Dans les séries temporelles neurophysiologiques, on observe de fortes oscillations neuronales, et les outils d'analyse sont donc naturellement centrés sur le filtrage à bande étroite.Puisque cette approche est trop réductrice, nous proposons de nouvelles méthodes pour représenter ces signaux.Nous centrons tout d'abord notre étude sur le couplage phase-amplitude (PAC), dans lequel une bande haute fréquence est modulée en amplitude par la phase d'une oscillation neuronale plus lente.Nous proposons de capturer ce couplage dans un modèle probabiliste appelé modèle autoregressif piloté (DAR). Cette modélisation permet une sélection de modèle efficace grâce à la mesure de vraisemblance, ce qui constitue un apport majeur à l'estimation du PAC.%Nous présentons différentes paramétrisations des modèles DAR et leurs algorithmes d'inférence rapides, et discutons de leur stabilité.Puis nous montrons comment utiliser les modèles DAR pour l'analyse du PAC, et démontrons l'avantage de l'approche par modélisation avec trois jeux de donnée.Puis nous explorons plusieurs extensions à ces modèles, pour estimer le signal pilote à partir des données, le PAC sur des signaux multivariés, ou encore des champs réceptifs spectro-temporels.Enfin, nous proposons aussi d'adapter les modèles de codage parcimonieux convolutionnels pour les séries temporelles neurophysiologiques, en les étendant à des distributions à queues lourdes et à des décompositions multivariées. Nous développons des algorithmes d'inférence efficaces pour chaque formulations, et montrons que l'on obtient de riches représentations de façon non-supervisée. / In neurophysiological time series, strong neural oscillations are observed in the mammalian brain, and the natural processing tools are thus centered on narrow-band linear filtering.As this approach is too reductive, we propose new methods to represent these signals.We first focus on the study of phase-amplitude coupling (PAC), which consists in an amplitude modulation of a high frequency band, time-locked with a specific phase of a slow neural oscillation.We propose to use driven autoregressive models (DAR), to capture PAC in a probabilistic model. Giving a proper model to the signal enables model selection by using the likelihood of the model, which constitutes a major improvement in PAC estimation.%We first present different parametrization of DAR models, with fast inference algorithms and stability discussions.Then, we present how to use DAR models for PAC analysis, demonstrating the advantage of the model-based approach on three empirical datasets.Then, we explore different extensions to DAR models, estimating the driving signal from the data, PAC in multivariate signals, or spectro-temporal receptive fields.Finally, we also propose to adapt convolutional sparse coding (CSC) models for neurophysiological time-series, extending them to heavy-tail noise distribution and multivariate decompositions. We develop efficient inference algorithms for each formulation, and show that we obtain rich unsupervised signal representations.

Nous proposons de nouveaux algorithmes et de nouvelles structures de données pour la vérification formelle de systèmes réactifs finis sur architectures parallèles. Ces travaux se basent sur les techniques de vérification model checking. Notre approche cible des architectures multi-processeurs et multi-cœurs, avec mémoire partagée, qui correspondent aux générations de serveurs les plus performants disponibles actuellement.Dans ce contexte, notre objectif principal est de proposer des approches qui soient à la fois efficaces au niveau des performances, mais aussi compatibles avec les politiques de partage dynamique du travail utilisées par les algorithmes de génération d’espaces d'états en parallèle; ainsi, nous ne plaçons pas de contraintes sur la manière dont le travail ou les données sont partagés entre les processeurs.Parallèlement à la définition de nouveaux algorithmes de model checking pour machines multi-cœurs, nous nous intéressons également aux algorithmes de vérification probabiliste. Par probabiliste, nous entendons des algorithmes de model checking qui ont une forte probabilité de visiter tous les états durant la vérification d’un système. La vérification probabiliste permet des gains importants au niveau de la mémoire utilisée, en échange d’une faible probabilité de ne pas être exhaustif; il s’agit donc d’une stratégie permettant de répondre au problème de l’explosion combinatoire / In this thesis, we propose and study new algorithms and data structures for model checking finite-state, concurrent systems. We focus on techniques that target shared memory, multi-cores architectures, that are a current trend in computer architectures.In this context, we present new algorithms and data structures for exhaustive parallel model checking that are as efficient as possible, but also ``friendly'' with respect to the work-sharing policies that are used for the state space generation (e.g. a work-stealing strategy): at no point do we impose a restriction on the way work is shared among the