Ce travail porte sur l'interaction avec des objets virtuels 3D, et plus particulièrement leur manipulation : sélection, translation et rotation. Les plates-formes les plus utilisées aujourd'hui pour ce type de tâche (ordinateur personnel et appareil mobile) ont été conçues avant tout pour l'interaction 2D, et sont donc peu adaptées à la manipulation 3D. Il existe pourtant une alternative plus efficace : les systèmes de réalité virtuelle. Cependant, les systèmes actuellement disponibles restent trop souvent encombrants, onéreux et/ou intrusifs pour l'utilisateur, et demeurent sous-utilisés pour cette raison. Dans cette thèse, nous étudions de nouvelles approches pour rendre ce type d'interaction moins contraignant, tout en conservant une bonne efficacité de manipulation. Les principaux axes explorés sont la portabilité de l'interface, sa non-intrusivité, et l'utilisation de dispositifs plus largement accessibles au grand public. Nous proposons une première approche visant à répondre simultanément aux critères ci-dessus. Celle-ci consiste à combiner un appareil mobile classique (pour sa portabilité et son accessibilité) avec des objets tangibles passifs (pour une manipulation 3D efficace et non-intrusive). Cette approche présente toutefois encore certaines contraintes : elle est constituée de multiples éléments qui doivent être transportés ensemble, et elle ne se prête pas à l'utilisation de dispositifs à retour de force. Nous introduisons donc dans un deuxième temps une nouvelle technique, appelée «découplage». Basée sur le principe du «pseudo-haptique», celle-ci permet à l'utilisateur de percevoir des forces virtuelles à travers la seule modalité visuelle. Il devient alors possible de se passer complètement de dispositifs haptiques, et des contraintes qui leur sont associées. Nous nous intéressons ensuite à une approche entièrement intégrée, visant à améliorer la portabilité par-rapport à une interface faite d'éléments séparés. Cette approche consiste à se servir des déplacements de l'appareil mobile lui-même dans l'espace réel pour manipuler des objets 3D affichés sur son propre écran. Cette configuration «localement couplée» présente cependant plusieurs particularités qui rendent la manipulation plus complexe. Nous examinons donc en détail les différentes questions que pose cette configuration spécifique. Nous proposons enfin une dernière approche, appelée le «volume tangible», visant à retrouver la simplicité de la manipulation par objets tangibles mais dans un unique dispositif intégré. Nous décrivons une première implémentation de ce dispositif, et discutons de sa faisabilité technique ainsi que de l'accessibilité de cette approche à court et moyen terme. / This work focuses on 3D interaction with virtual objects, more specifically on 3D manipulation: selection, translation, and rotation. The most commonly-used interaction platforms (personal computer, mobile device) were designed for 2D interaction and thus are not well suited to 3D manipulation. There is a more efficient alternative for this task: virtual reality. However, current virtual reality systems are too often bulky, expensive and/or intrusive to the user, and for these reasons remain underused. In this thesis, we propose and study new solutions to make this form of interaction more convenient without reducing its effectiveness. The main objectives we aim for are interface portability, non-intrusiveness, and the use of readily-available hardware. We propose a first approach to simultaneously meet the above criteria. It consists in combining a standard mobile device (for its portability and widespread availability) with passive tangible objects (for efficient 3D manipulation in a non-intrusive manner). Yet, this approach still has drawbacks: it is made of multiple parts that must always be carried together, and is not suitable for adding force-feedback using haptic devices. We thus introduce a new technique, called “decoupling”, that allows the user to perceive virtual forces through the visual modality alone. Based on the concept of “pseudo-haptics”, this technique makes it possible to provide force feedback without the constraints associated with actual haptic devices. We then study a different approach intended to be fully integrated, enhancing the portability aspect compared to an interface made of multiple parts. This approach consists in using the motion of the mobile device itself to manipulate 3D objects displayed on its own screen. However, this “locally-coupled” configuration presents several unique characteristics that make manipulation more complex. We thus investigate the questions raised by this specific configuration. Finally, we introduce a last approach, called the “tangible volume”, aimed at regaining the same directness of manipulation as with tangible objects but in a single integrated device. We describe an early implementation of such a device, and discuss its technical feasibility as well as its potential accessibility to end users in the short and medium term.

