D'après le rapport de l'OMS en 2015, près de la moitié de la population mondiale est exposée au risque du paludisme et le plus grand nombre des cas recensés se trouve en Afrique subsaharienne. Madagascar fait partie des pays où le paludisme est encore endémique. La géographie et le climat de l'île se traduisent par une répartition assez particulière du paludisme. Les plus fortes incidences sont observées sur les littoraux alors que les plus faibles le sont sur les Hautes Terres Centrales. Cinq zones épidémiologiques et opérationnelles ont été définies par les services de lutte contre le paludisme : Est, Ouest, Sud, Hautes Terres et les Marges. Cette étude vise à apporter une meilleure compréhension de l'épidémiologie du paludisme et de mesurer l'impact des mobilités humaines sur la transmission des zones à forte transmission vers les zones à faible transmission afin de contribuer à mieux cibler les actions de contrôle par les acteurs de la santé publique. Elle offre une nouvelle approche permettant d'évaluer la dynamique spatio-temporelle du paludisme, de quantifier la circulation de l'infection palustre en tenant compte de la mobilité de la population par l’utilisation des données de téléphonie mobile et d'identifier les principales zones exportatrices et importatrices de la maladie. En premier lieu, à travers une analyse rétrospective des données d'incidence, ce travail a montré une hétérogénéité évidente dans chaque stratification épidémiologique et la recrudescence de la maladie sur les Hautes Terres et les Marges. En second lieu, indépendamment de la densité de la population, nous avons montré que les Hautes Terres et surtout la capitale Antananarivo sont une zone à fort risque d'importation de paludisme et que les zones exportatrices sont surtout situées à l'Est et à l'Ouest. Enfin, notre enquête de terrain a souligné l'importance d'une mobilité inter district faible et d'une mobilité intra district voire intra communale importante qui mériterait d'être prise en compte dans la mesure de la circulation de l'infection palustre. Cette étude a permis de mettre en lumière que le paludisme est très dynamique à Madagascar avec un degré d'intensité différent même si les zones appartiennent à la même stratification. Ce constat devrait se traduire par une adaptation des stratégies de lutte. Enfin, la mobilité humaine joue un rôle important dans la transmission. A l'heure où la téléphonie mobile s'est largement diffusée à Madagascar, son utilisation pour estimer le déplacement des populations devient un outil pertinent pour contribuer à orienter le contrôle des maladies. / According to the 2015 WHO report, almost half of the world population is exposed to malaria, with the largest number of reported cases in sub-Saharan Africa. Madagascar is one of the countries where malaria is still endemic because of its geographical location. As a matter of fact, the geography and climate of the island gives a specific epidemiological stratification of malaria. There are five malaria epidemiological zones: East, West, South, Highlands and Fringe. The highest incidence is observed on coastal areas, while the lowest incidence is observed on the Central Highlands. This study aims to provide a better understanding of the epidemiology of malaria and to measure the impact of human mobility on transmission from high transmission areas to low transmission areas in order to help better target control actions by public health actors. This study proposes an alternative approach to assess the spatiotemporal dynamics of malaria, quantify the circulation of malaria infection and take into account the mobility of the population to identify the main source and sink areas of malaria. Firstly, through a retrospective analysis of incidence data, this work showed a clear heterogeneity in each stratum, and an increase the Highlands and the Fringe areas. Secondly, regardless of the population density, we have shown that the Highlands and especially the capital of Madagascar, Antananarivo, was a zone at high risk of the importation of malaria. The source areas were mainly in the eastern and the western part of the country. Finally, our field survey highlighted the importance of low inter-district mobility and high intra-district or even intra-communal mobility which should be taken into consideration when assessing the spreading of malaria infection. This study revealed that malaria is very dynamic in Madagascar with a different degree of intensity even if such areas belong to the same stratum. This observation should translate into an adaptation of control strategies. Finally, human mobility plays a leading part in the transmission. At a time when mobile telephony has spread widely in Madagascar, its use to estimate the mobility of populations is becoming a relevant tool to help guide disease control.

La croissance des terminaux et des services de réseau mobile pose aujourd'hui une question sur la méthode de distribuer efficacement des données aux utilisateurs. Plusieurs applications de réseau ont besoin de télécharger des données afin de fournir des informations aux utilisateurs. En conséquence, l'explosion du trafic de données exercé par les clients qui cherchent des contenus en ligne provoque la saturation du réseau cellulaire des opérateurs mobiles. Similaire aux problèmes du réseau Internet, les utilisateurs mobiles ont désormais fait face à la congestion au niveau des passerelles de réseau. En raison de l'imprévisibilité de la mobilité humaine, les fournisseurs de services mobiles ne peuvent pas installer suffisamment des infrastructures pour leurs clients. La réplication de contenu dans ce contexte a été prouvée comme une bonne solution pour améliorer la performance et l'extensibilité du réseau. Dans cette thèse, nous abordons les problèmes de la réplication du contenu dans des réseaux hétérogènes mobiles. Nous étudions deux questions fondamentales: où et combien de répliques doivent être placées dans le système. Nous modélisons le problème à l'aide de la théorie de "facility location" et nous concevons un mécanisme distribué qui est capable de réduire la latence d'accès au contenu et d'éviter la congestion au niveau des passerelles mobiles. En outre, nous examinons les contraintes de ressources des équipements mobiles et proposons des mécanismes P2P pour transférer les répliques afin de parvenir l'équilibrage de charge parmi les utilisateurs. Nous évaluons nos mécanismes en utilisant des modèles de mobilité humaine. Enfin, pour résoudre le problème causé par les utilisateurs rationnels qui se comportent égoïstement lors de la réplication du contenu dans les réseaux hétérogènes mobiles, nous dérivons un modèle de coût et utilisons la théorie des jeux pour étudier les équilibres du système. Particulièrement, nous étudions le facteur de réplication dans un scénario "flash-crowd" avec de différents débits de réseau sans fil. A partir des résultats théoriques, nos futurs travaux sont d'élaborer des stratégies à mettre en œuvre dans les réseaux en pratique.

