Ce travail porte sur la modélisation de la décharge négative dans les grands intervalles d'air soumis à des ondes de tension de type bi-exponentielles (foudre ou manœuvre) ou constantes. Ainsi, un modèle dynamique et autonome permettant de prédire l'ensemble des paramètres macroscopiques de la décharge négative et tenant compte des différentes phases de propagation (initiation de la première couronne, système pilote, formation des leaders d'électrode et spatiaux, jonctions et ré-illuminations, saut final) jusqu'à l'arc en retour, est présenté. Ce modèle est basé sur des schémas électriques équivalents dont les paramètres varient avec le temps en fonction des caractéristiques du canal et de la géométrie de la décharge, les lois de l'électromagnétisme et la théorie des gaz. Les propagations des leaders et des streamers sont basées sur des critères de champs électriques tenant compte de l'aspect aléatoire du trajet de la décharge.<br />Le modèle permet de déterminer les caractéristiques spatio-temporelles de la décharge telles que le courant du leader (canal principal), la charge correspondante, des trajectoires plausibles, sa vitesse instantanée, le gradient de potentiel et le rayon thermique du leader négatif d'électrode, la puissance et l'énergie injectées dans l'intervalle, l'instant et la tension d'amorçage ainsi que l'évolution de l'arc en retour. Il permet également, pour une configuration d'électrodes donnée, de déterminer la tension de claquage U50, constituant ainsi un outil appréciable pour le dimensionnement des structures isolantes. Les résultats issus de ce modèle sont en bon accord avec ceux obtenus expérimentalement.<br />Un modèle de foudre négatif a été également établi en se basant sur la grande similarité observée entre les grandes étincelles de laboratoire et les décharges atmosphériques. Les caractéristiques obtenues à partir de ce modèle ont été trouvées conformes aux mesures effectuées lors des décharges naturelles. L'environnement électromagnétique associé au précurseur de foudre a été ensuite caractérisé et les champs électriques et magnétiques obtenues sont aussi en bon accord avec celles relevées expérimentalement.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Lorsqu'un système physique est en fonctionnement, un des objectifs d'une analyse de sûreté est d'être sûr que les variables caractérisant l'état du système suivent une certaine trajectoire ou restent dans une zone donnée compte tenu de toutes les perturbations et les incertitudes sur les paramètres et les mesures du système. Une solution originale pour ce problème est proposée dans ce document à l'aide d'une approche ensembliste qui consiste à calculer l'ensemble des trajectoires possibles générées en présence des perturbations dues à l'environnement du système et à la méconnaissance des modèles du système se traduisant par des incertitudes sur la valeur de certains de ses paramètres. Dans le cas de notre problème, les incertitudes peuvent porter sur les valeurs des paramètres, l'état initial ou les mesures du système. Pour garantir le résultat de l'analyse de sûreté, toutes les trajectoires doivent être envisagées, pour toutes les perturbations et les incertitudes considérées. Pour représenter le comportement d'un système complexe (un système multi mode ou un système non-linéaire), au lieu d'utiliser un modèle avec une structure complexe, une approche standard est de diviser le régime opératoire du système en zones locales est de représenter chaque zone par un modèle linéaire avec une structure simple.On essaie dans ce travail de thèse d'apporter une solution au problème d'identification de systèmes incertains dans un premier temps par un modèle mono-mode et ensuite par un modèle multi-mode pour un objectif d'analyse de sûreté de système. Ce document est constitué de cinq chapitres. Dans le premier chapitre, la problématique du travail est détaillée. Dans le deuxième chapitre, un état de l'arc sur la problématique étudiée est donné. On traite ensuite du problème d'identification et de simulation d'un modèle ensembliste (intervalle) dans le chapitre trois. Pour améliorer la qualité de lé modélisation et augmenter la précision de la prédiction, une approche méthodologique est proposée dans le chapitre quatre pour identifier et pour simuler ce modèle intervalle. Dans le dernier chapitre, une conclusion est apportée sur l'ensemble de ce travail de thèse.