Aktuelle 3D-Stadtmodelle werden immer wichtiger in verschiedenen städtischen Anwendungsbereichen. Im Moment dienen sie als Grundlage bei der Stadtplanung, virtuellem Tourismus und Navigationssystemen. Mittlerweile ist der Bedarf an 3D-Gebäudemodellen dramatisch gestiegen. Der Grund dafür sind hauptsächlich Navigationssysteme und Onlinedienste wie Google Earth. Die Mehrheit der Untersuchungen zur Rekonstruktion von Gebäudemodellen von Luftaufnahmen konzentriert sich ausschließlich auf Dachmodellierung. Jedoch treiben Anwendungen wie Virtuelle Realität und Navigationssysteme die Nachfrage nach detaillieren Gebäudemodellen, die nicht nur die geometrischen Aspekte sondern auch semantische Informationen beinhalten, stark an. Urbanisierung und Industrialisierung beeinflussen das Wachstum von urbaner Vegetation drastisch, welche als ein wesentlicher Teil des Lebensraums angesehen wird. Aus diesem Grund werden Aufgaben wie der Ökosystemüberwachung, der Verbesserung der Planung und des Managements von urbanen Regionen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Gleichermaßen hat die Erkennung und Modellierung von Bäumen im Stadtgebiet sowie die kontinuierliche Überprüfung ihrer Inventurparameter an Bedeutung gewonnen. Die steigende Nachfrage nach 3D-Gebäudemodellen, welche durch Fassadeninformation ergänzt wurden, und Informationen über einzelne Bäume im städtischen Raum erfordern effiziente Extraktions- und Rekonstruktionstechniken, die hochgradig automatisiert sind. In diesem Zusammenhang ist das Wissen über die geometrische Form jedes Objektteils ein wichtiger Aspekt. Heutzutage, wird das Mobile Laser Scanning (MLS) vermehrt eingesetzt um Objekte im städtischen Umfeld zu erfassen und es entwickelt sich zur Hauptquelle von Daten für die Modellierung von urbanen Objekten. Eine Vielzahl von Objekten wurde schon mit Daten von MLS rekonstruiert. Außerdem wurden bereits viele Methoden für die Verarbeitung von MLS-Daten mit dem Ziel urbane Objekte zu erkennen und zu rekonstruieren vorgeschlagen. Die 3D-Punkwolke einer städtischen Szene stellt eine große Menge von Messungen dar, die viele Objekte von verschiedener Größe umfasst, komplexe und unvollständige Strukturen sowie Löcher (Rauschen und Datenlücken) enthält und eine inhomogene Punktverteilung aufweist. Aus diesem Grund ist die Verarbeitung von MLS-Punktwolken im Hinblick auf die Extrahierung und Modellierung von wesentlichen und charakteristischen Fassadenstrukturen sowie Bäumen von großer Bedeutung. In der Arbeit werden zwei neue Methoden für die Rekonstruktion von Gebäudefassaden und die Extraktion von Bäumen aus MLS-Punktwolken vorgestellt, sowie ihre Anwendbarkeit in der städtischen Umgebung analysiert. Die erste Methode zielt auf die Rekonstruktion von Gebäudefassaden mit expliziter semantischer Information, wie beispielsweise Fenster, Türen, und Balkone. Die Rekonstruktion läuft vollautomatisch ab. Zu diesem Zweck werden einige Algorithmen vorgestellt, die auf dem Vorwissen über die geometrische Form und das Arrangement von Fassadenmerkmalen beruhen. Die initiale Klassifikation, mit welcher die Punkte in Objektpunkte und Bodenpunkte unterschieden werden, wird über eine lokale Höhenhistogrammanalyse zusammen mit einer planaren Region-Growing-Methode erzielt. Die Punkte, die als zugehörig zu Objekten klassifiziert werden, werden anschließend in Ebenen segmentiert, welche als Basiselemente der Merkmalserkennung angesehen werden können. Information über die Gebäudestruktur kann in Form von Regeln und Bedingungen erfasst werden, welche die wesentlichen Steuerelemente bei der Erkennung der Fassadenmerkmale und der Rekonstruktion des geometrischen Modells darstellen. Um Merkmale wie Fenster oder Türen zu erkennen, die sich an der Gebäudewand befinden, wurde eine löcherbasierte Methode implementiert. Einige Löcher, die durch Verdeckungen entstanden sind, können anschließend durch einen neuen regelbasierten Algorithmus eliminiert werden. Außenlinien der Merkmalsränder werden durch ein Polygon verbunden, welches das geometrische Modell repräsentiert, indem eine Methode angewendet wird, die auf geometrischen Primitiven basiert. Dabei werden die topologischen Relationen unter Beachtung des Vorwissens über die primitiven Formen analysiert. Mögliche Außenlinien können von den Kantenpunkten bestimmt werden, welche mit einer winkelbasierten Methode detektiert werden können. Wiederkehrende Muster und Ähnlichkeiten werden ausgenutzt um geometrische und topologische Ungenauigkeiten des rekonstruierten Modells zu korrigieren. Neben der Entwicklung des Schemas zur Rekonstruktion des 3D-Fassadenmodells, sind die Segmentierung einzelner Bäume und die Ableitung von Attributen der städtischen Bäume im Fokus der Untersuchung. Die zweite Methode zielt auf die Extraktion von individuellen Bäumen aus den Restpunktwolken. Vorwissen über Bäume, welches speziell auf urbane Regionen zugeschnitten ist, wird im Extraktionsprozess verwendet. Der formbasierte Ansatz zur Extraktion von Einzelbäumen besteht aus einer Reihe von Schritten. In jedem Schritt werden Objekte in Abhängigkeit ihrer geometrischen Merkmale gefunden. Stämme werden unter Ausnutzung der Hauptrichtung der Punktverteilung identifiziert. Dafür werden Punktsegmente gesucht, die einen Teil des Baumstamms repräsentieren. Das Ergebnis des Algorithmus sind segmentierte Bäume, welche genutzt werden können um genaue Informationen über die Größe und Position jedes einzelnen Baumes abzuleiten. Einige Beispiele der Ergebnisse werden in der Arbeit angeführt. Die Zuverlässigkeit der Algorithmen und der Methoden im Allgemeinen wurden unter Verwendung von drei Datensätzen, die mit verschiedenen Laserscannersystemen aufgenommen wurden, verifiziert. Die Untersuchung zeigt auch das Potential sowie die