Les milieux Kerr soumis à des faisceaux optiques contrapropageants provenant, soit d'une cavité Pérot-Fabry plan-plan ou d'une boucle de rétro-action, ont été très étudiés pour la génération de structures transverses. De nombreux développements théoriques dans la configuration de la cavité ont prédit l'existence de structures localisées (solitons). Cependant aucune mise en évidence expérimentale de ces structures n'a été réalisée à ce jour. Dans la configuration de la boucle de rétro-action optique, les régimes fortement non linéaires présentent des structures rares et intenses, très localisées aussi bien spatialement que temporellement. C'est dans ce cadre que nous nous intéressons expérimentalement à la structuration localisée de la lumière dans ces deux systèmes. La première partie de cette thèse est consacrée à la mise en évidence expérimentale de solitons spatiaux dans une cavité Pérot-Fabry plan-plan Kerr à diffraction positive. Ensuite, nous étudions cette cavité quand elle est soumise à de la diffraction négative. Des parois de domaines propagatives sont alors observées. Celles-ci sont bloquées par le forçage spatial lié à l'inhomogénéité du profil de pompage optique gaussien qui donne lieu à une localisation de la lumière. Nous étudions succinctement le cas limite d'une cavité sans diffraction dans laquelle les parois de domaines survivent. Pour finir nous effectuons une étude du régime très fortement non linéaire dans le dispositif de rétro-action optique grâce à une approche statistique. Nous observons l'apparition de structures localisées scélérates associées à l'émission d'un supercontinuum spectral spatial.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche d’analyse dynamique de programmes binaires. Ce travail se place dans un contexte de rétro-conception de binaires avec des motivations liées à la sécurité : compréhension de logiciels malveillants, détection de vulnérabilités, etc. Concrètement, nous nous intéressons à retrouver des informations de haut niveau à partir d’un binaire en une seule exécution : les prototypes de fonctions, une nouvelle notion que nous nommons « couplage », et les allocateurs mémoire. L’approche proposée est basée sur des heuristiques afin d’analyser rapidement de larges programmes, et les résultats expérimentaux montrent qu’une telle approche permet d’obtenir des résultats précis.Les trois objectifs principaux de notre approche sont : 1) l’universalité - les hypothèses sur le programme à analyser sont le plus faibles possibles (pas de recompilation nécessaire, pas de source, applicable à des programmes strippés), 2) le passage à l’échelle - l’analyse se veut suffisamment légère pour pouvoir analyser de gros programmes, 3) la correction - dans les résultats produits, on cherche à minimiser les faux- positifs (par exemple, détecter des paramètres de fonction qui n’existent pas).La thèse se découpe en trois parties : une première partie dans laquelle on présente le contexte de rétro-conception dans lequel ce travail se situe, une seconde partie dans laquelle nous présentons notre approche, et une troisième partie qui détaille notre implémentation et des résultats numériques. / In this thesis, we propose a new dynamic approach to analyze binary programs. The context of this work is reverse-engineering binaries with motivations related to security: understanding malwares, detecting vulnerabilities, etc. Concretely, we focus on retrieving high-level information from a binary in a single execution: function prototypes, a new notion we name coupling, and memory allocators. The proposed approach is based on heuristics to analyze efficiently large programs, and experimental results show that with an approach leads to accurate results.The three main objectives of the approach are: 1) universality - hypothesis on the program to analyze are as weak as possible (no recompilation, no source code, possibly stripped), 2) scalability - the analysis aims to be lightweight enough to handle large programs, 3) soundness - we aim to minimize false positives in the results (e.g., detecting parameters of functions that actually do not exist).The thesis is divided in three parts: a first part presenting the context of reverse-engineering we work in, a second part in which we present our approach, and a third part to describe our implementation and numeric results.

