Cette thèse a été réalisée sous convention CIFRE dans la cadre d’un partenariat entre la société MaxSea et le pôle recherche de l’ESTIA. La demande exprimée initialement par la société évoquait la nécessité d’améliorer la sécurité à bord des navires, autant d’un point de vue matériel et environnemental qu’humain. Ces travaux de thèse se situent donc au croisement de plusieurs domaines que sont la Réalité Augmentée, la Réalité Virtuelle, les systèmes d’information géographique, le génie logiciel, le traitement d’image et les sciences humaines et sociales. Le premier axe de ce mémoire concerne les apports relatifs à l’amélioration des connaissances du domaine de la réalité augmentée. Nous présentons dans ce chapitre les fondements de la réalité augmentée. Nous proposons, basés sur nos définitions et sur les travaux en réalité virtuelle, notre modèle d’interaction et d’immersion en réalité augmentée nommé 3i2RA.L’axe suivant permet de préciser la problématique liée à l’utilisation d’un système d’aide à la navigation par un état de l’art spécifique aux systèmes d’information géographique. Le troisième axe présente nos apports méthodologiques concernant la conception d’un outil d’aide à la navigation. L’objectif est de proposer une méthode permettant d’interfacer la modélisation des activités des navigateurs et une méthode agile de développement d’un logiciel. Pour illustrer notre méthode, après une présentation rapide de la méthode “Scrum”, nous présentons un cas pratique de conception d’un système d’information géographique pour l’aide à la navigation pour lequel nous nous sommes rapprochés de la Société Nationale de Sauvetage en Mer (SNSM).Enfin, le dernier axe présente nos apports technologiques mis en œuvre afin de réaliser les fonctionnalités demandées. Nous allons présenter dans ce chapitre l’architecture logicielle basée sur trois composants principaux et l’architecture matérielle de notre Système d’Information Géographique Maritime Augmenté, SIGMA. Nous présentons un cadre d’application de SIGMA pour la surveillance du trafic maritime. / This thesis was carried out under CIFRE partnership between the MaxSea company and the research ESTIA laboratory. The initial request made by the company referred to the need to improve safety on ships. This research thesis are at the crossroads of several areas such as Augmented Reality, Virtual Reality, geographic information systems, software engineering, image processing and social sciences. The first axis concerns the contributions to the improvement of knowledge in the field of augmented reality. In this chapter we present the foundations of augmented reality. We propose, based on our definitions and the work in virtual reality, our model of interaction and immersion in augmented reality, named 3i2RA.The next axis is used to specify the issues related to the use of navigational aids. The third axis presents our methodological contributions in the design of an aid to navigation. The goal is to provide a method for interfacing modeling activities and a method of agile software development. To illustrate our method, we present a practical design of a geographic information system for the navigation aid for which we approached the National Society Rescue Sea (SNSM).The last line shows our technological approach to achieve the required functionality. We will present in this section the software architecture based on three main components and the hardware architecture of our Geographic Information System Enhanced Maritime, SIGMA. We present a use case of SIGMA for traffic monitoring.

