Les traitements en radiothérapie consistent à irradier le patient avec desfaisceaux de particules énergétiques (typiquement des photons) ciblant la tumeur. Cesparticules sont transporté à travers le milieu et y dépose de l'énergie. Cette énergiedéposée, appelée la dose, est responsable des effets biologiques des radiations.Ce travail a pour but de développer des méthodes numériques de calcul etd'optimisation de la dose qui sont compétitives en termes de coût de calcul et de précisionpar rapport à des méthodes de référence.Le mouvement des particules est d'abord étudié via un système d'équationscinétiques linéaires. Cependant, résoudre directement ces systèmes est numériquementtrop coûteux pour des applications médicales. Pour palier ce coût de calcul, la méthodemoment, et en particulier les modèles Mn, est utilisée. Ces équations aux moments sontnon linéaires et valides sous une condition appelée réalisabilité.Les schémas numériques standards pour les équations aux moments sontcontraints par des conditions de stabilité qui se trouvent être très restrictives lorsque lemilieu contient des zones sous-denses. Des schémas numériques inconditionnellementstables et adaptés aux équations aux moments (préservant la réalisation) sontdéveloppés. Ces schémas se révèlent compétitifs en termes de coûts de calcul par rapportaux approches de référence. Finalement, ces méthodes sont appliquées dans uneprocédure d'optimisation visant à maximiser la dose dans la tumeur et la minimiser dansles tissus sains. / Radiotherapy treatments consists in irradiating the patient with beams ofenergetic particles (typically photons) targeting the tumor. Such particles are transportedthrough the medium and deposit energy in the medium. This deposited energy is the socalleddose, responsible for the biological effect of the radiations.The present work aim to develop numerical methods for dose computation andoptimization that are competitive in terms of computational cost and accuracy compared toreference method.The motion of particles is first studied through a system of linear transport equationsat the kinetic level. However, solving directly such systems is numerically too costly formedical application. Instead, the moment method is used with a special focus on the Mnmodels. Those moment equations are non-linear and valid under a condition calledrealizability.Standard numerical schemes for moment equations are constrained by stabilityconditions which happen to be very restrictive when the medium contains low densityregions. Inconditionally stable numerical schemes adapted to moment equations(preserving the realizability property) are developped. Those schemes are shown to becompetitive in terms of computational costs compared to reference approaches. Finallythey are applied to in an optimization procedure aiming to maximize the dose in the tumorand to minimize the dose in healthy tissues.

