Du fait de l'urbanisation croissante des zones de montagne, les éboulements rocheux représentent un risque de plus en plus important pour les personnes et les infrastructures. L'évaluation de leur probabilité d'occurrence (aléa), qui s'appuie essentiellement sur l'expérience et le jugement des experts, est relativement subjective et de nature qualitative. L'objectif du travail présenté est de contribuer à la quantification de cet aléa, en combinant l'approche traditionnelle locale d'inspiration géomécanique à une approche régionale historique et géodynamique.

Les Saxons de Transylvanie (Roumanie) migrent vers la R.F.A. depuis cinquante ans. Leur migration interroge l'interaction espace-ethnicisation à travers l'idée de « retour ». L'expérience saxonne est fondée sur l'ethnicisation, croyance en une généalogie germanique entretenue parmi les Saxon, et sur des lois allemandes d'encadrement de l'arrivée des Aussiedler venant des minorités « allemandes » des Etats ex-communistes. Mais depuis le changement de régime en Roumanie fin 1989, les migrations des Saxons s'éloignent de la migration ethnique supposée répondre à une volonté de vivre « parmi les siens » pour se rapprocher d'allers-retours fréquents non qualifiés par l'ethnicité putative des individus qui se déplacent. Ce processus de complexification de la migration saxonne a été appelé « retour » : c'est un mythe de la rupture dans la sédentarité qui produit de l'interdépendance dans la mobilité. Le « retour » n'est plus l'étape finale d'une histoire migratoire mais son commencement.

Ce mémoire traite de l'estimation de la fréquence d'occurrence des crues éclair, dans des petits cours d'eau de la région méditerranéenne. Pour préciser l'étude statistique de ces événements, relativement rares, l'idée développée a été de reconstituer des historiques de crues sur une période pouvant aller jusqu'à deux siècles. Quatre petits cours d'eau affluents de l'Aude, dont la surface n'excède pas 200 km2, ont été étudiés. Une méthodologie de recherche d'informations historiques, déjà appliquée avec succès à des cours d'eau français plus importants, a été reprise. Elle a permis de mettre en évidence les fonds d'archives dignes d'intérêt dans le cas de l'étude des cours d'eau de petite taille. Ces fonds sont essentiellement locaux (archives départementales, et archives des services de l'état chargés de l'hydrométrie et de l'annonce des crues). Les fonds à caractère national (Archives Nationales, fonds M.Pardé, fonds historique de l'ENPC), en revanche, présentent un intérêt secondaire, et l'exploitation des archives de la presse s'est également avérée décevante. Les documents d'archives finalement valorisés proviennent pour l'essentiel des Services des Ponts et Chaussées, et des Services Vicinaux (séries S et O aux Archives Départementales). Ces documents s'avèrent suffisamment riches, dans les quatre cas étudiés, pour reconstituer des historiques de crues d'une durée d'un à deux siècles. Il est également possible d'évaluer le seuil de perception associé à ces séries, ainsi que le débit de pointe des principales crues. Les estimations de débit réalisées restent toutefois incertaines et ont pour cette raison été représentées sous forme d'intervalles de débits possibles. L'exploitation statistique de ces séries met tout d'abord en évidence l'hétérogénéité des débits de crues parmi les cours d'eau étudiés. L'intérêt des données historiques est ensuite clairement mis en évidence, à la fois pour effectuer le choix de distributions statistiques aptes à représenter les séries observées, puis pour préciser le calage de ces distributions. Il apparaît surtout que les risques d'erreurs sont extrêmement importants, lorsque ces méthodes consistant à ajuster des distributions statistiques aux séries observées, sont appliquées à partir des séries systématiques de courte durée. Les informations historiques permettent de fiabiliser ces méthodes, même lorsque les informations valorisées sont très incomplètes (par exemple limitées au décompte des dépassements d'un seuil ou à une crue historique unique). Par comparaison, la méthode du Gradex apparaît beaucoup plus robuste lorsque seules les données systématiques sont disponibles. Elle donne des résultats très cohérents avec les données historiques, et reproduit notamment très bien, à condition d'évaluer correctement le facteur de forme, la variabilité des débits parmi les bassins étudiés. Mais cette variabilité des débits devra tout de même être mieux expliquée, avant d'espérer extrapoler les résultats obtenus à des bassins non jaugés notamment.

