Nous présentons nos trois résultats principaux face à la difficulté d'assister l'analyse socio-cognitive d'interactions humaines. D'une part, nous proposons une description du processus d'analyse de ce genre données ainsi qu'un artefact générique permettant de recouvrir un grand nombre d'artefacts analytiques que nous avons pu observer et que nous nommons rejouable. D'autre part, nous présentons une étude et modélisation informatique des rejouables, et décrivons quatre opérations fondamentales qui peuvent s'y appliquer : synchronisation, visualisation, transformation et enrichissement. Enfin, nous décrivons l'implémentation de cette modélisation dans un environnement d'aide à l'analyse par manipulation de rejouables que nous évaluons dans des situations de recherche réelles. Tatiana (http://code.google.com/p/tatiana), l'environnement logiciel résultant, est basé sur ces quatre opérations et permet l'extension de ces opérations pour s'adapter à de nouvelles formes d'analyse.

La déformation de la partie fragile de la croûte se manifeste dans de nombreux cas par l'apparition de cassures ou failles à grande échelle associées en réseaux (plusieurs familles de failles de directions différentes). Ces derniers individualisent un certain nombre de blocs que l'on peut considérer comme autant d'éléments rigides. Pour un réseau de failles quelconque donné, si la géométrie des éléments supposés rigides mais aussi leurs déplacements le long des failles (sens et rejets) sont connus, il existe une solution géométrique unique au problème de restauration c'est-àdire la recherche des positions des blocs les uns par rapport aux autres avant la déformation. Les études cartographiques et de terrain permettent certes d'obtenir une géométrie des réseaux de failles et le jeu de ces dernières, mais très rarement de connaitre l'ensemble des rejets. Cependant, dans un certain nombre de contextes tectoniques les glissements le long des failles s'accompagnent de rotations des blocs autour d'axes: verticaux pour une déformation dans le plan horizontal, ou horizontaux dans le cas de blocs basculés. Dans ce cas, angles de rotation et rejets sont liés géométriquement et les angles peuvent être connus grâce au paléomagnétisme. Le propos de ce mémoire est le développement d'une méthodologie de restauration d'un ensemble de blocs, à partir des données structurales et paléomagnétiques. Cette méthodologie a permis la mise au point, sur micro-ordinateur, d'un programme automatique, incrémentai et itératif, de calculs des positions relatives des blocs. Ce programme comprend deux principes de calcul (rotation et translation), qui sont appliqués à chaque incrément, les blocs étant considérés rigides. A la fin d'un incrément, quand la stabilité du réseau est atteinte, un principe de calcul de déformation périphérique permet d'accomoder les incompatibilités géométriques locales (vides et recouvrements) persistantes . Pour tester la validité et les limites de la méthode, nous l'avons appliquée à un modèle analogique en sable déformé par cisaillement simple, dont on connaissait les stades anté et finidéformation. Nous avons entrepris ensuite une étude paléomagnétique, dans la Province de Tibériade, afin de voir sur le terrain s'il existait un gradient de rotation entre le centre d'un domaine et sa bordure, comme il est observé dans les modèles analogiques. Enfin une application de la méthode de restauration à l'ensemble de la fracturation du Nord d'Israêl et du Sud Liban, a été effectuée