Les technologies d'écran ont connu récemment une évolution rapide. De la télévision 3D à l'Ultra Haute Définition, la tendance est maintenant aux écrans HDR (pour ''High Dynamic Range'') permettant de reproduire une gamme de luminance bien plus élevée que les écrans classiques. L'émergence de cette technologie implique de nouveaux travaux de standardisation dans le domaine de la compression vidéo. Une question essentielle pour la distribution à grande échelle de contenu HDR est celle de la rétro-compatibilité. Tandis que la future génération d'écrans de télévision sera adaptée à ce nouveau format, il est nécessaire de permettre aux équipements plus anciens de décoder et afficher une version du même contenu dont la dynamique a été préalablement réduite par un procédé appelé ''tone mapping''. Cette thèse vise à explorer les schémas de compression HDR rétro-compatibles. Dans une première approche, un algorithme de tone mapping spécifié par l'encodeur est appliqué à l'image HDR. L'image générée, alors appelée LDR (pour ''Low Dynamic Range''), peut être encodée et décodée dans un format classique. L'encodeur transmet par ailleurs une quantité réduite d'information permettant à un décodeur HDR d'inverser l'opération de tone mapping et de reconstruire une version HDR. L'étude de ces schémas est axée sur la définition de méthodes de tone mapping optimisées pour les performances de compression. La suite de la thèse se concentre sur l'approche scalable dans laquelle les deux versions sont fournies à l'encodeur sans connaissance à priori sur l'opérateur de tone mapping utilisé. Le producteur garde donc le contrôle sur la création du contenu LDR. Cette version LDR est d'abord compressée comme une première couche. L'image reconstruite est utilisée par le codeur scalable pour compresser plus efficacement la couche HDR grâce à un mécanisme de prédiction inter-couches. Notre approche locale et non linéaire nous permet d'améliorer les performances de codage par rapport aux méthodes scalables existantes, en particulier dans le cas où un tone mapping complexe est utilisé pour générer la version LDR. / In recent years, the display technologies have been rapidly evolving. From 3D television to Ultra High Definition, the trend is now towards High Dynamic Range (HDR) displays that can reproduce a luminance range far beyond the capabilities of conventional displays. The emergence of this technology involves new standardization effort in the field of video compression. In terms of large scale content distribution, the question of backward compatibility is critical. While the future generation of television displays will be adapted to this new format, it is necessary to enable the older equipment to decode and display a version of the same content whose dynamic range has been previously reduced by a process called “tone mapping”. This thesis aims at exploring the backward compatible HDR compression schemes. In a first approach, a tone mapping operator specified by the encoder is applied to the HDR image. The resulting image, called Low Dynamic Range (LDR), can then be encoded and decoded in a conventional format. The encoder additionally transmits a small amount of information enabling a HDR capable decoder to inverse the tone mapping operator and retrieve the HDR version. The study of these schemes is directed towards the definition of tone mapping operators optimized for the compression performance. We then focus on scalable approaches, where both versions are given to the encoder without prior knowledge on the tone mapping operator used. The producer thus keeps full control on the LDR content creation process. This LDR version is compressed as a first layer. The reconstructed image is used by the scalable encoder to compress the HDR layer efficiently by performing inter-layer predictions. Thanks to a local and non-linear approach, the proposed schemes improve the coding performance compared to the existing scalable methods, especially in the case where a complex tone mapping is used for generating the LDR version.