Aujourd'hui, dans un monde globalisé, la conception des produits est en train de basculer vers la conceptiondistribuée multi-sites. En effet, la complexité des produits avec des contraintes économiques et d'ingénierie ontaccéléré la transformation et l'organisation des activités de conception en service-orientés dans un réseau distribué.Alors, la conception pour la configuration des produits émerge comme un outil efficace pour résoudre les nouveauxdéfis de la conception des produits. Beaucoup de recherches sur la conception pour la configuration considèrent leproblème de la conception pour la configuration uniquement comme un problème d'arrangement des composants.En effet, le processus de conception implique de multiple-métiers, la distribution des métiers et des acteurs, etl'interaction dans un environnement dynamique et incertain. De plus, nous pensons que la structure interne duprocessus de conception est une image homomorphe des discontinuités du produit perçu. En considérant l'espacede la conception pour la configuration comme multi vues, multi dimensionnels et incertain, cette thèse porte surl'étude de la conception pour la configuration comme un problème holistique.Nous avons proposé à étudier : (1) appréhender et modéliser la conception pour la configuration comme unproblème de recherche de consensus entre différents métiers ; (2) appréhender et modéliser les relations intra etinter domaines considérant la conception pour la configuration comme un problème holistique ; (3) formaliser lesgrammaires génératives pour la modélisation de produit dans les deux principaux espaces : fonctionnel et structurelet (4) modéliser les liens entre ces deux espaces à l'aide du concept d'holon de conception. A partir de cesconsidérations, nous établissons les hypothèses les plus importantes de notre recherche : (a) Hypothèse de multivues; (b) Hypothèse de flou ; (c) Hypothèse de dérivation ; (d) Hypothèse holistique et (e) Hypothèse d'attracteur.Nous avons décrit un modèle de conception pour la configuration dans lequel les aspects d'optimisation desconfigurations et la recherche des noyaux des configurations sont intégrés. D'ailleurs, nous avons proposé desgrammaires fonctionnelles floues graphes et des grammaires fonctionnelles floues formelles pour représentergraphiquement et formellement les structures fonctionnelles de produit. Nous avons aussi proposé une approche demodélisation holonique des configurations. Les concepts d'Holon Conception Floue et de l'Attracteur Flou sontproposés pour comprendre la coévolution dans la conception pour la configuration. Nous avons étudié un casindustriel de la conception pour la configuration à l'aide des modules pour un groupe motopropulseur / Product design is switching to the multi-site distributed design. Indeed, the complexity of products with engineeringand economic constraints have accelerated the transformation and organization of design activities into serviceorientedin a distributed network. So, design for product configuration emerges as an effective tool to address thenew challenges of product design. Many researches on design for configuration consider the design problem only asa problem of arrangement of components. Indeed, the design process involves multi-trades, distribution of tradesand actors, and interaction in a dynamic and uncertain environment. Moreover, we believe that the internal structureof the design process is a homomorphic image of the product perceived discontinuities. Considering the space ofthe design for the configuration as multi-views, multi-dimensional and uncertain, this thesis focuses on the study ofdesign for the configuration as a holistic problem.We proposed to study: (1) understand and model design for configuration as a consensus-building problem betweendifferent trades; (2) understand and model the relationships within and between domains considering the design forconfiguration as a holistic problem; (3) formalize the generative grammars for product modeling in two main spaces:functional and structural and (4) model the links between these two spaces with the concept of design holon. Fromthese considerations, we establish the most important assumptions of our research: (a) Assumption of multi-view;(b) Assumption of fuzzy; (c) Assumption of derivation; (d) Holistic assumption and (e) Assumption of attractor.We have described a design model for configuration wherein the optimization aspects of configurations andsearching of configurations cores are integrated. Moreover, we proposed fuzzy graphs functional grammars andformal fuzzy functional grammars to represent formally and graphically the functional structures of product. We alsoproposed an approach of holonic modeling for configurations. The concepts of Fuzzy Design Holon and FuzzyAttractor are proposed to understand the co-evolution in design for configuration. We studied an industrial case ofdesign for configuration using modules of a power train.