Einschränkungen der entwickelten Methoden wenn sie auf verschiedenen Datensätzen angewendet werden. Die Ergebnisse beider Methoden wurden quantitativ bewertet unter Verwendung einer Menge von Maßen, die die Qualität der Fassadenrekonstruktion und Baumextraktion betreffen wie Vollständigkeit und Genauigkeit. Die Genauigkeit der Fassadenrekonstruktion, der Baumstammdetektion, der Erfassung von Baumkronen, sowie ihre Einschränkungen werden diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass MLS-Punktwolken geeignet sind um städtische Objekte detailreich zu dokumentieren und dass mit automatischen Rekonstruktionsmethoden genaue Messungen der wichtigsten Attribute der Objekte, wie Fensterhöhe und -breite, Flächen, Stammdurchmesser, Baumhöhe und Kronenfläche, erzielt werden können. Der gesamte Ansatz ist geeignet für die Rekonstruktion von Gebäudefassaden und für die korrekte Extraktion von Bäumen sowie ihre Unterscheidung zu anderen urbanen Objekten wie zum Beispiel Straßenschilder oder Leitpfosten. Aus diesem Grund sind die beiden Methoden angemessen um Daten von heterogener Qualität zu verarbeiten. Des Weiteren bieten sie flexible Frameworks für das viele Erweiterungen vorstellbar sind. / Up-to-date 3D urban models are becoming increasingly important in various urban application areas, such as urban planning, virtual tourism, and navigation systems. Many of these applications often demand the modelling of 3D buildings, enriched with façade information, and also single trees among other urban objects. Nowadays, Mobile Laser Scanning (MLS) technique is being progressively used to capture objects in urban settings, thus becoming a leading data source for the modelling of these two urban objects. The 3D point clouds of urban scenes consist of large amounts of data representing numerous objects with significant size variability, complex and incomplete structures, and holes (noise and data gaps) or variable point densities. For this reason, novel strategies on processing of mobile laser scanning point clouds, in terms of the extraction and modelling of salient façade structures and trees, are of vital importance. The present study proposes two new methods for the reconstruction of building façades and the extraction of trees from MLS point clouds. The first method aims at the reconstruction of building façades with explicit semantic information such as windows, doors and balconies. It runs automatically during all processing steps. For this purpose, several algorithms are introduced based on the general knowledge on the geometric shape and structural arrangement of façade features. The initial classification has been performed using a local height histogram analysis together with a planar growing method, which allows for classifying points as object and ground points. The point cloud that has been labelled as object points is segmented into planar surfaces that could be regarded as the main entity in the feature recognition process. Knowledge of the building structure is used to define rules and constraints, which provide essential guidance for recognizing façade features and reconstructing their geometric models. In order to recognise features on a wall such as windows and doors, a hole-based method is implemented. Some holes that resulted from occlusion could subsequently be eliminated by means of a new rule-based algorithm. Boundary segments of a feature are connected into a polygon representing the geometric model by introducing a primitive shape based method, in which topological relations are analysed taking into account the prior knowledge about the primitive shapes. Possible outlines are determined from the edge points detected from the angle-based method. The repetitive patterns and similarities are exploited to rectify geometrical and topological inaccuracies of the reconstructed models. Apart from developing the 3D façade model reconstruction scheme, the research focuses on individual tree segmentation and derivation of attributes of urban trees. The second method aims at extracting individual trees from the remaining point clouds. Knowledge about trees specially pertaining to urban areas is used in the process of tree extraction. An innovative shape based approach is developed to transfer this knowledge to machine language. The usage of principal direction for identifying stems is introduced, which consists of searching point segments representing a tree stem. The output of the algorithm is, segmented individual trees that can be used to derive accurate information about the size and locations of each individual tree. The reliability of the two methods is verified against three different data sets obtained from different laser scanner systems. The results of both methods are quantitatively evaluated using a set of measures pertaining to the quality of the façade reconstruction and tree extraction. The performance of the developed algorithms referring to the façade reconstruction, tree stem detection and the delineation of individual tree crowns as well as their limitations are discussed. The results show that MLS point clouds are suited to document urban objects rich in details. From the obtained results, accurate measurements of the most important attributes relevant to the both objects (building façades and trees), such as window height and width, area, stem diameter, tree height, and crown area are obtained acceptably. The entire approach is suitable for the reconstruction of building façades and for the extracting trees correctly from other various urban objects, especially pole-like objects. Therefore, both methods are feasible to cope with data of heterogeneous quality. In addition, they provide flexible frameworks, from which many extensions can be envisioned.

