Modéliser la déformation de structures anatomiques en temps réel est un problème crucial en simulation médicale. En raison des grandes différences existantes dans leur forme et leur constitution, un modèle unique est insuffisant face à la variété des comportements mécaniques. Par conséquent, nous avons identifié deux principaux types de structures: les organes pleins (cerveau, foie, prostate etc.) et les organes creux (colon, vaisseaux sanguins, estomac etc.).Notre réponse à cette problématique est double. Notre première contribution est une implémentation GPU d’un modèle éléments finis qui est non-linéaire, anisotropique et viscoélastique pour les structures pleines. Notre seconde contribution est un environnement pour modéliser en temps réel les structures fines via un modèle parallèlisable et co-rotationnel utilisant des éléments coques et une approche pour mailler une surface complexe avec des éléments coques courbes. Bien que les deux modèles de tissus soient basés sur la mécanique continue pour une meilleure précision, ils sont tous les deux capables de simuler la déformation d’organes en temps réel. Enfin, leur implémentation dans l’environnement open source SOFA permettra la diffusion de ces deux modèles afin de participer à l’amélioration du réalisme des simulateurs médicaux. / Modelling the deformation of anatomical structures in real-time is a crucial problem in medical simulation. Because their shape and their constitution greatly differ, a unique model cannot deal with the variousness of the mechanical behaviours. Hence, we identified two major types of structures in human body, they can be either solid (brain, liver, prostate etc.) or hollow (colon, blood vessels, stomach etc.). Our answer to this problematic is twofold. Our first contribution is an efficient GPU implementation of a non-linear, anisotropic and viscoelastic finite element model for solid organs. Our second contribution is a framework for real-time modelling of thin anatomical structures via a parallelisable co-rotational shell finite element formulation and a method to mesh a complex surface with curved shell elements. Although the two soft tissue models are based on continuum mechanics for greater accuracy, they may both be employed to simulate the deformation of entire organs in real-time. Finally, their implementation into the open source framework SOFA will provide worldwide researchers with new models to assist in enhancing the realism of medical simulators.

Th. 3e cycle--Informatique--Grenoble 1, 1971. N°: 146. / Bibliogr. p. 116-117.

Là dehors, il n'y a pas d'images, nous dit Hans Belting. C'est toujours et seulement en nous-mêmes que nous les fabriquons (ou que nous en disposons). Choisissant d'animer certains médiums, dans un temps et un espace choisis, les graphistes contribuent à la production et à la réception d'images particulières, expression du regard qu'ils portent sur la société dans laquelle ils évoluent. Du pixel au papier s'inscrit dans une époque charnière de l'histoire du graphisme. Depuis le milieu des années 80, l'omniprésence du numérique et du support-écran ont décuplé les possibilités de détournement, de trucage et de manipulation des images. Pourtant, aujourd'hui, plusieurs graphistes se réapproprient le support-papier et façonnent des objets graphiques dont la matérialité nous est donnée à toucher, à voir, à lire. À ce phénomène s'ajoute celui d'un retour aux savoir-faire permettant la réalisation de ces projets matière. Plutôt qu'un épiphénomène, il touche deux générations de graphistes qui œuvrent à notre époque, celle dont l'apprentissage du métier s'est fait avant l'arrivée du numérique et celle dont l'apprentissage s'est fait avec. Artisans et bricoleurs nous proposent des représentations qui oscillent entre installation et performance, entre naturel et fabriqué. Le créateur, son corps ou ses parties, font partie de l'œuvre. L'étude que je propose cherche à montrer qu'en sortant la production graphique des écrans numériques, le concepteur revendique un besoin, celui de manipuler la matière avec laquelle il façonne tout en repensant la place de la technologie numérique. Le choix d'un cadre théorique et méthodologique issu de l'anthropologie visuelle et de la sémiologie permet de donner un éclairage à ce phénomène. Le travail d'Hans Belting qui place le corps au cœur de la production du monde des visibilités avec sa triade image-médium-corps, sert d'appui au développement de ma réflexion. La nomenclature de Gérad Genette sur le texte et le paratexte, les concepts de connotations et de dénotations développés par Roland Barthes et ceux destinés à l'analyse d'images tirés du Langage visuel de Catherine Saouter, sont mis au service de l'analyse du corpus composé des œuvres de quatre graphistes. L'accès à leurs productions, in situ, n'ayant pu se faire, j'ai sélectionné des articles de presse spécialisés, des vidéos, des sites Web, des documentaires, pour étudier les discours à propos des designers et de leurs œuvres. Il en a résulté la création d'une grille d'analyse qui a permis de mettre à jour le rapport particulier que les graphistes développent avec l'aspect tangible et visible des choses qu'ils fabriquent, impriment, installent, photographient. En conclusion, la perspective originale de cette recherche aboutit à la démonstration que le corps, qu'il s'agisse du créateur ou du spectateur, demeure au cœur de la relation à l'objet de création. L'usage du numérique, désormais assumé, laisse la place à de nouvelles manières de donner du sens et de faire ressentir les choses. De manière surprenante, une de ces innovations est la trace, la présence et le ressentir de l'homme. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : graphiste, papier, savoir-faire, tangible, objet graphique

Texte remanié de: Diplomarbeit--Wirtschaftsingenieurwesen--Stuttgart--Hochschule für Druck und Medien, 2000. / Bibliogr. p. 70-73.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Récemment, sous forme de chapitres de livres, d'articles scientifiques et de programmes de congrès de l'Association for Behavior Analysis International, l'enseignement direct et la didactique de précision sont davantage mentionnés par de nombreux auteurs, autant dans les domaines de la psychologie, de l'éducation que de l'analyse appliquée du comportement. Cette thèse doctorale s'intéresse à l'autogestion des apprentissages scolaires, plus précisément aux effets de l'auto-inscription graphique sur la fluidité en lecture à l'aide de la didactique de précision et aux nombreux graphiques standards et alternatifs permettant l'auto-inscription graphique. Deux articles sont présentés et répondent ensemble à ces champs d'intérêts principaux. Le premier article présente une recension des écrits scientifiques sur l'autogestion des apprentissages plus précisément sur l'auto-inscription graphique. Le but de cette recension est de créer un inventaire des graphiques utilisés en éducation, plus distinctement en didactique de précision. L'accent est mis sur l'auto-inscription graphique du rendement scolaire et sur les nombreux avantages d'une telle pratique comme le sentiment de confiance en soi et l'amélioration du rendement scolaire des élèves. Bien que l'accent soit mis sur la didactique de précision, les méthodes de l'Enseignement Direct et du Curriculum-based Measurement sont brièvement décrites et examinées, car elles utilisent toutes les deux des graphiques en milieux éducationnels. Malgré le fait que la didactique de précision a été utilisée en éducation et en analyse appliquée du comportement depuis les 40 dernières années, aucune analyse critique des graphiques en didactique de précision, incluant les graphiques standards et ceux qui sont dits alternatifs, autant papiers qu'informatisés, n'a été publiée à ce jour. Cet inventaire critique est impératif en permettant à la fois des praticiens et des chercheurs intéressés par le suivi et la modification des comportements d'acquérir des connaissances sur les différents graphiques disponibles, et pour évaluer leurs avantages et inconvénients respectifs. En outre, un intérêt marqué pour les graphiques informatisés et l'apparition de nouveaux graphiques alternatifs dans le monde de la didactique de précision ravive l'intérêt pour celle-ci et l'auto-inscription graphique. Finalement, une analyse comparative détaillée des caractéristiques et avantages des graphiques papiers et informatisés a suggéré la supériorité des graphiques et procédures informatisés. Le deuxième article présente les résultats d'une étude empirique sur une intervention d'autogestion, plus précisément sur les effets de l'auto-inscription graphique sur la fluidité en lecture de phonèmes francophones à l'aide de l'Enseignement Direct, de la didactique de précision et des procédures prescrites par ce type d'enseignement. Dans un cours de français comme langue seconde, 63 élèves de septième et huitième année ont inscrit leurs résultats en lecture chronométrées pendant 13 semaines. L'auto-inscription graphique a été notée à l'aide d'un graphique papier alternatif de la didactique de précision, le Standard Alternate Celeration Chart, provenant du graphique standard de la didactique de précision, le Standard Celeration Chart, graphique couramment utilisé dans ce domaine. Le premier objectif de recherche vise à examiner les effets de l'auto-inscription graphique régulière et moléculaire sur la fluidité en lecture de phonèmes francophones par des élèves typiques. Le deuxième objectif de recherche est de comparer les effets de l'auto-inscription graphique sur la fluidité en lecture des élèves typiques qui présentent un faible rendement scolaire de ceux qui présentent un rendement scolaire plus élevé. L'étude se veut inductive et utilise quatre niveaux de base multiples, répartis en fonction des quatre classes de français comme langue seconde. Malgré les résultats des analyses de la didactique de précision (i.e., les droites de régressions linéaires, appelées célérations) indiquant de