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Cette thèse traite de la segmentation et du suivi de structures curvilinéaires. La méthodologie proposée est appliquée à la segmentation et au suivi des guide-fils durant les interventions d’angioplastie. Pendant ces opérations, les cardiologues s’assurent que le positionnement des différents outils est correct au moyen d’un système d’imagerie fluoroscopique temps-réel. Les images obtenues sont très bruitées et les guides sont, en conséquence, particulièrement difficiles à segmenter. Les contributions de cette thèse peuvent être regroupées en trois parties. La première est consacrée à la détection des guides, la seconde a leur segmentation et la dernière a leur suivi. La détection partielle des guide-fils est réalisée soit par la sélection d’un opérateur de filtrage approprié soit en utilisant des méthodes modernes d’apprentissage artificiel. Dans un premier temps, un système réalisant un Boosting asymétrique pour entraîner un détecteur de guides est présenté. Par la suite, une méthode renforçant la réponse d’un filtre orientable au moyen d’une variante efficace de vote tensoriel est décrite. Dans la seconde partie, une approche ascendante est proposée, qui consiste à regrouper des points sélectionnés par le détecteur de fil, à extraire des primitives des agrégats obtenus et a les lier. Deux procédures locales de regroupement des points sont étudiées : une reposant sur un clustering de graphe non supervisé suivi d’une extraction de segments de droites ; et l’autre reposant sur un modèle graphique puis une extraction d’axe central. Par la suite, deux méthodes de liaison des primitives sont étudiées : la première repose sur une approche de programmation linéaire, et la seconde sur une heuristique de recherche locale. Dans la dernière partie, des méthodes de recalage sont utilisées pour améliorer la segmentation et pour suivre les fils. Le suivi propos´e couple un suivi iconique avec un suivi géométrique contenant un modèle prédictif. Cette méthode utilise un modèle graphique déterminant à la fois une position du guide-fil (segmentation) et des correspondances (tracking). La solution optimale de ce modèle graphique décrit simultanément les déplacements du guide-fil et les appariements entre points d’intérêt qui en sont extraits, fournissant ainsi une estimation robuste des déformations du fil par rapport aux grands déplacements et au bruit. / This thesis addresses the segmentation and the tracking of thin curvilinear structures. The proposed methodology is applied to the delineation and the tracking of the guide-wires that are used during cardiac angioplasty. During these interventions, cardiologists assess the displacement of the different devices with a real-time fluoroscopic imaging system. The obtained images are very noisy and, as a result, guide-wires are particularly challenging to segment and track. The contributions of this thesis can be grouped into three parts. The first part is devoted to the detection of the guide-wires, the second part addresses their segmentation and the last part focuses on their spatio-temporal tracking. Partial detection of guide-wires is addressed either through the selection of appropriate filter operators or using modern machine learning methods. First, a learning framework using an asymmetric Boosting algorithm for training a guidewire detector is presented. A second method enhancing the output of a steerable filter by using an efficient tensor voting variant is then described. In the second part, a bottom-up method is proposed, that consists in grouping points selected by the wire detector, in extracting primitives from these aggregates and in linking these primitives together. Two local grouping procedures are investigated: one based on unsupervised graph-based clustering followed by a linesegment extraction and one based on a graphical model formulation followed by a graph-based centerline extraction. Subsequently, two variants of linking methods are investigated: one is based on integer programming and one on a local search heuristic. In the last part, registration methods are exploited for improving the segmentation via an image fusion method and then for tracking the wires. This latter is performed by a graph-based iconic tracking method coupled with a graphbased geometric tracking that encodes to certain extend a predictive model. This method uses a coupled graphical model that seeks both optimal position (segmentation) and spatio-temporal correspondences (tracking). The optimal solution of this graphical model simultaneously determines the guide-wire displacements and matches the landmarks that are extracted along it, what provides a robust estimation of the wire deformations with respect to large motion and noise.

