Typescript. / Thesis (Ph. D.)--University of Hawaii at Manoa, 1977. / Bibliography: leaves 424-444. / Microfiche. / ix, 444 leaves ill

Thesis (Ph. D.)--University of Pennsylvania, 1915.

Thesis (M.Sc.)--York University, 2007. Graduate Programme in Earth and Space Science. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 119-121). Also available on the Internet. MODE OF ACCESS via web browser by entering the following URL: http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&res_dat=xri:pqdiss&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&rft_dat=xri:pqdiss:MR38822

Thesis (M. Sc.)--York University, 1997. Graduate Programme in Earth and Space Science. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 83-85). Also available on the Internet. MODE OF ACCESS via web browser by entering the following URL: http://wwwlib.umi.com/cr/yorku/fullcit?pMQ27334.

Radio occultation measurements from global navigation satellite systems, such as the Global Positioning System (GPS), represent a new source of numerical weather prediction information. Conventionally, radio occultation measurements are inverted using an Abel integral transform to obtain a profile of refractivity, and subsequently pressure, on geometric height levels via the hydrostatic relation. Although accurate temperature/water vapour retrievals are possible with a background estimate of water vapour/temperature, it is not possible to retrieve these quantities simultaneously using this method. Also, using this method, refractivity retrieval errors are introduced by assuming no horizontal structure local to ray periapsis (the spherical symmetry assumption), and the method is subject to 'first-guess' errors when the hydrostatic relation is initialised. Results from an investigation into how departures from spherical symmetry affect the performance of the Abelian inverse method are presented. It is shown that realistic horizontal humidity inhomogeneities can compensate for or reinforce horizontal temperature inhomogeneities, and therefore are important to consider in both the forward and inverse modelling. Using the results from this experiment, regression coefficients are fitted in an effort to predict temperature and refractivity retrieval errors from the horizontal temperature and humidity structure local to the measurement. The largest contribution to the predicted errors is shown to be from the local parabolic component of the horizontal structure, but is found to predict only a small fraction of the total error. A non-linear optimal estimation inverse method is presented with which it is possible to retrieve simultaneously profiles of temperature, humidity and surface pressure. Using this method, the measurements are assimilated with a priori information utilising error estimates of the a priori information and the measurements. The method implemented is validated using an ensemble of numerical simulations. Real observations from the GPS/MET pilot experiment are used to retrieve profiles of temperature, humidity and surface pressure which are validated using collocated ECMWF and NMC model analyses, radiosondes, and the Abelian inversion results. Temperature and refractivity comparisons between the optimal estimate and results from the Abelian inverse method show good agreement at high latitudes for all altitudes, resolving small-scale structure not shown by the model analyses. At low latitudes there is good agreement above the tropopause, below which a temperature bias ensues between the Abelian inversion and all other correlative data. Retrieved values for water vapour and surface pressure compare well with model analyses and collocated radiosondes. Biases between the UKMO and the ECMWF model analyses are consistent with known differences between the two models at the time of the dataset.