Les feuilles des plantes sont des organes importants pour la production de biomasse dans la nature car elles sont le siège principal de la photosynthèse, qui permet de transformer la matière minérale en matière organique. Identifier les mécanismes responsables de la morphogenèse, i.e. la genèse de la forme pendant le développement, est donc une question d'intérêt. Pour être analysée, la morphogenèse doit être appréhendée tout au long de la croissance car la forme finale d'une feuille est le résultat de mécanismes coordonnés dans l'espace et le temps. Pour comprendre ce type de processus complexes, la modélisation est une approche de choix. L'objectif de cette thèse était donc de développer des stratégies de quantification et de modélisation de la morphogenèse pour mieux comprendre le développement des feuilles. Pour quantifier la morphogenèse, ma première contribution a été de développer des méthodes pour dater précisément l'apparition des feuilles sur la plante et celle des dentelures sur la marge foliaire, ce qui permet de recaler dans le temps et comparer différentes feuilles en croissance. En calculant les trajectoires de croissance de feuilles moyennes, il est alors possible de préciser où et quand le développement de feuilles peuvent différer, au niveau global ou des dentelures, pendant la croissance. En analysant des feuilles de formes différentes de la plante modèle Arabidopsis thaliana, j'ai ainsi pu montrer que malgré des différences importantes en taille et forme globale, il y a une similarité dans le développement des dentelures. Ces résultats suggèrent qu'il existe des processus identiques qui gouvernent l'apparition et la croissance des dentelures. J'ai ensuite proposé un modèle de développement des feuilles, à partir duquel il est possible de simuler la croissance d'une feuille. Il est basé sur des mécanismes biologiques qui on été identifiés comme étant importants dans la mise en place de la forme. Pour paramétrer le modèle, une approche d'optimisation a été mise au point pour déterminer les paramètres optimaux du modèle. Les résultats obtenus montrent que l'apparition séquentielle des dents ainsi que certains paramètres morphologiques peuvent être bien reproduits par le modèle. / Plant leaves are important for the production of biomass in nature, because they are the main site of photosynthesis, They have various shapes and it has been shown that their morphology influences photosynthesis efficiency. Identifying the mechanisms responsible for morphogenesis, i.e. the genesis of the shape during development, is therefore a matter of interest. To be analyzed, morphogenesis must be apprehended throughout the whole growth because the leaf final form is the result of coordinated mechanisms in space and time. To understand this type of complex processes, modeling is an approach of choice. Consequently, the objective of this thesis was to develop strategies for the quantification and modeling of morphogenesis to better understand leaf development. To quantify morphogenesis, my first contribution was to develop methods to precisely date the appearance of the leaves on the plant, and of the serrations at the leaf margin, allowing to register in time and to compare different growing leaves. Besides, based on mean growth trajectories, it is possible to specify where and when the developments of different leaves differ, at global and serration scales, during growth.By analyzing the development of leaves of the plant model Arabidopsis thaliana that have different shapes, in wild type or in mutants, it has been shown that, despite significant differences in leaf size and shape, there is a similarity in the development of all serrations. These results suggest that there are identical processes that control the appearance and growth of serrations. I proposed two leaf development models, based on biological mechanisms that have been identified, in the literature, as important for the leaf shaping, and also on the quantification of leaf morphogenesis performed in this work. The simulation module, that generates growth trajectories from the model, makes it possible to compare simulated and real developments. To parameterize the model, an optimization approach has been proposed to determine optimal parameters, which minimizes the differences between simulation and real growths. The results showed that the sequential appearance of the teeth as well as important morphological characteristics can be well reproduced by the models.