Le sujet de la thèse est de grand intérêt : Quel est l'avenir d'anciennes colonies minières, petites et moyennes? Quel rôle peut avoir le patrimoine industriel - minier dans ce contexte?. Les raisons de l'étude sont multiples: la faible connaissance de l'étendue et de l'impact de l'abandon des zones minières, la faible connaissance du patrimoine industriel-minier roumain, etc...Pour analyser l'évolution de l'industrie minière roumaine, il est nécessaire son inclusion dans le contexte européen, en utilisant comme points de repère la Grande Bretagne et la France. La méthodologie est différente selon le pays.La thèse est structurée en trois parties. La première contient une étude de l'évolution historique de l'industrie minière. Dans la seconde partie, l'étude est limitée aux trois pays : la Grande Bretagne, la France et la Roumanie. Basé sur des études de cas en anglais, écossaise et surtout français, sont mis en évidence des méthodes de travail et des stratégies pour la mise en valeur du patrimoine minier, dans le contexte du développement territorial. Dans la troisième partie, l'étude est limitée à la Roumanie. Une première étape consiste en l'inventaire des établissements miniers de trois comtés pour établir le portrait type. Aussi cette partie inclut la proposition de méthodologie de recherche et d'intervention pour le cas roumain et la proposition des stratégies pour les régions Ghelari, Brad et Valea Jiului.Les conclusions de la thèse sont diverses, parmi elles les implications de l'industrie minière au niveau européen, types d'interventions sur le patrimoine minier, méthodes économiques et sociaux, stratégies et recommandations. / Thesis topic is of great interest : What is the future of former mining settlements, small and medium, from Romania and Europe? What role can have the industrial mining heritage - in this context ? The motivations of the study are multiple: the weak knowledge of the scale and effects of the abandonment of mining areas, the poor knowledge of Romanian industrial- mining heritage, etc.For analyzing the evolution of the Romanian mining industry, it is required its inclusion in the European context, using as references Great Britain and France. The methodology is different depending on the country.The thesis is structured in three parts and conclusions. The first part contains a research of the historical evolution of the mining industry. In the second part, the study is restrained at the three countries: Great Britain, Franceand Romania. Based on English, Scottish and especially French case studies are highlighted working methods and strategies which promote the mining heritage, in the context of territorial development.ln the third part, the study is restrained at Romania. A fïrst step is the inventory of mining settlements from three counties to establish the type portrait of Romanian mining settlement. AIso this part contains the research and the intervention methodology for the Romanian case and the proposing of strategies for the regions of Ghelari, Brad and Jiu Valley.The conclusions of the thesis are diverse from the implications of the mining industry at European level, types of interventions on the mining heritage, economic and social methods, Romanian mining settlements characteristics and similarities in Europe, strategies and recommendations.

Dans cette thèse, nous proposons un modèle de calcul parallèle, appelé « matrice cellulaire », pour apporter des réponses aux problématiques de calcul parallèle appliqué à la résolution de problèmes d’appariement de graphes euclidiens. Ces problèmes d’optimisation NP-difficiles font intervenir des données réparties dans le plan et des structures élastiques représentées par des graphes qui doivent s’apparier aux données. Ils recouvrent des problèmes connus sous des appellations diverses telles que geometric k-means, elastic net, topographic mapping, elastic image matching. Ils permettent de modéliser par exemple le problème du voyageur de commerce euclidien, le problème du cycle médian, ainsi que des problèmes de mise en correspondance d’images. La contribution présentée est divisée en trois parties. Dans la première partie, nous présentons le modèle de matrice cellulaire qui partitionne les données et définit le niveau de granularité du calcul parallèle. Nous présentons une boucle générique de calcul parallèle qui modélise le principe des projections de graphes et de leur appariement. Dans la deuxième partie, nous appliquons le modèle de calcul parallèle aux algorithmes de k-means avec topologie dans le plan. Les algorithmes proposés sont appliqués au voyageur de commerce, à la génération de maillage structuré et à la segmentation d'image suivant le concept de superpixel. L’approche est nommée superpixel adaptive segmentation map (SPASM). Dans la troisième partie, nous proposons un algorithme de recherche locale parallèle, appelé distributed local search (DLS). La solution du problème résulte des opérations locales sur les structures et les données réparties dans le plan, incluant des évaluations, des recherches de voisinage, et des mouvements structurés. L’algorithme est appliqué à des problèmes d’appariement de graphe tels que le stéréo-matching et le problème de flot optique. / In this thesis, we propose a parallel computing model, called cellular matrix, to provide answers to problematic issues of parallel computation when applied to Euclidean graph matching problems. These NP-hard optimization problems involve data distributed in the plane and elastic structures represented by graphs that must match