Lorsqu'on étudie la démence à partir de données de cohorte, les sujets sont suivis par intermittence ce qui donne lieu à des temps d'apparition de la démence censurés par intervalle et ont un risque important de décès, d'où un nombre non négligeable de sujets qui décèdent sans avoir été diagnostiqués déments. Le modèle adapté à l'étude de la démence dans ce contexte est un modèle illness-death dans lequel les sujets initialement non malades peuvent transiter vers l'état décédé directement ou en passant par l'état malade. La vraisemblance du modèle permet en particulier de tenir compte du fait que les sujets décédés sans diagnostic de démence ont pu passer par deux chemins différents entre leur dernière visite et leur décès. Elle ne se factorise pas comme dans le cas où les différents temps de transition sont connus exactement ; tous les paramètres sont donc estimés conjointement. Or, une pratique courante lorsqu'on s'intéresse aux facteurs de risque de démence consiste à considérer uniquement la transition de l'état non malade à l'état malade. Afin de pouvoir appliquer les techniques d'analyse de survie classiques, les sujets décédés sans diagnostic de démence sont artificiellement censurés à droite à leur dernière visite. La première partie de cette thèse permet de montrer que cette approche, contrairement à l'approche illness-death, peut induire des biais dans l'estimation des effets des facteurs de risque. Le fait de modéliser le décès en plus de la démence permet aussi d'exprimer des quantités directement liées au décès comme des espérances de vie ou le risque absolu de démence au cours de la vie entière. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous efforçons de dégager toutes les quantités pertinentes d'un point de vue épidémiologique qui peuvent être exprimées dans un contexte illness-death. Elles peuvent être estimées en plus des différentes intensités de transition et des effets des facteurs de risque à l'aide du paquet R SmoothHazard, développé au cours de cette thèse. Enfin, la dernière partie de cette thèse consiste à prendre en compte l'hétérogénéité de nos données. Nous introduisons des effets aléatoires sur les trois transitions du modèle illness-death afin de prendre en compte des facteurs de risque partagés par les sujets appartenant à un même groupe. / In dementia research, difficulties arise when studying cohort data. Time-to-disease onset is interval censored because the diagnosis is made at intermittent follow-up visits. As a result, disease status at death is unknown for subjects who are disease-free at the last visit before death. The illness-death model allows initially disease-free subjects to first become ill and then die, or die directly. Those two possible trajectories of the subjects who died without dementia diagnosis can be taken into account into the likelihood. Unlike the case where transition times are exactly observed, the latter do not factorizes and parameters of the three transitions have to be estimated jointly. However, when studying risk factors of dementia, a common approach consists in artificially ending follow-up of subjects who died without dementia diagnosis by considering them as right censored at the last time they were seen without disease. The first part of the present work shows that this approach (unlike the illness-death modeling approach) can lead to biases when estimating risk factor effects of dementia. Modeling death in addition to disease also allows to consider quantities which are closely related with risk of death, like lifetime risk of disease or life expectancies. In the second part of this work, we detail all the quantities which are of epidemiological interest in an illness-death model. They can be estimated, in addition to the transition intensities and the effects or risk factors, using the R package SmoothHazard which has been implemented during this thesis. Finally, in the last part of this work, we consider shared frailty regression models for the three transitions of the illness-death model.