Cette recherche porte sur l’acquisition du genre grammatical français langue maternelle et langue seconde. Dans une perspective développementale, nous cherchons à décrire la manière dont de jeunes enfants, scolarisés en France et au Luxembourg, déterminent le genre des noms en se fondant sur les indices infra-lexicaux portés par les noms. Notre préoccupation consiste à examiner le type de connaissances acquises et les mécanismes sous-jacents à cette acquisition en langue maternelle, mais aussi lors de l’apprentissage du français langue seconde au niveau de l’école primaire au Luxembourg. Nous faisons l’hypothèse que l’extraction des connaissances de genre n’est pas fondée uniquement sur la valeur prédictive des terminaisons mais que les informations morphologiques portées par certaines terminaisons, les suffixes, interviennent aussi dans le processus d’acquisition du genre. En effet, la diversité d’informations portées par cette unité (sémantiques, lexicales et de genre) peut rendre cette unité plus « saillante » parmi l’ensemble des régularités pouvant être extraites. Trois expériences ont permis de mettre en évidence que la détermination du genre fondée sur les indices formels dépend effectivement d’autres facteurs, tels que la nature des terminaisons. Par ailleurs, une série de simulations informatiques a été conduite apportant des données complémentaires aux résultats expérimentaux. L’ensemble de ces données apportent des informations utiles pour l’apprentissage et l’enseignement précoce du française langue seconde au niveau de l’école primaire. / This research concerns the acquisition of the French grammatical gender in first and second language. From a developmental perspective, we tempt to describe the way of young children being sent to school in France and Luxembourg determine the gender of names, by using the infra-lexical cues carried by these. Our concern consists in examining the kind of knowledge acquired and the mechanisms underlying this acquisition for the mother tongue and also during the learning of French as a second language at the primary school in Luxembourg. We hypothesize that the extraction of gender knowledge is not only dependent on the predictive value of endings but that morphological information carried by certain endings, suffixes, also intervenes in the process of gender acquisition. Indeed, the range of information carried by this unit (semantic, lexical and of gender) can make this unit more "striking" among all the regularities being able to be extracted. Three experiments allowed to bring to light that the determination of gender based on formal cues depends effectively on other factors, such as the nature of endings. Besides, a series of computational simulations was driven, bringing additional data to the experimental results. All these data brings useful information to the learning and the early teaching of French as a second language at the primary school.

Les codes de simulation devenant plus performants et plus interactifs, il est important de suivre l'avancement d'une simulation in-situ, en réalisant non seulement la visualisation mais aussi l'analyse des données en même temps qu'elles sont générées. Suivre l'avancement ou réaliser le post-traitement des données de simulation in-situ présente un avantage évident par rapport à l'approche conventionnelle consistant à sauvegarder--et à recharger--à partir d'un système de fichiers; le temps et l'espace pris pour écrire et ensuite lire les données à partir du disque est un goulet d'étranglement significatif pour la simulation et les étapes consécutives de post-traitement. Par ailleurs, la simulation peut être arrêtée, modifiée, ou potentiellement pilotée, conservant ainsi les ressources CPU. Nous présentons dans cette thèse une approche de couplage faible qui permet à une simulation de transférer des données vers un serveur de visualisation via l'utilisation de fichiers en mémoire. Nous montrons dans cette étude comment l'interface, implémentée au-dessus d'un format hiérarchique de données (HDF5), nous permet de réduire efficacement le goulet d'étranglement introduit par les I/Os en utilisant des stratégies efficaces de communication et de configuration des données. Pour le pilotage, nous présentons une interface qui permet non seulement la modification de simples paramètres, mais également le remaillage complet de grilles ou des opérations impliquant la régénération de grandeurs numériques sur le domaine entier de calcul d'être effectués. Cette approche, testée et validée sur deux cas-tests industriels, est suffisamment générique pour qu'aucune connaissance particulière du modèle de données sous-jacent ne soit requise.