Dans différents domaines de recherche, la modélisation est devenue un outil efficace pour étudier et prédire l’évolution possible d’un système, en particulier en épidémiologie. En raison de la mondialisation et de la mutation génétique de certaines maladies ou vecteurs de transmission, plusieurs épidémies sont apparues dans des régions non encore concernées ces dernières années. Dans cette thèse, un modèle décrivant la transmission de l’épidémie de chikungunya à la population humaine est étudié. Ce modèle prend en compte la mobilité spatiale des humains, ce qui est nouveau. En effet, c’est un facteur intéressant qui a influencé la réapparition de plusieurs maladies épidémiques. Le déplacement des moustiques est omis puisqu’il est limité à quelques mètres. Le modèle complet (modèle EDOs-EDPs) est alors composé d’un système à réaction-diffusion (prenant la forme d’équations différentielles partielles (EDPs) paraboliques semi-linéaires) couplé à des équations différentielles ordinaires (EDOs). Nous démontrons pour ce modèle, d’abord l’existence et l’unicité de la solution globale, sa positivité et sa bornitude, puis nous donnons quelques simulations numériques. Dans ce modèle, certains paramètres ne sont pas directement accessibles à partir des expériences et doivent être estimés numériquement. Cependant, avant de rechercher leurs valeurs, il est essentiel de vérifier l’identifiabilité des paramètres pour déterminer si l’ensemble des paramètres inconnus peut être déterminé de manière unique à partir des données. Cette étude permettra de s’assurer que les procédures numériques peuvent être couronnées de succès. Si l’identifiabilité n’est pas assurée, certaines données supplémentaires doivent être ajoutées. En fait, une première étude d’identifiabilité a été effectuée pour le modèle EDOs en considérant que le nombre d’œufs peut être facilement compté. Toutefois, après avoir discuté avec les chercheurs épidémiologistes, il apparaît que c’est le nombre de larves qui peut être estimé semaines par semaines. Ainsi, nous ferons une étude d’identifiabilité pour le nouveau modèle EDOs-EDPs avec cette hypothèse. Grâce à l’intégration de l’une des équations du modèle, on obtient des équations plus faciles reliant les entrées, les sorties et les paramètres, ce qui simplifie vraiment l’étude d’identifiabilité. A partir de l’étude d’identifiabilité, une méthode et une procédure numérique sont proposés pour estimer les paramètres sans en avoir connaissance. / In different fields of research, modeling has become an effective tool for studying and predicting the possible evolution of a system, particularly in epidemiology. Due to the globalization and the genetic mutation of certain diseases or transmission vectors, several epidemics have appeared in regions not yet concerned in the last years. In this thesis, a model describing the transmission of the chikungunya epidemic to the human population is studied. As a novelty, this model incorporates the spatial mobility of humans. Indeed, it is an interesting factor that has influenced the re-emergence of several epidemic diseases. The displacement of mosquitoes is omitted since it is limited to a few meters. The complete model (ODEs-PDEs model) is then composed of a reaction-diffusion system (taken the form of semi-linear parabolic partial differential equations (PDEs)) coupled with ordinary differential equations (ODEs). We prove the existence, uniqueness, positivity and boundedness of a global solution of this model at first and then give some numerical simulations. In such a model, some parameters are not directly accessible from experiments and have to be estimated numerically. However, before searching for their values, it is essential to verify the identifiability of parameters in order to assess whether the set of unknown parameters can be uniquely determined from the data. This study will insure that numerical procedures can be successful. If the identifiability is not ensured, some supplementary data have to be added. In fact, a first identifiability study had been done for the ODEs model by considering that the number of eggs can be easily counted. However, after discussing with epidemiologist searchers, it appears that it is the number of larvae which can be estimated weeks by weeks. Thus, we will do an identifiability study for the novel ODEs-PDEs model with this assumption. Thanks to an integration of one of the model equations, some easier equations linking the inputs, outputs and parameters are obtained which really simplify the study of identifiability. From the identifiability study, a method and numerical procedure are proposed for estimating the parameters without any knowledge of them.