Après avoir été contre-indiquée, l’activité physique prend une place de plus en plus importante dans la prise en charge de la sclérose en plaques (SEP). L’entraînement à intensité faible ou modérée est largement documenté, contrairement à la haute intensité. Ce travail s’est intéressé aux effets de l’entraînement en intervalle à haute intensité combiné au renforcement musculaire durant 12 semaines chez 26 patients atteints de SEP. Nos résultats indiquent que la consommation pic d’oxygène, la puissance maximale tolérée, la force isocinétique des quadriceps et ischio-jambiers, ainsi que la qualité de vie sont améliorées. Les femmes présentent des améliorations plus importantes et plus nombreuses que les hommes, cependant le niveau de handicap ne semble pas limiter les améliorations. Notre travail a permis de démontrer que l’entraînement en intervalle à haute intensité combiné au renforcement musculaire est bien toléré et permet des améliorations des capacités physiques et de la qualité de vie. / After being contraindicated, physical activity take an increasingly important place in the management of multiple sclerosis (MS). The training at mild to moderate intensity is widely documented, contrary to the high intensity training. This work has focused on the effects of high intensity interval training combined with resistance training during 12 weeks in 26 MS patients. Our results show that peak oxygen consumption, maximum tolerated power, isokinetic muscle strength in both quadriceps and hamstrings and quality of life are improved. Women show more important and more numerous improvements than men, however, the disability level does not seem to limit improvements. Our work has demonstrated that high intensity interval training combined with resistance training is well tolerated and allows physical capacities and quality of life improvements.

De nombreuses méthodes ont été développées dans le but d’estimer les apports génétiques (taux de mélange) de populations parentales au pool génétique d’une population mélangée. Certaines de ces méthodes ont été implémentées dans des logiciels, permettant une estimation plus ou moins rapide et précise des taux de mélange. Une comparaison complète des logiciels ADMIX (méthode des moindres carrés pondérés), ADMIX95 (méthode basée sur les identités géniques), Admix 2.0 (méthode basée sur la coalescence), Mistura (méthode de maximum de vraisemblance), LEA (méthode bayésienne de vraisemblance), et LEADMIX (méthode de maximum de vraisemblance basée sur la coalescence) a été menée. L’analyse a été faite à deux niveaux : intra-logiciel (test de chaque logiciel sous un jeu de paramètres définis), inter-logiciel (comparaison des logiciels entre eux). Les taux de mélange ont été estimés à partir de quatre types de marqueurs : autosomaux (groupes sanguins et gènes KIR), et uniparentaux (ADNmt et chromosome Y). Notre étude révèle que la précision et la fiabilité des estimations dépendent de l’adéquation du mélange étudié avec le modèle de la méthode employée, mais également d’un choix judicieux des loci et des populations parentales utilisés. La variabilité des estimations lors de modifications, même minimes, des paramètres de l’étude, nous amène à considérer que les contributions ne doivent pas être présentées sous forme de taux de mélange, mais d’« intervalles indicatifs de mélange » soulignant les tendances migratoires générales. / Different methods have been developed to estimate the genetic admixture contributions of parental populations to a hybrid one. Most of these methods are implemented in different software programs that provide estimates having variable accuracy. A full comparison between ADMIX (weighted least square), ADMIX95 (gene identity), Admix 2.0 (coalescent-based), Mistura (maximum-likelihood), LEA (likelihood-based) and LEADMIX (maximum-likelihood) software programs has been carried out, both at the “intra” (test of each software programs) and “inter” level (comparisons between them). We tested all of these programs on a real human population data set, using four kinds of markers, autosomal (Blood groups and KIR genes) and uniparental (mtDNA and Y-Chromosome). We demonstrated that the accuracy of the results depends not only on the method itself but also on the choice of loci and of parental populations. We consider that the results of admixture contribution rates obtained from human population data set should not be considered as an accurate value but rather as an indicative result and we suggest using an “Admixture Indicative Interval” as a measurement of admixture.

