Les travaux relatifs à cette thèse sont menés dans le cadre de la conception des systèmes sur puce (SoC) en considérant conjointement 2 axes de progrès : la réutilisation de blocs préconçus et la synthèse de haut niveau.<br />Le concept de composant virtuel de niveau comportemental, proposé par le LESTER, autorise une grande flexibilité et une bonne adéquation entre algorithme et architecture. Ce type de composant est spécifié sous forme algorithmique et est destiné à être synthétisé par des outils de synthèse de haut niveau. Nos travaux s'intègrent dans ce contexte et adressent plus spécifiquement la prise en considération des contraintes imposées par les applications de Traitement du Signal et de l'Image (TDSI) dans le processus de synthèse de haut niveau.<br />Comme dans tout processus devant s'exécuter en « temps réel », les indéterminismes contenus dans la spécification algorithmique (exécutions dépendantes du contexte ou des données) posent des problèmes théoriques de modélisation mais également d'exécution. Le modèle de représentation utilisé pour modéliser l'ensemble des traitements à effectuer peut restreindre les primitives algorithmiques acceptées dans la description comportementale. De son coté, l'outil de synthèse employé doit permettre la prise en compte de l'ensemble des contraintes d'intégration du concepteur et y apporter une réponse adaptée.<br />Nous adressons dans ce mémoire cette problématique en considérant plus particulièrement le modèle de spécification, le modèle architectural et les transformations qui permettent d'automatiser la synthèse de haut niveau.

BAsCET est un système multi-agents à « blackboard », fondé sur l'émergence de concepts dans un modèle dynamique et inspiré de COPYCAT. Pour éviter un raisonnement déterministe unique limitant sa<br />créativité il adapte son comportement en fonction de la solution courante. Nous l'avons appliqué à la reconnaissance automatique de la structure logique (des champs) de références bibliographiques dans les articles scientifiques (en format uniquement physique, c'est-à-dire en PostScript). Le modèle, appelé Réseau de Concepts, s'apparentant à la fois aux réseaux sémantiques et aux réseaux de neurones, est construit automatiquement à partir d'une base de références BIBTeX. Le système utilise les co-occurrences entre les termes des références pour rapprocher dans le modèle ceux qui sont conceptuellement voisins. Le principe de l'analogie est utilisé sur les références de la base : quand le système rencontre une référence inconnue, il fait l'analogie avec la partie physique de la base et essaye de proposer une solution correspondante. Les résultats obtenus, bien que modérés (65,5% de reconnaissance), laissent augurer des résultats encore meilleurs, après optimisation du système.