Un des rôles des SIG 3D est d'intégrer et de mettre en cohérence des données issues de producteurs de données variés tout en respectant les choix faits en fonction des besoins des utilisateurs, en termes de géométrie et de topologie. Les SIG 3D actuels utilisent généralement une modélisation géométrique et topologique unique qui facilite, entre autres, les requêtes comme celles calculées à partir des modéles topologiques tels que le parcours de proche en proche des primitives géométriques d'un objet ou de ses voisins. En contrepartie, cette homogénéisation entraîne une perte des spécificités des modèles, de lourds calculs de conversion et ne corrige pas, sans une aide extérieure, les problèmes inhérents à l'acquisition et à la modélisation. Cette thèse propose un modèle d'analyse pour les SIG 3D permettant d'opérer des requêtes sur un objet (analyse intra-objet), quel que soit le choix technique de l'utilisateur, ou sur un ensemble d'objets (analyse inter-objets), même s'ils ne sont pas parfaitement cohérents. A partir de principes issus de la cristallographie, ce modèle, nommé Cristage, analyse les symétries de chaque objet pour décrire sa structure, c'est-à-dire la manière dont les primitives sont agencées entre elles. Complémentaire des modèles topologiques, cette première abstraction donne une vision globale de l'objet, ce qui facilite certaines requêtes comme l'extraction du toit d'une cavité ou la simplification géométrique d'un bâtiment 3D. L'analyse des différents éléments de symétrie (plans, axes et centre) offre une seconde abstraction : la maille. Considérée en cristallographie comme l'enveloppe du plus petit parallélépipède conservant les propriétés géométriques, elle est utilisée comme une boîte englobante adaptée à la forme de l'objet. Elle permet, en particulier, la mise en relation logique des objets géographiques, quelle que soit leur dimension. A l'aide des mailles, deux graphes sont calculés. Le premier, qualifié de graphe d'incidence, décrit les relations entre objets et facilite le parcours entre eux. Le second, appelé graphe temporel, dessine, pour un objet, l'évolution de ses relations avec son environnement / This work proposes a model for analysis based on 3D GIS. The proposed approach allows queries to be made on one object (intra-object analysis) or a set of objects (inter-objects analysis) even if the geometrical coherence between objects is not perfect. From crystallographic principles, this model analyses the symmetric features of each object to describe its structure i.e. the way which geometric primitives are arranged together. This first abstraction, the structure, gives a global overview of the object. A second abstraction, the lattice unit, is obtained through the analysis of symmetric elements. It is used like a 3D Bounding Box adapted to the object shape. It allows relationships of geographical objects whatever their geometric dimension. With the help of lattice units, two graphs are computed to describe relationships between objects and to draw, for one object, the evolution of its relationship with its own environment

The dissertation has as its fir s t objective the study of the relative impact o f CHOICES on the constructs of congruence, id entity and decidedness. The second and more specific objective o f this research is to investigate whether or not there are certain types o f decision makers (rational, dependant and intuitive) that benefit more from CHOICES. Lastly, this research also investigates whether ones anxiety level has an impact on the relative success rate of CHOICES on its users in terms of congruence, identity and decidedness. This study's experimental group is made up o f 121 first-year, pre-university (CECEP) male and female students. Based on the results of a classification test, each student is placed in one of three decision making style groups (a. rational; b. intuitive; c. dependant). The rational decision making style group is then placed in one of three anxiety groups (a. low anxiety; b. moderate anxiety; c. high anxiety) based on the results of an anxiety test. All 121 students are pretested for the variables o f congruence, identity and decidedness. In addition, these students are then instructed to complete a CHOICES guidebook and to spend one-hour-and-a-half on CHOICES. Six weeks after the completion o f the treatment, students are administered posttests. It is hypothesized that the rational decision makers benefit significantly more from CHOICES than the dependant decision makers and the intuitive decision makers. The results o f the analysis of covariance do not support this hypothesis. It is also hypothesized that the rational decision makers characterized as moderately anxious benefit significantly more from CHOICES than those characterized as being part of the high or low anxiety group. The results of the analysis of covariance do not lend support to this hypothesis. The results o f a number of T-tests, however, show that most students improved their scores on the variables of identity and decidedness after using CHOICES. In addition, the use of the temporal deployment technique presented readers with a graphic representation of how each subject responded to CHOICES in terms of congruence, decidedness and identity. One o f the encouraging results o f this research is that there is an indication that CHOICES was generally a helpful counselling tool for students. The discussion of the results attempts to explain possible reasons why the hypotheses are not supported, while at the same time bringing to light some o f the positive results using a computerized counselling system such as CHOICES. Lastly, the limitation of the research and the need to pursue more research in this area are also discussed. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2016