Le rôle des deux paires de bases universelles inverse Hoogsteen U : A ( RHUAs ) présentent chez les ARNt standards , une dans la boucle T et l'autre dans le noyau de la forme en L , a été étudiée. Pour chacun des RHUAs , un criblage génétique spécialisé in vivo chez les bactéries , le système suppresseur ambre ( pour l'étude de la RHUA dans la boucle T ) et le système d'ARNt de la sélénocystéine ( tRNASec ) ( pour l'étude de la RHUA dans le noyau ) , ont été utilisé pour générer des variants fonctionnels à partir de multiples librairies combinatoires . Ces variants ont ensuite été séquencé et soumis à une analyse systématique qui comprend la modélisation informatique et un type d'analyse phylogénétique. Les résultats du système suppresseur ambre ont montré un ensemble de variants fonctionnels qui ne nécessitent pas le motif RHUA dans la boucle T et qui ont remplacé la méthode standard de l'interaction entre les boucles D et T avec une double hélice interboucle , ILDH . D'autres études ont abouti à la détermination d'un modèle In silico de l'alternative à la norme standard de la boucle T, sous le nom de type III . Les résultats du système tRNASec ont révélé que pour cette ARNt exceptionnel, l'absence de RHUA ( dans le noyau ) assure une flexibilité accrue qui est spécifiquement nécessaire pour la fonction de tRNASec . Ainsi, les ARNt standards , à la différence de tRNASec , avec la présence universelle de RHUA dans le noyau , a été naturellement sélectionnée pour être rigide . Pris ensemble, la RHUA joue un rôle essentiel dans la stabilisation des interactions tertiaires. / The role of two universally present reverse Hoogsteen U:A base pairs (RHUAs) in the T-loop and in the core of the L-shape of standard tRNA was studied. To study each of the RHUAs, bacterial in vivo genetic screens were used including the amber suppressor system (for the study of the RHUA in the T-loop) and the selenocysteine tRNA(tRNASec) system (for the study of the RHUA in the core). These screens generated functional variants from multiple combinatorial libraries. These variants were subsequently sequenced and subjected to a systematic analysis which included computer modeling and a type of phylogenetic analysis. The results from the amber suppressor system showed a set of functional variants which did not require the RHUA motif in the T-loop, and had replaced the standard way of interaction between the D and T loops with an interloop double helix, ILDH. Further study culminated in the determination of an insilico model of the alternative to the standard T-loop known as type III. The results from the tRNASec system revealed that for this exceptional tRNA, the absence of RHUA (in the core) ensures an enhanced flexibility that is specifically required for tRNASec function. Thus standard tRNAs, unlike tRNASec, with the universal presence of RHUA in the core have been naturally selected to be rigid. Taken together, RHUA plays an essential role in the stabilization of tertiary interactions.

Les codes de simulation devenant plus performants et plus interactifs, il est important de suivre l'avancement d'une simulation in-situ, en réalisant non seulement la visualisation mais aussi l'analyse des données en même temps qu'elles sont générées. Suivre l'avancement ou réaliser le post-traitement des données de simulation in-situ présente un avantage évident par rapport à l'approche conventionnelle consistant à sauvegarder—et à recharger—à partir d'un système de fichiers; le temps et l'espace pris pour écrire et ensuite lire les données à partir du disque est un goulet d'étranglement significatif pour la simulation et les étapes consécutives de post-traitement. Par ailleurs, la simulation peut être arrêtée, modifiée, ou potentiellement pilotée, conservant ainsi les ressources CPU.Nous présentons dans cette thèse une approche de couplage faible qui permet à une simulation de transférer des données vers un serveur de visualisation via l'utilisation de fichiers en mémoire. Nous montrons dans cette étude comment l'interface, implémentée au-dessus d'un format hiérarchique de données (HDF5), nous permet de réduire efficacement le goulet d'étranglement introduit par les I/Os en utilisant des stratégies efficaces de communication et de configuration des données. Pour le pilotage, nous présentons une interface qui permet non seulement la modification de simples paramètres, mais également le remaillage complet de grilles ou des opérations impliquant la régénérationde grandeurs numériques sur le domaine entier de calcul d'être effectués. Cette approche, testée et validée sur deux cas-tests industriels, est suffisamment générique pour qu'aucune connaissance particulière du modèle de données sous-jacent ne soit requise. / As simulation codes become more powerful and more interactive, it is increasingly desirable to monitor a simulation in-situ, performing not only visualization but also analysis of the incoming data as it is generated. Monitoring or post-processing simulation data in-situ has obvious advantage over the conventional approach of saving to—and reloading data from—the file system; the time and space it takes to write and then read the data from disk is a significant bottleneck for both the simulation and subsequent post-processing steps. Furthermore, the simulation may be stopped, modified, or potentially steered, thus conserving CPU resources. We present in this thesis a loosely coupled approach that enables a simulation to transfer data to a visualization server via the use of in-memory files. We show in this study how the interface, implemented on top of a widely used hierarchical data format (HDF5), allows us to efficiently decrease the I/O bottleneck by using efficient communication and data mapping strategies. For steering, we present an interface that allows not only simple parameter changes but also complete re-meshing of grids or operations involving regeneration of field values over the entire computational domain to be carried out. This approach, tested and validated on two industrial test cases, is generic enough so that no particular knowledge of the underlying model is required.