Cette thèse a pour but d’étudier les activités humaines à travers l’analyse du flux de signalisation du réseau cellulaire de données (GTP). Pour ce faire, nous avons mis en place un ensemble d’outils nous permettant de collecter, stocker et analyser ces données de signalisation. Ceci en se basant sur une architecture indépendante au maximum des constructeurs de matériel. À partir des données extraites par cette plateforme nous avons fait trois contributions.Dans une première contribution, nous présentons l’architecture de la plateforme de capture et d’analyse de la signalisation GTP dans un réseau d’opérateur. Ce travail a pour but de faire l’inventaire des différents éléments déclenchant des mises à jour et aussi d’estimer la précision temporelle et spatiale des données collectées. Ensuite, nous présentons une série de mesures, mettant en avant les caractéristiques principales de la mobilité humaine observées au travers de la signalisation mobile (le temps inter-arrivées des messages de mise à jour, la distance observée des sauts entre cellules lors des déplacements des clients). Finalement, nous présentons l’analyse des compromis qui ont été faits entre la rapidité d’écriture/de lecture et la facilité d’usage du format de fichier utilisé lors de l’échange d’informations entre les sondes de capture et le système stockage. Deuxièmement, nous avons été capables de mettre en place un algorithme de reconstitution de trajets. Cet algorithme permet, à partir de données éparses issues du réseau cellulaire, de forger des trajets sur les voies de transport. Il se base sur les données des trajets sous-échantillonnées et en déduit les positions du client sur les voies de communication. Nous avons mis en place un graphe de transport intermodal. Celui-ci porte sur le métro, le train et le réseau routier. Il connecte les différents points entre eux dans chacune des couches de transport et interconnecte les modes de transport entre eux, aux intersections. Notre algorithme se base sur un modèle de chaîne de Markov cachée pour placer sur le graphe les positions probables des individus entre les différentes observations. L’apport de ce travail est l’utilisation des propriétés topologiques du réseau de transport afin de renseigner les probabilités d’émission et de transition dans un modèle non supervisé. Ces travaux ont donné lieu à une publication et à un brevet. Finalement, notre dernière contribution utilise les données issues de la signalisation à des fins de dimensionnement du réseau mobile d’opérateur. Il s’agit de dimensionner dynamiquement un réseau mobile en utilisant les bandes de fréquences dites vTV-Whitespace. Ces bandes de fréquences sont libérées sous certaines conditions aux USA et soumises à vente aux enchères. Ce que nous proposons est un système basé sur un algorithme de qualité d’expérience (QoE) et sur le coût de la ressource radio afin de choisir où déployer des femtocells supplémentaires et où en supprimer en fonction des variations de population par unité d’espace. En conclusion, cette thèse offre un aperçu du potentiel de l’analyse des metadata de signalisation d’un réseau dans un contexte plus général que la simple supervision d’un réseau d’opérateur / The aim of this thesis is to study human activities through the analysis of the signaling flow in cellular data network (GTP). In order to achieve this goal, we implemented a set of tools allowing us to collect, store and analyze this signaling data. We created an architecture independent at most of hardware manufacturers and network operators. Using data extracted by this platform we made three main contributions. In our first contribution, we present the GTP capture and analysis platform in a mobile operator network. This work intends to list the different elements triggering updates and to estimate the temporal and spatial accuracy of the data collected. Next, we present a set of measures that represent the main characteristics of human mobility observed through the mobile signaling data (the inter-arrival time of update messages, the observed distances of hops from cell to cell made by moving users). Finally, we present the analysis of the compromise that was made between the writing/reading performances and the ease of use of the file format for the data storage. In our second contribution, we propose CT-Mapper, an unsupervised algorithm that enables the mapping of mobile phone traces over a multimodal transport network. One of the main strengths of CT-Mapper is its capability to map noisy sparse cellular multimodal trajectories over a multilayer transportation network where the layers have different physical properties and not only to map trajectories associated with a single layer. Such a network is modeled by a large multilayer graph in which the nodes correspond to metro/train stations or road intersections and edges correspond to connections between them. The mapping problem is modeled by an unsupervised HMM where the observations correspond to sparse user mobile trajectories and the hidden states to the multilayer graph nodes. The HMM is unsupervised as the transition and emission probabilities are inferred using respectively the physical transportation properties and the information on the spatial coverage of antenna base stations. Finally, in our last contribution we propose a method for cellular resource planning taking into account user mobility. Since users move, the bandwidth resource should move accordingly. We design a score based method using TV Whitespace, and user experience, to determine from which cell resource should be removed and to which one it should be added. Combined with traffic history it calculates scores for each cell. Bandwidth is reallocated on a half-day basis. Before that, real traces of cellular networks in urban districts are presented which confirm that static network planning is no longer optimal. A dynamic femtocell architecture is then presented. It is based on mesh interconnected elements and designed to serve the score based bandwidth allocation algorithm. The score method along with the architecture are simulated and results are presented. They confirm the expected improvement in bandwidth and delay per user while maintaining a low operation cost at the operator side. In conclusion, this thesis provides an overview of the potential of analyzing the signaling metadata of a network in a broader context that supervision of an operator network