Résumé: De nos jours l’observation de la terre à l’aide d’images satellitaires de très haute résolution spatiale (Ikonos, Quickbird, World View-2) donne de nombreuses possibilités pour gérer de l’information à l’échelle mondiale. Les technologies actuelles d’acquisition d’information sont à l’origine de l’augmentation importante du volume des données. L’objectif général de cette thèse consiste à développer une nouvelle méthode hybride de représentation d’image numérique de très haute résolution spatiale qui améliore la qualité visuelle d’images compressée avec un haut niveau de compression (100 fois et plus). La nouvelle méthode hybride exploite la transformation pyramidale inverse d’image numérique en utilisant des réseaux de neurones artificiels. Elle combine le traitement spatial et la transformation abstraite de l’image. L’emploi de l’approche de la transformation pyramidale inverse a démontré l’efficacité du traitement de l’information à une ou à des échelles spécifiques, sans interférer ou ajouter un temps de calcul inutile. Cette approche est essentielle pour réaliser une transformation progressive d’image. Les résultats montrent une amélioration du rapport signal pur bruit de 4 dB pour chaque couche additionnelle de la transformation progressive. Nous avons réussi à garder une qualité visuelle d’images compressées comparable, jusqu’au niveau de la compression de 107 fois. De plus, pour le niveau de la compression de 274 fois, nous avons obtenu une amélioration de la qualité visuelle en comparaison des méthodes de compression courantes (JPEG, JPEG2000). Les résultats du travail confirment l’hypothèse que les images de télédétection possèdent un haut degré de redondance et que l’utilisation d’un réseau de neurones est un bon moyen pour trouver l’opérateur efficace du regroupement de pixels. Cette nouvelle méthode de représentation d’images à très haute résolution spatiale permet de réduire le volume des données sans détérioration majeure de la qualité visuelle, comparé aux méthodes existantes. Enfin, nous recommandons de poursuivre l’exploration du domaine des calculs distribués tels que les réseaux des neurones artificiels, considérant l’augmentation de la performance des outils informatiques (nanotechnologies et calculs parallèles). || Abstract: Earth observations using very high-resolution satellite imagery, such as from Ikonos, QuickBird or WorldView-2, provide many possibilities for addressing issues on a global scale. However, the acquisition of high-resolution imagery using these technologies also significantly increases the volume of data that must be managed. With the passing of each day, the number of collected satellite images continues to increase. The overall objective of this work is to develop new hybrid methods for numerical data representation that improve the visual quality of compressed satellite visible imagery for compression levels of 100 times and more. Our new method exploits the inverse pyramid transform using artificial neural networks, and thus addresses the trend in the field of remote sensing and image compression towards combining the spatial processing and abstract transformation of an image. Our implementation of the pyramidal inverse transformation demonstrates the effectiveness of information processing for specific levels, without interfering or adding unnecessary computation time. This approach is essential in order to achieve a gradual transformation of an image. The results showed an improvement in the signal to noise ratio of 4dB for each additional layer in the pyramidal image transformation. We managed to keep a similar level of visual quality for the compressed images up to a compression level of 107 times. In addition, for a compression level of 274, we improved the visual quality as compared to standard compression methods (JPEG, JPEG2000). The results of this study confirm the hypothesis that remote sensing images have a high degree of redundancy and that the use of neural networks is a good way to find the effective operator of the pixel combination. This new method for image representation reduces the volume of data without major deterioration in the visual quality of the compressed images, as compared to existing methods. Finally, we recommend further exploration in the field of distributed computing, such as artificial neural networks, considering the rapidly increasing performance of computers in the near future (parallel computing technology and nanotechnology).

