Ce travail avait pour objectif de proposer des modèles statistiques pour données longitudinales, hétérogènes et multivariées afin de décrire l'évolution cognitive chez les personnes âgés et son association avec la démence. La cognition étant une quantité non-observée mesurée par des tests psychométriques quantitatifs non Gaussiens, nous avons proposé un modèle nonlinéaire à processus latent dans lequel, l'évolution cognitive représentée par le processus latent est décrite par un modèle linéaire mixte incluant des variables explicatives et un processus Brownien. Les tests psychométriques et le processus latent sont liés par des transformations nonlinéaires estimées prenant en compte des effets différents des variables explicatives. Outre décrire les propriétés métrologiques des tests et faire des recommandations sur le test à utiliser suivant la population étudiée, nous avons pu distinguer l'effet de variables explicatives sur l'évolution cognitive latente de leur effet propre sur les tests. Nous avons ensuite étendu cette approche pour prendre en compte l'hétérogénéité de l'évolution cognitive associée à la survenue d'une démence par deux modèles conjoints à classes latentes. En étudiant d'abord la probabilité de démence en fin de suivi conjointement au déclin cognitif, nous avons mis en évidence deux profils d'évolution représentant le processus de vieillissement normal et le processus de vieillissement pathologique. Puis, en étudiant le risque de démence conjointement au déclin cognitif en fonction de l'âge, nous avons montré 5 formes de déclin cognitifs suivant l'âge associés à des risques différents de démence. Ces deux modèles conjoints nous ont aussi permis de proposer des outils de détection de démence calculés à partir de n'importe quelle information cognitive. Chacun des trois modèles proposés a été évalué par le biais d'études de simulation, puis appliqué sur les données de la cohorte PAQUID et enfin, plusieurs méthodes ont été proposées pour évaluer l'adéquation aux données.

Ce mémoire est consacré à la réalisation d'un attelage virtuel entre deux véhicules dans des conditions « normales » de conduite et de route (pas de situation d'urgence, route sèche, etc.). Après une présentation de l'historique et de l'état de l'art de la conduite assistée ou automatisée, un modèle de la dynamique longitudinale et/ou latérale du véhicule est détaillé. C'est un modèle de type « bicyclette » avec une description du contact du pneumatique avec la route dans des conditions de faibles glissements.<br />Parmi les techniques de commande non linéaire envisageables, celles basées sur les modèles flous de type Takagi-Sugeno (TS) ont été retenues. Ils sont composés de modèles linéaires interconnectés par des fonctions scalaires non linéaires ayant la propriété de somme convexe.<br />L'étude de la stabilité et de la stabilisation de tels modèles se fait à l'aide de la seconde méthode de Lyapunov. Dans le souci d'adjoindre des notions de robustesses et/ou de performances, plusieurs solutions sont envisageables. Celle retenue dans ce mémoire fait appel à des modèles incertains et à un placement des pôles des modèles linéaires dans des régions convexes pré-spécifiées du plan complexe. Des conditions suffisantes sous forme d'inégalités matricielles linéaires qui permettent de garantir ces propriétés dans le cas général des modèles TS sont proposées. Elles sont ensuite aussi bien utilisées dans le cas d'une régulation d'inter-distance seule que pour l'attelage virtuel complet. Les résultats obtenus sont proposés en simulation et en temps réel sur un véhicule prototype spécialement instrumenté.

