Aujourd'hui, la cristallographie de macromolécules produit couramment des modèles moléculaires à résolution atomique. Cependant, cette technique est particulièrement difficile à mettre en œuvre, dans le cas de complexes de taille importante. La microscopie électronique permet, elle, de visualiser des particules de grande taille, dans des conditions proches de celles in vivo. Cependant, la résolution des reconstructions tridimensionnelles obtenues exclut, en général, leur interprétation directe en termes de structures moléculaires, étape nécessaire à la compréhension des problèmes biologiques. Il est donc naturel d'essayer de combiner les informations fournies par ces deux techniques pour caractériser la structure des assemblages macromoléculaires. L'idée est de positionner les modèles moléculaires déterminés par cristallographie à l'intérieur de reconstructions 3D issues de la microscopie électronique, et de comparer la densité électronique associée à la reconstruction 3D avec une densité électronique calculée à partir des modèles. Le problème numérique réside dans la détermination et l'optimisation des variables qui spécifient les positions des modèles, considérés comme des corps rigides, à l'intérieur de l'assemblage. Cette idée simple a donné lieu au développement d'une méthode appelée recalage. Ce travail de thèse a eu pour but de fournir aux biologistes un outil, basé sur la méthode du recalage, qui leurs permette de construire des modèles pseudo-moléculaires associés aux assemblages produits par microscopie électronique. Le logiciel issu de ce travail, nommé VEDA est un environnement graphique convivial, intégrant la possibilité de recalage flexible, et un moteur de calcul performant (calcul rapide, traitement de symétries complexes, utilisation de grands volumes, ...). Testé sur des dizaines de cas réels, VEDA est aujourd'hui pleinement fonctionnel et est utilisé par un nombre croissant de chercheurs, en France et à l'étranger qui lui reconnaissent tous facilité d'utilisation, stabilité, rapidité et qualité des résultats.

La migration d'un réseau optique en anneaux interconnectés vers un réseau arbitrairement maillé et d'un trafic statique vers un trafic dynamique nécessite l'introduction de plusieurs niveaux de granularité pour s'adapter à cette diversité spatiale et temporelle et réduire ainsi la complexité et la taille des brasseurs optiques. Cette taille peut être réduite en traitant en bloc un groupe de longueurs d'onde contiguës. Cette bande d'ondes sera éventuellement traitée comme une seule entité. Par contre, ce traitement en bloc complique l'opération de routage et d'allocation de longueurs d'onde. Quelques ports d'entrée/sortie du brasseur de bandes peuvent éventuellement être connectés à des démultiplexeurs/multiplexeurs pour passer à un brassage par longueurs d'onde. De cette manière, on résout la commutation en bloc et quelques bandes pourront sortir de la continuité des tunnels établis pour passer d'un tunnel à l'autre. Cette notion peut être étendue pour couvrir différentes granularités et différents niveaux de brassage à l'aide de brasseurs optiques hiérarchiques. La coexistence des différents concepts de groupage optique et électronique ainsi que la manipulation de plusieurs niveaux et différentes échelles d'agrégation forment l'idée de base derrière ce qu'on appelle "réseau optique à plusieurs niveaux de granularité". Dans cette thèse, On propose un nouveau modèle graphique adapté au réseau optique à plusieurs niveaux de granularité. Le modèle d'un composant optique est formé par l'interconnexion d'un nombre d'éléments de base (BNE). Chaque BNE est une représentation graphique des supports du trafic. On introduit la notion de "groupes" qui permet l'abstraction des agrégateurs/désagrégateurs et définit par suite la granularité de commutation de chaque côté du BNE. Étant modulable, ce modèle pourra servir au développement d'un outil d'aide à la conception de ce type de réseaux. On propose un nouveau modèle combinatoire du brasseur hiérarchique permettant de comparer différentes réalisations matérielles. Ceci nous a permis d'étudier la réduction de la complexité du matériel et l'augmentation de la complexité opérationnelle quand on remplace un brasseur optique simple par un brasseur optique hiérarchique. On propose le nouveau concept de modifier les canaux de longueurs d'onde sans modifier l'allocation logique des longueurs d'onde et par suite, permettre un réarrangement avec un minimum d'interruptions afin d'optimiser le brassage à plusieurs granularités. Ce réarrangement est réalisé sans changer la distribution du trafic résultant du routage et de l'attribution des longueurs d'onde. On montre l'importance de la gestion des granularités et on propose une nouvelle méthode de contrôler l'allocation des multiplexeurs/démultiplexeurs dans le contexte du trafic dynamique. Dans ce contexte et en utilisant le modèle graphique, on propose de construire une topologie logique multicouche dans le but d'avoir une base d'informations adaptée à la proposition d'ingénierie de trafic. Dans cette solution, on estime la diversité potentielle d'acheminement des tunnels établis par le brassages hiérarchique en considérant une distribution de charge donnant le flot maximal. cette distribution est considérée comme objectif à atteindre et est mise à jour après tout changement. On donne aux tunnels ayant la plus grande diversité potentielle d'acheminement la priorité de passer aux fines granularités. L'ensemble des propositions est renforcé par des analyses et simulations et plusieurs domaines à aborder en perspective sont présentés en conclusion.