the data. They include problems known under various names, such as geometric k-means, elastic net, topographic mapping, and elastic image matching. The Euclidean traveling salesman problem (TSP), the median cycle problem, and the image matching problem are also examples that can be modeled by graph matching. The contribution presented is divided into three parts. In the first part, we present the cellular matrix model that partitions data and defines the level of granularity of parallel computation. We present a generic loop for parallel computations, and this loop models the projection between graphs and their matching. In the second part, we apply the parallel computing model to k-means algorithms in the plane extended with topology. The proposed algorithms are applied to the TSP, structured mesh generation, and image segmentation following the concept of superpixel. The approach is called superpixel adaptive segmentation map (SPASM). In the third part, we propose a parallel local search algorithm, called distributed local search (DLS). The solution results from the many local operations, including local evaluation, neighborhood search, and structured move, performed on the distributed data in the plane. The algorithm is applied to Euclidean graph matching problems including stereo matching and optical flow.

Cette thèse aborde un problème de transport appelé le Problème de m-Tournées Sélectives (PmTS) ou ”Team Orienteering Problem” en anglais. Le PmTS consiste à construire m tournées pour une flotte de véhicules afin de desservir un sous-ensemble sélectionné de clients. Dans le PmTS un service est fourni à chaque client visité en contrepartie de quoi, un gain est récolté. La tournée de chaque véhicule part d'un dépôt, passe par un sous-ensemble de clients et revient en un autre sans dépasser la longueur maximale autorisée. Chaque client peut être desservi au plus une fois par un unique véhicule. L'objectif est de maximiser le gain total récolté. Le PmTS étant un problème NP-difficile, notre objectif de recherche a consisté à proposer des heuristiques basées sur le principe général de ”Cluster first - Route second”. Ces algorithmes sont prévus pour être intégrés dans un logiciel de planification des tournées de techniciens de maintenance.

Depuis son avènement au début des années 1990, le Web a profondément bouleversé la société contemporaine et ce à plusieurs niveaux. Ce nouvel outil est rapidement devenu incontournable et s'est affirmé comme la plus grande base de données du monde. La popularité sans cesse croissante du Web a généré une dynamique très importante principalement au niveau des données qu'il renferme. En effet, en vertu de l'évolution des connaissances du monde réel, de nouvelles informations sont rajoutées, d'autres retirées et certaines sont modifiées sans cesse sur le Web posant ainsi des problèmes pour retrouver l'information pertinente. Les moteurs de recherche existants ne sont pas capables d'une part de prendre en compte l'évolution des connaissances du Web lorsqu'un utilisateur pose une requête et d'autre part, de comprendre les besoins en information de l'utilisateur pour lui retourner les pages Web répondant à ces besoins. L'apparition du paradigme du Web Sémantique, visant à donner un sens aux données du Web pour les rendre compréhensibles par les machines grâce à l'utilisation d'ontologies, contribue à l'amélioration de la recherche documentaire sur le Web. Cependant, les problèmes posés par l'évolution restent peu pris en compte. Dans ces travaux, nous nous sommes intéressés à la prise en compte de l'évolution des données du Web dans le but d'améliorer, en terme de pertinence des résultats, la recherche documentaire sur le Web. La solution que nous proposons est basée sur les ontologies, fondement du Web Sémantique, pour représenter les connaissances du domaine de recherche visé par des requêtes ainsi que les vues des utilisateurs sur ce domaine. Dans la solution que nous préconisons, les ontologies sont vues comme des connaissances qui évoluent au cours du temps. Cette solution nous a obligé à considérer l'évolution des ontologies sous deux aspects différents : de manière générale par rapport au domaine visé par la requête et de manière plus particulière par rapport aux points de vue des utilisateurs. En premier lieu, nous proposons un modèle d'ontologies adaptatives ainsi qu'un processus d'adaptation permettant aux ontologies de s'adapter aux évolutions des connaissances d'un domaine. Le modèle ainsi défini s'appuie sur des idées émises dans les domaines de la psychologie et des sciences naturelles. Ensuite, nous proposons une exploitation de ce type d'ontologie pour améliorer la recherche documentaire sur le Web. Nous introduisons tout d'abord, des structures de données (les WPGraphs et W3Graphs) pour la représentation des données du Web, puis le langage de requête ASK adapté à ces structures pour l'extraction des données pertinentes. Nous proposons également un ensemble de règles d'enrichissement des requêtes ASK basé sur les relations ontologiques et les éléments propres aux ontologies adaptatives des ontologies représentant le domaine visé par la requête et celle représentant les vues des utilisateurs sur le domaine. Pour finir nous proposons un outil pour la gestion des ontologies adaptatives et la recherche d'information sur le Web ainsi qu'une validation expérimentale des concepts introduits. Cette dernière est basée sur un cas d'étude réaliste pour la recherche d'articles scientifiques publiés à la conférence internationale World Wide Web.