Les systèmes dynamiques continus permettent de modéliser de nombreux<br />systèmes physiques, biologiques, ou issus de l'informatique<br />distribuée. Nous nous intéressons à leur pouvoir de modélisation, et à<br />leurs propriétés en tant que systèmes de calculs, et plus généralement<br />aux propriétés calculatoires des modèles continus.<br /><br />Les deux premiers chapitres ne visent pas à produire des résultats<br />nouveaux, mais à motiver ce travail, et à le mettre en<br />perspectives. Le chapitre 3 constitue un survol. Les chapitres 4, 5 et<br />l'annexe A présentent un panorama de quelques-uns de nos résultats<br />personnels en relations avec cette problématique.<br /><br />Plus précisément, le chapitre 1 présente les systèmes dynamiques, avec<br />un point de vue classique et mathématique. Il vise d'une part à<br />souligner la richesse, et la subtilité des comportements possibles des<br />systèmes dynamiques continus, et d'autre part à mettre en évidence que<br />différents dispositifs sont intrinsèquement continus, et utilisables<br />comme tels pour réaliser des calculs. En outre nous insistons sur la<br />puissance de modélisation d'une classe de systèmes dynamiques, que<br />nous nommons les problèmes de Cauchy polynomiaux.<br /><br />Les exemples du chapitre 2, issus de la bioinformatique, des modèles<br />de la biologie des populations, de la virologie biologique et de la<br />virologie informatique, et de l'algorithmique distribuée, se<br />distinguent de ceux du chapitre 1 par le fait qu'ils mettent<br />explicitement en jeu une certaine notion de concurrence entre agents.<br />Nous présentons la théorie des jeux, et ses modèles, en nous<br />focalisant sur certains de ses modèles du dynamisme. Ces modèles<br />continus deviennent naturels pour parler d'algorithmique distribuée,<br />en particulier dès que l'on a affaire à des systèmes de grandes<br />tailles, ou dont on ne contrôle pas les interactions. Nous pointons<br />quelques modèles de l'algorithmique distribuée qui intègrent ces<br />considérations, et le potentiel de l'utilisation des systèmes continus<br />pour l'algorithmique distribuée.<br /><br />Le chapitre 3 constitue un survol de la théorie des calculs pour les<br />modèles à temps continu. La puissance des modèles de calculs à temps<br />et espace discrets est relativement bien comprise grâce à la thèse de<br />Church, qui postule que tous les modèles raisonnables et suffisamment<br />puissants ont la même puissance, celle des machines de Turing. On peut<br />aussi considérer des modèles où le temps est continu. Certaines<br />grandes classes de modèles ont été considérées dans la<br />littérature. Nous les reprenons dans ce chapitre, en présentant un<br />panorama de ce qui est connu sur leurs propriétés calculatoires.<br /><br />Le chapitre 4 présente un résumé de quelques-uns de nos résultats<br />personnels à propos de la comparaison de la puissance de plusieurs<br />modèles à temps continu, en relations avec la thèse de Emmanuel<br />Hainry. Claude Shannon a introduit en 1941 le GPAC comme un modèle des<br />dispositifs de calculs analogiques. Les résultats de Shannon ont<br />longtemps été utilisés pour argumenter que ce modèle était plus faible<br />que l'analyse récursive, et donc que les machines analogiques sont<br />prouvablement plus faibles que les machines digitales. Avec Manuel<br />Campagnolo, Daniel Graça, et Emmanuel Hainry, nous avons prouvé<br />récemment que le GPAC et l'analyse récursive calculent en fait les<br />mêmes fonctions. Ce résultat prend toute sa perspective si l'on<br />comprend que les fonctions calculées par le GPAC correspondent aux<br />problèmes de Cauchy polynomiaux, dont le pouvoir de modélisation est<br />discuté dans le chapitre 1.<br /><br />D'autre part, nous avons montré qu'il était possible de caractériser<br />algébriquement les fonctions élémentairement calculables et<br />calculables au sens de l'analyse récursive. Cela signifie d'une part<br />qu'il est possible de les caractériser en termes d'une sous-classe des<br />fonctions R-récursives à la Moore, ce qui étend les résultats de<br />Campagnolo, Costa, Moore, de la calculabilité discrète à l'analyse<br />récursive, mais aussi d'autre part, qu'il est possible de caractériser<br />ces fonctions de façon purement continue, par l'analyse, sans<br />référence à de la calculabilité.<br /><br />Dans le chapitre 5, nous reprenons certains de nos résultats à propos<br />de caractérisations logiques de classes de complexité dans le modèle<br />de Blum Shub et Smale, en relations avec la thèse de Paulin Jacobé de<br />Naurois. Le modèle de Blum Shub et Smale constitue un modèle de calcul<br />à temps discret et à espace continu. Le modèle, défini initialement<br />pour parler de complexité algébrique de problèmes sur le corps des<br />réels, ou plus généralement sur un anneau, a été par la suite été<br />étendu par Poizat en un modèle de calculs sur une structure logique<br />arbitraire. Avec Paulin Jacobé de Naurois, Felipe Cucker et Jean-Yves<br />Marion, nous avons caractérisé syntaxiquement les classes de<br />complexité majeures dans ce modèle sur une structure arbitraire, à la<br />Bellantoni et Cook 1992.