Comprendre le comportement des utilisateurs est fondamentale pour créer des systèmes de communication efficaces. Dévoiler les interactions complexes entre les utilisateurs dans le monde réel ou en ligne, déchiffrer leurs activité sur Internet, ou comprendre la mobilité humaine - toutes les formes des activités - peuvent avoir un impact direct sur la performance d'un réseau de communication. Mais l'observation du comportement de l'utilisateur n'est pas suffisant. Pour transformer l'information en connaissance utile, il faut cependant aller au-delà de l'observation et l' explication du passé et de créer des modèles permettant de prédire le comportement. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur le cas des utilisateurs qui consomment du contenu dans leurs trajets quotidiens, en particulier lorsque la connectivité est faible ou intermittente. Nous considérons que les utilisateurs peuvent communiquer entre eux en utilisant l'infrastructure mais aussi directement en utilisant les communications opportunistes. Nous proposons de nouvelles perspectives sur la façon d'utiliser des information sur le comportement des utilisateurs dans la conception de solutions plus efficaces pour les communications mobiles opportunistes. En particulier, nous mettons en avant que le comportement des utilisateurs, à la fois en termes de consommation de contenu et les contacts entre les utilisateurs mobiles, peut être utilisé pour élaborer des stratégies dynamiques de réplication de données. / Understanding user behavior is fundamental in the design of efficient communication systems. Unveiling the complex online and real-life interactions among users, deciphering online activity, or understanding user mobility patterns all forms of user activity have a direct impact on the performance of the network. But observing user behavior is not sufficient. To transform information in valuable knowledge, one needs however to make a step forward and go beyond observing and explaining the past to building models that will predict future behavior. In this thesis, we focus on the case of users consuming content on the move, especially when connectivity is poor or intermittent. We consider both traditional infrastructure-based communications and opportunistic device-to-device transfers between neighboring users. We offer new perspectives of how to use additional information about user behavior in the design of more efficient solutions for mobile opportunistic communications. In particular, we put forward the case that the collective user behavior, both in terms of content consumption and contacts between mobile users, can be used to build dynamic data replication strategies.

L’adaptation et l’application des méthodes formelles de vérification et de développement à des systèmes et algorithmes distribués est un domaine de recherche très actif. Un des défis principaux réside dans la variété des modèles calculatoires qui existent en algorithmique répartie : des encodages naïfs conduisent à des espaces d’états dont la taille dépasse les capacités des outils les plus puissants de vérification. D’autre part, la complexité intrinsèque de ces algorithmes fait que leur correction n’est pas évidente même pour leurs concepteurs. Dans cette thèse on s’intéresse à l’analyse formelle de protocoles de robots mobiles, un modèle de calcul particulièrement original car les agents ne disposent ni de mémoire (locale ou partagée) ni de la capacité de communiquer par échange de messages. Un cadre général permettant d'exprimer les modèles robotiques est présenté dans cette thèse. Ce modèle a permit d'utiliser à la fois la vérification par model checking d’algorithmes proposés dans la littérature et la synthèse formelle d’algorithmes (optimaux) pour un problème donné, quelque soit le niveau d'asynchronisme du modèle robotique étudié. / The topic of autonomous mobile robots continues to generate a lot of interest in the algorithmic community, both from a purely theoretical perspective and from a more applicative one. The model is now well understood, and the problems under investigation are becoming more and more complex. Correctness proofs are usually very intricate and elaborate, often leaving margin of doubts. This thesis focuses on a new approach to formally study correctness in robots systems and to automatically generate algorithmic solutions. In fact, we propose a general framework to express robot models, and where automated technics like model checking and algorithm synthesis can be used, moreover we show their applicability in robots models under all possible synchronicity levels (from fully synchronous to fully asynchronous).