La capacité à prévoir les activités humaines a des implications essentielles dans de nombreux aspects des réseaux cellulaires. En particulier, la haute disponibilité de la prédiction de la mobilité peut permettre différents scénarios d'application; une meilleure compréhension de la demande de trafic de données mobiles peut aider à améliorer la conception de solutions pour l'équilibrage de la charge du réseau. Bien que de nombreux chercheurs aient étudié le sujet de la prédiction de la mobilité humaine, il y a eu peu de discussions sur l'anticipation du trafic de données mobiles dans les réseaux cellulaires.Pour comprendre la mobilité humaine, les ensembles de données de téléphones mobiles, consistant en des enregistrements de données de taxation (CDR), constituent un choix pratique d'empreintes humaines. Comme le déploiement du réseau cellulaire est très irrégulier et que les fréquences d'interaction sont généralement faibles, les données CDR sont souvent caractérisées par une parcimonie spatio-temporelle qui, à son tour, peut biaiser les analyses de mobilité basées sur de telles données et provoquer la perte de trajectoires individuelles.Dans cette thèse, nous présentons de nouvelles solutions de reconstruction de trajectoires individuelles et de prédiction de trafic de données mobiles individuelles. Nos contributions abordent les problèmes de (1) surmonter l'incomplétude des informations de mobilité pour l'utilisation des ensembles de données de téléphonie mobile et (2) prédire la future demande de trafic de données mobiles pour le support des applications de gestion de réseau.Premièrement, nous nous concentrons sur la faille de l'information sur la mobilité dans les ensembles de données de téléphones mobiles. Nous rapportons une analyse en profondeur de son effet sur la mesure des caractéristiques de mobilité individuelles et l'exhaustivité des trajectoires individuelles. En particulier, (1) nous fournissons une confirmation des résultats antérieurs concernant les biais dans les mesures de mobilité causées par la rareté temporelle de la CDR; (2) nous évaluons le décalage géographique provoqué par la cartographie des emplacements des utilisateurs vers les tours cellulaires et révélons le biais causé par la rareté spatiale de la CDR; (3) nous fournissons une estimation empirique de l'exhaustivité des données des trajectoires CDR individuelles. (4) nous proposons de nouvelles solutions de complétion CDR pour reconstruire incomplète. Nos solutions tirent parti de la nature des modèles de mouvements humains répétitifs et des techniques d'inférence de données de pointe et surpassent les approches précédentes illustrées par des simulations axées sur les données.Deuxièmement, nous abordons la prédiction des demandes de trafic de données mobiles générées par les abonnés individuels du réseau mobile. Sur la base de trajectoires complétées par nos solutions développées et nos historiques de consommation de données extraites d'un ensemble de données de téléphonie mobile à grande échelle, (1) nous étudions les limites de prévisibilité en mesurant la prévisibilité maximale que tout algorithme peut atteindre. les approches de prédiction du trafic de données mobiles qui utilisent les résultats de l'analyse théorique de la prévisibilité. Notre analyse théorique montre qu'il est théoriquement possible d'anticiper la demande individuelle avec une précision typique de 75% malgré l'hétérogénéité des utilisateurs et avec une précision améliorée de 80% en utilisant la prédiction conjointe avec des informations de mobilité. Notre pratique basée sur des techniques d'apprentissage automatique peut atteindre une précision typique de 65% et avoir un degré d'amélioration de 1% à 5% en considérant les déplacements individuels.En résumé, les contributions mentionnées ci-dessus vont dans le sens de l'utilisation des ensembles de données de téléphonie mobile et de la gestion des opérateurs de réseau et de leurs abonnés. / The understanding of human behaviors is a central question in multi-disciplinary research and has contributed to a wide range of applications. The ability to foresee human activities has essential implications in many aspects of cellular networks. In particular, the high availability of mobility prediction can enable various application scenarios such as location-based recommendation, home automation, and location-related data dissemination; the better understanding of mobile data traffic demand can help to improve the design of solutions for network load balancing, aiming at improving the quality of Internet-based mobile services. Although a large and growing body of literature has investigated the topic of predicting human mobility, there has been little discussion in anticipating mobile data traffic in cellular networks, especially in spatiotemporal view of individuals.For understanding human mobility, mobile phone datasets, consisting of Charging Data Records (CDRs), are a practical choice of human footprints because of the large-scale user populations and the vast diversity of individual movement patterns. The accuracy of mobility information granted by CDR depends on the network infrastructure and the frequency of user communication events. As cellular network deployment is highly irregular and interaction frequencies are typically low, CDR data is often characterized by spatial and temporal sparsity, which, in turn, can bias mobility analyses based on such data and cause the loss of whereabouts in individual trajectories.In this thesis, we present novel solutions of the reconstruction of individual trajectories and the prediction of individual mobile data traffic. Our contributions address the problems of (1) overcoming the incompleteness of mobility information for the use of mobile phone datasets and (2) predicting future mobile data traffic demand for the support of network management applications.First, we focus on the flaw of mobility information in mobile phone datasets. We report on an in-depth analysis of its effect on the measurement of individual mobility features and the completeness of individual trajectories. In particular, (1) we provide a confirmation of previous findings regarding the biases in mobility measurements caused by the temporal sparsity of CDR; (2) we evaluate the geographical shift caused by the mapping of user locations to cell towers and reveal the bias caused by the spatial sparsity of CDR; (3) we provide an empirical estimation of the data completeness of individual CDR-based trajectories. (4) we propose novel solutions of CDR completion to reconstruct incomplete. Our solutions leverage the nature of repetitive human movement patterns and the state-of-the-art data inference techniques and outperform previous approaches shown by data-driven simulations.Second, we address the prediction of mobile data traffic demands generated by individual mobile network subscribers. Building on trajectories completed by our developed solutions and data consumption histories extracted from a large-scale mobile phone dataset, (1) we investigate the limits of predictability by measuring the maximum predictability that any algorithm has potential to achieve and (2) we propose practical mobile data traffic prediction approaches that utilize the findings of the theoretical predictability analysis. Our theoretical analysis shows that it is theoretically possible to anticipate the individual demand with a typical accuracy of 75% despite the heterogeneity of users and with an improved accuracy of 80% using joint prediction with mobility information. Our practical based on machine learning techniques can achieve a typical accuracy of 65% and have a 1%~5% degree of improvement by considering individual whereabouts.In summary, the contributions mentioned above provide a step further towards supporting the use of mobile phone datasets and the management of network operators and their subscribers.