<br /><br />Le chapitre 6 est consacré à une conclusion, dans laquelle nous<br />reprenons plusieurs questions et perspectives qui nous semblent<br />intéressantes.<br /><br />Dans l'annexe A, nous discutons un point de vue sur les<br />hypercalculs. La question de l'existence de systèmes capables de<br />réaliser des hypercalculs, c'est-à-dire d'effectuer des calculs<br />exploitables qui ne seraient pas réalisables par aucune machine de<br />Turing, fait encore couler de l'encre et des controverses. Nous avons<br />été invité à exprimer notre point de vue dans un numéro spécial sur le<br />sujet, que nous reprenons en annexe A. Nous y rappelons plusieurs<br />mauvaises compréhensions fréquentes de la thèse de Church, et nous<br />présentons un panorama de plusieurs classes de systèmes mathématiques,<br />avec la caractérisation de leur puissance.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La transformation de modèles est une opération fondamentale dans l'ingénierie dirigée par les modèles. Elle peut être manuelle ou automatisée, mais dans ce dernier cas elle nécessite de la part du développeur qui la conçoit la maîtrise des méta-modèles impliqués dans la transformation. La génération de transformations de modèles à partir d'exemples permet la création d'une transformation de modèle en se basant sur des exemples de modèles sources et cibles. Le fait de travailler au niveau modèle permet d'utiliser les syntaxes concrètes définies pour les méta-modèles et ne nécessite plus une maîtrise parfaite de ces derniers.Nous proposons une méthode de génération de transformations de modèles à partir d'exemples basée sur l'Analyse Relationnelle de Concepts (ARC) permettant d'obtenir un ensemble de règles de transformations ordonnées sous forme de treillis. L'ARC est une méthode de classification qui se base sur des liens de correspondances entre les modèles pour faire émerger des règles. Ces liens étant un problème commun à toute les méthodes de génération de transformation de modèles à partir d'exemples, nous proposons une méthode basée sur des méthodes d'alignement d'ontologie permettant de les générer.

Le développement des générateurs de forte puissance pour les énergies marines renouvelables nécessite un effort important de recherche et de développement plus particulièrement centre sur les aspects mécaniques et thermiques. Généralement, la modélisation précise des machines électriques nécessite l'utilisation de la méthode des éléments finis. Cependant, cette méthode est gourmande en temps de calcul en particulier lors des premières étapes de conception. Le but de cette thèse est de fournir des modèles permettant l’analyse des générateurs synchrones à aimants permanents pour les énergies marines renouvelables avec un rapport temps / précision réduit. Deux approches de modélisation sont proposées dans ce travail: une approche à constantes localisées et une approche hybride basée sur le couplage direct entre un modèle analytique et un modèle à constantes localisées. Ces modèles sont utilisés pour l'étude des différents phénomènes physiques inhérents au fonctionnement des dispositifs électromagnétiques (magnétiques, thermiques et mécaniques). Les modèles magnétiques et thermiques à constantes localisées sont construits à partir d'une démarche dite générique, consistant en un maillage du domaine d'étude. Les modèles développés enrichiront les travaux en cours sur les modèles thermiques et mécaniques au GREAH afin d'aboutir à un code de calcul multi-physique par constantes localisées. / The development of high power generators for the marine renewable energies requires substantial research and development, focusing particularly on the mechanical and thermal aspects. Generally, accurate modelling of electrical machines requires the use of finite-element (fe) method. However, fe analysis is highly time consuming, especially at first design stages. The aim of this phd thesis is to propose a design approach of the permanent magnet synchronous generators for marine renewable energies applications offering a good computation time to precision ratio. Two design models are proposed in this work : lumped parameter approach and a hybrid approach based on the direct coupling of an analytical model and lumped parameter model. This modelling approach is used for the modelling of the three main physics to be considered in an electrical generator (magnetic model, thermal model and mechanical model). The lumped parameters approach consists, in this thesis, in the development of a generic magnetica and thermic lumped parameter network linked to the machine geometry. The models developed will regroup the ongoing developments of thermal and mechanical models at the GREAH lab in order to reach the completion of a mutliphysics lumped parameters computational code.