processors. This includes both the construction of the state space as the detection of cycles in parallel, which is is one of the key points of performance for the evaluation of more complex formulas.Alongside the definition of enumerative, model checking algorithms for many-cores architectures, we also study probabilistic verification algorithms. By the term probabilistic, we mean that, during the exploration of a system, any given reachable state has a high probability of being checked by the algorithm. Probabilistic verification trades savings at the level of memory usage for the probability of missing some states. Consequently, it becomes possible to analyze part of the state space of a system when there is not enough memory available to represent the entire state space in an exact manner

Les basses latitudes de l'Arctique peuvent servir d'indicateurs des futurs changements de l'océan Arctique. Parmi celles-ci, le Complexe de la Baie d'Hudson (CBH), une vaste mer intérieure subarctique, se distingue par sa productivité biogéochimique unique, influencée par la glace de mer saisonnière, les apports fluviaux abondants et la limitation en nutriments (principalement l'azote). Historiquement, la productivité de l'écosystème de la CBH a été sous-estimée. Cependant, des recherches récentes menées dans le cadre du projet Hudson Bay Systems Study (BaySys) révèlent un niveau de production primaire plus élevé qu'on ne le pensait auparavant. En particulier, une partie de cette productivité est attribuée aux processus biologiques liés à la glace de mer (sympagiques). En raison de la difficulté d'accessibilité de la région, les outils de modélisation permettent d'explorer son environnement physique et biogéochimique sur des échelles temporelles et spatiales étendues. L'utilisation de modèles biogéochimiques (BGCM) capables de résoudre les compartiments de nutriments, de phytoplancton, de zooplancton et de détritus (NPZD) a fourni des informations sur la distribution spatiale et temporelle des producteurs primaires au sein de la CBH. Ces modèles élucident également les facteurs physiques de la productivité, ce qui permet d'acquérir une compréhension fondamentale des principaux facteurs susceptibles d'affecter la CBH et la région arctique dans son ensemble face au changement climatique. Le modèle initial appliqué à la région de la CBH était le BGCM simplifié à base de phosphate, BLING (Biogeochemical, Light, Iron, Nutrient, and Gases Model). Par la suite, Sibert et al. (2010, 2011) ont développé un modèle NPZD simplifié à base d'azote incorporant la biogéochimie sympagique, ultérieurement renommé BiGCIIM (BioGeoChemical Ice Incorporated Model). Les deux modèles ont par la suite été couplés à un modèle océanique 3D (NEMOv3.6) et à un modèle de glace de mer (LIM2). Cette démarche avait pour objectif d'évaluer leur capacité à prédire les concentrations spatiotemporelles de chlorophylle a, telles qu'observées par satellite et à partir de mesures in situ. Elle visait également à analyser les principaux facteurs physiques influençant la productivité. Dans un environnement faible en azote comme celui de la CBH, il était attendu qu'un modèle basé sur l'azote produise des résultats plus cohérents avec les observations. Notre étude a démontré que les deux modèles reproduisaient les motifs spatiotemporels de chlorophylle a observés sur les images satellites. Le modèle BLING, à base de phosphate, a montré une performance légèrement meilleure, tandis que le modèle BiGCIIM, à base d'azote, présentait une meilleure concordance avec les observations ponctuelles. De plus, notre analyse a mis en évidence l'influence significative de la dynamique de la glace de mer et des apports fluviaux sur la variabilité des concentrations prédites de chlorophylle a dans les deux BGCMs. En outre, la capacité de BiGCIIM à résoudre plusieurs groupes de producteurs primaires écologiquement pertinents associés à l'écologie pélagique et sympagique a fourni des informations précieuses sur leur contribution à la production primaire totale dans la HBC. Finalement, notre étude souligne l'importance de choisir des BGCMs adaptés aux questions de recherche spécifiques, en veillant à ce que la complexité du modèle et les hypothèses sous-jacentes correspondent aux objectifs de l'étude et à la disponibilité des données. / The lower latitudes of the Arctic can be used as indicators of how the Arctic Ocean may change in the future. Among these, the Hudson Bay Complex (HBC), a vast sub-Arctic inland sea, stands out for its unique biogeochemical productivity shaped by seasonal sea ice, abundant riverine inputs, and nutrient limitation (primarily nitrogen). Historically, the productivity of the HBC ecosystem has been underestimated. However, recent research, driven by the Hudson Bay Systems Study (BaySys) project, indicates a higher level of primary production than previously thought. In particular, a portion of this productivity is attributed to sea ice-related (sympagic) biological processes. Given the limited accessibility of the region, modeling tools provide a means to explore