Aujourd'hui c'est un fait, nous vivons dans un monde où les enjeux écologiques, économiques et sociétaux sont de plus en plus pressants. Au croisement des différentes lignes directrices envisagées pour répondre à ces problèmes, une vision plus précise de la mobilité humaine est un axe central et majeur, qui a des répercussions sur tous les domaines associés tels que le transport, les sciences sociales, l'urbanisme, les politiques d'aménagement, l'écologie, etc. C'est par ailleurs dans un contexte de contraintes budgétaires fortes que les principaux acteurs de la mobilité sur les territoires cherchent à rationaliser les services de transport, et les déplacements des individus. La mobilité humaine est donc un enjeu stratégique aussi bien pour les collectivités locales que pour les usagers, qu'il faut savoir observer, comprendre, et anticiper.Cette étude de la mobilité passe avant tout par une observation précise des déplacements des usagers sur les territoires. Aujourd'hui les acteurs de la mobilité se tournent principalement vers l'utilisation massive des données utilisateurs. L'utilisation simultanée de données multi-sources, multi-modales, et multi-échelles permet d'entrevoir de nombreuses possibilités, mais cette dernière présente des défis technologiques et scientifiques majeurs. Les modèles de mobilité présentés dans la littérature sont ainsi trop souvent axés sur des zones d'expérimentation limitées, en utilisant des données calibrées, etc. et leur application dans des contextes réels, et à plus large échelle est donc discutable. Nous identifions ainsi deux problématiques majeures qui permettent de répondre à ce besoin d'une meilleure connaissance de la mobilité humaine, mais également à une meilleure application de cette connaissance. La première problématique concerne l'extraction d'informations de mobilité à partir de la fusion de données hétérogènes. La seconde problématique concerne la pertinence de cette fusion dans un contexte réel, et à plus large échelle. Nous apportons différents éléments de réponses à ces problématiques dans cette thèse. Tout d'abord en présentant deux modèles de fusion de données, qui permettent une extraction d'informations pertinentes. Puis, en analysant l'application de ces deux modèles au sein du projet ANR Norm-Atis.Dans cette thèse, nous suivons finalement le développement de toute une chaine de processus. En commençant par une étude de la mobilité humaine, puis des modèles de mobilité, nous présentons deux modèles de fusion de données, et nous analysons leur pertinence dans un cas concret. Le premier modèle que nous proposons permet d'extraire 12 comportements types de mobilité. Il est basé sur un apprentissage non-supervisé de données issues de la téléphonie mobile. Nous validons nos résultats en utilisant des données officielles de l'INSEE, et nous déduisons de nos résultats, des comportements dynamiques qui ne peuvent pas être observés par les données de mobilité traditionnelles. Ce qui est une forte valeur-ajoutée de notre modèle. Le second modèle que nous proposons permet une désagrégation des flux de mobilité en six motifs de mobilité. Il se base sur un apprentissage supervisé des données issues d'enquêtes de déplacements ainsi que des données statiques de description du sursol. Ce modèle est appliqué par la suite aux données agrégés au sein du projet Norm-Atis. Les temps de calculs sont suffisamment performants pour permettre une application de ce modèle dans un contexte temps-réel. / Today it is a fact that we live in a world where ecological, economic and societal issues are increasingly pressing. At the crossroads of the various guidelines envisaged to address these problems, a more accurate vision of human mobility is a central and major axis, which has repercussions on all related fields such as transport, social sciences, urban planning, management policies, ecology, etc. It is also in the context of strong budgetary constraints that the main actors of mobility on the territories seek to rationalize the transport services and the movements of individuals. Human mobility is therefore a strategic challenge both for local communities and for users, which must be observed, understood and anticipated.This study of mobility is based above all on a precise observation of the movements of users on the territories. Nowadays mobility operators are mainly focusing on the massive use of user data. The simultaneous use of multi-source, multi-modal, and multi-scale data opens many possibilities, but the latter presents major technological and scientific challenges. The mobility models presented in the literature are too often focused on limited experimental areas, using calibrated data, etc., and their application in real contexts and on a larger scale is therefore questionable. We thus identify two major issues that enable us to meet this need for a better knowledge of human mobility, but also to a better application of this knowledge. The first issue concerns the extraction of mobility information from heterogeneous data fusion. The second problem concerns the relevance of this fusion in a real context, and on a larger scale. These issues are addressed in this dissertation: the first, through two data fusion models that allow the extraction of mobility information, the second through the application of these fusion models within the ANR Norm-Atis project.In this thesis, we finally follow the development of a whole chain of processes. Starting with a study of human mobility, and then mobility models, we present two data fusion models, and we analyze their relevance in a concrete case. The first model we propose allows to extract 12 types of mobility behaviors. It is based on an unsupervised learning of mobile phone data. We validate our results using official data from the INSEE, and we infer from our results, dynamic behaviors that can not be observed through traditional mobility data. This is a strong added-value of our model. The second model operates a mobility flows decompositoin into six mobility purposes. It is based on a supervised learning of mobility surveys data and static data from the land use. This model is then applied to the aggregated data within the Norm-Atis project. The computing times are sufficiently powerful to allow an application of this model in a real-time context.

