-equilibrium state such as in electrodialysis regime (applying a current). In both cases, a study includes the experimental and theoretical parts of characterization of the complex solution transport. In the context of modeling a model of the membrane system which can calculate the ampholyte form distribution inside and outside the membrane depending on the external parameters was developed.The comparison of experimental data and results obtained from the simulation of membrane systems containing ampholytes solutions, shows and explains the specific features in the transfer mechanism of ampholyte ions which associated with changes of the solution pH during electrodialysis and, as a consequence, with modification of ampholyte forms.

Le résultat principal de cette thèse est une formule asymptotique pour le quatrième moment des fonctions L automorphes de niveau p', où p est un nombre premier et v-x. Il prolonge le travail de Rouymi, qui a calculé les trois premiers moments de niveau p, et il généralise les résultats obtenus en niveau premier par Duke, Friedlander & Iwaniec et Kowalski, Michel & Vanderkam. / The main result of this dissertation is an asymptotic formula for the fourth moment of automorphic L-functions of prime power level p, v-x. This is a continuation of the work of Rouymi, who computed the first three moments at prime power level, and a generalisation of results obtained for prime level by Duke, Friedlander & Iwaniec and Kowalski, Michel & Vanderkam.

Les méthodes actuelles d’optimisation de formes permettent des gains importants vis-à-vis des fonctions à optimiser. Elles sont largement utilisées par les industriels, notamment dans l’automobile comme chez Renault. Parmi ces approches, l’optimisation de formes paramétriques permet d’obtenir rapidement une géométrie optimale sous réserve que l’espace de conception soit assez restreint pour pouvoir être parcouru en un temps de simulation raisonnable. Ce manuscrit présente deux méthodes d’optimisation de formes paramétriques en grande dimension pour des applications nécessitant des coûts de calculs importants, par exemple en mécanique des fluides. Une manière originale de reconstruire un modèle CAO paramétré à partir d’une surface morte est présentée au préalable. Nous proposons une approche pour identifier les zones interdites de l’espace de conception ainsi que leurs gestions dans une boucle d’optimisation par plans d’expériences. La première méthode s’appuie sur des techniques statistiques pour lever le verrou du nombre de degrés de liberté et utilise une optimisation à deux niveaux de fidélité pour minimiser les temps de calcul. Cette méthode en rupture avec le processus industriel habituel a été appliquée pour optimiser le coefficient de trainée aérodynamique d’un véhicule. La seconde méthode se base sur l’exploitation des gradients fournis par les solveurs adjoints, c’est-à-dire sur les sensibilités du critère (comme l’uniformité d’un écoulement par exemple) par rapport aux degrés de liberté de l’optimisation. Cette méthode innovante et en rupture avec les approches classiques permet de lever très naturellement le verrou du nombre de paramètres. Cependant, les gradients fournis par les logiciels ne sont pas donnés par rapport aux paramètres CAO mais par rapport aux nœuds du maillage. Nous proposons donc une façon d’étendre ces gradients jusqu’aux paramètres CAO. Des exemples académiques ont permis de montrer la pertinence et la validité de notre approche. / Current design loops for shape optimizations allow significant improvements in relation to the functions that need to be optimized. They are widely used in industry, particularly in the car industry like Renault. Among these approaches, parametric shape optimization allows rapid enhancement of the shape, on the condition that the design space is confined enough in order to be explored within a reasonable computational time. This Thesis introduces two CAD-based large-scale shape optimization methods for products requiring significant computational cost, for example in fluid mechanics. An original way to create a parameterized CAD model developed from a dead geometry is presented first. We propose an approach to identify the restricted areas of the design space and their managements in an optimization loop that uses a design of experiments. The first method is based on statistical techniques to circumvent the difficulties of large-scale optimizations and uses a two-level multi-fidelity modelling approach to minimize the computational time. This method, breaking away from the usual industrial process, was applied to optimize the aerodynamic drag coefficient of a car body. The second method is based on the gradients provided by adjoint solvers, that is to say on the sensitivity of the cost function (such as the uniformity deviation for example) with respect to the design points or displacement boundaries. This innovative method breaking away from classical approaches naturally gets over the number of degrees of freedom. However, the sensitivities provided by softwares are not computed with respect to CAD parameters but with respect to the coordinates of the vertices of the surface mesh. Thus, we propose a way to extend these gradients to CAD parameters. Academic test cases have proved the efficiency and accuracy of our method.