L'objectif de cette thèse est d'effectuer une analyse de l'histoire de la gestion, de 1922 à 1999, au travers des représentations graphiques. Nous avons choisi la Harvard Business Review en raison de sa parution particulièrement précoce, de la représentativité qu'elle donne des principaux courants de recherche enseignés et de l'intérêt apporté aux graphiques. Partant d'une interrogation relative aux graphiques en tant que langage, nous élaborons une classification de plusieurs formes graphiques : les diagrammes, les schémas, les cartes et les représentations à l'échelle d'objets. Cette analyse nous amène à caractériser les dessins selon des dimensions fonctionnelle et structurelle. Nous tenons compte, parallèlement, des concepts mobilisés dans les représentations. Cette analyse permet d'observer certaines évolutions historiques de la gestion perceptibles dans la Harvard Business Review, ainsi que deux ruptures intervenues à la fin des années 1950 et au début des années 1980. Notre étude porte également sur les textes accompagnant les graphiques au travers de quatre études de cas concernant les graphiques de relations au sein de l'organisation, les schémas réflexion-action, les dessins reflétant des métaphores et enfin les matrices 2*2 possédant des éléments graphiques. Cette analyse, mettant notamment en jeu le concept de « rationalisation » et la notion de « technique managériale », indique une remise en cause tardive des principes du management scientifique de Taylor et vient renforcer l'idée d'une rupture au début des années 1980.

Les applications graphiques tendent à offrir un rendu interactif de scènes 3D de plus en plus réaliste, résultant en partie de l'accroissement de la richesse géométrique des objets affichés. Le maillage de certains de ces objets est toutefois trop complexe au regard des capacités de traitement des cartes graphiques et doit donc être simplifié afin de conserver un bon niveau d'interactivité. Une méthode élégante pour pallier à la perte des détails les plus fins induits par la simplification consiste à les stocker sous forme de normales dans des textures de grande résolution et de les utiliser lors du calcul de l'éclairage de ces objets. Cette technique de préservation d'apparence repose cependant traditionnellement sur des opérations complexes de paramétrisation 2D de maillages 3D qui sont encore souvent impossibles à réaliser sans l'intervention d'un utilisateur. Nous proposons dans ce mémoire une méthode alternative de préservation de détails basée sur les octree-textures. La création de l'octree est pilotée par la variation des normales à la surface des maillages originaux, adaptant l'échantillonnage des normales à la richesse de détails locale de la surface. Grâce à la nature volumique des octree-textures, aucune opération de paramétrisation n'est requise, rendant le processus de création des textures totalement automatique. Nous proposons un encodage compact de l'octree sous forme de textures 2D exploitables par les GPU programmables, et nous détaillons l'utilisation de ces textures pour le rendu interactif. Nous présentons également un processus de conversion en atlas de textures 2D classiques dans lesquels tous les détails de l'octree-texture sont conservés. Enfin nous montrons l'adéquation de cette représentation des maillages détaillés avec leur visualisation à distance via le réseau. La transmission instantanée du maillage simpliée permet une interaction immédiate avec l'objet 3D pendant que l'affichage se raffine progressivement à mesure du téléchargement des normales les plus précises.