Les réseaux mobiles ad hoc, appelé généralement MANET ( Mobile Ad hoc NETwork ) continuent augmenter leur présence dans notre vie. Ils deviennent une pierre angulaire du commerce, de la société, de l'armée, de la science, et même des applications de future. Cependant, ces réseaux opèrent souvent dans des environnements ouverts, ce qui les rend particulièrement vulnérables aux nombreux menaces. Ainsi, les méthodes traditionnelles de sécuriser les réseaux s'appuyant sur les techniques de prévention, par exemple le pare-feu et le cryptage, ne sont plus suffisants et doivent être enrichies par des mécanismes réactifs comme le système de détection d'intrusions (ou Intrusion Detection System(IDS)). Concevoir un IDS pour les MANETs est assez difficile parce qu'il doit à la fois assurer une précision de détection élevée, prendre en compte les ressources limitées (en terme de mémoire, de batteries et la bande passante), et adapter à la nature dynamique de ces réseaux. En plus, le système de détection ne devrait pas être une cible d'attaques ou la falsification. Nous avons proposé dans cette thèse un système robuste, léger et efficace de détection qui répond aux exigences de MANETs. Nous avons d'abord étudié les attaques qui menacent les MANETs, en se concentrant sur les attaques visant le protocole de routage OLSR (Optimized Link State Routing). Ensuite, nous présentons notreIDS qui offre un taux élevé d'attaques ainsi que le maintien efficacement les ressources limitées du réseau. A cet effet, notre système analyse les traces de routage au lieu de surveiller le trafic afin d'identifier tout évidence d’activité suspecte. Après, il fait correspondre les évidences à un ensemble de signatures prédéfinies; une signature est perçue comme étant un ensemble partiellement ordonné d’événements caractérisant une intrusion. En outre, notre IDS dépend du degré de suspicion des évidences afin de manière à efficacement limiter le nombre et la durée de ses opérations coûteuses entermes de ressources. Vers une meilleure gestion des ressources disponibles, nous utilisons également l'intervalle deconfiance pour mesurer la fiabilité de détection. Cette mesure statistique permet à: (i) éviter le gaspillage de ressources résultant de collecte et de traitement des évidences redondantes, et (ii) prendre correctement la décision liées à la détection, par exemple déclarer le noeud suspect comme étant un intrus. Afin d'améliorer la robustesse de notre IDS, nous le couple avec un modèle de crédit basé sur l'entropie. Ce modèle surveille le comportement des noeuds lors de la détection afin d’assigner un crédit pour chaque noeud dans le réseau. Notre IDS se base sur les crédits attribuées aux noeuds afin de réduire les effets néfastes des évidences falsifiées fournies par les noeuds méfiants. Le modèle decrédit proposé prend en compte le niveau de risque des attaques. Plus précisément, le taux de perte de crédit d'un noeud méfiants est relié aux conséquences de l'attaque dont ce noeud a essayé d'aider. Notre IDS et les modèles couplés ont été expérimentées sur différents scénarios de la mobilité et de la densité. Les résultats montrent que notre détecteur offrent un taux de détection élevé, en combinaison avec un entretien remarquable des ressources disponibles. De plus, il présente une robustesse importante contre les faux évidences de détection. / Mobile Ad hoc NETworks (referred to as MANETs) continue increasing their presence in our every day life. They become a corner stone in the commercial, the society, the military, the science, and even the next-generation applications. However, these networks mostly operate over open environments and are therefore vulnerable to a large body of threats. Traditional ways of securing networks relying on preventive techniques, e.g., firewall and encryption, are not sufficient and should henceforth be coupled with a reactive security solution, e.g., the Intrusion Detection Systems (IDSs). Designing anIDS for MANETs is quite challenging because such IDS must not only ensure a high detection accuracy but also take into account the limited resources (e.g., battery life and bandwidth) and the dynamic nature of these networks. Moreover, the designed IDS itself should not be a target of attacks and/or falsification. In this thesis, we respond to these requirements by proposing a lightweight and robust Intrusion Detection System (IDS), dedicated to protecting MANETs. We first explore the space of attacks that threaten MANETs, focusing on the attacks targeting the Optimized Link State Routing protocol. We then introduce our IDS that offers a high rate of attacks along with maintaining efficiently the limited resources in the network. Indeed, contrary to existing systems that monitor the packets going through the host, our system distinguishes itself by parsing and analyzing logs in order to identify patterns of misuse. It further depends on the level of suspicion andgravity involved so as to efficiently restrict the number and the duration of its costly operations, in terms of resources. Towards a better management of the available resources, we also use the confidence interval as a measure of detection reliability. This statistical measure allows our IDS