its physical and biogeochemical environment over extended temporal and spatial scales. The use of biogeochemical models (BGCMs) capable of resolving nutrient, phytoplankton, zooplankton and detrital (NPZD) pools has provided insights into the spatial and temporal distribution of primary producers within the HBC. These models also elucidate the physical drivers of productivity, providing a fundamental understanding of the primary drivers likely to affect the HBC and the broader Arctic region in the face of climate change. The initial model applied to the HBC region was the phosphate-based simplified BGCM (nutrient and phytoplankton only), BLING (Biogeochemical, Light, Iron, Nutrient, and Gases Model). Subsequently, Sibert et al. (2010, 2011) developed a simplified nitrogen-based NPZD model incorporating sympagic biogeochemistry, later renamed BiGCIIM (BioGeoChemical Ice Incorporated Model). Both models were either coupled to a 3-D numerical ocean (NEMOv3.6) and sea ice (LIM2) model framework to evaluate their ability to predict spatio-temporal chlorophyll a concentrations observed from satellite and in situ measurements, as well as to assess the primary physical drivers of productivity. In a nitrogen-limited environment such as the HBC, a nitrogen-based model is expected to provide results more in line with observations. Our study found that both models replicated the spatiotemporal chlorophyll a patterns observed from satellite imagery, with the phosphate-based BLING model showing slightly better performance, while the nitrogen-based BiGCIIM model showed better agreement with point observations. In addition, the thesis highlights the significant influence of sea ice dynamics and river runoff on the variability of predicted chlorophyll a concentrations within both BGCMs. Furthermore, BiGCIIM's ability to resolve several ecologically relevant primary producer groups associated with pelagic and sympagic ecology provided valuable insights into their contributions to total primary production within the HBC. This thesis highlights the importance of selecting BGCMs tailored to specific research questions, ensuring that the model's complexity and underlying assumptions match the study objectives and data availability.

Modalités de gestion du milieu temporel dans une conduite de processus multiples en situation dynamique :une recherche dans des entreprises horticoles. Cette recherche porte sur les modalités de gestion temporelle, dans des situations professionnelles tendues entre les nécessités d’une production engageant des phénomènes dynamiques multiples et une rationalisation du travail supposée faire face aux besoins économiques de l’entreprise, en l’occurrence, dans le secteur de l’horticulture. La thèse soutenue est que les travailleurs, et en particulier des chefs de culture en tant qu’encadrants intermédiaires, assurent une gestion de leur milieu temporel de travail, dans la dynamique de leur activité. Cette gestion est active dans le sens où elle intègre des cadres temporels. Ceux-ci peuvent être analysés à la fois comme des ressources et des contraintes dans leur activité. La gestion du milieu temporel peut être entravée par certaines configurations de ces cadres, qui ne permettent pas aux chefs de culture d’intégrer les risques pour la production, pour eux-mêmes ou pour les autres travailleurs. Nous proposons une structure de formalisation des cadres temporels et de leurs interrelations dans la dynamique du milieu temporel. Elle est issue d’une démarche de « dépliage » des temporalités, fondée sur une analyse ergonomique de l’activité. La modélisation des cadres et de la gestion du milieu temporel est une conceptualisation fonctionnelle pour analyser les conditions temporelles du travail en tant que ressources pour un agir temporel pragmatique dans l’activité. / Terms of environment temporal management in a conduct of multiple processes, in dynamic situations : A research in horticulture production. This research focuses on how to manage temporalities in professional situations strained between the needs of a multiple dynamics production and a rationalization of work supposed to meet the economic needs of the company. The thesis is that workers, especially in this case middle managers in horticulture production, manage their temporal work environment in the dynamics of their activity. This management is active in the sense that it integrates timeframes, which are both resources and constraints in their activity. Temporal environment management can be hampered by some configurations of timeframes, which do not enable these workers to masterise production risks, and risks for themselves or other workers.We propose a formalization of timeframes and their relationships in the dynamics of the temporal environment. The methodology consists in a process of “unfolding” temporalities. It is based on ergonomic activity analysis. Modeling timeframes and temporal environment management is a functional conceptualization to analyze the temporal conditions of work as resources for pragmatic temporal acting, in work activity.