Dans les technologies d'aujourd'hui, l’épitaxie est une technique indispensable pour la fabrication des composants. Avec la diminution continue de la taille des transistors les objets epitaxiés rétrécissent aussi. Par conséquence, des effets morphologiques qui sont négligeables à grande échelle, doivent être considéré dans les petits motifs, et de plus des anisotropies doivent être prises en compte. C'est pour cela que cette thèse est consacrée à l'étude de la morphologie en fonction de la taille et de l'orientation des motifs. La caractérisation de la morphologie du SiGe comme déposé sur des motifs orientés selon <100> et <110> nous conduit à introduire de nouveaux effets de charge, pas encore reportés dans la littérature. Après avoir étudié en profondeur la morphologie après croissance, les épitaxies sont soumises à des températures légèrement supérieures à celle de dépôt, et les changements sont discutés en fonction de l'orientation et de la largeur des lignes. Des recuits sous H2 à des températures plus élevées sont réalisés sur des motifs différents ce qui permet l'observation des effets morphologiques en bord et en coin de motif. Ces effets dominent la morphologie globale des couches epitaxiées quand la taille des motifs diminue. En particulier, la stabilité des lignes de Si et SiGe lors des recuits est étudiée, ce qui permet de déterminer les facteurs importants pour la stabilité des lignes. Dans des expériences supplémentaires un procédé est développé pour augmenter la stabilité thermique des couches SiGe. En outre, l'épitaxie cyclique - nécessaire pour réaliser les sources/drains des CMOS avancés - est discutée. L'influence des changements dans l'étape de gravure d'un procédé cyclique de Si, en gardant l'étape de dépôt inchangée, est étudiée pour des motifs orientés selon <100>. Nous avons trouvé des conditions dans lesquelles la couche n'est plus continue. Des expériences pour étudier la gravure séparément permettent d'expliquer les phénomènes observés. / In current technology nodes, epitaxy is an indispensable technique in device fabrication. With the continuous decrease of the transistor size, the epitaxial objects shrink as well. As a consequence, morphology effects which can be neglected at the large scale, have to be considered in small patterns and in addition, anisotropies have to be taken into account. Therefore, this thesis is dedicated to morphology studies as a function of pattern size and orientation. The characterization of the SiGe morphology in the as-deposited state on <100> and <110> oriented patterns leads to the introduction of new loading effects, which have not been reported elsewhere so far. After having studied thoroughly the as-deposited morphology, the epitaxial layers are exposed to a temperature slightly higher than the deposition temperature and the changes are discussed as a function of line width and orientation. H2 annealing at higher temperatures are performed with various Si and SiGe patterns leading to the observation of morphology effects at the pattern edges and corners. These effects dominate the global layer appearance with decreasing pattern size. In particular, the stability of annealed Si and SiGe lines is studied which allows to determine the crucial factors for line stability. In additional experiments, a process is developed which can increase the thermal stability of epitaxial SiGe. Moreover, cyclic epitaxy - required for sources/drains of advanced CMOS devices - is discussed. The influence of changes in the etch step of a cyclic Si process, by keeping the deposition step unchanged, is studied for <100> oriented patterns. Conditions are found, where cyclic epitaxy results in a discontinuous layer. Experiments, which consider the etching separately can explain the observed phenomena.

En France, en 2008, le nombre de personnes âgées de 60 ans et plus est d'environ 13,5 millions. Il est estimé à 22,3 millions pour 2050. La plupart des personnes âgées vivent à domicile (soit 96% des personnes âgées de 60 ans et plus en 1999) et certaines vivent seules à domicile (27% en 1999). Les personnes âgées vivant seules à domicile sont sujettes à des risques liés au vieillissement à long terme (mauvaise alimentation, hygiène insuffisante, perte d'autonomie...). Pour assurer un minimum de sécurité aux personnes âgées qui souhaitent vivre le plus longtemps possible à leur domicile, on peut installer des capteurs dans leur habitat pour en faire un Habitat Intelligent pour la Santé (HIS). Cette installation permet un suivi à distance de l'occupant. Notre but est de parvenir à une reconnaissance automatique des activités réalisées quotidiennement par la personne suivie, afin de détecter une éventuelle perte d'autonomie.<br />Nous nous intéressons aux HIS qui ne sont équipés que de capteurs non invasifs, non intrusifs (capteurs infrarouges et/ou contacts magnétiques). Ce type d'HIS, simple et respectueux de l'intimité de la personne, fonctionne de façon passive, c'est-à-dire sans avoir besoin du concours de l'occupant. Le travail de la thèse propose une méthode de traitement de données provenant des capteurs infrarouges passifs installés dans un HIS, afin de reconnaître les activités de la vie quotidienne (ou AVQ) réalisées par la personne âgée dans une journée, et de suivre l'évolution de son état d'autonomie. Cette méthode a été implémentée en Matlab et appliquée à des données réelles provenant d'HIS occupés par des personnes âgées vivant seules.