L’Homme est aujourd’hui au centre d’une sphère électronique composée de terminaux hétérogènes capables d’offrir des services similaires. Il choisit désormais l’interface adaptée à ses besoins, passant librement d’un terminal à un autre pour bénéficier d’un même service. Cette liberté induit de nouvelles problématiques de mobilité ayant un impact direct sur l’expérience utilisateur. L’état de l’art fait apparaître deux catégories de services aux caractéristiques propres : des services applicatifs revêtant diverses formes (applications locales et distantes) et des services de télécommunications reposant sur des infrastructures standardisées. L’étude des contraintes de mobilité et des approches existantes révèle que les solutions actuelles dans ce domaine sont incomplètes et ne peuvent assurer une continuité de bout en bout : désignation, transfert, adaptation, etc. Nous avons implémenté des mécanismes de continuité dans les environnements ims et web pour des services de télécommunications et multimédias afin de mettre en évidence les lacunes des solutions existantes, et identifier les fonctions élémentaires d’une gestion globale de la mobilité. Le résultat de ces travaux révèle qu’une approche plus abstraite du concept de service est nécessaire dans la définition d’un modèle générique de continuité adapté au milieu hétérogène de l’utilisateur. Nous avons introduit de nouveaux concepts et des mécanismes de mobilité originaux que nous avons ensuite implémentés dans un "distributed Service Manager". Enfin nous avons évalué ce modèle grâce à des tests qualitatifs et quantitatifs sur un prototype selon un scénario de transfert d’un service d’édition de texte dans un milieu hétérogène. Les résultats particulièrement satisfaisants prouvent la faisabilité de notre solution et son adéquation avec les contraintes de continuités temporelle et contextuelle / People now live within an electronic sphere of heterogenous devices providing similar services. From now on they can freely choose the best interface corresponding to their needs, switching from a device to another while enjoying a same service. This freedom leverage new mobility issues that directly impact the user experience. The state of the art introduces two services types with specific properties : applicative services commonly known as local or remote applications and telecommunication services based on standardised infrastructures. The study of the mobility constraints and the existing approaches shows that current solutions in this domain are incomplete and cannot assure an end-to-end continuity : selection, transfer, adaptation, etc. We implemented continuity mechanisms in the ims and web environments for telecommunication and multimedia services in order to emphasize the lacks of the existing solutions and identify the basic features of a unified mobility management model. These works led to a more abstract vision of the service concept, required to define a generic continuity model adapted to the user’s heterogeneous environment. We introduced innovative concepts and original mobility mechanisms, which we implemented in a "distributed Service Manager". Finally, we evaluated this model with qualitative and quantitative tests on a prototype according to a transfer scenario of text-edition service in a heterogeneous environment. Results are very satisfying, they prove the feasibility of our solution and its adequacy with the temporal and contextual constraints

L'objectif de ces travaux de thèse consiste à mettre en place des solutions algorithmiques permettant de reconstruire un modèle 3D éditable d'un environnement intérieur à l'aide d'une tablette équipée d'un capteur de profondeur.Ces travaux s'inscrivent dans le contexte de la rénovation d'intérieur. Les normes Européennes poussent à la rénovation énergétique et à la modélisation 3D des bâtiments existants. Des outils professionnels utilisant des capteurs de type LIDAR permettent de reconstruire des nuages de points de très grande qualité, mais sont coûteux et longs à mettre en œuvre. De plus, il est très difficile d'identifier automatiquement les constituants d'un bâtiment pour en exporter un modèle 3D éditable complet.Dans le cadre de la rénovation d’intérieur, il n'est pas nécessaire de disposer des informations sur l'ensemble du bâtiment, seules les principales dimensions et surfaces sont nécessaires. Nous pouvons alors envisager d'automatiser complètement le processus de modélisation 3D.La mise sur le marché de capteurs de profondeur intégrables sur tablettes, et l'augmentation des capacités de calcul de ces dernières nous permet d'envisager l'adaptation d'algorithmes de reconstruction 3D classiques à ces supports.Au cours de ces travaux, nous avons envisagé deux approches de reconstruction 3D différentes. La première approche s'appuie sur des méthodes de l'état de l'art. Elle consiste à générer un maillage 3D d'un environnement intérieur en temps réel sur tablette, puis d'utiliser ce maillage 3D pour identifier la structure globale du bâtiment (murs, portes et fenêtres). La deuxième approche envisagée consiste à générer un modèle 3D éditable en temps réel, sans passer par un maillage intermédiaire. De cette manière beaucoup plus d'informations sont disponibles pour pouvoir détecter les éléments structuraux. Nous avons en effet à chaque instant donné un nuage de points complet ainsi que l'image couleur correspondante. Nous avons dans un premier temps mis en place deux algorithmes de segmentation planaire en temps réel. Puis, nous avons mis en place un algorithme d'analyse de ces plans permettant d'identifier deux plans identiques sur plusieurs prises de vue différentes. Nous sommes alors capables d'identifier les différents murs contenus dans l'environnement capturé, et nous pouvons mettre à jour leurs informations géométriques en temps réel. / This thesis works consisted to implement algorithmic solutions to reconstruct an editable 3D model of an indoor environment using a tablet equipped with a depth sensor.These works are part of the context of interior renovation. European standards push for energy renovation and 3D modeling of existing buildings. Professional tools using LIDAR-type sensors make it possible to reconstruct high-quality point clouds, but are costly and time-consuming to implement. In addition, it is very difficult to automatically identify the constituents of a building to export a complete editable 3D model.As part of the interior renovation, it is not necessary to have information on the whole building, only the main dimensions and surfaces are necessary. We can then consider completely automating the 3D modeling process.The recent development of depth sensors that can be integrated on tablets, and the improvement of the tablets computation capabilities allows us to consider the adaptation of classical 3D reconstruction algorithms to these supports.During this work, we considered two different 3D reconstruction approaches. The first approach is based on state-of-the-art methods. It consists of generating a 3D mesh of an interior environment in real time on a tablet, then using this 3D mesh to identify the overall structure of the building (walls, doors and windows). The second approach envisaged is to generate a 3D editable model in real time, without passing through an intermediate mesh. In this way much more information is available to be able to detect the structural elements. We have in fact at each given time a complete point cloud as well as the corresponding color image. In a first time we have set up two planar segmentation algorithms in real time. Then, we set up an analysis algorithm of these plans to identify two identical planes on different captures. We are then able to identify the different walls contained in the captured environment, and we can update their geometric information in real-time.