Les produits forestiers non ligneux (PFNL) rassemblent toutes exploitations sous couvert forestier. Ils excluent les produits issus de la fibre de bois et des produits de la faune. Le bleuet sauvage est un bon exemple de PFNL. Ces produits sont abondants au Québec. Le bleuet est un exemple de PFNL bien établi avec un niveau de commercialisation structurée de produits frais et de transformation. Au contraire, le marché des champignons forestiers tarde à se développer. À titre de produit agroforestier, les PFNL procurent des biens et services bénéfiques aux communautés productrices. La distribution des PFNL varie en fonction de facteurs géophysiques et bioclimatiques. Dans certaines régions du Québec, des groupes s'efforcent de développer des outils d’analyse et de modélisation spatiale conséquents. La géomatique procure des solutions pratiques pour l’identification et le suivi des PFNL. Entre autres, elle opère des données géospatiales spécialisées sur des systèmes d'information géographique (SIG). Ce projet de maîtrise repose sur la mise en place d’un portail participatif d’information géographique web. Il s'adresse à un large panel d’utilisateurs, notamment aux intervenants impliqués dans le développement durable des PFNL. Il offre la possibilité de visualiser et de manipuler des données spécialisées au cas des PFNL. Il propose de localiser les sites à fort potentiel de présence. Il cherche à intégrer des outils de validation de ces sites. Il tend aussi à procurer des outils qui accompagnent la production des utilisateurs. Le portail introduit des applications d’édition, d’analyse et de modélisations spatiales exclusives à la thématique des PFNL. Il abrite des couches de données interactives et interopérables. L'évaluation du portail passe par l’efficacité de ses applications et la convivialité de ses composantes. Ce rapport décrit et fait la démonstration de chacune d'elle.

L'environnement informationnel d'un entrepreneur innovateur peut se représenter grâce à l'utilisation de cartes de catégories ou taxinomies cognitives (Brännback et Carsrud, 2010). En effet, les informations que mobilise un entrepreneur, à partir d'une invention issue des hautes technologies (Mohr et al, 2003), constituent des " formes de la connaissance " partageables (Walsh, 1995) avec les parties prenantes de l'innovation. Ces formes constituent un système de traitement de l'information à l'origine d'un premier dispositif que nous créons avec les entrepreneurs puis avec les chargés d'affaires d'un incubateur. Ce dispositif est composé de cartes de catégories décrivant l'environnement informationnel de l'entrepreneur innovateur. A partir de ces cartes, il est possible d'extraire les composants d'une taxinomie. Ceux-ci prennent place dans une arborescence décrivant un système quasi-décomposable (Simon, 1969, éd. 1981). La séquence de prise en compte des composants est indiquée par la logique moyens - effets ou logique effectuale ici retenue (Sarasvathy, 2001). L'architecture des composants issus du travail de modélisation permet d'améliorer les cartes de catégories du fait d'une meilleure cohérence interne des catégories que manipule l'artefact évolutif (la méthode) ainsi constitué. En effet, la place de chaque catégorie dans l'artefact est désormais justifiée selon son appartenance à un système ou un sous-système selon les principes d'un système quasi-décomposable et de la logique effectuale (Sarasvathy et Simon, 2000). Cet artefact constitue " un système d'information effectual " dont peuvent se saisir des entrepreneurs et des chargés d'affaires simultanément.

Face aux enjeux urbains actuels, à la patrimonialisation des ressources archéologiques et grâce au développement de l'informatique, l'utilisation des systèmes d'information géographique devient essentielle pour l'exploitation des données archéologiques. Pour cela, il s'avère nécessaire de modéliser, d'analyser et de visualiser l'information archéologique en prenant en considération l'aspect temporel et spatial mais surtout les imperfections des données archéologiques. Cette thèse élabore une démarche globale pour l'utilisation de données spatiotemporelles imparfaites dans un SIG archéologique. Cette démarche contribue à une meilleure gestion de celles-ci tant pour leur représentation que pour leur traitement. Dans cette démarche scientifique, les concepts théoriques de taxonomie de l'imperfection et de représentation des données imparfaites permettent d'abord la modélisation des données archéologiques. Ce mémoire propose ensuite des méthodes d'analyse des données d'un SIG archéologique. La spécificité de leur caractère temporel implique une gestion plus flexible du temps par un indice quantifiant l'antériorité. L'aspect lacunaire de l'information est aussi considéré à travers une méthode d'interrogation sous critère de forme. Enfin, des outils originaux d'exploration et de visualisation de données archéologiques sont exposés afin de mieux définir les éléments les plus représentatifs. Par une approche interdisciplinaire liant informatique et géographie, cette thèse développe une vision transversale autour de la gestion des connaissances imparfaites dans le temps et l'espace. Cette approche est illustrée par l'utilisation de données archéologiques dans un SIG.