Afin d’améliorer la qualité des solutions proposées par l’optimisation dans les processus de conception, il est important de se donner des outils permettant à l’optimiseur de parcourir l’espace de conception le plus largement possible. L’objet de cette Thèse est d’analyser différentes méthodes de paramétrage de formes surfaciques d’une automobile en vue de proposer à Renault un processus d’optimisation efficace. Trois méthodes sont analysées dans cette Thèse. Les deux premières sont issues de l’existant, et proposent de mélanger des formes, afin de créer de la diversité. Ainsi, on maximise l’exploration de l’espace de conception, tout en limitant l’effort de paramétrage des CAO. On montre qu’elles ont un fort potentiel, mais impliquent l’utilisation de méthodes d’optimisation difficiles à mettre en œuvre aujourd’hui. La troisième méthode étudiée consiste à exploiter la formulation de Koiter des équations de coques, qui intègre paramètres de forme et mécanique, et de l’utiliser pour faire de l’optimisation de forme sur critères mécaniques. Cette méthode a par ailleurs pour avantage de permettre le calcul des gradients. D’autre part, nous montrons qu’il est possible d’utiliser les points de contrôles de carreaux de Bézier comme paramètres d’optimisation, et ainsi, de limiter au strict nécessaire le nombre de variables du problème d’optimisation, tout en permettant une large exploration de l’espace de conception. Cependant, cette méthode est non-standard dans l’industrie et implique des développements spécifiques, qui ont été réalisés dans le cadre de cette Thèse. Enfin, nous mettons en place dans cette Thèse les éléments d’un processus d’optimisation de forme surfacique. / To improve optimized solutions quality in the design process, it is important to provide the optimizer tools to navigate the design space as much as possible. The purpose of this thesis is to analyze different parametrization methods for automotive surface shapes, in order to offer Renault an efficient optimization process. Three methods are analyzed in this thesis. The first two are closed to the existing ones, and propose to blend shapes to create diversity. Thus, we are able to maximize the exploration of the design space, while minimizing the effort for CAD setting. We show their high potential, but they involve the use of optimization methods difficult to implement today. The third method is designed to exploit the formulation of Koiter shell equations, which integrates mechanical and shape parameters, and to use it to perform shape optimization with respect to different mechanical criteria. This method also has the advantage of allowing the gradients calculation. On the other hand, we show that it is possible to use the Bezier’s control points as optimization parameters, and thus control the minimum number of variables necessary for the optimization problem, while allowing a broad exploration of the design space. However, this method is non-standard in the industry and involves specific developments that have been made in the context of this thesis. Finally, we implement in this thesis essentials elements of an optimization process for surface shapes.

Les stocks de glycérol à travers le monde augmentent, étant une matière première secondaire, ce produit chimique doit être valorisé. La co-production d'énergie électrique ou d'hydrogène et de produits chimiques à valeur ajoutée à partir du glycérol peut être réalisée dans des réacteurs électrochimiques. L'oxydation de glycérol est une réaction complexe qui peut conduire à un grand nombre de produits chimiques et d'intermédiaires utiles pour l'industrie. Le développement de catalyseurs spécifiques pour orienter les chemins réactionnels de l'électrooxydation du glycérol vers les produits désirés est un objectif très important. Des nanoparticules non supportées de palladium à distribution de taille et de forme contrôlées ont été synthétisées par une voie colloïdale et caractérisées par microscopie électronique et des méthodes électrochimiques afin d'obtenir une corrélation entre la structure de surface et la réponse électrochimique. Ces électrolyseurs modèles ont été modifiés par dépôt d'adatomes de bismuth. Et leur activité et sélectivité vis-à-vis de l'électrooxydation du glycérol ont été respectivement évaluées par voltammétrie cyclique et spectroscopie infrarouge in situ. Des matériaux plus proches d'applications industrielles à base de palladium et d'éléments du groupe p (Bi, Sn) ont ensuite été aussi synthétisés et évalués vis-à-vis de l'électrooxydation du glycérol. Les résultats obtenus montrent clairement l'influence de la composition, de l'orientation de surface et de la nature de catalyseur sur l'activité et la sélectivité dans la réaction de l'électrooxydation du glycérol. / The worldwide glycerol stocks are increasing; this chemical could be used as a secondary primary raw material. Electric energy or hydrogen and added-value-chemical cogeneration can be performed in electrochemical reactors. Glycerol oxidation is made up of complex pathway reactions that can produce a large number of useful products and valuable fine intermediates.The development of specific catalysts for electrooxidation of glycerol to obtain desired products is a very important goal.Unsupported palladium nanoparticles with controlled size and shape distribution were synthesized by a colloidal method and characterized by electron microscopy and electrochemical methods to obtain a correlation between the surface structure and the electrochemical response. These model electrocatalists have been modified by adatoms of bismuth. And their activity and selectivity towards the electrooxidation of glycerol were respectively evaluated by cyclic voltammetry and in situ infrared spectroscopy. Other materials for industrial applications based on palladium and p elements (Bi, Sn) were also synthesized and evaluated towards the electrooxidation of glycerol.The results clearly show the influence of the composition, surface orientation and the nature of the catalyst on activity and selectivity in the reaction of electrooxidation of glycerol.