From the time of publication of Polya's “How to Solve It” (1954), many researchers and policy makers in mathematics education have advocated an integration of more problem solving activities into the mathematics classroom. In contemporary mathematics education, this development is sometimes taken further, through programmes involving students in mathematics research projects. The activities promoted by some of these programmes differ from more traditional classroom activities, particularly with regards to the pedagogic aim. Several of the programmes which can claim to belong to this trend are designed to promote a less static view of the discipline of mathematics, and to encourage a stronger engagement in the community of practice that creates it. The question remains, however, about what such an experience can bring the students who engage in it, particularly given the de-emphasis on the acquisition of notional knowledge. In the study described in this thesis, I investigate possible experiential and affective outcomes of such a programme in the context of a mathematics course targeted at elementary student teachers. The study is composed of three main parts. Firstly, the theoretical foundations of the teaching approach are laid down, with the expressed purpose of creating a module that would embody these foundations. The teaching approach is applied in an elementary teacher education context and the experience of the participating students, as well as its affective outcomes, are examined both from the point of view of authenticity with respect to the exemplar experience, and for the expected–and unexpected–affective outcomes. Both of these examinations are based on the establishment of a theoretical framework which emerges from an investigation of mathematicians' experience of their research work, as well as the literature on affective issues in mathematics education.

Nous constatons l'importante appropriation du concept de concertation par le discours politique, économique et social général ces dernières années, en France et dans d'autres pays. L'utilisation du terme "concertation" s'accompagne généralement d'un constat implicite d'un décalage croissant, dans les décisions publiques ou privées, entre ceux qui sont concernés par ces décisions d'une part et ceux qui en conduisent les processus d'autre part. Ce décalage est très contrasté pour les décisions publiques en particulier. Il prend la forme d'une profonde remise en cause des circuits traditionnels de la décision publique et du débat public. De nombreux auteurs montrent que de plus en plus les décisions qui émanent des institutions de représentation sont contestées, et parfois même violemment, par ceux sur qui ces décisions s'appliquent. Dans ces conditions, la concertation, présentée comme une démarche originale d'implication dans le processus de décision des différentes parties prenantes, est perçue comme une modalité alternative positive de la prise de décision publique. <br />De ce fait, les législateurs ont tenté, depuis plusieurs décennies en France, de préciser un contenu et des modalités de mise en œuvre d'une démarche de concertation. Néanmoins, de nombreux auteurs concluent de toute façon à un décalage persistant et croissant entre ce que préconisent les textes de loi et ce qu'est la pratique de la décision publique en matière d'environnement ou de questions liées aux transports. Les réflexions de ces auteurs les conduisent à relever également une évidente inadéquation à des démarches participatives, des outils actuellement mobilisés dans les processus de décision. Dans des contextes participatifs, il faut donc d'une part imaginer d'autres outils capables de supporter différents points de vue et différentes rationalités et d'autre part parvenir à en évaluer l'intérêt dans ce type de contexte. Notre thèse s'inscrit dans cette perspective.<br />L'objet de la thèse est en effet, d'identifier, dans le cadre des décisions publiques, la nature et la forme des outils d'aide à la décision qui peuvent instrumenter et rendre possible des démarches de concertation. De fait, le travail conduit à préciser ainsi la nature des liens et de la contribution des outils d'aide à la décision aux démarches de concertation.<br />Pour cela, nous construisons une grille de lecture des démarches de concertation fondée sur les concepts d'intégration et d'identification qui nous permet, dans une perspective d'abduction d'inférer des facteurs contextuels dont dépend la pertinence d'outils d'aide à la décision par rapport à une démarche de concertation.