to: (i) identify the redundant evidences, hence the waste of resources resulting from gathering and processing them is avoided, and (ii) correctly make the critical detection-related decisions. In order to enhance the robustness of our IDS, we couple it with an entropy-based trust model that assigns, based on theirunlawful participation in the detection, a low trustworthiness to the misbehaving nodes. Thanks to the estimated trustworthiness, our IDS reduces the bad effects of the falsified feedback provided by the distrustful nodes. The proposed trust model is a risk-aware whereas the higher the risk of an attack, the higher (resp. the lower) is the trust in the nodes which help in detecting (resp. colluding) it. The proposed IDS and the coupled models have been experimented on different scenarios of mobility and density. The results show that our detector offer a high detection rate along with a remarkablemaintenance of the available resources. Moreover, it presents a significant robustness against the falsified detection-related evidences.

Nous essayons de comprendre, dans un objectif à visée technologique, comment la créativité jaillit du jeu suite aux modifications des intervalles entre les joueurs de football reflétant ainsi des espaces nouveaux d’aires de jeu. L’approche sémio-constructiviste de l’activité motrice au football mobilise plusieurs concepts théoriques notamment celui du type cognitif. Notre méthode d’investigation est basée sur une étude qualitative des entretiens avec des entraineurs experts, permettant ensuite d’élaborer notre outil de mesure. Ceci nous a permis d’analyser plusieurs paramètres liés à l’espace et au temps à l’aide d’un logiciel qui enregistre tous les mouvements des joueurs et du ballon, puis, de faire ressortir les principales données tactiques et athlétiques des joueurs. Nous soulignons que la création des intervalles pendant un match de football est révélatrice de la qualité de jeu d’une équipe. Les résultats obtenus nous amènent à proposer des pistes afin d’orienter l’entrainement vers le positionnement d’un référentiel commun et d’individualiser le travail technique ou athlétique. / We seek to understand, with an objective having a technological intent, how creativity emerges from play following changes in the intervals between football players, thus reflecting new spaces as play areas. The semioconstructivist approach to motor activity in football mobilizes several theoretical concepts, in particular that of cognitive type. Our method of investigation is based on a qualitative study of interviews with expert trainers, which then enables us to devise our measurement tool. This has permitted us to analyse several parameters associated with space and time using software that records all the movements of players and the ball, and then to bring out the principal tactical and athletic data about the players. We stress that the creation of intervals during a football match says a lot about the quality of a team's play. The results obtained lead us to suggest some lines of advance for focusing training on setting up a common frame of reference, while tailoring technical and athletic work to individual needs.

Dans le cadre des analyses des données de survie, la comparaison de plusieurs groupes d’individus, où l'événement d'intérêt est censuré par intervalle, représente un défi méthodologique. Lorsque le suivi des patients au cours de l'étude n'est pas continu, l'événement d'intérêt pourra survenir entre deux dates d'observation; il est dit censuré par intervalle. Des tests de comparaisons des distributions des temps de survie pour plusieurs groupes, adaptés à la censure par intervalle, ont été développés (tests du score, tests de pseudo log-rank pondérés, tests des rangs). C’est dans ce contexte que nous avons proposé deux nouveaux tests de comparaisons de groupes adaptés à des situations particulières de censure par intervalle. Le premier test concerne une situation où l’hypothèse alternative considère que les fonctions de risque instantané se croisent. Le second test concerne une situation où la population étudiée comporte une fraction non à risque pour l’événement d’intérêt. Ces deux tests ont fait l'objet d'une application sur des données réelles d'immunologie clinique. / In the context of analysis of survival data, the comparison of several groups of individuals, where the event of interest is interval censored, represents a methodological challenge. When the monitoring of patients during the study is not continuous, the event of interest may occur between two observation dates; it is said "interval censored". Tests of comparisons of survival time distributions for several groups, adapted for interval censoring, have been developed (score tests, weighted pseudo log-rank tests, rank tests). In this context, we have developped two new group comparison tests adapted to the particular situations of interval censoring. The first test apply to a situation where the alternative hypothesis considers that the hazard functions cross. The second test concerns a situation where the study population has a fraction not at risk for the event of interest. Both of these tests have been applied to real clinical immunology dataset.