Les résultats de mesures quantiques sont généralement considérés comme aléatoires, mais leur nature aléatoire, malgré son importance dans la théorie de l’information quantique, est mal comprise. Dans cette thèse, nous étudions plusieurs problèmes liés à l’origine et la certification de l’aléatoire et l’imprévisibilité quantique. L’un des résultats clés dans la formation de notre compréhension de la mécanique quantique comme théorie intrinsèquement indéterministe est le théorème de Kochen et Specker, qui démontre l’impossibilité d’attribuer simultanément, de façon cohérente, des valeurs définies et non-contextuelles à chaque observable avant la mesure. Cependant, si nous présumons qu’une observable à valeur définie doit être non-contextuelle, alors lethéorème ne montre que le fait qu’il existe au moins une observable à valeur indéfinie. Nous renforçons ce résultat en démontrant une variante du théorème de Kochen et Specker qui montre que si un système est préparé dans un état quelconque j i, alors chaque observable A est à valeur indéfinie sauf si j i est un état propre de A. La nature indéterministe de la mesure quantique n’explique pas bien la différence de qualité entre l’aléatoire quantique et classique. Soumise à certaines hypothèses physiques, nous montrons qu’une suite de bits produite par la mesure des observables à valeurs indéfinies est garantie, dans la limite infinie, d’être fortement incalculable. De plus, nous discutons comment utiliser ces résultats afin de construire un générateur quantique de nombres aléatoires qui est certifié par des observables à valeurs indéfinies. Dans la dernière partie de cette thèse, nous étudions la notion d’imprévisibilité, qui est au coeur du concept d’aléatoire (quantique). Ce faisant, nous proposons un modèle formel de (im)prévisibilité qui peut servir à évaluer la prévisibilité d’expériences physiques arbitraires. Ce modèle est appliqué aux mesures quantiques afin de comprendre comment la valeur indéfinie et la complémentarité quantique peuvent être utilisées pour certifier différents degrés d’imprévisibilité, et nous démontrons ainsi que le résultat d’une seule mesure d’une observable à valeur indéfinie est formellement imprévisible. Enfin, nous étudions la relation entre cette notion d’imprévisibilité et la certification de l’incalculabilité des suites aléatoires quantiques. / The outcomes of quantum measurements are generally considered to be random, but despite the fact that this randomness is an important element in quantum information theory, its nature is not well understood. In this thesis, we study several issues relating to the origin and certification of quantum randomness and unpredictability. One of the key results in forming our understanding of quantum mechanics as an intrinsically indeterministic theory is the Kochen-Specker theorem, which shows the impossibility to consistently assign simultaneous noncontextual definite values to all quantum mechanical observables prior to measurement. However, the theorem, under the assumption that any definite values must be noncontextual, only strictly shows that some observables must be value indefinite. We strengthen this result, proving a stronger variant of the Kochen-Specker theorem showing that, under the same assumption, if a system is prepared in an arbitrary state j i, then every observable A is value indefinite unless j i is an eigenstate of A. The indeterministic nature of quantum measurements does little to explain how the quality of quantum randomness differs from classical randomness. We show that, subject to certain physical assumptions, a sequence of bits generated by the measurement of value indefinite observables is guaranteed, in the infinite limit, to be strongly incomputable. We further discuss how this can be used to build a quantum random number generator certified by value indefiniteness. Next, we study the notion of unpredictability, which is central to the concept of (quantum) randomness. In doing so, we propose a formal model of prediction that can be used to asses the predictability of arbitrary physical experiments. We investigate how the quantum features of value indefiniteness and complementarity can be used to certify different levels of unpredictability, and show that the outcome of a single measurement of a value indefinite quantum observable is formally unpredictable. Finally, we study the relation between this notion of unpredictability and the computability-theoretic certification of quantum randomness.

Split Soundscape est un projet artistique d’installation sonore inspiré par les notions de paysage sonore et de schizophonie introduites par le compositeur R. Murray Schafer. Ce projet artistique propose la reconstitution de l’espace sonore en temps réel par un double dispositif : des microphones disposés dans un territoire captent et transmettent leur environnement sonore par internet en temps réel (technique du streaming). Dans un espace d’exposition dédié à l’écoute, des haut-parleurs diffusent les sons transmis et construisent un espace nouveau.La recherche interroge la notion d’espace dans sa définition géographique, sociale et philosophique. La notion de paysage sonore est définie, remise en question, et mise en perspective par l’archéologie sonore et l’espace sonore dans sa dimension sociale, deux notions qui nous amènent à considérer l’écoute comme centrale dans la réception et la construction du paysage sonore. La notion de schizophonie (la séparation d’un son originel de sa reproduction), est définie et mise en perspective avec celle d’objet sonore et comme avatar de la reproductibilité technique.Le travail artistique est situé dans le champ de la création sonore et contemporaine, et particulièrement dans son rapport aux notions de flux, d’indéterminisme et de composition. Dans le contexte du doctorat « pratique et théorie », l’aspect pratique de la recherche est évoqué, et l’évolution du projet plastique est présentée à travers des expérimentations inspirées de la recherche théorique. / Split Soundscape is a practice based research project that revisits the concepts of Soundscape and Schizophonia originally introduced by the composer R. Murray Schafer. The artistic practice consists of a series of sound installations that focus on the reconstitution of sound space in real time. A number of “Open” microphones located in given territories are employed to transmit the local sonic environment via the internet in real time (using audio streaming technologies). A new soundscape is composed from these transmitted soundscapes and played through loudspeakers in a dedicated (exhibition) listening space. The theoretical research investigates geographical, sociological and philosophical definitions of space. The concept of soundscape as defined by Schafer is called into question and reconsidered from the perspective of sound archeology and as a social construct. This in turn, leads to the positioning of listening as being central in the construction of soundscape. The notion of Schizophonia (the separation of an original sound from his technical reproduction) is examined in detail and compared with Pierre Schaeffer’s definition of the sound object or objet sonore as an alternative consequence of mechanical reproduction. The artistic practice is contextualized in relation to the field of contemporary sound art and more specifically the concepts of flux, indeterminism in composition. The tools developed to facilitate the practice are described, and the evolution of the art project is presented as a succession of experiments informed by the academic research.