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans ce projet, nous étudions les problèmes de rétro-ingénierie et de contrôle de la qualité qui jouent un rôle important dans la fabrication industrielle. La rétro-ingénierie tente de reconstruire un modèle 3D à partir de nuages de points, qui s’apparente au problème de la reconstruction de la surface 3D. Le contrôle de la qualité est un processus dans lequel la qualité de tous les facteurs impliqués dans la production est abordée. En fait, les systèmes ci-dessus nécessitent beaucoup d’intervention de la part d’un utilisateur expérimenté, résultat souhaité est encore loin soit une automatisation complète du processus. Par conséquent, de nombreux défis doivent encore être abordés pour atteindre ce résultat hautement souhaitable en production automatisée. La première question abordée dans la thèse consiste à extraire les primitives géométriques 3D à partir de nuages de points. Un cadre complet pour extraire plusieurs types de primitives à partir de données 3D est proposé. En particulier, une nouvelle méthode de validation est proposée pour évaluer la qualité des primitives extraites. À la fin, toutes les primitives présentes dans le nuage de points sont extraites avec les points de données associés et leurs paramètres descriptifs. Ces résultats pourraient être utilisés dans diverses applications telles que la reconstruction de scènes on d’édifices, la géométrie constructive et etc. La seconde question traiée dans ce travail porte sur l’alignement de deux ensembles de données 3D à l’aide de primitives géométriques, qui sont considérées comme un nouveau descripteur robuste. L’idée d’utiliser les primitives pour l’alignement arrive à surmonter plusieurs défis rencontrés par les méthodes d’alignement existantes. Ce problème d’alignement est une étape essentielle dans la modélisation 3D, la mise en registre, la récupération de modèles. Enfin, nous proposons également une méthode automatique pour extraire les discontinutés à partir de données 3D d’objets manufacturés. En intégrant ces discontinutés au problème d’alignement, il est possible d’établir automatiquement les correspondances entre primitives en utilisant l’appariement de graphes relationnels avec attributs. Nous avons expérimenté tous les algorithmes proposés sur différents jeux de données synthétiques et réelles. Ces algorithmes ont non seulement réussi à accomplir leur tâches avec succès mais se sont aussi avérés supérieus aux méthodes proposées dans la literature. Les résultats présentés dans le thèse pourraient s’avérér utilises à plusieurs applications. / In this research project, we address reverse engineering and quality control problems that play significant roles in industrial manufacturing. Reverse engineering attempts to rebuild a 3D model from the scanned data captured from a object, which is the problem similar to 3D surface reconstruction. Quality control is a process in which the quality of all factors involved in production is monitored and revised. In fact, the above systems currently require significant intervention from experienced users, and are thus still far from being fully automated. Therefore, many challenges still need to be addressed to achieve the desired performance for automated production. The first proposition of this thesis is to extract 3D geometric primitives from point clouds for reverse engineering and surface reconstruction. A complete framework to extract multiple types of primitives from 3D data is proposed. In particular, a novel validation method is also proposed to assess the quality of the extracted primitives. At the end, all primitives present in the point cloud are extracted with their associated data points and descriptive parameters. These results could be used in various applications such as scene and building reconstruction, constructive solid geometry, etc. The second proposition of the thesis is to align two 3D datasets using the extracted geometric primitives, which is introduced as a novel and robust descriptor. The idea of using primitives for alignment is addressed several challenges faced by existing registration methods. This alignment problem is an essential step in 3D modeling, registration and model retrieval. Finally, an automatic method to extract sharp features from 3D data of man-made objects is also proposed. By integrating the extracted sharp features into the alignment framework, it is possible implement automatic assignment of primitive correspondences using attribute relational graph matching. Each primitive is considered as a node of the graph and an attribute relational graph is created to provide a structural and relational description between primitives. We have experimented all the proposed algorithms on different synthetic and real scanned datasets. Our algorithms not only are successful in completing their tasks with good results but also outperform other methods. We believe that the contribution of them could be useful in many applications.