La téléphonie mobile occupe une place importante dans notre société. Nous sommes passés de téléphones n’ayant que pour principale fonction la communication, à de véritables instruments de développement économiques. Désormais utilisées dans le monde entier et adopté par des populations issues de toutes les classes sociales, les transactions effectuées par la téléphonie mobile doivent aujourd’hui indéniablement être astreintes à un encadrement juridique efficace, orienté sur la protection des consommateurs de ces services. Dans le cadre de notre étude, nous avons décidé de nous consacrer à l’analyse des prestations de services de paiements mobiles. Ces dernières, qui sont particulièrement appréciées des populations africaines, nous ont menés à analyser le contrat qui lie les consommateurs de ces services. Malgré l’existence de certaines règles importantes, il est apparu que de nombreuses insuffisances mettant en danger le consommateur pouvaient être relevées. Cette réalité n’est que le fruit de plusieurs obstacles qui se dressent face à l’élaboration d’un cadre juridique adapté aux consommateurs. Ils proviennent essentiellement du fait que le continent africain n’est autre que celui qui accueille cette nouvelle technologie, qui n’a pas encore été appréhendée par d’autres continents dont certains États membres ont longtemps constitué un exemple pour ceux-ci. Même au sein du continent africain, les efforts déployés par certains États d’Afrique de l’Est n’ont pu être textuellement retranscrits, au vu de la particularité de chaque État, et de chaque système juridique. Dans le cadre de notre étude, nous verrons comment le législateur pourrait être en mesure de réduire les inégalités qui existent entre le consommateur d’une part, et les professionnels d’autre part. / Mobile telephony has an important place in our society. We have gone from mobile phones having only the main function of communication, to real instruments of economic development. Now used around the world and adopted by populations from all social classes, transactions carried out by mobile telephony must now undoubtedly be subject to an effective legal framework geared towards the protection of consumers of these services. As part of our study, we decided to devote ourselves to the analysis of the provision of mobile payment services. These transactions, which are particularly appreciated by the African populations, have led us to analyze the contract that binds the consumers of these services. Despite the existence of certain important rules, it appeared that many shortcomings which endangered the consumer must be noted. This reality is only the fruit of several obstacles that stand in the way of the development of a legal framework adapted to consumers. They are mainly due to the fact that the African continent is no other than the one which develops this new technology, which has not yet been approved by other continents of which some member states have been an example for them. Even within the African continent, the efforts made by some West African states could not be textually transcribed, because of the particularity of each state, and each legal system. As part of our study, we will see how the legislator could be able to reduce the inequalities that exist between consumers on the one hand, and professionals on the other.

La décision de recourir à un dépistage prénatal est complexe, mais pourrait être facilitée par les outils d'aide à la décision (OAD). Par des méthodes mixtes, nous avons exploré les facteurs influençant l'intention d'utiliser un OAD basé sur une application mobile (mDA) pour prendre la décision en lien avec le dépistage prénatal des trisomies 21, 18 et 13 au Québec chez les femmes enceintes. L'intention et les variables psychosociales susceptibles de l'expliquer (influence sociale, croyances en les capacités, norme morale, croyances en les conséquences) ont été mesurées à l'aide d'un questionnaire autoadministré validé, le DPC-Reaction. Des entretiens ont exploré l'expérience avec l'OAD papier, l'intérêt pour la version mobile, les fonctionnalités appréciées et les caractéristiques souhaitées afin de soutenir la prise de décision. La sélection des variables indépendantes et les analyses ont été guidées par le modèle intégrateur de Godin et al, ainsi que par une revue systématique sur les prédicteurs de l'intention d'utiliser des applications mobiles de santé chez les femmes enceintes. Nous avons effectué des analyses descriptives, bivariées et multivariées pour évaluer l'intention et identifier ses prédicteurs et aussi une analyse thématique des transcriptions d'entretiens. L'étude a inclus 67 femmes enceintes, majoritairement canadiennes (88,1%), francophones (89,6%), de 25 à 34 ans (59,7%), fortement instruites, utilisant leur téléphone 1 à 3 heures par jour (55,2 %). Le score moyen d'intention était de 4,92 ± 2,03 sur 7. L'influence sociale (β:1,21; p<0,0001) et les croyances sur les conséquences (β:0,17; p=0,03) lui étaient positivement associées. Parmi les femmes enceintes ayant évalué le mDA lors des entretiens (47/67), 89,9 % étaient familières avec les applications et l'ont apprécié. La compréhension de l'influence de ces facteurs sur l'intention des femmes enceintes d'utiliser le mDA pourrait contribuer à l'élaboration de stratégies efficaces pour promouvoir son utilisation afin de soutenir des choix éclairés en dépistage prénatal. / The decision