Le but de cette thèse est de développer des outils statistiques permettant d'initialiser et de calibrer les modèles de microsimulation dynamique stochastique, en partant de l'exemple du modèle SimVillages (développé dans le cadre du projet Européen PRIMA). Ce modèle couple des dynamiques démographiques et économiques appliquées à une population de municipalités rurales. Chaque individu de la population, représenté explicitement dans un ménage au sein d'une commune, travaille éventuellement dans une autre, et possède sa propre trajectoire de vie. Ainsi, le modèle inclut-il des dynamiques de choix de vie, d'étude, de carrière, d'union, de naissance, de divorce, de migration et de décès. Nous avons développé, implémenté et testé les modèles et méthodes suivants : 1 / un modèle permettant de générer une population synthétique à partir de données agrégées, où chaque individu est membre d'un ménage, vit dans une commune et possède un statut au regard de l'emploi. Cette population synthétique est l'état initial du modèle. 2 / un modèle permettant de simuler une table d'origine-destination des déplacements domicile-travail à partir de données agrégées. 3 / un modèle permettant d'estimer le nombre d'emplois dans les services de proximité dans une commune donnée en fonction de son nombre d'habitants et de son voisinage en termes de service. 4 / une méthode de calibration des paramètres inconnus du modèle SimVillages de manière à satisfaire un ensemble de critères d'erreurs définis sur des sources de données hétérogènes. Cette méthode est fondée sur un nouvel algorithme d'échantillonnage séquentiel de type Approximate Bayesian Computation.

Dans la première partie de cette thèse, nous avons mis en place un métamodèle de transmission du paludisme basé sur la modélisation compartimentale susceptible-infecté-résistant (SIR) et prenant en compte les flux de mobilité humaine entre différents villages du Centre Sénégal. Les stratégies d’intervention géographiquement ciblées, s’étaient avérées efficaces pour réduire l’incidence du paludisme aussi bien dans les zones d’intervention qu’à l’extérieur de ces zones. Cependant, des actions combinées ciblant à la fois le vecteur et l’hôte, coordonnées à large échelle sont nécessaires dans les régions et pays visant l’élimination du paludisme à court/moyen terme.Dans la deuxième partie nous avons évalué différentes méthodes d’estimation de la mobilité humaine en l’absence de données individuelles. Ces méthodes incluaient la traçabilité spatio-temporelle des téléphones mobiles ainsi que les modèles mathématiques de gravité et de radiation. Le transport de l’agent pathogène dans l’espace géographique, par la mobilité d’un sujet infecté est un déterminant majeur de la vitesse de propagation d’une épidémie. Nous avons introduit le modèle d’impédance qui minimise l’erreur quadratique moyen sur les estimations de mobilité, en particulier dans les contextes où les ensembles de population sont caractérisés par leurs tailles hétérogènes.Nous avons enfin élargi le cadre des hypothèses sous-jacentes à la calibration des modèles de gravité de la mobilité humaine. L’hypothèse d’une distribution avec excès de zéros a fourni un meilleur ajustement et une meilleure prédictibilité, comparée aux hypothèses classiques n’assumant pas un excès de zéros : Poisson, Quasipoisson. / In the first part of this thesis, we have developed a malaria transmission metamodel based on the susceptible-infected-resistant compartmental modeling framework (SIR) and taking into consideration human mobility flows between different villages in the Center of Senegal. Geographically targeted intervention strategies had been shown to be effective in reducing the incidence of malaria both within and outside of intervention areas. However, combined interventions targeting both vector and host, coordinated on a large scale are needed in regions and countries aiming to achieve malaria elimination in the short/medium term.In the second part we have evaluated different methods of estimating human mobility in the absence of real data. These methods included spatio-temporal traceability of mobile phones, mathematical models of gravity and radiation. The transport of the pathogen through the geographical space via the mobility of an infected subject is a major determinant of the spread of an epidemic. We introduced the impedance model that minimized the mean square error on mobility estimates, especially in contexts where population sets are characterized by their heterogeneous sizes.Finally, we have expanded the framework of assumptions underlying the calibration of the gravity models of human mobility. The hypothesis of a zero inflated distribution provided a better fit and a better predictability, compared to the classical approach not assuming an excess of zeros: Poisson, Quasipoisson.