Pour rendre compte physiquement de la manipulation d'un objet virtuel dans l'espace ou sur un plan, la plupart des dispositifs haptiques actuels font appel à des actionneurs à un seul degré de liberté, dont les actions sont couplées par diverses liaisons mécaniques (type pantographe). La technologie piézoélectrique est une solution avantageuse dans ce domaine d'utilisation, pour son important effort massique, le travail à faible vitesse, et surtout la capacité à motoriser plusieurs degrés de liberté à partir d'un seul actionneur. Pour cette raison, un translateur piézoélectrique plan à onde stationnaire est étudié. Un modèle simplifié est élaboré pour offrir une interprétation globale des phénomènes de contact. Il est établi selon le formalisme du graphe informationnel causal qui met en évidence deux asservissements applicables au domaine haptique : un retour d'effort actif par le contrôle en force, et une solution alternative comparable à un embrayage, qualifié de retour d'effort dissipatif.

La première partie traite de l'application des réseaux bayésiens en maintenance et propose une méthodologie de construction à partir d'avis d'experts. Pour évaluer les probabilités, le réseau est décrit par un modèle log-linéaire saturé. Des indices permettant l'analyse du réseau et l'identification des variables critiques sont donnés. Les actions de maintenance sont intégrées comme nouveaux noeuds du graphe. Une intégration du retour d'expérience est proposée par une inférence bayésienne, en quantifiant la confiance attribuée aux avis d'experts. La deuxième partie traite de la fiabilité dans un contexte doublement censuré. Nous étudions les propriétés asymptotiques des estimateurs du maximum de vraisemblance pour la loi de Weibull. Une inférence bayésienne est proposée avec des lois a priori informatives et non informatives. De plus, nous modélisons par des variables cachées un facteur humain, représentant des manques d'information lors d'opérations de maintenance et résolvons ce problème par maximum de vraisemblance et par une inférence bayésienne.

Avec l'émergence récente des systèmes lidar aéroportés à retour d'onde complète, capables de fournir plus qu'une représentation topographique en trois dimensions, se pose la question, entre autres, de son utilité pour l'analyse du milieu urbain. Nous souhaitons en particulier comparer ses performances aux systèmes lidar multi-échos traditionnels. Les signaux lidar fournis sont en effet porteurs d'informations supplémentaires sur les objets atteints. L'objectif final visé dans cette thèse est une cartographie automatique 3D améliorée des zones d'occupation du sol, comme socle de grands nombres d'applications déjà existantes, en partant des données brutes enregistrées. L'approche proposée se compose de deux grandes phases. La première étape consiste à traiter les signaux enregistrés pour générer des nuages de points 3D de qualité maîtrisée, ainsi que pour extraire des informations sur la morphologie de ces derniers. Deux méthodes distinctes sont présentées. L'une cherche à améliorer la méthode standard consistant à supposer que tous les échos suivent un modèle gaussien. La deuxième permet d'explorer l'hypothèse d'un mélange de modèles, donc de caractériser chaque écho séparément, tout en proposant une formulation physique simple et flexible du problème.\\ Dans un second temps, les nuages 3D ainsi générés sont classés en se servant d'attributs spatiaux mais également des attributs morphologiques extraits lors de l'étape précédente. Une approche supervisée utilisant les Séparateurs à Vaste Marge est adoptée pour séparer les zones de sol, de bâtiments, et de végétation. Elle est couplée à un processus de sélection des attributs les plus pertinents. En plus de l'obtention d'une classification de bonne qualité, cette étape met en évidence l'apport des données à retour d'onde complète dans un cadre de cartographie automatique des paysages urbains.

Toute organisation performante doit être capable de gérer des événements exceptionnels de manière optimale. Cependant, les obstacles sont nombreux. L'essence de ce travail de thèse consiste à dépasser ces obstacles en étudiant les modes d'interactions entre parties-prenantes, groupes d'acteurs et organisations d'un système dégradé. L'outil utilisé pour ce faire est une méthode de retour d'expérience innovatrice, le REX Positif, qui permet de représenter et de comprendre la complexité et dynamique des situations. L'analyse diachronique d'un riche échantillon empirique de gestion de situations de crise permettra de mettre en lumière l'existence et l'émergence de comportements organisationnels récurrents. Une des hypothèses de base est que les organisations subissent des contraintes semblables en temps de crise et doivent par conséquent les anticiper afin de s'adapter en intégrant un certain nombre de comportements universels afin d'être plus performantes dans la gestion de situations dégradées.