to undergo prenatal screening is a complex one, but could be facilitated by decision support tools (DSTs). Using mixed methods, we explored the factors influencing pregnant women's intention to use an DST based on a mobile application (mDA) to make the decision about prenatal screening for trisomy 21, 18 and 13 in Quebec. Intention and the psychosocial variables likely to explain it (social influence, beliefs in abilities, moral norm and beliefs in consequences) were measured using a validated self-administered questionnaire, the DPC-Reaction. Interviews explored experience with the paper-based DST, interest in the mobile version, features valued and features desired to support decision making. Independent variable selection and analyses were guided by the integrative model of Godin et al, as well as by a systematic review on predictors of intention to use mobile health applications among pregnant women. We performed descriptive, bivariate and multivariate analyses to assess intention and identify its predictors, as well as a thematic analysis of the interview transcripts. The study included 67 pregnant women, mostly Canadian (88.1%), French-speaking (89.6%), aged 25 to 34 (59.7%), highly educated, using their telephone 1 to 3 hours a day (55.2%). The mean intention score was 4.92 ± 2.03 out of 7. Social influence (β:1.21, p < 0.0001) and beliefs about consequences (β:0.17, p = 0.03) were positively associated with it. Of the pregnant women who rated the paper-based version of the app during a personal interview (47/67), 89.9% were familiar with and appreciated pregnancy apps. Understanding the influence of these factors on pregnant women's intention to use the mDA could contribute to the development of effective strategies to promote its use in order to support informed choices in prenatal screening.

Pour combler l'écart entre l'augmentation de la demande énergétique et l'épuisement de la production d'hydrocarbures onshore, l'exploitation des hydrocarbures offshore est de plus en plus envisagée, en particulier les gisements de gaz / pétrole dans les eaux plus profondes. En attendant, un grand nombre d'unités de traitement déployées pour la production d'hydrocarbures doivent respecter les contraintes environnementales conçues pour la protection maritime. Les systèmes tels que les réacteurs et les épurateurs à lit fixe embarqués deviennent inévitablement l'une des options les plus prometteuses pour atteindre ces deux objectifs. De nombreux efforts dans la littérature pour dévoiler l'hydrodynamique de l'écoulement multiphasé dans les lits garnis révèlent que des défis persistent soit dans leur conception / mise à l'échelle, soit dans leurs opérations. De plus, exposer ces réacteurs à des conditions marines difficiles telles que la convolution de la dynamique des navires et de l'hydrodynamique à l'intérieur des réacteurs à lit fixe conduit à des situations encore plus compliquées pour maintenir des performances de fonctionnement acceptables dans les conditions flottantes. Un grand nombre de preuves issues de la littérature a jusqu'à présent mis en évidence l'échec des colonnes garnies avec des garnissages aléatoires, des garnissages structurés ou des mousses à alvéoles ouvertes, pour empêcher la maldistribution des liquides dans les lits fixes destinés à fonctionner à bord de navires ou de platesformes flottantes. Les efforts de recherche doivent donc se poursuivre dans le but de trouver des composants internes robustes et capables de résilience contre la maldistribution des liquides dans les réacteurs / unités de séparation gaz-liquide. Ce projet de doctorat s’est proposé des recherches visant dans un premier temps de tester des internes disponibles commercialement pouvant préserver des performances similaires à celles des unités terrestres classiques. Au meilleur de notre connaissance, la sensibilité et la susceptibilité des réacteurs monolithes à une mauvaise distribution soumis à des conditions offshore n'ont pas encore été étudiées. Plutôt que de se concentrer uniquement sur une étude des lits monolithiques, le chapitre 1 opte pour une campagne expérimentale plus large comprenant un garnissage aléatoire et un garnissage en mousse à cellules ouvertes pour des comparaisons systématiques de la distribution des liquides en conditions flottantes. La distribution liquide des colonnes embarquées garnies de divers garnissages et pour une large plage de débit gaz / liquide est systématiquement comparée à l'aide d'un capteur à treillis métallique (WMS) et d'un émulateur hexapode à six degrés de liberté. La vraisemblance de conditions météorologiques extracôtières rudes pourrait menacer la sureté de l'exploitation des lits fixes, en particulier dans des situations extrêmes telles que des cyclones, des épisodes d'icebergs, etc. Pour assurer la sécurité du personnel et des installations, l’opération des colonnes garnies à bord doit être immédiatement interrompue pour éviter des problèmes de sécurité critiques sous de telles circonstances. Par conséquent, la base de connaissances sur la dynamique de drainage des liquides dans les lits flottants est iv essentielle pour assurer une vidange rapide du liquide. Néanmoins, l'étude de la dynamique du drainage liquide des lits fixes en conditions flottantes est à tout le moins rare. Par conséquent, le chapitre 2 se propose de comparer expérimentalement le drainage du liquide dans des colonnes garnies