Le contenu de cette thèse est divisé de la façon suivante. Après un premier chapitre d’introduction, le Chapitre 2 est consacré à introduire aussi simplement que possible certaines des théories qui seront utilisées dans les deux premiers articles. Dans un premier temps, nous discuterons des points importants pour la construction de l’intégrale stochastique par rapport aux semimartingales avec paramètre spatial. Ensuite, nous décrirons les principaux résultats de la théorie de l’évaluation en monde neutre au risque et, finalement, nous donnerons une brève description d’une méthode d’optimisation connue sous le nom de dualité. Les Chapitres 3 et 4 traitent de la modélisation de l’illiquidité et font l’objet de deux articles. Le premier propose un modèle en temps continu pour la structure et le comportement du carnet d’ordres limites. Le comportement du portefeuille d’un investisseur utilisant des ordres de marché est déduit et des conditions permettant d’éliminer les possibilités d’arbitrages sont données. Grâce à la formule d’Itô généralisée il est aussi possible d’écrire la valeur du portefeuille comme une équation différentielle stochastique. Un exemple complet de modèle de marché est présenté de même qu’une méthode de calibrage. Dans le deuxième article, écrit en collaboration avec Bruno Rémillard, nous proposons un modèle similaire mais cette fois-ci en temps discret. La question de tarification des produits dérivés est étudiée et des solutions pour le prix des options européennes de vente et d’achat sont données sous forme explicite. Des conditions spécifiques à ce modèle qui permettent d’éliminer l’arbitrage sont aussi données. Grâce à la méthode duale, nous montrons qu’il est aussi possible d’écrire le prix des options européennes comme un problème d’optimisation d’une espérance sur en ensemble de mesures de probabilité. Le Chapitre 5 contient le troisième article de la thèse et porte sur un sujet différent. Dans cet article, aussi écrit en collaboration avec Bruno Rémillard, nous proposons une méthode de prévision des séries temporelles basée sur les copules multivariées. Afin de mieux comprendre le gain en performance que donne cette méthode, nous étudions à l’aide d’expériences numériques l’effet de la force et la structure de dépendance sur les prévisions. Puisque les copules permettent d’isoler la structure de dépendance et les distributions marginales, nous étudions l’impact de différentes distributions marginales sur la performance des prévisions. Finalement, nous étudions aussi l’effet des erreurs d’estimation sur la performance des prévisions. Dans tous les cas, nous comparons la performance des prévisions en utilisant des prévisions provenant d’une série bivariée et d’une série univariée, ce qui permet d’illustrer l’avantage de cette méthode. Dans un intérêt plus pratique, nous présentons une application complète sur des données financières. / This thesis is structured as follows. After a first chapter of introduction, Chapter 2 exposes as simply as possible different notions that are going to be used in the two first papers. First, we discuss the main steps required to build stochastic integrals for semimartingales with space parameters. Secondly, we describe the main results of risk neutral evaluation theory and, finally, we give a short description of an optimization method known as duality. Chapters 3 and 4 consider the problem of modelling illiquidity, which is covered by two papers. The first one proposes a continuous time model for the structure and the dynamic of the limit order book. The dynamic of a portfolio for an investor using market orders is deduced and conditions to rule out arbitrage are given. With the help of Itô’s generalized formula, it is also possible to write the value of the portfolio as a stochastic differential equation. A complete example of market model along with a calibration method is also given. In the second paper, written in collaboration with Bruno Rémillard, we propose a similar model with discrete time trading. We study the problem of derivatives pricing and give explicit formulas for European option prices. Specific conditions to rule out arbitrage are also provided. Using the dual optimization method, we show that the price of European options can be written as the optimization of an expectation over a set of probability measures. Chapter 5 contained the third paper and studies a different topic. In this paper, also written with Bruno Rémillard, we propose a forecasting method for time series based on multivariate copulas. To provide a better understanding of the proposed method, with the help of numerical experiments, we study the effect of the strength and the structure of the different dependencies on predictions performance. Since copulas allow to isolate the dependence structure and marginal distributions, we study the impact of different marginal distributions on predictions performance. Finally, we also study the effect of estimation errors on the predictions. In all the cases, we compare the performance of predictions by using predictions based on a bivariate series and predictions based on a univariate series, which allows to illustrate the advantage of the proposed method. For practical matters, we provide a complete example of application on financial data.