Pour réduire la consommation en carburant et respecter des normes anti-pollution toujours plus sévères, les motoristes font de plus en plus appel à la combustion prémélangée pauvre. Cependant, ce Régime est enclin aux instabilités thermo-Acoustiques pouvant dégrader fortement le foyer. La Simulation aux Grandes Echelles (LES) est, à ce titre, un outil présentant un grand potentiel pour une meilleure compréhension de ces phénomènes, comme l'ont montré certains travaux réalisés jusqu' à présent. Dans la majorité des applications industrielles, le carburant est injecté sous forme liquide, ce qu'il faut prendre en compte dans les simulations numériques. Cette thèse présente donc une stratégie de description de la combustion diphasique turbulente en géométries complexes, basée sur le formalisme Eulérien mésoscopique pour la phase dispersée. La discrétisation des termes convectifs constitue un des points cruciaux pour assurer la qualité d'une LES. Une description détaillée de différents schémas numériques de convection (volumes finis cell-vertex, Taylor-Galerkin)<br />est tout d'abord fournie. On procède ensuite à une analyse théorique puis pratique des erreurs induites par ceux-ci et on propose des solutions pour les réduire. Une attention particulière est portée aux discrétisations aux bords du domaine de calcul ainsi qu'au type de conditions limites choisi. La chambre de combustion du banc expérimental MERCATO de l'ONERA sert à mettre en oeuvre, à valider et enfin à évaluer ces stratégies numériques. Enfin, trois méthodes de détermination des impédances acoustiques de conduits à section variable sont analysées et validées. Celles-ci permettent de caractériser les conditions limites d'entrée et de sortie des brûleurs industriels, en particulier pour les calculs de modes propres acoustiques.

Je présente mon parcours scientifique au sein de l'IEF dont le fil conducteur est constitué par l'étude de l'impact des technologies sur les architectures de calcul. <br />Durant ma thèse au sein du département AXIS de l'IEF, j'ai étudié les architectures analogiques dédiées à la simulation d'un modèle stochastique de réseau de neurone, du point de vue de sa robustesse, des possibilités de compensation des défauts par apprentissage et des vitesses de simulation. Je montre comment les conclusions de ces travaux m'ont conduit à travailler sur les applications au traitement d'image et plus particulièrement sur des rétines programmables.<br />Ensuite, j'explique comment j'ai abordé la synthèse logique adaptée aux circuits à parois de domaines magnétiques à l'occasion d'une conversion thématique où j'ai rejoint le département NST de l'IEF. Enfin, je présente les développements récents sur l'utilisation des méthodes d'apprentissage d'inspiration neuronale permettant de donner une fonction à une assemblée de nanocomposants émergents organisée en cross-bar.

Fin 2004, un quart des foyers Européens étaient connectés à l'Internet haut débit. Avec le faible coût des machines toujours plus puissantes, de nombreuses applications multimédias ont pu être élaborées pour satisfaire la demande croissante du grand public. Le besoin d'adaptation des protocoles de communication sous-jacents est essentiel pour ce type d'applications. Les protocoles doivent pouvoir passer à l'échelle et s'adapter aux caractéristiques hétérogènes de ces nouvelles applications. Parallèlement, les transmissions sans fil ont connu un essor sans égal, permettant un accès à l'Internet de n'importe quel endroit. La multiplicité des technologies d'accès (GPRS, UMTS, WIFI, WiMAX, Bluetooth, etc.) et la grande variabilité des caractéristiques des canaux de transmission sans fil ont encore accru ce besoin d'adaptation. Dans ce document d'habilitation, je présente quatre contributions qui mettent en relief le besoin d'adaptation des protocoles de communication. La première concerne un protocole de communication robuste au facteur d'échelle élaboré pour des applications d'environnements virtuels qui mettent en jeu un grand nombre de participants. La seconde décrit un algorithme pour contrôler la transmission de vidéo hiérarchique vers un ensemble hétérogène de récepteurs sur Internet. Les deux contributions suivantes portent sur la transmission<br />sans fil. Je décris un mécanisme de différenciation de services efficace pour transmettre des flots multimédias à débit variable dans les réseaux IEEE 802.11e, ainsi qu'un mécanisme d'adaptation intercouches pour la transmission multimédia dans les réseaux WIFI.