Cette thèse a été développée dans le cadre d’une cotutelle entre la Pontificia Universidad Católica de Chile et l’Université Pierre et Marie Curie. Je décris les tests effectués sur deux kits d’occultation, chacun constitué d’une caméra rapide, d’un système de datation et d’un logiciel d’enregistrement. En plus, j’ai observé plusieurs occultations stellaires par des objet transneptuniens et des centaures, y compris celle qui a mené à la découverte des anneaux de Chariklo. J’utilise des occultations stellaires pour obtenir les paramètres physiques de trois objets. Pour 2007 UK126 , je déduis la densité la plus probable en analysant les ajustements elliptiques du limbe sur une occultation stellaire. Pour 2003 AZ84 , en analysant deux occultations stellaires, je limite la densité et l’orientation de l’objet. Pour le centaure Chariklo, j’adopte une approche statistique bayésienne pour analyser cinq occultations stellaires et je déduis une forme ellipsoïdale de demi-axes a=148 km, b=132 km et c=102 km, avec des irrégularités topographiques de ∼6 km, comparables à celles de satellites de Saturne de taille et densité similaires. L’albédo géométrique du Chariklo est de 3.7% et la réflectivité de l’anneau est de 4.9%. En fin, j’étudie les résonances de type Lindblad entre le moyen mouvement des particules de l’anneau et la rotation d’un corps irrégulier. L’excès de masse en provenance d’un corps sphérique exerce des moments forts sur un disque collisionnel, et repousse le matériau situé au niveau du rayon de la corotation jusqu’à la résonance la plus externe. Pour Chariklo, les courtes échelles de temps (< 10 5 ans) expliquent l’emplacement actuel de ses anneaux. / This thesis has been developed in a co-supervision between the Pontificia Universidad Católica de Chile and the Université Pierre et Marie Curie.First, I describe tests performed on two occultation kits, each consisting in a fast camera, a time registration system and an acquisition software. Additionally, observed several stellar occultations by TNOs and Centaurs, including the one that lead to the discovery of Chariklo's rings.Then, I study the physical characterization of three object with the analysis of stellar occultations. For 2007 UK126 I derive the more probable density analyzing elliptical fits to a multichord occultation. For the plutino 2003 AZ84, I constrain its density and orientation analyzing two stellar occultations. For the Centaur object Chariklo I adopt a Bayesian-MCMC approach to analyze five stellar occultations and derive a elliptical shape with a=148 km, b=132 km and c=102 km with topographic features of ~6 km, comparable to those of Saturnian icy satellites with similar size and density. The body geometric albedo is 3.7±0.1% and a its ring reflectivity 4.9±0.3%.Finally, I consider Lindblad resonances between the mean motions of ring particles and the rotation of an irregular body. Mass excess departing from a spherical body exert strong torques on a collisional disk that clear the material from the corotation radius up to the outermost resonance.For Chariklo, the very short clearing timescales (<105 years) explains the current location of its rings.

Les occultations stellaires sont une méthode puissante pour étudier les petits corps du Système Solaire, trop faibles ou lointains pour être étudiés par d’autres techniques. Cette méthode consiste à observer le corps passant devant une étoile d’arrière plan. Le flux lumineux stellaire est alors intercepté quelques instants, ce qui permet de caractériser la forme de l’objet et d’étudier son environnement (anneau, atmosphère ou satellite). Deux anneaux denses et étroits ont été découverts en Juin 2013 pour la première fois autour du plus gros des Centaures Chariklo (corps central : 250 km de diamètre ; anneaux : 800 km). Cette thèse présente les 16 occultations par Chariklo et ses anneaux observées depuis 2013. Ces données représentent les seules observations aujourd’hui existantes de ce système planétaire. Une première étude de leur structure et de leur géométrie est détaillée dans ces travaux. Mes travaux ont également porté sur une occultation par la planète naine Haumea observée en Janvier 2017. Celle-ci nous a révélé la présence d’un anneau dense de rayon ~2281 km autour de ce corps tri-axial. Haumea est donc le deuxième corps en dehors des planètes géantes à posséder un anneau. Cette occultation permet notamment de déduire la forme, la taille (1161x852x513 km) et la densité d’Haumea. Cette seconde découverte tend à montrer que les anneaux autour des petits corps ne sont pas si rares. La publication du catalogue Gaia DR1 en 2016 a permis d’améliorer considérablement la précision de nos prédictions donc nos observations. Les prochaines années seront consacrées à scanner plus en détails les anneaux de Chariklo et d’Haumea, mais aussi à chercher des anneaux autour d’autres petits corps afin de comprendre les mécanismes de formation et d’évolution de ces systèmes. / Stellar occultations are a very powerful tool to study small bodies of the Outer Solar System, which are usually too faint or too far away to be studied by others techniques. They occur when a body passes in front of a background star. The stellar flux will then be intercepted during several seconds/minutes. Observation of the occulted star in time allows us to study the shape and size of the occulting object and its vicinity (ring, atmosphere or satellite). For the first time, two dense and narrow rings have been discovered on June 2013 around the biggest known Centaur Chariklo (body’s diameter: 250 km and rings diameter: 800 km). My work shows the 16 observed occultations by Chariklo and/or its rings since 2013. Those data are the only one available about this planetary system today. A first study of their structure and their geometry is conducted. Another part of my work was to study an occultation by the dwarf planet Haumea recorded on January 2017. It revealed the presence of a ring of radius ~2281 km around this tri-axial body. This discovery made Haumea the second body with a ring orbiting around except the four giant planets. This occultation allows us to derive the shape, size (1161x852x513 km) and density of the main body. This second discovery tends to show that rings in small planetary systems are more common that we thought. The release of Gaia DR1 catalog in 2016 greatly improved our predictions of such occultations. In the forthcoming years, efforts will be made on detailed and localized studies of Chariklo’s and Haumea’s rings, but also on search for other small rings systems in order to better understand the origins and the evolution mechanisms of such systems.