En opposant "la passion pour la jouissance présente" au "désir d’améliorer notre condition", Adam Smith soulignait dès 1776, l’importance capitale des préférences inter temporelles pour expliquer la richesse et la prospérité économique des nations. Au niveau microéconomique, la modélisation des choix inter temporels conduit à s’intéresser au taux d’intérêt psychologique que revendique un agent économique lorsqu’il doit arbitrer, entre une unité de consommation présente et une unité de consommation future. L’arbitrage inter temporel et les effets de l’impatience sont présents dans deux des principaux modèles comportementaux en économie du travail : la théorie du capital humain et la théorie de la recherche d’emploi. Toutefois, dans la plupart des modèles issus de ces deux théories, la prise en compte des préférences inter temporelles est confrontée à deux problèmes. Le premier problème est lié à la modélisation des préférences inter temporelles qui se limite à la simple introduction d’un facteur d’actualisation. Le deuxième problème est que les comportements de préférence pour le présent relèvent pour l’économètre du domaine des facteurs d’hétérogénéité inobservable. Lors de cette thèse, nous abordons une dimension particulière du rôle des préférences inter temporelles sur la qualité de l’insertion sur le marché du travail. Plus précisément, nous avons à mettre en lumière l’impact des préférences inter temporelles (impatience) sur le taux de sortie du chômage, sur l’hétérogénéité des issues lors de la transition du chômage à l’emploi et enfin sur la décision de suivre une formation professionnelle et ses conséquences sur le salaire dans l’emploi. / By contrasting "the passion for present enjoyment" to "desire to improve our condition", Adam Smith pointed out in 1776, the importance of intertemporal preferences to explain the wealth and prosperity of nations. In the microeconomic, the intertemporal choices modelling leads to analyse of psychological interest rate expressed by the economic agent when he trades off between present consumption unit and future consumption unit. Intertemporal trade-off and impatience effects are present in two major behavioural models in labour economics: human capital theory and job search theory. However, in the most models of these theories, the intertemporal preference analysis presents two problems. The first problem is related to intertemporal preferences modelling, which is limited to only the introduction of a discount factor. The second problem is that the impatience behaviour is unobservable factor in the econometrics studies. In this thesis, we focus a particular aspect of intertemporal preferences role on the quality of labour market insertion. Specifically, we highlight the impact of intertemporal preferences (impatience) on the exit rate from unemployment, on the different destinations in the transition from unemployment to employment, and finally, on the decision to pursue vocational training and its impact on wages in employment.