Dans la tradition occidentale, mathématiques et musique ont été étroitement liées depuis plus de 2000 ans. Nonobstant cette longue histoire concernant les relations entre mathématiques et musique, l'intérêt professionnel des mathématiciens dans ce domaine est un phénomène assez récent. Alors que la puissance d'application des mathématiques dans la description de la musique a été reconnue depuis longtemps, c'est seulement grâce a des développements plus récents que la musique commence à occuper également une place stratégique au sein des mathématiques. Ce fait est confirmé par l'émergence d'un nombre croissant de problèmes «~mathémusicaux~». Ces problèmes sont caractérisés par le fait qu'en positionnant un problème à l'origine musical dans un contexte mathématique approprié non seulement on obtient des résultats mathématiques nouveaux mais cela ouvre la voie également à des constructions musicales nouvelles. C'est ce double mouvement, de la musique aux mathématiques et vice-versa, qui suscite l'intérêt de plus en plus de chercheurs dans les deux domaines et qui est au c\oe ur d'une croissante activité de recherche internationale accompagnée de la création de revues internationales à comité de lecture et collections d'ouvrages consacrés à la matière ainsi que d'une prolifération de conférences, séminaires d'études et projets collaboratifs dans le domaine. Dans la première partie de ce mémoire, nous présentons tout d'abord une sélection de problèmes «~mathémusicaux~» sur lesquels nous avons travaillé en montrant les résultats obtenus et les questions qui restent ouvertes. Dans la deuxième partie, nous détaillons trois types d'interactions entre recherche mathémusicale et trois autre disciplines, à savoir les sciences cognitives, l'informatique et la philosophie.

Cette thèse porte sur une réflexion autour de la composition musicale arabe et les nouvelles technologies, avec comme élément central, les particularités idiosyncratiques inhérentes au langage musical.La rencontre avec les nouvelles technologies soulève plusieurs interrogations sous-jacentes. L’approche proposée consiste en la détermination d’un cadre formel avec un ensemble de structures idiomatiques selon un angle pluridisciplinaire musicologique et ethnomusicologique, mais aussi historico-acoustique et théorico-empirique à la fois.Le modèle musicologique dégagé permet de souligner : l’importance des cellules mélodiques primaires, une quantification acoustique des systèmes intervalliques, les aspects de monodie et d’hétérophonie selon le niveau individuel et collectif, une instabilité des degrés, et des aspects liés à l’interprétation musicale. Des approches originales sont envisagées concernant l’étude des mécanismes d’ornementations et trois catégories sont baptisées.La confrontation de ce modèle musicologique avec la rencontre des nouvelles technologies est établie et les conséquences de celle-ci sont soulignées. Les notions de simulation et d’émulation mettent en évidence la centralité du timbre et le recours à des échantillons audiovisuels permet d’identifier le domaine implicite de l’expérimentation. Une comparaison avec le modèle expérimental sur le plan de la musique électronique en général et l’informatique musicale en particulier est alors réalisée.Enfin, un essai de modélisation informatique dans l’environnement Csound est proposé et retrace les éléments idiosyncratiques identifiés. Des compositions électroacoustiques sont citées et une pièce est analysée. / This thesis focuses on Arabic musical composition and new technologies, with the idiosyncratic characteristics inherent in the musical language as central element.The encounter with new technologies raises several underlying questions.The approach suggested consists of a formal frame with a set of idiomatic structures according to a pluridisciplinary angle musicological and ethnomusicological, but also historical-acoustical and theorico-empirical at the same time.The musicological model revealed underlines: the importance of primary melodic cells, acoustic quantification of interval systems, monody and heterophony aspects according to individual and collective level, instability of degrees, and aspects related to musical interpretation.Original approaches are envisaged concerning the study of the mechanisms of ornamentations and three categories are baptized.The confrontation of this musicological model with new technologies’ encounter is established and the consequences of this one are underlined.Simulation and emulation concepts highlight the centrality of timbre and the use of audio-visual samples allows the identification of the implicit domain of experimentation.A comparison with the experimental model of electronic music in general and computer music in particular is therefore made.Finally, a computational modelling test in the Csound environment is proposed and traces the idiosyncratic elements identified. Electroacoustic compositions are cited and a musical work is analysed.