Alors que l'informatique est résolument tournée vers l'avenir, cette thèse se concentre sur le passé ; non pas par nostalgie mais plutôt parce que le futur des logiciels âgés est une question d'actualité. Plus particulièrement trois thèmes sont abordés : la maintenance, la ré-ingénierie et la programmation globale. L'objectif de cette étude est d'explorer l'intersection entre la ré-ingénierie et la programmation globale, domaine que nous avons baptisé ré-ingénierie globale. L'idée principale est de réutiliser des concepts et des techniques de programmation détaillée. En fait nous proposons de définir la programmation globale en distinguant 4 aspects du logiciel : l'architecture, la manufacture, la variation et l'évolution. Un modèle abstrait basé sur des concepts ensemblistes est proposé pour modéliser les différentes entités de programmation globale. La technologie relative à ce domaine est ensuite décrite en considérant aussi bien l'état de l'art que l'état de la pratique. La différence entre ces deux aspects souligne l'intérêt de la ré-ingénierie globale. A titre d'illustration, nous étudions le cas des préprocesseurs en tant qu'outils de programmation globale. Ces outils de bas niveau provenant des années 70 sont traditionnellement utilisés pour décrire des familles de programmes. Pour faciliter la compréhension de tels artefacts nous proposons d'utiliser des techniques comme l'évaluation partielle, l'analyse inter-procédurale de flot de données ou encore le découpage. Ces techniques, définies de manière rigoureuse, s'appuient sur la sémantique dénotationnelle du préprocesseur utilisé. Un prototype montrant leur utilité a été réalisé. Il prouve qu'une approche basée sur des fondements théoriques issus de la programmation détaillée est applicable pour résoudre des problèmes pratiques de programmation globale.

Le calcul autonome vise à concevoir des logiciels qui prennent en compte les variations dans leur environnement d'exécution. Les boucles de rétro-action (FCL) fournissent un mécanisme d'auto-adaptation générique, mais leur intégration dans des systèmes logiciels soulève de nombreux défis. Cette thèse s'attaque au défi d'intégration, c.à.d. la composition de l'architecture de connexion reliant le système logiciel adaptable au moteur d'adaptation. Nous proposons pour cela le langage de modélisation spécifique au domaine FCDL. Il élève le niveau d'abstraction des FCLs, permettant l'analyse automatique et la synthèse du code. Ce langage est capable de composition, de distribution et de réflexivité, permettant la coordination de plusieurs boucles de rétro-action distribuées et utilisant des mécanismes de contrôle variés. Son utilisation est facilitée par l'environnement de modélisation ACTRESS qui permet la modélisation, la vérification et la génération du code. La pertinence de notre approche est illustrée à travers trois scénarios d'adaptation réels construits de bout en bout. Nous considérons ensuite la manipulation de modèles comme moyen d'implanter ACTRESS. Nous proposons un Langage Spécifique au Domaine interne qui utilise Scala pour implanter une famille de DSLs. Il permet la vérification de cohérence et les transformations de modèles. Les DSLs résultant ont des propriétés similaires aux approches existantes, mais bénéficient en plus de la souplesse, de la performance et de l'outillage associés à Scala. Nous concluons avec des pistes de recherche découlant de l'application de l'IDM au domaine du calcul autonome. / The vision of Autonomic Computing and Self-Adaptive Software Systems aims at realizing software that autonomously manage itself in presence of varying environmental conditions. Feedback Control Loops (FCL) provide generic mechanisms for self-adaptation, however, incorporating them into software systems raises many challenges. The first part of this thesis addresses the integration challenge, i.e., forming the architecture connection between the underlying adaptable software and the adaptation engine. We propose a domain-specific modeling language, FCDL, for integrating adaptation mechanisms into software systems through external FCLs. It raises the level of abstraction, making FCLs amenable to automated analysis and implementation code synthesis. The language supports composition, distribution and reflection thereby enabling coordination and composition of multiple distributed FCLs. Its use is facilitated by a modeling environment, ACTRESS, that provides support for modeling, verification and complete code generation. The suitability of our approach is illustrated on three real-world adaptation scenarios. The second part of this thesis focuses on model manipulation as the underlying facility for implementing ACTRESS. We propose an internal Domain-Specific Language (DSL) approach whereby Scala is used to implement a family of DSLs, SIGMA, for model consistency checking and model transformations. The DSLs have similar expressiveness and features to existing approaches, while leveraging Scala versatility, performance and tool support. To conclude this thesis we discuss further work and further research directions for MDE applications to self-adaptive software systems.