Cette thèse porte sur le développement d'outils et de méthodes pour l'étude des systèmes de localisation Ultra Large Bande en milieu intérieur. Le travail de thèse a été mené pour partie dans le cadre du projet Européen FP7 WHERE2, portant sur la localisation coopérative dans les réseaux cellulaires. La thèse utilise pour sa partie validation des données obtenues dans le cadre de ce projet. La thèse comporte 4 grandes parties. Une première partie présente un outil de raytracing basé sur une description à base de graphes. Afin de pouvoir adresser les problématiques de simulation de la mobilité, l'outil introduit le concept nouveau de signature ainsi qu'un formalisme vectorisé permettant l'accélération du calcul du champ sur les rayons obtenus. Une seconde partie concerne les techniques de localisation utilisées en intérieur et propose une technique originale basée sur des approches ensemblistes. Cette technique est évaluée et comparée à des techniques alternatives comme le des moindres carrés pondérés ou le maximum de vraisemblance. Tirant partie des spécificités de la méthode précédente, une méthode basé sur un test d'hypothèse est décrite. Cette dernière propose d'exploiter les données de puissance reçue (largement disponible en pratique) pour lever les ambiguïtés multimodales dans les cas de carence d'observables précis. Une troisième partie présente 3 aspects de la plateforme dynamique. Tout d'abord un modèle de mobilité réaliste basé sur les «steering behaviors», puis la description sous forme de graphe du réseaux sans fils et enfin un protocole simplifié de communication inter agents. La quatrième partie exploite des données radio obtenues lors d'une campagne de mesure pour valider les différents étages de la plateforme et les algorithmes de localisation proposés. / This thesis focuses on the development of tools and methods dedicated for ultra wide band (UWB) localization systems in indoor environment. The thesis work was conducted within the European FP7 project Where2, about the cooperative localization in cellular networks. Data from a measurement campaign conduct during the project are used to validate the proposed algorithms. This thesis is divided in four parts : The first part is focused on the description of an original raytraing tool based on a graph description. In order to be compliant with the requirement of a mobile simulation, a new concept of rays signature enabling incremental computation, and a vectorized formalism for processing rays are described and implemented. The second part is focused on the indoor localization techniques, where a novel technique based on interval analysis approaches is presented and compared to alternative techniques. Advantageously using this approach, a specific processing based on an hypothesis testing method using received power observations to resolve ambiguities appearing in under determined localization problems is described. A third part describes different aspects of the dynamic platform. In particular a realistic mobility model based on ''steering behaviors'', a graph description of the network scene and an inter agents communication protocol are detailed. The fourth section uses measured data obtained from an heterogeneous measurement campaign to validate both the developed software platform and the proposed localization algorithms.

À partir de la fin du XVIe siècle, l’acuponcture connut un renouveau au Japon sous l’impulsion de Manase Dôsan (1507-1594) et la mise en place de nouvelles écoles d’acuponcture qui commencèrent à se détacher de la tradition chinoise. Ils représentaient deux tendances qui n’étaient pas nécessairement antinomiques — à savoir d’un côté, une fidélité aux savoirs chinois, et de l’autre côté, l’apparition de nouvelles techniques et théories indigènes — et qui se retrouvèrent tout au long de la période d’Edo (1603-1858). Le développement de l’imprimerie et les stratégies de vulgarisation et de diffusion du savoir médical sino-japonais adoptées par de nombreux médecins lettrés à cette époque favorisèrent par ailleurs la circulation des connaissances. Ainsi, aux traités de médecine importés de Chine ou de Corée, s’ajoutaient leurs rééditions japonaises commentées ou non, les traités de médecine sino-japonaise écrits en chinois classique (avec ou sans signes de lecture) ou en langue vernaculaire et les traités de vulgarisation. Ces livres véhiculaient un savoir issu de différentes traditions, chinoise, coréenne, ou indigène, faisant du Japon pré-moderne un pays à la confluence des savoirs médicaux. Le XVIe et le XVIIe siècles correspondaient aussi à l’arrivée des puissances européennes et aux premières descriptions européennes de l’acuponcture et de la moxibustion, deux pratiques thérapeutiques qui continuèrent d’intéresser les médecins européens en poste à Dejima tout au long de l’époque d’Edo