faibles coefficients de célération en niveaux de base et durant la phase de traitement, les analyses statistiques classiques (i.e., ANOVA et effets simples) indiquent que les élèves lisent de façon plus fluide les phonèmes francophones durant la phase de traitement plutôt qu'en niveau de base. Ceci indique que l'étude sur l'auto-inscription graphique à l'aide du Standard Alternate Celeration Chart a permis d'observer un effet positif général sur la fluidité en lecture des élèves en analysant les moyennes de rendement en lecture de phonèmes francophones des élèves, mais non en analysant les pentes de célération. La comparaison des élèves typiques suivant une division post-hoc en groupes de rendement scolaire faible vs élevé montre que les moyennes des élèves du groupe à rendement scolaire faible sont plus basses durant le niveau de base et durant la phase de traitement que celles des élèves à rendement scolaire plus élevé. Cependant, la comparaison de l'amélioration de la fluidité en lecture des premiers est de près de deux fois plus élevée que celle des derniers. Ceci suggère que les élèves à rendement plus faible ont bénéficié d'un enseignement explicite tel qu'offert par la didactique de précision et l'Enseignement Direct. Ces résultats sont en accord avec ceux qui sont rapportés par les écrits scientifiques en Enseignement Direct. Des explications concernant ces résultats sont offertes dans la section discussion. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : didactique de précision, Enseignement Direct, autonotation, auto-inscription graphique, graphique informatisé, graphique alternatif, rendement scolaire

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans ce mémoire, nous analysons la description de diagrammes structurés dans le domaine des mathématiques discrètes et de l'informatique théorique. Cette analyse s'effectue à partir de méthodes établies du génie logiciel. Nous trouvons un ensemble de propriétés que nous recherchons dans une solution informatique nous permettant de créer ces diagrammes. Nous analysons aussi les outils classiques à partir des propriétés précédentes qui nous permettent de réaliser ces diagrammes dans un environnement LATEX. Nous observons que ces outils ne sont pas aussi puissants qu'ils le pourraient en fonction des propriétés établies par notre analyse. Par la suite, en nous basant sur les méthodes de représentation graphique des courbes et sur la théorie des langages informatiques, nous jetons les bases d'un langage de description. Nous présentons aussi un outil, développé en Java qui nous permet de décrire aisément nos diagrammes d'informatique théorique et de mathématiques discrètes à partir d'une hiérarchie d'objets claire et extensible. Nous avons implémenté les éléments essentiels de notre langage en SDDL (Structured Diagram Description Language). Nous l'avons aussi validé à l'aide d'exemples représentatifs tirés de sources d'autorité. Nous avons finalement présenté notre solution dans le cadre de la conférence TUG 2010. Nous l'avons aussi présenté avec un article dans la revue du TeX Users Groups, TUG. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : diagrammes, informatique théorique, mathématiques discrètes, langage

Calculer automatiquement une séquence d'images cinématographiquement cohérente, sur un ensemble d'actions qui se produisent dans un monde 3D, est une tâche complexe. Elle nécessite non seulement le calcul des plans de caméra ( points de vue ) et les transitions appropriées entre ces plans (coupures), mais aussi la capacité d'encoder et de reproduire des éléments de style cinématographique. Les modèles proposés dans la littérature, fondés généralement sur des représentations à machines d'états finis (FSMs), fournissent des fonctionnalités limitées pour construire des séquences de plans et ne permettent pas d'effectuer d'importantes variations de style sur une même séquence d'actions. Dans cette thèse, nous proposons d'abord un modèle cinématographique expressif, basé données, qui peut calculer des variations significatives en termes de style, avec la possibilité de contrôler la durée des prises de vue et la possibilité d'ajouter des contraintes spécifiques à la séquence souhaitée. Le modèle est paramétré de manière à faciliter l'application de techniques d'apprentissage pour reproduire des éléments de style extraits de films réels en utilisant une représentation à base de modèle de Markov caché du processus de montage. Le modèle proposé est à la fois plus général que les représentations existantes, et se révèle être plus expressif dans sa capacité à encoder précisément des éléments de style cinématographique pour des scènes de dialogues. Ensuite, nous introduisons une extension plus générique pour généraliser notre système de montage afin de traiter des contenus cinématographique plus complexes (autres que les dialogues). Il s'agit d'utiliser des Réseaux bayésiens dynamiques à la place des modèles de Markov à états cachés. Enfin, nous avons conçu un