L'analyse ergonomique des postes de travail reste le point de départ de toute politique de prévention des risques de maladies professionnelles. De nombreux travaux scientifiques s'attachent à quantifier les déterminants à risque pour aboutir le plus souvent à un score de pénibilité. La difficulté actuelle des méthodes de cotation ergonomique se situe au niveau de la capture de ces déterminants. La majorité des systèmes se limitent à une collecte de données souvent subjective et très influencé par la personne effectuant la cotation. La volonté de l'entreprise par le biais de ce stage est d'objectiver l'analyse ergonomique des postes de travail par une capture du mouvement de l'opérateur. Le principale défi est le passage d'outil et de méthode scientifique à une utilisation de terrain avec toutes les contraintes qu'elle induit.L'apport des avancées technologiques et scientifiques encourage ce passage par des outils utilisable dans le contexte industriel. Les deux principaux objectif de ce stage se sont situer premièrement sur la limitation des biais de capture pour amener un précision et un standardisation de la mesure de terrain, ainsi que sur l'accès à de nouvelles données notamment l'aspect temporel de la tâche effectuée. Le matériel utilisé est le capteur de profondeur Kinect développé par Microsoft. Cet appareil fait l'objet d’études scientifique dans différents domaines et plus particulièrement dans son utilisation pour de la capture de mouvements.Lors de ce stage, nous nous somme attaché à traiter le signal émis par la Kinect, pour obtenir des données permettant le remplissage automatique de grille de cotation. Le bruit de mesure fût travailler à l'aide d'un filtre récursif passe bas utilisé fréquemment en laboratoire d'analyse du mouvement. Le traitement des données spatiales brut des articulations de l'opérateur pour obtenir des angles fit l'objet d'un grande partie du travail, car ne nombreux paramètre entre en jeu comme la position du capteur.La réussite du stage à permis de limiter la subjectivité de la mesure mais à également donnée l'accès à de nouveaux indices comme les pourcentage de temps de cycle passé à des angulations dangereuses pour l'opérateur. Le passage d'outil de laboratoire au terrain mérite encore d'être travaillé notamment dans la robustesse des systèmes développés et doit s'appuyer sur des expérimentations de laboratoire. / Evaluation of potential risks of musculoskeletal disorders in real workstations is challenging as the environment is cluttered, which makes it difficult to correctly and accurately assess the pose of a worker. Most of the traditional motion capture systems cannot deal with these workplace constraints. Being marker-free and calibration-free, Microsoft Kinect is a promising device to assess these poses, but the validity of the delivered kinematic data under work conditions is still unknown. In this thesis we first propose an extensive validation of the Kinect system in an ergonomic assessment context with sub-optimal capture condition. As most of the large inaccuracies come from occlusions, we propose a new example-based method to correct unreliable poses delivered by the Kinect in such a situation. We introduced the Filtered Pose Graph structure to make the method select the most relevant candidates before combination. In an ergonomics context, we computed RULA scores and compared them to those computed from an optoelectronic mocap system. We also propose to challenge our method in real workplace environment and compared its performance to experts' evaluation in the Faurecia company. Finally, we evaluated the relevance of the proposed method to estimate internal joint torques thanks to inverse dynamics, even if occlusions occur. Our method opens new perspectives to define new fatigue or solicitation indexes based on continuous measurement contrary to classical static images generally used in ergonomics. The computation time enables real-time feedback and interaction with the operator.