Cette these definit un modele de representation de connaissances adapte aux besoins des applications de CAO. Le modele propose, appele Shood, s'inspire de concepts issus des systemes de representation de connaissances et des langages orientes objet. Shood repond aux besoins de puissance de representation (aspects declaratifs), d'integration des outils de calcul (aspects proceduraux) et d'evolution des besoins (extensibilite) des applications de CAO. Dans Shood, la semantique des liens structurant la connaissance (heritage multiple, disjonction et instanciation multiple) est fondee sur des relations ensemblistes. Les attributs sont definis par des descripteurs qui peuvent etre enrichis. Les descripteurs de base permettent de typer les attributs (descripteur de type), de leur associer une methode de calcul automatique (descripteur d'inferences) et de restreindre leurs valeurs de fac,on procedurale (descripteur de contraintes). Les methodes Shood sont basees sur le concept de fonction generique. Un mecanisme de classification permet de choisir avec precision la methode la plus adaptee en fonction des valeurs des arguments en entree. Les methodes peuvent etre reutilisees grace aux mecanismes de specialisation declarative et procedurale. L'extension du modele est possible grace a sa definition reflexive: les concepts de Shood sont definis en termes d'eux-memes grace a un niveau meta.

L'étude réalisée montre un décalage important entre la preuve en mathématiques et la preuve telle qu'elle vit en classe, surtout au collège : actuellement la transposition didactique dénature son sens, réduisant son apprentissage à celui de savoir faire des exercices d'écriture formelle. Il s'avère nécessaire de changer les pratiques, pour que la preuve soit enseignée de manière plus satisfaisante sur les plans épistémologique et didactique. Nous montrons qu'il est pertinent, et possible, d'amorcer ce changement par un travail sur les conceptions des enseignants. Pour cela nous proposons une ingénierie de formation fondée sur trois problèmes : tout d'abord est montré le rapport existant des élèves à la preuve ; ensuite, les enseignants, mis en situation de recherche de problèmes, produisent des preuves. Les résultats obtenus à partir des problèmes choisis permettent à la fois de préciser le rapport des enseignants à la preuve et d'amorcer avec eux une réflexion sur leurs pratiques.

La problématique abordée dans cette thèse est la conception d'un modèle informatique qui permet de générer automatiquement les rétroactions épistémiques en se basant sur l'état de connaissance de l'apprenant et en prenant ainsi en compte la dimension didactique de la connaissance. Ce travail se situe dans le cadre d'un environnement informatique pour l'apprentissage de la formation professionnelle. <br />Dans le cadre de notre travail, les résultats du diagnostic de l'état de connaissance de l'apprenant ne peuvent être déduits qu'avec un certain degré d'incertaine. De ce fait, nous avons choisi les réseaux bayésiens pour représenter la connaissance et le diagnostic, et l'approche de la théorie de la décision pour automatiser la prise de décisions didactiques.<br />L'état de connaissance de l'apprenant est déduit en appliquant l'inférence dans le réseau bayésien en fonction des traces de ses activités. Les résultats du diagnostic sont ensuite utilisés dans le modèle de la prise de décisions didactiques pour produire les rétroactions épistémiques en quatre étapes : 1) le choix de la cible qui permet de sélectionner les connaissances visées par la rétroaction ; 2) la détermination de l'objectif qui permet de définir le but de la rétroaction du point de vue de l'apprentissage ; 3) le choix de la forme de la rétroaction ; 4) la détermination du contenu de la rétroaction. <br />Nous avons implémenté et intégré le modèle de prise de décisions didactiques dans la plateforme de TELEOS. Ainsi, nous avons testé et évalué la cohérence du comportement informatique du modèle, sa sensibilité aux modifications des probabilités et des paramètres, et la pertinence des rétroactions produites.