Les travaux de thèse s‟inscrivent dans le cadre de la conception des systèmes de production/assemblage pour les produits de taille micrométrique, appelés micro-produits. Il s‟agit de produits constitués de composants de taille submillimétrique, si bien qu‟il est difficile, voire impossible, de les observer à l‟oeil nu et encore de les manipuler précisément soit directement avec les doigts, soit avec un outillage manuel. FEMTO-ST, dans son équipe SAMMI - Systèmes Automatisés de Micromanipulation et de Micro assemblage - propose des solutions robotisées pour la manipulation et l‟assemblage de ces microproduits. Ces microrobots sont conçus et réalisés pour tenir compte des forces en présence à cette échelle et les exploiter au mieux pour une manipulation dextre et précise. L‟intégration de ces microrobots pour concevoir des systèmes de production - nous traitons ici le problème du micro-assemblage - a fait émerger le concept de micro-usine. Au niveau international, nous avons pris un positionnement original en proposant une modularité non seulement au niveau des cellules de production mais également à l‟intérieur de ces cellules. Cette modularité porte à la fois sur les structures physiques mais également sur les systèmes de commande et de supervision. Dans ce manuscrit, nous proposons d‟étudier la pertinence de cette décomposition modulaire en fonction des conditions de production. Notamment, nous nous placerons dans le contexte de production changeante nécessitant réorganisation et/ou reconfiguration du système de production. Trois parties composent le travail de thèse. Nous avons établi une structure de micro-usine et une stratégie de commande dont nous avons identifié les propriétés. Nous avons ensuite formalisé une architecture des données. Enfin, l‟étude du comportement a été obtenue par simulation d‟un modèle réalisé par réseau de Petri stochastique et T-temporisé. L‟évolution stochastique se justifie par l‟incertitude inhérente au micromonde, celle-ci est d‟autant moins importante que s‟accroit la connaissance et le savoir-faire dans une situation donnée. La temporisation permet de prendre en considération les durées relatives des reconfigurations ou réorganisations qui évoluent au gré des expérimentations. Dans le cadre d‟une conception orientée objet, les modélisations sont établies au moyen du langage de modélisation graphique UML qui autorise une analyse syntaxique. Concernant les études menées avec le modèle mathématique discret de réseau de Pétri, l‟outil de simulation utilisé est PACE - IBE Simulation Engineering Gmbh -. Ce logiciel permet une programmation conditionnant les transitions grâce au langage de programmation orienté objet, SMALLTALK, pour temporiser et rendre stochastique l‟exécution du modèle. PACE comporte par ailleurs une interface graphique utilisateur souple et lisible. Les résultats de simulation sont ensuite analysés et mis en forme avec MATLAB. Ces résultats nous ont montré la pertinence de l‟approche modulaire et du choix de décomposition mis en place pour assurer de bonnes performances à une cellule de micro-assemblage.

