Cette thèse est basée sur une étude des problèmes de reproductibilité rencontrés dans la recherche en traitement d'image. Nous avons conçu, créé et développé un journal scientifique, Image Processing On Line (IPOL), dans lequel les articles sont publiés avec une implémentation complète des algorithmes décrits, validée par les rapporteurs. Un service web de démonstration des algorithmes est joint aux articles, permettant de les tester sur données libres et de consulter l'historique des expériences précédentes. Nous proposons également une politique de droits d'auteur et licences, adaptée aux manuscrits et aux logiciels issus de la recherche, et des règles visant à guider les rapporteurs dans leur évaluation du logiciel. Le projet scientifique que constitue IPOL nous apparaît très bénéfique à la recherche en traitement d'image. L'examen détaillé des implémentations et les tests intensifs via le service web de démonstration ont permis de publier des articles de meilleure qualité. La fréquentation d'IPOL montre que ce journal est utile au-delà de la communauté de ses auteurs, qui sont globalement satisfaits de leur expérience et apprécient les avantages en terme de compréhension des algorithmes, de qualité des logiciels produits, de diffusion des travaux et d'opportunités de collaboration. Disposant de définitions claires des objets et méthodes, et d'implémentations validées, il devient possible de construire des chaînes complexes et fiables de traitement des images. / This thesis is based on a study of reproducibility issues in image processing research. We designed, created and developed a scientific journal, Image Processing On Line (IPOL), in which articles are published with a complete implementation of the algorithms described, validated by the rapporteurs. A demonstration web service is attached, allowing testing of the algorithms with freely submitted data and an archive of previous experiments. We also propose copyrights and license policy, suitable for manuscripts and research software software, and guidelines for the evaluation of software. The IPOL scientific project seems very beneficial to research in image processing. With the detailed examination of the implementations and extensive testing via the demonstration web service, we publish articles of better quality. IPOL usage shows that this journal is useful beyond the community of its authors, who are generally satisfied with their experience and appreciate the benefits in terms of understanding of the algorithms, quality of the software produced, and exposure of their works and opportunities for collaboration. With clear definitions of objects and methods, and validated implementations, complex image processing chains become possible.

Cette thèse est basée sur une étude des problèmes de reproductibilité rencontrés dans la recherche en traitement d'image, et de manière générale dans les sciences appliquées et informatiques. Partant du constat du manque de vérifiabilité des publications scientifiques et de implémentations associées aux algorithmes publiés, nous avons conçu, créé et développé un journal scientifique, Image Processing On Line (IPOL), dans lequel nous proposons un nouveau mode d'évaluation et de publication de la recherche en traitement d'image afin d'atteindre une meilleure fiabilité des logiciels et algorithmes issus de la recherche.

Notre progiciel PoweR vise à faciliter l'obtention ou la vérification des études empiriques de puissance pour les tests d'ajustement. En tant que tel, il peut être considéré comme un outil de calcul de recherche reproductible, car il devient très facile à reproduire (ou détecter les erreurs) des résultats de simulation déjà publiés dans la littérature. En utilisant notre progiciel, il devient facile de concevoir de nouvelles études de simulation. Les valeurs critiques et puissances de nombreuses statistiques de tests sous une grande variété de distributions alternatives sont obtenues très rapidement et avec précision en utilisant un C/C++ et R environnement. On peut même compter sur le progiciel snow de R pour le calcul parallèle, en utilisant un processeur multicœur. Les résultats peuvent être affichés en utilisant des tables latex ou des graphiques spécialisés, qui peuvent être incorporés directement dans vos publications. Ce document donne un aperçu des principaux objectifs et les principes de conception ainsi que les stratégies d'adaptation et d'extension. / Package PoweR aims at facilitating the obtainment or verification of empirical power studies for goodness-of-fit tests. As such, it can be seen as a reproducible research computational tool because it becomes very easy to reproduce (or detect errors in) simulation results already published in the literature. Using our package, it becomes easy to design new simulation studies. The empirical levels and powers for many statistical test statistics under a wide variety of alternative distributions are obtained fastly and accurately using a C/C++ and R environment. One can even rely on package snow to parallelize their computations, using a multicore processor. The results can be displayed using LaTeX tables or specialized graphs, which can be directly incorporated into your publications. This paper gives an overview of the main design aims and principles as well as strategies for adaptation and extension. Hand-on illustrations are presented to get new users started easily.