L'application des mesures d'importance de type PageRank aux graphes du Web est le sujet de cette thèse, qui est divisée en deux parties. La première introduit une famille particulière de grands graphes, les graphes du Web. Elle commence par définir la notion de Web indexable, puis donne quelques considérations sur les tailles des portions de Web effectivement indexées. Pour finir, elle donne et utilise quelques constatations sur les structures que l'on peut observer sur les graphes induits par ces portions de Web. Ensuite, la seconde partie étudie en profondeur les mesures d'importance à la PageRank. Après un rappel sur la théorie des chaînes de Markov est présentée une classification originale des algorithmes de PageRank, qui part du modèle le plus simple jusqu'à prendre en compte toutes les spécificités liées aux graphes du Web. Enfin, de nouveaux algorithmes sont proposés. L'algorithme BackRank utilise un modèle alternatif de parcours du graphe du Web pour un calcul de PageRank plus rapide. La structure fortement clusterisée des graphes du Web permet quant à elle de décomposer le PageRank sur les sites Web, ce qui est réalisé par les algorithmes FlowRank et BlowRank.

Dans cette thèse, nous proposons un ensemble d'outils nécessaires à l'élaboration d'un simulateur de chirurgie. Dans un premier temps, nous définissons plusieurs modèles déformables physiques temps réels permettant de simuler les déformations et la découpe d'organes du corps humain. Ces modèles s'appuient sur la théorie de l'élasticité et la méthode des éléments finis. Nous avons tout d'abord travaillé sur l'enrichissement du modèle élastique linéaire en le généralisant au cas des matériaux dont le comportement est anisotrope, soit en raison de la présence de fibres (muscles, tendons), soit parce qu'ils sont entourés d'une peau (capsule de Glisson pour le foie). Cependant, la principale limitation de l'élasticité linéaire est de n'être valable que dans l'hypothèse de petits déplacements. Nous proposons donc un nouveau modèle déformable mettant en oeuvre l'élasticité non-linéaire de St Venant-Kirchhoff, qui reste valable pour les grands déplacements. Après avoir étendu ce modèle aux matériaux anisotropes, nous proposons plusieurs méthodes d'optimisation des calculs, soit en utilisant un algorithme adaptatif qui combine les modèles linéaires et non-linéaires, soit à partir d'une nouvelle formulation. La seconde partie de ces travaux porte sur la simulation des interactions entre les instruments chirurgicaux et les organes virtuels. Pour cela, nous avons modélisé les contacts, ainsi que certaines actions spécifiques comme le glissement, la préhension et la découpe. De plus, nous nous sommes intéressés aux problèmes liés à l'utilisation d'interfaces à retour d'effort.

Dans cette thèse, nous présentons différentes approches pour le calcul, en temps-réel, de la déformation de modèles anatomiques volumiques. Une des applications principales de ce type de modèles concerne la simulation de chirurgie laparoscopique. Cette technique chirurgicale récente, et en permanente évolution, nécessite une formation accrue. Dans ce cadre, l'utilisation d'un simulateur présente de multiples avantages : polyvalence, fréquences d'entraînement élevées, outils d'évaluation, simulation de cas pathologiques rares, etc. La première partie de cette thèse concerne la modélisation du comportement déformable des tissus mous, en prenant en compte les aspects biomécaniques ainsi que les contraintes de temps de calcul. Le premier modèle que nous proposons est basé sur une modélisation par éléments finis d'un solide élastique linéaire. Le calcul, en temps-réel, de la déformation repose sur des combinaisons linéaires de déformation élémentaires obtenues lors d'une étape de pré-calcul. Afin de prendre en compte, dans la déformation, d'éventuelles modifications topologiques du maillage - pouvant représenter, par exemple, l'incision de tissus mous - nous avons proposé un second modèle, appelé "masses/tenseurs". Enfin, nous proposons une formulation originale, appelée "modèle hybride", permettant de combiner, dans une même représentation, les deux modèles déformables précédents. Dans la seconde partie de cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes liés à l'utilisation de systèmes à retour d'effort pour les interactions avec un modèle déformable. Nous proposons ainsi une architecture matérielle intégrant les différents modules assurant le calcul des déformations, des forces, le contrôle des systèmes à retour d'effort, la détection de collision, l'affichage graphique, etc. Un premier prototype du simulateur, réalisé sur la base de cette architecture et incluant deux systèmes à retour d'effort, a permis de valider l'ensemble des algorithmes. Finalement, nous proposons en annexe une étude relative à une nouvelle technique de reconstruction faciale. En utilisant différents outils d'analyse et de traitement d'images médicales, nous avons réalisé une série d'expériences visant à retrouver une approximation du visage d'une personne à partir de la seule donnée de son crâne et d'un ensemble réduit de paramètres.