Les spécificités du secteur de la construction engendrent un contexte de travail coopératif que nous pouvons qualifier d'incertain par nature. L'activité de chantier se caractérise par un mode de production in situ. Dès lors, nombreux sont les dysfonctionnements qui peuvent apparaître. Nous citerons, par exemple, les problèmes liés à la nature du sol, aux intempéries ou encore ceux qui sont propres aux interactions entre les intervenants (ex. fourniture en matériaux, interfaces entre les corps de métier...). Aussi, la coordination repose sur un mélange subtil entre interactions implicites et explicites, où l'organisation prend de multiples configurations (hiérarchique, adhocratique ou transversale), et où la qualité du processus collectif repose sur l'autonomie et le sens des responsabilités de chacun des intervenants. Nous faisons l'hypothèse qu'un tel contexte est largement fondé sur la notion de confiance, car celle-ci a la capacité de réduire la perception du risque et de permettre l'action dans un environnement marqué par de nombreuses incertitudes. En conséquence, nous suggérons un rapprochement entre les outils d'assistance à la coordination et la notion de confiance, et nous proposons une nouvelle approche du pilotage de l'activité collective à partir de la représentation de la confiance. Ce travail de doctorat se structure autour de la notion de «confiance dans le bon déroulement de l'activité». Nous suggérons que celle-ci est dépendante de chacune des dimensions de l'activité collective : sa progression, les acteurs chargés de son exécution, les ouvrages en résultant (et leur difficulté de mise en œuvre), ainsi que les documents nécessaires à sa réalisation. Aussi, notre méthode consiste d'abord en l'identification des divers critères de confiance, consolidés par une étude de terrain. Puis, nous établissons un modèle mathématique destiné à évaluer cette confiance à partir des informations issues d'un contexte de coopération. Sur base de ces éléments, s'en suit la proposition d'un prototype dénommé Bat'iTrust, reposant sur une architecture logicielle multi-vues et orientée services. Pour l'utilisateur, la navigation au sein de ce prototype est guidée par un tableau de bord centré sur le concept de confiance. Enfin, la validation de cette proposition repose sur des enquêtes et une phase d'expérimentation qui nous ont permis de confronter nos résultats à des sujets expérimentaux représentatifs du domaine.

La mondialisation, un paysage international mouvant, l'accélération des échanges, l'apparition de nouveaux marchés, un nouvel environnement sociétal, ... toutes ces tendances induisent une forte interdépendance entre les fonctions (internes et externes à l'entreprise) et conduisent à une approche globale de l'entreprise et de sa chaîne logistique en générant un besoin croissant de réactivité, de flexibilité, d'interconnexion, de communication et de partage d'information. Il s'agit d'intégration fonctionnelle intra et interentreprises, de ré-ingénierie et de pilotage des processus de gestion, de management de la performance globale, etc.<br />Ce besoin d'intégration se fait sentir au niveau de l'entreprise, d'un groupe ou d'une chaîne logistique globale, au travers de projets ERP (Enterprise Resource Planning, Progiciel de Gestion Intégrée) et de projets SCM (Supply Chain Management, Gestion de la Chaîne Logistique Globale, Intégrée ou Etendue). Il se décline en plusieurs problématiques de recherche ou « verrous » tant du point de vue de l'intégration, des systèmes intégrés, des méthodes de modélisation et d'optimisation des systèmes de production que de leurs conditions de pertinence et d'efficacité, de leur mise en œuvre et de leurs usages.<br />Dans contexte, je me suis particulièrement intéressée à rechercher et concevoir des méthodes et outils pour aider et accompagner les entreprises dans leurs démarches d'intégration et d'optimisation de leur pilotage. D'où le titre de ce mémoire : Principes et méthodes pour l'intégration et l'optimisation du pilotage des systèmes de production et des chaînes logistiques. <br />Je développe mes contributions dans les domaines de la gestion et du pilotage des chaînes logistiques et de la conduite de projets d'intégration intra ou interentreprises selon l'articulation suivante :<br />- Analyse des systèmes de production et des chaînes logistiques et optimisation de leur pilotage : approche intégrée d'aide à la décision en ordonnancement et planification, modélisation et optimisation de la traçabilité dans les chaînes logistiques, modélisation et optimisation des processus de pilotage des chaînes logistiques. <br />- Evaluation des projets d'intégration : méthodologies ou référentiels de gestion de projet d'intégration, modélisation d'entreprise pour l'implantation d'ERP, impact des typologies d'entreprise (production de biens – production de services) sur les projets d'intégration, mesure de performance de projets d'intégration, évaluation de l'intégration (mesures, indicateurs...).<br />- Impact de l'intégration et (ou) des systèmes intégrés de gestion sur (ou en interaction avec) le pilotage des chaînes logistiques : contribution des progiciels intégrés (ERP, APS...) à la planification des chaînes logistiques, contribution du partage d'information à la performance des chaînes logistiques et mesure de la collaboration dans les chaînes logistiques.<br />Ces contributions sont positionnées vis-à-vis de l'état d'avancement des travaux dans ces domaines, et des prospectives de recherche sont proposées.