dans les conditions marines à celui observé dans une colonne statique verticale à l’instar des applications terrestres. En dehors de cela, l'influence des mouvements du navire (par exemple, cavalement, embardée, pilonnement, roulis, tangage, et lacet) à différentes amplitudes et périodes d'oscillation sur la dynamique de drainage des liquides est étudiée pour approfondir nos connaissances. Parallèlement à l'étude expérimentale, un modèle numérique Euler-Euler transitoire et en trois dimensions est utilisé en complément pour tenter de prédire la dynamique du drainage des liquides dans les lits flottants. D'autres facteurs susceptibles d'affecter la dynamique de drainage sont analysés par la simulation numérique. Ainsi, le chapitre 3 met en évidence l'influence globale des propriétés des liquides, de la structure du lit et des types de mouvement associé à la sollicitation marine. Par ailleurs, la campagne expérimentale en fournissant des données mesurables a permis de valider le modèle dans les conditions de roulis et de tangage testées au laboratoire. / To fill the gap between increasing energy demand and depletion of onshore hydrocarbon production, offshore hydrocarbon exploitation is increasingly contemplated especially the gas/oil fields in the deeper water. Meantime, large amount of deployed processing units for hydrocarbon productions must comply with the environmental codes designated for maritime protection. Systems such as embarked packed-bed reactors and scrubbers inevitably become one of the most promising options to achieve both purposes. Numerous efforts in literature to unveil the hydrodynamics of multiphase flow in packed beds reveal that challenges persist either in their design/scale-up or during the operations. Moreover, exposing these reactors to harsh marine conditions such as the convolution of ship dynamics and hydrodynamics inside packed-bed reactors leads to even more complex situations to maintain the proper operation performance of packed-bed reactors under floating conditions. A lot of evidence from literature has pointed out the failure of random and structured packings and open-cell foams, to prevent liquid maldistribution in packed beds destined to operate on-board sailing ships and floating platforms. Research efforts must therefore continue in the quest for robust internals capable of resilience against liquid maldistribution in gas-liquid reactors/separation units. The proposed Ph.D. research aims at firstly following a sound path to adapt commercially existing internals being capable of preserving performance similar to landbased packed beds. To the best of literature exploring, the sensitivity and susceptibility of monolith reactors to maldistribution subjected to offshore conditions have yet to be investigated. Rather than focusing on a study of monolith beds alone, Chapter 1 opts for a broader experimental campaign including a random packing and an open-cell foam packing for the sake of systematic comparisons of the liquid distribution under floating conditions. Liquid distribution of embarked columns packed with various internals under wide gas/liquid flow range is systematically compared with the assistance of wire mesh sensor (WMS) and six-degree-of-freedom emulator hexapod. Severe offshore weather conditions threaten the operation safety of floating packed beds especially encountering extreme situations such as cyclone, iceberg episodes and so forth. To ensure the safety of staff and facilities, the onboard packed columns must be immediately shutdown to avoid critical safety concerns under such circumstances. Therefore, knowledgebase of liquid draining dynamics in floating packed beds is the essence to ensure timely discharge of liquid. Nevertheless, the study regarding liquid drainage dynamics of packed beds under floating conditions is scarce to say the least. Then, Chapter 2 compares liquid draining of packed columns embarking on floating platforms with static land-based one experimentally. Other than that, the influence of ship motions (e.g., roll, roll & pitch, heave etc.) with different oscillation amplitudes and periods on liquid draining dynamics is investigated to deepen the insights. vi In parallel with the experimental study, a 3D transient Euler-Euler CFD model is employed as a supplementary analysis to further deepen the understanding of liquid drainage dynamics in floating packed beds. More factors possibly affecting the draining dynamics are exploited by numerical simulation. Consequently, Chapter 3 highlights the comprehensive influence of liquid properties, bed structure and moving types instead of focusing on impact of movements alone. Meanwhile, with sufficient body of experimental campaign, the validity and accuracy of model are strongly endorsed.

Ce mémoire présente les concepts théoriques et pratiques qui permettront à un groupe de véhicules sans-pilote hétérogène d'estimer la position et l'orientation relative des véhicules voisins en temps réel. Le système de localisation relative leur permettra donc de se coordonner localement afin d'effectuer des missions d'équipe telles que le transport d'une charge et le vol en formation. La localisation relative est effectuée avec une matrice de capteurs ultrasoniques et un algorithme de différence de temps d'arrivée des signaux. Le système présenté peut être monté à bord de véhicules sans-pilote et ne requiert pas d'architecture externe.