Cette thèse porte sur l'estimation d'état des systèmes dynamiques à temps discret dans le contexte de l'intégration d'incertitudes statistiques et à erreurs bornées. Partant du filtre de Kalman intervalle (IKF) et de son amélioration (iIKF), nous proposons un algorithme de filtrage pour des systèmes linéaires dont les bruits sont gaussiens incertains, c'est-à-dire de moyenne et matrice de covariance définies par leur appartenance à des intervalles. Ce nouveau filtre de Kalman intervalle (UBIKF) repose sur la recherche d'une matrice de gain ponctuelle minimisant une borne majorante de l'ensemble des matrices de covariance de l'erreur d'estimation en respectant les bornes des incertitudes paramétriques. Un encadrement de tousles estimés possibles est ensuite déterminé en utilisant l'analyse par intervalles. Le filtre UBIKF permet de réduire à la fois la complexité calculatoire de l'inversion ensembliste des matrices intervalles présent dans le filtre iIKF et le conservatisme des estimations. Nous abordons ensuite différents cadres permettant de représenter des connaissances incomplètes ou imprécises, y compris les fonctions de répartition, la théorie de possibilité et la théorie des fonctions de croyance. Grâce à cette dernière, un modèle sous forme d'une fonction de masse pour une distribution gaussienne multivariée incertaine est proposé. Un filtrage particulaire ensembliste basé sur cette théorie est développé pour des systèmes dynamiques non linéaires dans lesquels les bruits sur la dynamique sont bornés et les erreurs de mesure sont modélisées par une fonction de masse gaussienne incertaine. Enfin, le filtre UBIKF est utilisé pour la détection et l'isolation de défauts en mettant en œuvre le schéma d'observateurs généralisé et l'analyse structurelle. Au travers de différents exemples, la capacité d'isolation de défauts capteurs/actionneurs de cet outil est illustrée et comparée à d'autre approches. / This thesis deals with state estimation in discrete-time dynamic systems in the context of the integration of statistical and bounded error uncertainties. Motivated by the drawbacks of the interval Kalman filter (IKF) and its improvement (iIKF), we propose a filtering algorithm for linear systems subject to uncertain Gaussian noises, i.e. with the mean and covariance matrix defined by their membership to intervals. This new interval Kalman filter (UBIKF) relies on finding a punctual gain matrix minimizing an upper bound of the set of estimation error covariance matrices by respecting the bounds of the parametric uncertainties. An envelope containing all possible estimates is then determined using interval analysis. The UBIKF reduces not only the computational complexity of the set inversion of the matrices intervals appearing in the iIKF, but also the conservatism of the estimates. We then discuss different frameworks for representing incomplete or imprecise knowledge, including the cumulative distribution functions, the possibility theory and the theory of belief functions. Thanks to the last, a model in the form of a mass function for an uncertain multivariate Gaussian distribution is proposed. A box particle filter based on this theory is developed for non-linear dynamic systems in which the process noises are bounded and the measurement errors are represented by an uncertain Gaussian mass function. Finally, the UBIKF is applied to fault detection and isolation by implementing the generalized observer scheme and structural analysis. Through various examples, the capacity for detecting and isolating sensor/actuator faults of this tool is illustrated and compared to other approaches.