Notre progiciel PoweR vise à faciliter l'obtention ou la vérification des études empiriques de puissance pour les tests d'ajustement. En tant que tel, il peut être considéré comme un outil de calcul de recherche reproductible, car il devient très facile à reproduire (ou détecter les erreurs) des résultats de simulation déjà publiés dans la littérature. En utilisant notre progiciel, il devient facile de concevoir de nouvelles études de simulation. Les valeurs critiques et puissances de nombreuses statistiques de tests sous une grande variété de distributions alternatives sont obtenues très rapidement et avec précision en utilisant un C/C++ et R environnement. On peut même compter sur le progiciel snow de R pour le calcul parallèle, en utilisant un processeur multicœur. Les résultats peuvent être affichés en utilisant des tables latex ou des graphiques spécialisés, qui peuvent être incorporés directement dans vos publications. Ce document donne un aperçu des principaux objectifs et les principes de conception ainsi que les stratégies d'adaptation et d'extension. / Package PoweR aims at facilitating the obtainment or verification of empirical power studies for goodness-of-fit tests. As such, it can be seen as a reproducible research computational tool because it becomes very easy to reproduce (or detect errors in) simulation results already published in the literature. Using our package, it becomes easy to design new simulation studies. The empirical levels and powers for many statistical test statistics under a wide variety of alternative distributions are obtained fastly and accurately using a C/C++ and R environment. One can even rely on package snow to parallelize their computations, using a multicore processor. The results can be displayed using LaTeX tables or specialized graphs, which can be directly incorporated into your publications. This paper gives an overview of the main design aims and principles as well as strategies for adaptation and extension. Hand-on illustrations are presented to get new users started easily.

Les réseaux de capteurs sans fil (aussi appelés LLNs en anglais) sont des réseaux contraints composés de nœuds ayant de faibles ressources (mémoire, CPU, batterie). Ils sont de nature très hétérogène et utilisés dans des contextes variés comme la domotique ou les villes intelligentes. Pour se connecter nativement à l’Internet, un LLN utilise une passerelle, qui a une vue précise du trafic transitant entre Internet et le LLN du fait de sa position. Le but de cette thèse est d’exposer comment des fonctionnalités peuvent être ajoutées à une passerelle d’un LLN dans le but d’optimiser l’utilisation des ressources limitées des nœuds contraints et d’améliorer la connaissance de leur état de fonctionnement. La première contribution est un estimateur non intrusif utilisant le trafic passant par la passerelle pour inférer l’utilisation de la radio des nœuds contraints. La seconde contribution adapte la durée de vie d’informations mises en cache (afin d’utiliser les ressources en cache au lieu de solliciter le réseau) en fonction du compromis entre le coût et l’efficacité. Enfin, la troisième contribution est Makesense, un framework permettant de documenter, d’exécuter et d’analyser une expérience pour réseaux de capteurs sans fil de façon reproductible à partir d’une description unique. / Low-Power and Lossy Network (LLN)s are constrained networks composed by nodes with little resources (memory, CPU, battery). Those networks are typically used to provide real-time measurement of their environment in various contexts such as home automation or smart cities. LLNs connect to other networks by using a gateway that can host various enhancing features due to its key location between constrained and unconstrained devices. This thesis shows three contributions aiming to improve the reliability and performance of a LLN by using its gateway. The first contribution introduce a non-intrusive estimator of a node radio usage by observing its network traffic passing through the gateway. The second contribution offers to determine the validity time of an information within a cache placed at the gateway to reduce the load on LLNs nodes by doing a trade-off between energy cost and efficiency. Finally, we present Makesense, an open source framework for reproducible experiments that can document, execute and analyze a complete LLN experiment on simulation or real nodes from a unique description.