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Les images et données volumiques sont devenues importantes dans notre vie quotidienne que ce soit sur le plan artistique, culturel, ou scientifique. Les données volumiques ont un intérêt important dans l'imagerie médicale, l'ingénierie, et l'analyse du patrimoine culturel. Ils sont créées en utilisant la reconstruction tomographique, une technique qui combine une large série de scans 2D capturés de plusieur points de vue. Chaque scan 2D est obtenu par des methodes de rayonnement : Rayons X pour les scanners CT, ondes radiofréquences pour les IRM, annihilation électron-positron pour les PET scans, etc. L'acquisition des images et données volumique est influencée par le bruit provoqué par différents facteurs. Le bruit dans les images peut être causée par un manque d'éclairage, des défauts électroniques, faible dose de rayonnement, et un mauvais positionnement de l'outil ou de l'objet. Le bruit dans les données volumique peut aussi provenir d'une variété de sources : le nombre limité de points de vue, le manque de sensibilité dans les capteurs, des contrastes élevé, les algorithmes de reconstruction employés, etc. L'acquisition de données non bruitée est iréalisable. Alors, il est souhaitable de réduire ou d'éliminer le bruit le plus tôt possible dans le pipeline. La suppression du bruit tout en préservant les caractéristiques fortes d'une image ou d'un objet volumique reste une tâche difficile. Nous proposons une méthode multi-échelle pour lisser des images 2D et des données tomographiques 3D tout en préservant les caractéristiques à l'échelle spécifiée. Notre algorithme est contrôlé par un seul paramètre - la taille des caractéristiques qui doivent être préservées. Toute variation qui est plus petite que l'échelle spécifiée est traitée comme bruit et lissée, tandis que les discontinuités telles que des coins, des bords et des détails à plus grande échelle sont conservés. Nous démontrons les données lissées produites par notre algorithme permettent d'obtenir des images nettes et des iso-surfaces plus propres. Nous comparons nos résultats avec ceux des methodes précédentes. Notre méthode est inspirée par la diffusion anisotrope. Nous calculons nos tenseurs de diffusion à partir des histogrammes continues locaux de gradients autour de chaque pixel dans les images et autour de chaque voxel dans des volumes. Comme notre méthode de lissage fonctionne entièrement sur GPU, il est extrêmement rapide.

L'édition, la création, et le design digital mènent la flexibilité des ordinateurs vers l'acte de création. La quasi-absence de conséquences par l'expérimentation peut être à la fois une bonne et une mauvaise chose. Bien que la flexibilité des ordinateurs encourage l'exploration d'idées artistiques, elle peut également la freiner, en proposant trop d'options mal-adaptées. Un grand défi pour le développement des logiciels graphiques aujourd'hui est de tirer parti de la flexibilité sans précédent des ordinateurs, tout en offrant à l'utilisateur le niveau de contrôle adapté à ses besoins. La difficulté quand on développe un tel système est fortement influencée par l'attente que l'utilisateur place dans le travail effectué par l'ordinateur. L'ordinateur étant considéré comme un assistant dans le processus de création, on attend de lui qu'il soit 'assez intelligent' pour mériter ce rang. Habituellement, nous n'acceptons pas bien quand le résultat d'une telle assistance n'est pas satisfaisante. Cependant, le niveau d'attente et, par conséquence, de satisfaction, varie en fonction de l'utilisateur. Les utilisateurs novices ont tendance à être moins exigeants et sont satisfaits quand ils peuvent créer des résultats intéressants avec peu d'intervention humaine. Les utilisateurs professionnels, d'un autre côté, ont des besoins différents. Ils recherchent des logiciels assez performants pour automatiser leurs taches, mais qui leur laissent assez de contrôle sur le résultat obtenu. Pour cette catégorie d'utilisateurs, plus l'impact du logiciel sur le résultat est important, plus ils veulent avoir le contrôle sur la façon dont est obtenu ce résultat. Dans cette thèse, nous démontrons que l'ordinateur peut être un assistant précieux dans le processus de création visuel du moment que des systèmes d'interaction adaptés existent. L'adaptation est donc un aspect important car, à différents niveaux, les utilisateurs veulent pouvoir contrôler le résultat afin d'exprimer leur style et leur créativité. La thèse présente deux scénarios différents qui démontrent que la contrôlabilité joue un rôle majeur dans l'expressivité : une technique temps-réel pour grouper des scènes 3d dynamiques pour obtenir automatiquement un résultat sur lequel on peut facilement appliquer un style de rendu arbitraire; et plusieurs dérivées d'une primitive de dessin vectoriel appelée Diffusion Curves qui contraignent et contrôlent la création de dégradés de couleurs complexes. La thèse propose, d'un coté, des représentations mathématiques et algorithmiques adaptées avec différents niveaux de contrôle sur les algorithmes de rendu expressif qui manipulent des scènes bi et tridimensionnelles; et, d'un autre coté, de traduire ces outils en interface intuitive pour l'utilisateur.