Contexte : Dans les analyses de survie, un risque concurrent est un événement qui empêche l'observation de l'événement d'intérêt (le décès le plus souvent). Si la probabilité de survenue d'un risque concurrent dépend de la probabilité de l'événement d'intérêt, alors il ne peut pas être traité comme une censure. Les patients ayant une insuffisance rénale chronique terminale peuvent être traités par hémodialyse, dialyse péritonéale et greffe rénale. Ces traitements sont complémentaire et les patients peuvent passer d'une modalité de traitement à une autre au cours de leur prise en charge. La dépendance entre les changements de traitement et la probabilité de décès n'a pas été étudiée et ces changements sont traités comme des censures dans les analyses de survie.Objectifs : Analyser la dépendance entre les probabilités de décès en dialyse et de greffe rénale, et entre les probabilités de décès en dialyse péritonéale et de transfert en hémodialyse. Nous démontrerons les conséquences néfastes de la non-prise en compte de cette dépendance dans les analyses de survie en dialyse. Méthodes : (1) Nous avons comparé les estimations de probabilité d'événement obtenues par la méthode de Kaplan-Meier et la méthode de Kalbfleisch et Prentice sur 383 patient indicent consécutifs traités par dialyse péritonéale à Lille. (2) Nous avons analysé les données de 7318 patients incidents traités par hémodialyse en France grâce au registre national REIN. Nous avons utilisé un modèle multi-états pour analyse l'influence de l'inscription sur liste d'attente de greffe sur la probabilité de décès en dialyse. (3) Sur une cohorte de 2790 patients âgés de plus de 65 ans et traités par dialyse péritonéale issus du Registre de Dialyse Péritonéale de Langue Française (RDPLF), nous avons analysé les facteurs de contre-indication au transfert en HD en prenant en compte le décès comme risque concurrent à l’aide du modèle de Fine et Gray. Cette analyse a été complétée par un questionnaire réalisé auprès 55 des néphrologues pratiquant la dialyse péritonéale en France. Résultats : (1) La méthode de Kaplan Meier surestimait systématiquement la probabilité de décès du fait de la violation de l'hypothèse d'indépendance entre le décès et les risques concurrents. Cette méthode n'apparaît donc pas valide dans les analyses de survie en dialyse. La méthode de Kalbfleisch et Prentice était valide mais l'interprétation des incidences cumulées doit prendre en compte tous les risques concurrents. (2) La greffe rénale est un risque concurrent dépendant de la probabilité de décès des patients. Les patients inscrits sur liste d'attente de greffe avaient un risque de décès significativement plus bas que les autres patients, après ajustement sur l'âge et la présence de comorbidités. (3) Le transfert en hémodialyse est un risque concurrent qui semble dépendre de la probabilité de décès des patients. En effet, l'âge et la présence de comorbidités étaient à la fois des facteurs de risque de décès et des facteurs de contre-indications au transfert en hémodialyse. De plus, la plupart des néphrologues ayant répondu à notre enquête ont déclaré qu'une espérance de vie limitée pouvait constituer une contre-indication au transfert. Conclusion : Dans les études de cohorte de patients en insuffisance rénale chronique terminale, les analyses de survie devraient prendre en compte les changements de traitement car ce sont des risques concurrents dépendants de la probabilité de décès. Notre travail a montré que les modèles multi-états sont des outils statistiques flexibles qui permettent de bien représenter l'inter-dépendance entre les différentes modalités de traitement entre dialyse péritonéale, hémodialyse, greffe rénale et décès. / In survival analysis, a competing risk is an event that hinders the observation of the event of interest (usually death). If the probability of a competing risk depends on the probability of the event of interest, then it can not be treated as censoring. Patients with ESRD can be treated with hemodialysis, peritoneal dialysis and renal transplantation. These treatments are complementary and patients can move from one treatment modality to another. The dependence between changes in treatment modality and the probability of death has not been studied and these changes are censored in survival analysis.Objectives: To analyze the dependence between the probability of death in dialysis and kidney transplant, and the probability of death on peritoneal dialysis and transfer to hemodialysis. We demonstrate the negative consequences if this dependence is not taken into account in the survival analysis. Methods: (1) We compared estimates of event probability obtained by the Kaplan-Meier method and Kalbfleisch and Prentice on 383 consecutive indicent patients treated by peritoneal dialysis in Lille. (2) We analyzed data on 7318 incident patients undergoing hemodialysis in France from the national registry REIN. We used a multistate model to analyze the influence of inclusion on the transplant waiting list on the probability of death on dialysis. (3) In a cohort of 2790 patients aged over 65 and treated with peritoneal dialysis from the registry of the French Language Peritoneal Dialysis (RDPLF), we analyzed the factors against transfer-indication in HD taking into account death as competing risk using the Fine and Gray model. This analysis was complemented by a survey conducted among 55 nephrologists practicing Peritoneal dialysis in France.Results: (1) The Kaplan-Meier method systematically overestimated the probability of death due to violation of the assumption of independence between death and competing risks. This method does not appear valid in the analyzes of survival on dialysis. The method of Kalbfleisch and Prentice was valid but the interpretation of cumulative impacts must take into account all the competing risks. (2) Kidney transplantation is a competing risk depending on the probability of dying patients. Patients on the transplant waiting list had a risk of death significantly lower than other patients, after adjustment for age and comorbidity. (3) The transfer is a risk in hemodialysis competitor who seems to depend on the probability of dying patients. Indeed, age and comorbidities were both risk factors and death factors against transfer-indications for hemodialysis. Moreover, most nephrologists who responded to our survey reported that limited life expectancy could be an indication to the transfer-cons.Conclusion: In cohort studies of patients with ESRD, the survival analyzes should take into account changes in treatment because they are competing risks dependent on the probability of death. Our work has shown that multi-state models are statistical tools that enable flexible to adequately represent the interdependence between the different modalities of treatment for peritoneal dialysis, hemodialysis, kidney transplantation and death.