et plus généralement ceux en Europe qui avaient accès à leurs descriptions. Notre travail s’inscrit dans la problématique de la circulation des savoirs en Asie orientale et entre l’Asie orientale et l’Europe. Circulation des savoirs qu’il faut non seulement entendre au sens de transmission et de diffusion des savoirs et des savoir-faire, mais aussi en considérant l’impact de ces savoirs sur le pays récepteur. Nous analysons ainsi la nature des transformations qui se sont opérées au cours des processus de transmission, la manière dont les savoirs ont été compris et décrits par ceux qui ont pu les observer directement et la manière dont ils ont été assimilés par des individus d’un milieu différent de celui dans lequel ils ont été produits. La dynamique médicale de l’époque est restituée par une analyse combinée de la théorie et de la pratique clinique. Ce travail met notamment en lumière l’indissociabilité de la production des savoirs et de leur circulation en montrant comment une pratique se construit à partir des textes transmis. Notre approche méthodologique quantitative et qualitative des sources primaires laisse aussi apparaître le rôle limité de la mobilité humaine dans la transmission des savoirs liés à la pratique de l’acuponcture entre la Chine, la Corée et le Japon. Plus généralement, elle rend compte d’une transmission systématique de tout un système médical de la Chine vers le Japon et d’une transmission parcellaire de ce système du Japon vers l’Europe. L’analyse de la réception de la moxibustion et de l’acuponcture en France à la fin du XVIIIe siècle et au début du XIXe siècle révèle enfin l’importance des institutions médicales dans la soudaine popularité de ces thérapies et la manière dont les médecins français se les approprièrent en ne retenant que le terme (moxa et acuponcture) et le principe (combustion directe sur la peau et insertion d’une aiguille dans le corps). / This dissertation investigates the circulation of acupuncture knowledge between China, Korea and Japan, and between East Asia and Europe in the early modern period (16th century–19th century). In the first part, I analyze the sixteenth and seventeenth century revival of acupuncture focusing on Manase Dôsan (1507-1594) and the emergence of new indigenous theories and techniques. Using the archives of the Nagasaki trade and the transcript of the conversations between Chinese, Korean and Japanese physicians, I also identify the Chinese and Korean acupuncture textbooks transmitted to Japan during the Edo period (1603-1868), their reception by Japanese physicians, and the role geographical mobility played in the transmission of theoretical and tacit medical knowledge. In the second part, I first review the transmission of acupuncture and moxibustion to early modern Europe, and then I analyze their reception in the late eighteenth early nineteenth century France, focusing on the reasons of their sudden vogue in French hospitals, the way French physicians investigated these two therapies, and the reasons of their failure to deeply integrate medical practices. / 本論文では日本の鍼灸医学を研究対象にして、古い伝統をもつ中国医学と近世に発達した日本の医学とを比較軸にしながら、江戸時代の社会、および同時期のフランスにおいて日本医学の知識と技術がどのように形成され、そして普及したかについて、論述している。つまり、当該時期の中国・日本、およびフランスの医学文献・非医学文献に基づき、社会的・政治的な背景に配慮しながら、日本の鍼灸が近世期に入って中国医学から独立した新しい技術と理論を形成した過程を整理・考察し、また日本国内および国外にその日本の医学知識が普及した過程をも検討した。第一部前半では、五世紀以来これまで中国の鍼灸医学が絶対的な尺度であったのに対して、十六世紀後半の安土・桃山時代に入ると、鍼灸の流派が急増し、内容的にも独創的な気運が見え始める。それらは、打針、管針、腹診などのような中国の鍼灸医学に見られない新技術や新理論をともなって登場した。そこで、日本鍼灸の中国からの独立の過程に関して、技術および理論の両面から具体例に基づいて、中国医学・医術の摂取と独自化について述べる。この独立がどの程度のものであったのか、技術のみの独立か、理論のみの独立か、あるいは両方の独立かを明らかにする。例えば、道三流や杉山流のように、理論面では中国鍼灸医学に基づきながら、臨床面では針より灸を頻繁に使う点に日本鍼灸の特徴が見られる流派があった。打鍼流のように、理論・技術ともに中国鍼灸医学を離れ、新しい針術と理論を形成した流派もあった。砭針のように、古代中国医術の名を借りてはいるが、実際の臨床では全く違った技術もあった。第一部後半では、中国や朝鮮からの医書の輸入とその日本における覆刻の問題を取り上げ、併せて長崎経由で来日した中国人や朝鮮人の医師に注目しながら、鎖国といわれる体制のなかで日本と通商を許された限られた国々との医学上の交流を考察する。広く知られているように、江戸幕府は貿易相手国を三国に限定し、日本人の国外渡航を禁じて、出入国を厳重に取り締まる鎖国政策をとっていたが、この閉鎖的な政策にもかかわらず、輸出された医書の量や日本に渡来した医師の数を見ると、医学的・文化的な交流はかなり盛んであったことがわかる。そのうち本研究では、中国からの輸入医書を通した医学知識の摂取と、朝鮮からの来日医師を通した直接的な医術の摂取を明らかにする。特に、朝鮮通信使の参府に際しては、信使一行と接触した日本人の中には医師も含まれ、朝鮮人医師との間に医事に関する質疑も交わされている。その時の筆談記録『医事問答』等を中心に、来日朝鮮人医師、およびその日本への影響に関して検討する。結論としては、江戸時代に輸入された医書は、覆刻によって全国的な規模で医学知識の普及と形成に影響を及ぼしたのに対して、来日医師たちは地域的な規模でしか影響を及ぼさなかった。第三部では、同時代のフランスにおける日本の鍼灸医学の受容過程について論じる。中国由来の東洋医学とは異なる歴史と体系を持つ西洋医学は、十六世紀にポルトガル人の渡来とともに日本に伝えられ、江戸時代には長崎に滞在したオランダ東インド会社の医師たちを通して導入された。そのオランダ人の医師の中では、テン・ライネ、エンゲルベルト・ケンペル、フォン・シーボルトが日本の医学、特に鍼灸医学について興味を持ち、日本人医師に教わった鍼灸医学の理論と技術をヨーロッパの医師たちに紹介した。五世紀における中国医学の伝来以来、日本は常に医学知識の受信国であったが、オランダの医師を媒介として日本が初めて医学知識の輸出国になった。しかしながら、西洋医学に見られない経絡・陰陽のようなヨーロッパ人には理解しがたい理論が多かったので、理論よりも日本独特の管針・打針などの技術が受け入れられた。特にヨーロッパの国々の中でもフランスの医師が日本の鍼灸医学について強い関心を示し、十九世紀初から十九世紀の半ばにかけては『鍼灸極秘伝』などの日本の針灸書がフランス語に翻訳されたり、パリの公的な病院でも鍼灸医学の研究が行なわれたり、日本の鍼灸医学は盛んであった。そこで、フランスで出版された鍼灸医学について書かれた医学書、および大学に提出された博士論文に見える日本鍼灸医学－その拒否感・肯定感・再評価について述べる。