Dans cette thèse, nous abordons le problème de la génération automatique de contenu graphique avec un haut niveau de détails pour la génération de mondes. Dans cette quête du réalisme, les principaux verrous scientifiques et techniques sont : la gestion des masses de données géométriques nécessaires à la création de variétés d'objets naturels, la prise en compte des interactions en les différents objets et le contrôle utilisateur.Notre approche s'appuie sur un modèle volumique original et unificateur permettant de représenter les différents matériaux d'un terrain. Nous proposons un ensemble d'algorithmes de haut niveau, combinant des étapes de simulation pour assurer la plausibilité physique et le réalisme visuel à des techniques de génération procédurale permettant de gérer efficacement la complexité. Nos algorithmes permettent ainsi de sculpter des terrains complexes avec des grottes ou des surplombs et de générer des routes avec des tunnels et des ponts permettant le franchissement d'obstacles naturels.

Le but de ce mémoire est de déterminer quelle pourrait être la portée de la sémiotique philosophique de Charles Sanders Peirce sur la théorie de l'écriture, en prenant pour cas d'étude le système d'écriture japonais. Le mémoire questionne ainsi la légitimité de l'application de la sémiotique comme théorie générale des signes aux sciences spéciales, tout en éclairant, par converse, l'étude de l'écriture japonaise en tant que système graphique. Il est structuré en deux chapitres principaux, portant sur: 1) les principes de la sémiotique philosophique, et 2) le lien entre la sémiotique et la théorie de l'écriture. Dans le premier chapitre, la méthodologie du mémoire est tout d'abord établie par l'examen du pragmatisme de Peirce, considéré comme une doctrine méthodeutique ayant pour principe directeur la croissance. La sémiotique et la logique, de même que la linguistique et l'étude de l'écriture, sont situées dans le système piercéen des sciences. Les principes de la phanéroscopie et de la sémiotique sont également exposés. La philosophie de la notation logique de l'auteur est ensuite prise comme point de départ pour une étude de l'écriture du point de vue sémiotique. Dans le second chapitre, une synthèse des théories linguistiques de l'écriture japonaise est proposée, puis une théorie générale de l'écriture comme signe est élaborée à partir de la sémiotique peircéenne. La théorie sémiotique est appliquée plus spécifiquement au système d'écriture japonais et à l'analyse de ses transformations actuelles. Le retour réflexif et critique sur l'analyse effectuée permet par la suite de juger de l'adéquation des concepts sémiotiques dans leur application à l'étude de l'écriture japonaise. Le mémoire se conclut par une considération des liens que la sémiotique de l'écriture entretient avec les autres sciences philosophiques normatives, soit l'éthique et l'esthétique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sémiotique, Philosophie du langage, Philosophie des sciences, Écriture (système graphique), Japonais (Langue), Charles S. Peirce (Charles Sanders, 1839-1914).

Notre recherche s'intéresse à l'enseignement de la géométrie et de l'espace pour des élèves ayant des incapacités intellectuelles légères. De façon précise, nous proposons de faire évoluer leurs connaissances à propos de la représentation graphique du cube, et certaines de ses propriétés, par le biais d'un jeu de tâches didactiques. L'évolution est montrée par une analyse de protocoles qui tente de cerner de quelle façon s'enchaînent les différentes productions et interactions survenues entre les acteurs des séances d'expérimentation. De plus, l'analyse des tâches expérimentées montre leur potentiel au regard de l'engagement des élèves, tout en précisant certaines de leurs limites relatives à la nature de la tâche (contenu, pertinence, consignes données), au matériel didactique employé et à la chronologie des tâches au sein des séances. Nos résultats montrent que les élèves ayant des incapacités intellectuelles légères peuvent bénéficier de tâches variées et dynamiques pour accéder aux connaissances spatiales et géométriques dans la mesure où le jeu de tâches expérimenté favorise l'investissement mathématique des élèves. Le jeu de tâches se distingue nettement des méthodes typiques d'enseignement direct et répétitif dans les classes d'élèves ayant des incapacités intellectuelles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cube, Représentation graphique, Jeu de tâches, Incapacités intellectuelles, Enseignement, Géométrie.