La thèse s'inscrit dans le champs de l'analyse des interactions verbales en contexte scolaire. Elle a pour objet deux situations d'interaction orales en français langue étrangère avec des apprenants algériens : un débat et une tâche de rédaction collaborative (coopération à visée fonctionnelle). L'objectif est de décrire la dynamique interactionnelle qui se développe dans ces activités et d'évaluer leur potentiel acquisitionnel ; ce dernier étant défini comme l'ensemble des comportement communicatifs ou évènements interactionnels particulièrement prometteurs pour l'acquisition. A cet effet, les travaux qui s'inscrivent dans le cadre de l'approche interactionniste de l'acquisition des langues constituent une référence théorique de base. L'analyse est menée grâce à une approche qualitative où dominent la description méthodique et l'interprétation des conduites des interactants. Elle s'appuie sur le plan méthodologique sur les principes de l'analyse conversationnelle d'inspiration ethnométhodologique. Enfin, cette recherche, inscrite dans une perspective didactique, a pour but de mieux comprendre le fonctionnement interactionnel des activités communicatives orales de la classe de langue, et de cerner les schémas interactionnels favorables à l'apprentissage. Cela pourrait constituer un éclairage pour concevoir des activités didactiques plus pertinentes et optimiser leur mise en œuvre.

La recherche d'information (RI) est un domaine de recherche qui est de plus en plus visible, surtout avec la profusion de données (textes, images, vidéos, etc) sur Internet.<br />Nous nous intéressons dans cette thèse à la RI à partir de documents textuels non structurés.<br />Trois éléments sont essentiels dans un processus de RI : un besoin d'information (généralement exprimé sous la forme d'une requête), un système de recherche d'information (SRI), et une collection de documents. Ainsi, la requête est soumise au SRI qui<br />recherche dans la collection les documents les plus pertinents pour la requête. La variabilité relative à l'expression de la requête, la relation entre la requête et les documents, ainsi que celle liée aux caractéristiques des SRI utilisés conduisent à des variabilités dans les réponses obtenues (Buckley et al., 2004). Ainsi, le système A peut être très<br />performant pour une requête donnée et être très médiocre pour une autre requête, alors que le système B conduira à des résultats inversés.<br />Notre thèse se situe dans ce contexte. Notre objectif est de proposer des méthodes de recherche pouvant s'intégrer dans un modèle de recherche capable de s'adapter à différents contextes. Nous considérons par exemple que les caractéristiques linguistiques (CL) des requêtes, les performances locales des systèmes ainsi que leurs caractéristiques<br />sont des éléments définissant différents contextes. Nous proposons plusieurs processus afin d'atteindre cet objectif. D'une part, nous utilisons un profil linguistique des requêtes (Mothe et Tanguy, 2005) qui nous permet d'établir une classification des requêtes à base de leurs CL. Nous utilisons à cet effet des techniques statistiques d'analyse de données telles que la classification ascendante hiérarchique (CAH) et les k-means. Les requêtes ne sont plus alors considérées de manière isolée, mais sont vues comme des groupes possédant des CL similaires. L'hypothèse sous-jacente que nous faisons est qu'il existe des contextes dans lesquels certains SRI sont plus adaptés que d'autres. Nous étudions alors les performances des systèmes sur les classes de requêtes obtenues (contextes). Nous proposons quatre méthodes de fusion afin de combiner les résultats obtenus pour une requête donnée, par différents SRI. Une série d'expérimentations valide nos propositions. <br />L'ensemble de ces travaux s'appuie sur l'évaluation au travers des campagnes d'évaluation de TREC.