Doctorat en sciences sociales, politiques et économiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les travaux présentés dans cette thèse concernent la modélisation et le suivi des évolutions d'un SI impliqué dans la mise en œuvre d'une activité biomédicale. Dans le domaine biomédical, la prise en compte conjointe des aspects scientifiques et industriels de l'activité influe de manière importante sur les évolutions des SI. Pour suivre les évolutions d'un SI, nous proposons une démarche, fondée sur l'IDM, qui repose sur la définition, au sein des modèles, de points d'extension qui contiennent les informations pour assurer la modélisation et le suivi des évolutions. En mettant en œuvre ces points d'extension au niveau d'un cadre d'application spécifique, nous proposons de suivre les évolutions d'un SI et d'extraire des profils d'évolution propres aux différents acteurs du SI. À partir de la prise en compte des liens de traçabilité présents, de manière explicite, au niveau des éléments des points d'extension nous définissons une matrice de traçabilité pour quantifier les évolutions. La pondération des coefficients de cette matrice selon le type des liens de traçabilité nous permet de calculer une valeur qui sera associée au profil d'évolution. / This thesis concerns the monitoring of information systems, which are related to biomedical activity. In the biomedical field, taking into account both scientific and industrial activity significantly influences on the evolution of SI. To follow the developments of information systems, we propose a model-driven approach, which is based on the definition of extension points. By implementing these extension points on a specific framework, we propose to follow the evolution of an IS and to extract user's profile. To extract user's profile, we consider explicit traceability links to define a matrix of traceability to quantify the evolution of SI. The weighting coefficients of the traceability matrix depend on traceability links type. Between two evolutions, we track evolution profile for a particular actor.

Comprendre les phénomènes consiste souvent a interroger les modèles mathématiques des systèmes considérés. En particulier. il s'agit d'obtenir par leur intermédiaire des réponses fiables aux questions de type « pourquoi'? ». Nous y réussissons dès lors que les modèles sont acceptables et intelligibles: c'est l'idée directrice de la thèse. Ce double réquisit est ainsi étudié; d'abord dans l'analyse des modèles analytiques puis dans celle des modèles de simulation. Cela a permis dans un premier temps de mettre en lumière le rôle positif des idéalisations dans la compréhension par les modèles analytiques. Puis, dans un second temps, il a été possible d'identifier les conséquences du tournant computationnel. Il demeure en effet un fossé entre le modèle computationnel et ses résultats, il cause, notamment de l'opacité épistémologique des simulations numériques. Or ce fossé semble doublement entraver notre compréhension des phénomènes simulés. En effet, d'une part, certaines difficultés d'ordre épistémologique, qui sont propre à la justification et a l'utilisation des modèles de simulation, contreviennent il leur acceptabilité. D'autre part, puisque la simulation ne peut pas faire l'objet d'une inspection directe, il est difficile pour l'utilisateur de faire la relation entre les résultats de cette simulation et le contenu du modèle : celui-ci devenant par là-même inintelligible. Néanmoins. les représentations visuelles semblent jouer un rôle fondamental en permettant de surmonter le problème de l'opacité des simulations et ainsi d'assurer une fonction explicative. / Understanding phenomena often requires using mathematical models of the target systems. ln particular, this requires obtaining. through them. reliable answers to why-questions. In this context, we achieve understanding once the models are acceptable and intelligible; this is the central assumption in this thesis. This double requirement is thus studied first in the analysis of analytical models. and then in the analysis of simulation models. This study first allowed us to highlight the positive role of idealizations in understanding through analytical models. Next, it allowed for an identification of the consequences of the computational turn. There is in fact a gap between a computational model and its results. partly because of the epistemic opacity of computer simulations. This gap seems to doubly hinder our understanding of simulated phenomena. On the one hand, some epistemological difficulties arise which are specific to the justification and the use of simulation models. These difficulties contravene their acceptability. On the other hand, since simulation is not open to direct inspection. it seems difficult for a user to make the relation between the model content and its results. Nevertheless, visual representations seem to play a fundamental function in allowing us to overcome the opacity issue. and thus to provide us with explanatory elements to our why-questions.