Dans cette thèse sont présentées deux méthodes visant à obtenir automatiquement une description tridimensionnelle des mouvements d'une main étant donnée une séquence vidéo monoculaire de cette main. En utilisant l'information fournie par la vidéo, l'objectif est de déterminer l'ensemble des paramètres cinématiques nécessaires à la description de la configuration spatiale des différentes parties de la main. Cet ensemble de paramètres est composé des angles de chaque articulation ainsi que de la position et de l'orientation globale du poignet. Ce problème est un problème difficile. La main a de nombreux degrés de liberté et les auto-occultations sont omniprésentes, ce qui rend difficile l'estimation de la configuration des parties partiellement ou totalement cachées. Dans cette thèse sont proposées deux nouvelles méthodes qui améliorent par certains aspects l'état de l'art pour ce problème. Ces deux méthodes sont basées sur un modèle de la main dont la configuration spatiale est ajustée pour que sa projection dans l'image corresponde au mieux à l'image de main observée. Ce processus est guidé par une fonction de coût qui définit une mesure quantitative de la qualité de l'alignement de la projection du modèle avec l'image observée. La procédure d'ajustement du modèle est réalisée grâce à un raffinement itératif de type descente de gradient quasi-newton qui vise à minimiser cette fonction de coût.Les deux méthodes proposées diffèrent principalement par le choix du modèle et de la fonction du coût. La première méthode repose sur un modèle de la main composé d'ellipsoïdes et d'une fonction coût utilisant un modèle de la distribution statistique de la couleur la main et du fond de l'image.La seconde méthode repose sur un modèle triangulé de la surface de la main qui est texturé est ombragé. La fonction de coût mesure directement, pixel par pixel, la différence entre l'image observée et l'image synthétique obtenue par projection du modèle de la main dans l'image. Lors du calcul du gradient de la fonction de coût, une attention particulière a été portée aux termes dûs aux changements de visibilité de la surface au voisinage des auto-occultations, termes qui ont été négligés dans les méthodes préexistantes.Ces deux méthodes ne fonctionnement malheureusement pas en temps réel, ce qui rend leur utilisation pour l'instant impossible dans un contexte d'interaction homme-machine. L'amélioration de la performance des ordinateur combinée avec une amélioration de ces méthodes pourrait éventuellement permettre d'obtenir un résultat en temps réel.

L'étude présentée ici concerne la prédiction et l'observation des <br />occultations d'étoiles par les astéroïdes. Le sujet traité comprend la <br />modélisation et le développement d'algorithmes de prédictions des <br />occultations stellaires, complétés par l'amélioration de leur précision <br />à travers des considérations théoriques et observationnelles.<br />Pour cela je développe dans un premier temps toutes les définitions relatives<br />aux éphémérides en m'attachant plus particulièrement aux notions de repères et<br />systèmes de références célestes et terrestres. Je présente ensuite les <br />différentes échelles de temps s'y rattachant pour finalement proposer des<br />algorithmes de calculs d'éphémérides des planètes, des astéroïdes et des étoiles<br />avec une précision interne de l'ordre de 0".001. Je développe alors<br />un modèle de prédiction des occultations stellaires en présentant une<br />méthode de recherche systématique de ces phénomènes et un algorithme<br />de calcul des lieux sur Terre d'où ils sont observables. Je décris qu'elles<br />en sont les approximations, et montre que dans l'état actuel de connaissance<br />des orbites des astéroïdes le taux de réussite observationnel des prédictions<br />d'occultations ne dépasse guère 50% quelque soit le degrés de précision<br />du modèle utilisé. Je propose alors des solutions pour améliorer la<br />prédiction de ces phénomènes en complétant le modèle de calcul<br />présenté ici, et en recherchant à travers l'observation astronomique des <br />solutions pour améliorer la connaissance astrométrique et photométrique<br />des astéroïdes. Finalement je montre qu'il est possible d'atteindre un taux de<br />réussite compris entre 70% et 80%, et présente qu'elles sont les<br />conditions pour parvenir à un taux de réussite supérieur à 90%.