outil d'annotation et un format de représentation de données cinématographiques afin de simplifier le processus de création et de manipulation de ses données. Les données collectées serviront comme bases d'apprentissage pour des techniques basées données, telles que les nôtres, ainsi que pour l'analyse de films. / Automatically computing a cinematographically consistent sequence of shots, over a set of actions occurring in a 3D world, is a complex task which requires not only the computation of appropriate shots (viewpoints) and appropriate transitions between shots (cuts), but the ability to encode and reproduce elements of cinematographic style. The models proposed in the literature, generally rule-based, provide limited functionalities to build sequences of shots. These approaches are not designed in mind to easily learn elements of cinematographic style, nor do they allow to perform significant variations in style over the same sequence of actions. In this thesis, we first propose a data-driven model for automated cinematography (framing and editing) that can compute significant variations in terms of cinematographic style, with the ability to control the duration of shots and the possibility to add specific constraints to the desired sequence. By using a Hidden Markov Model representation of the editing process, we demonstrate the possibility of easily reproducing elements of style extracted from real movies. The proposed model is more elaborate in handling dialogue scenes than existing representations, and proves to be more expressive in its ability to precisely encode elements of cinematographic style. Then, we introduce an extension of this model to account for more complex environments (more than dialogues). To this end, we use a more general statistical model: Dynamic Bayesian Network, which enlarges considerably the possibilities in editing and film analysis. We finally designed a data annotation tool and a format to easily create film annotations that would be used for data-driven cinematography or film analysis.

L’enjeu de la recherche est d’analyser les usages scolaires des objets écrits que conçoivent et réalisent les enseignants de dernière année de maternelle pour familiariser les élèves au « monde de l’écrit ». Les formes les plus fréquentes peuvent être collectives telles que des affiches, des listes d’élèves, des séries de mots utilisés dans des activités ritualisées, ou individuelles telles que des étiquettes comportant diverses unités de la langue : lettre, syllabe, mot, groupe de mots. L’analyse des supports écrits intègre leur description et le relevé des schèmes langagiers et gestuels qu’ils permettent. Globalement, une surface écrite comprend des signes alphabétiques qui renvoient au langage et une organisation spatiale qui recourt à des techniques visuelles muettes. Les éléments de l’organisation spatiale sont des constituants signifiants de l’écrit dont J. Goody (1979) a étudié la capacité heuristique. Nous montrons que l’école maternelle fait un grand usage des objets écrits pour enseigner et pour organiser la vie de la classe. Nous constatons que des élèves ont des difficultés de lecture dues à une naturalisation (Chevallard : 1982) chez les enseignants des techniques visuelles muettes. Les enseignants présupposent que les savoirs utiles pour lire ne concernent que les signes alphabétiques et négligent d’expliquer ce qui concerne la surface où s’organise l’écrit. Nous préconisons un apprentissage dirigé des procédés muets qui veille à les nommer et à en observer les fonctions / The purpose of this research is the analysis of the use, at school, of the written items conceived by teachers in the last year of kindergarten (children aged 4 to 5) in order to familiarise children with « the world of writing ». The most common form can be collective ones, such as posters, lists of pupils’ names, of series of words used in ritualized activities, or individual ones, such as tags reading various units of language: letter, syllable, word, group of words. Analysing written material means describing it and to taking down the schemes of body language that they give. On the whole, a written surface is composed of alphabetical signs related to language, and a spatial organization using silent visual techniques. The elements of the spatial organization are meaningful constituents of writing, whose heuristic capacity was studied by J. Goody (1979). We will show that, in kindergarten, many written items are used to teaching and organize the class life. We can establish that pupils have reading difficulties due to the naturalization (Chevallard : 1982) by their teachers of the silent visual techniques. Teachers assume that the useful knowledge pupils need to learn to read is related to the alphabetical signs only ; as a consequence, they do not explain how writing is spatially organized. We recommend a guided learning process of those silent practices, which would be named and whose functions would be clearly explained