Les étiquettes d'identification radiofréquence passifs (RFID) sont des systèmes télé-communiquant dont l'approvisionnement en énergie se fait via les ondes électromagnétiques. De plus en plus présents dans notre environnement (passeport, badge d'accès, gestion de stock), ils ont l'avantage d'avoir une durée de vie presque infinie, et ne consomment de l'énergie que lorsqu'ils sont sollicités. Par ailleurs, leur moyen de communiquer, sans fil, permet de les utiliser dans des endroits difficiles d'accès pour des lecteurs optiques type code à barre. Toutefois, la portée de tels systèmes est limitée par l'efficacité de la récupération de l'énergie provenant des ondes. Dans ce cadre, l'augmentation de la portée des étiquettes RFID, notamment pour les applications de logistique est un élément primordial.Sont présentés dans cette thèse différents moyens d'augmenter cette portée notamment grâce à l'amélioration des blocs de récupération d'énergie ou l'adaptation d'impédance, tout en respectant des contraintes liées au coût du système. La première partie se focalise sur la réduction des pertes du bloc de récupération d'énergie par l'optimisation du layout. Une architecture à haut rendement à transistor polarisé est ensuite proposée. Pour finir, l'impact de la rétro-modulation et de l'adaptation d'impédance en fréquence sur la récupération d'énergie sont étudiés et améliorés. / The passive radio frequency identification tags (RFID) systems communicate with a remote power supply thanks to electromagnetic waves. Increasingly present in our environment (biometric passport, inventory management), they present the advantage to have an almost infinite lifetime, and consume energy only when they are solicited. Moreover, because it is a wireless way to communicate, it is possible to use these systems places inaccessible to optical drives type bar code. However, the range of such systems is limited by the efficiency of the recovery of energy from waves. In this context, increasing the range of RFID tags, especially for logistics applications is essential.In this these, different ways to increase the range are studied. The first part focuses on the reduction of losses on the rectifying circuitry thanks to layout optimization. An high performances architecture with transistor biased is then proposed. Finally, the impact of backscattering and impedance matching on the energy recovery are studied and improved.

Le monde des affaires d’aujourd’hui est très dynamique, donc les organisations doivent rapidement adapter leurs politiques commerciales afin de suivre les évolutions du marché. Ces ajustements doivent être propagés à la logique métier présente dans les systèmes d’informations des organisations, qui sont souvent des applications héritées non conçues pour représenter et opérationnaliser la logique métier indépendamment des aspects techniques du langage de programmation utilisé. Par conséquent, la logique métier intégrée au sein du système doit être identifiée et comprise avant d’être modifiée. Malheureusement, ces activités ralentissent la mise à jour du système vers de nouvelles exigences établies dans les politiques de l’organisation et menacent la cohérence des activités commerciales de celle-ci. Afin de simplifier ces activités, nous offrons une approche basée sur les modèles pour extraire et représenter la logique métier, exprimée comme un ensemble de règles de gestion, à partir des parties comportementales et structurelles des systèmes d’information. Nous mettons en œuvre cette approche pour les systèmes écrits en Java et COBOL ainsi que pour les systèmes de gestion de bases de données relationnelles. L’approche proposée est basée sur l’Ingénierie Dirigée par les Modèles, qui fournit une solution générique et modulaire adaptable à différents langages en offrant une représentation abstraite et homogène du système. / Today’s business world is very dynamic and organizations have to quickly adjust their internal policies to follow the market changes. Such adjustments must be propagated to the business logic embedded in the organization’s information systems, that are often legacy applications not designed to represent and operationalize the business logic independently from the technical aspects of the programming language employed. Consequently, the business logic buried in the system must be discovered and understood before being modified. Unfortunately, such activities slow down the modification of the system to new requirements settled in the organization policies and threaten the consistency and coherency of the organization business. In order to simplify these activities, we provide amodel-based approach to extract and represent the business logic, expressed as a set of business rules, from the behavioral and structural parts of information systems. We implement such approach for Java, COBOL and relational database management systems. The proposed approach is based on Model Driven Engineering,that provides a generic and modular solution adaptable to different languages by offering an abstract and homogeneous representation of the system.