La prise de décision entre différentes actions potentielles implique une activité coordonnée dans diverses régions corticales telles que le cortex préfrontal, prémoteur, pariétal et moteur primaire, ainsi que dans des régions sous-corticales interconnectées au sein des ganglions de la base (« basal ganglia », BG). Malgré de nombreuses recherches visant à comprendre le rôle causal de chacune de ces régions dans les processus de prise de décision, la contribution précise des ganglions de la base reste un sujet de débat vigoureux. Il n'est toujours pas clair si les BG joue un rôle primaire dans la délibération entre les choix ou contrôle le compromis vitesse-précision (« speed-accuracy trade-off », SAT) dans la sélection et même l'exécution des actions. Dans cette mémoire, pour étudier cette question, nous avons développé un modèle de réseau neuronal simplifié qui régit la compétition entre les actions potentielles tout en gérant le SAT en ajustant un "signal d'urgence" dépendant du contexte dans les BG. Notre modèle reproduit plusieurs phénomènes clés observés dans des expériences récentes visant à dissocier les processus de délibération et d'engagement. Nos résultats suggèrent que dans une tâche bien pratiquée, contrairement aux régions corticales prémoteur et moteur, le globus pallidus internus (GPi) ne contribue pas au processus de délibération mais contrôle plutôt le SAT et, grâce à son rétrocontrôle positif avec les régions corticales, joue un rôle causal dans l'engagement à un choix. Le modèle simule également les effets des décisions retardées avec une microstimulation électrique non spécifique dans les régions corticales, les décisions biaisées avec une stimulation optogénétique spécifique au choix dans le GPi, et l'effet limité de l'inactivation du GPi sur les décisions prises dans des conditions avec des preuves sensorielles fortes. En résumé, notre modèle propose une réponse simple et testable à la question de longue date de savoir comment le cortex et le BG mettent en oeuvre ensemble les décisions sur l'action. / Deciding between potential actions involves coordinated activity across various cortical areas such as the prefrontal, premotor, parietal, and primary motor cortex, as well as interconnected subcortical regions within the basal ganglia (BG). Despite extensive research aimed at understanding the causal role of each of these regions in decision-making processes, the precise contribution of the basal ganglia remains a topic of vigorous debate. It is still not clear whether the BG plays a primary role in deliberation between the choices or controls the speed-accuracy trade-off (SAT) in selecting and even executing the actions. In this thesis, to address this question, we developed a simplified neural network model that governs the competition between potential actions while managing the SAT by adjusting a context-dependent “urgency signal” in BG. Our model replicates several key phenomena observed in recent experiments designed to dissociate the processes of deliberation and commitment. Our results suggest that in a well-practiced task, unlike premotor and motor cortical regions, globus pallidus internus (GPi) does not contribute to the process of deliberation but instead controls the SAT and, through its positive feedback with cortical regions, plays a causal role in committing to a choice. The model also simulates the effects of delayed decisions with non-specific electrical microstimulation in cortical regions, biased decisions with choice-specific optogenetic stimulation in GPi, and the limited effect of GPi inactivation on decisions made in conditions with strong sensory evidence. In summary, our model proposes a simple and testable answer to the long-standing question of how the cortex and BG together implement decisions about action.