Les centres d’information sur les tératogènes (CIT) fournissent aux professionnels de la santé ainsi qu’au public de l’information sur les risques et bienfaits associés à l’utilisation des médicaments durant la grossesse et l’allaitement. Le Centre IMAGe (Info-Médicaments en Allaitement et Grossesse) du CHU Sainte-Justine (Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine) au Québec, est un CIT qui offre depuis 1997 un service téléphonique d’information gratuit aux professionnels de la santé. Deux études ont été réalisées à partir des appels reçus au Centre IMAGe. La première étude a été réalisée sur l’ensemble des appels reçus entre janvier 2004 et avril 2007 au sujet de femmes qui prenaient ou envisageaient prendre un médicament durant la grossesse ou l’allaitement. Les objectifs de cette étude visaient à déterminer les classes de médicaments les plus fréquentes ainsi que les indications d’utilisation et les déterminants d’un appel à leur sujet (caractéristiques maternelles associées). Les antidépresseurs, les anti-inflammatoires, les antibiotiques, les benzodiazépines et les antipsychotiques sont les classes de médicaments qui correspondaient aux plus grands nombres d’appels. Cela porte à croire que pour ces classes de médicaments, il existe chez les professionnels de la santé un besoin d’information en ce qui concerne les risques et bienfaits de leur utilisation durant la grossesse et l’allaitement. La dépression représentait une des trois indications les plus prévalentes chez les femmes qui prenaient ou désiraient prendre des antidépresseurs, des benzodiazépines ou des anti-psychotiques durant la grossesse ou l’allaitement. Le tabagisme était associé à l’utilisation des antidépresseurs et des anti-psychotiques durant la grossesse, ainsi qu’à un appel au sujet des anti-inflammatoires durant l’allaitement. La deuxième étude a été réalisée sur l’ensemble des appels reçus entre janvier 2003 et mars 2008. Cette étude visait à déterminer l’impact des avis émis par Santé Canada concernant les risques de l’exposition aux antidépresseurs durant la grossesse et celui concernant le retrait du rofécoxib, sur le nombre d’appels reçus à IMAGe. L’analyse des séries temporelles du nombre hebdomadaire d’appels reçus a révélé que l’avis de Santé Canada sur les risques de malformations cardiaques associés à l’utilisation de la paroxétine lors du premier trimestre de la grossesse a généré une augmentation statistiquement significative, soudaine et permanente du nombre d’appels reçus à IMAGe au sujet des antidépresseurs. Ces études permettent de mieux comprendre le besoin d’information des professionnels de la santé sur les risques et bienfaits de l’utilisation des médicaments durant la grossesse et l’allaitement. / Teratogen Information Services (TIS) are giving information on the risks and benefits associated with medication use during pregnancy and lactation, to the health care providers and the public. IMAGe Center at the CHU Sainte-Justine in Quebec is a TIS which providing since 1997 a free telephone information service to the health care providers. Two studies were conducted using the calls received at IMAGe Center. The first study included all the calls received between January 2004, and April 2007, concerning women who used or expected to use medication during pregnancy or lactation. The objectives of this study aimed to identify the most frequent medication classes, the indications of use, and the predictors of a call concerning them (associated maternal characteristics). Antidepressants, anti-inflammatory drugs, antibiotics, benzodiazepines, and anti-psychotics represented the medication classes with the greater amount of calls. These results rise to the possibility that more information about the risks and benefits associated with the use of these medication classes during pregnancy and lactation is needed by the health care providers. Depression was in the top three of the most prevalent indications of use for the antidepressants, benzodiazepines, and anti-psychotics. Smoking was associated with the use of antidepressants and anti-psychotics during pregnancy, and with a call concerning the anti-inflammatory drugs during lactation. The second study included all the calls received between January 2003, and March 2008. This study aimed to identify the impact of the Health Canada (HC) warnings, concerning the risks of antidepressant use during pregnancy, and related to the rofecoxib market withdrawal, on the number of calls received to IMAGe. Time series of the weekly number of calls received demonstrated that the Health Canada warning on the risk of cardiac malformations associated with paroxetine use during the first trimester of pregnancy generated a statistically significant abrupt and permanent increase of the calls received at IMAGe about the antidepressants. These studies ensure to better understand the information need of the health care providers concerning the risks and benefits of medication use during pregnancy and lactation.

Depuis de nombreuses années, les évaluations de la faune circulante au sein de l’estuaire de la Gironde s’appuient sur plusieurs dispositifs de suivis ichtyologiques, chroniques de pêches scientifiques et professionnelles. Cependant, ces approches conventionnelles nécessitent souvent un échantillonnage conséquent, restent ponctuelles dans le temps, spatialement limitées et destructrices. Tester la mise en œuvre d’un suivi acoustique prend ainsi toute son sens et son intérêt. Plus largement appliqué en milieux marin et lacustre, cette approche reste encore rarement utilisée en estuaires. En raison de l’extrême variabilité intrinsèque de ce type d’écosystème, la mise en œuvre de cet outil est un réel défi. En s’appuyant sur la connaissance préalablement acquise, une réflexion méthodologique approfondie a été menée pour définir des stratégies d’échantillonnage acoustiques afin d’optimiser la récolte de ce type de données. Plusieurs stratégies acoustiques ont d’abord été testées en tenant compte de la complexité et de la taille importante de l’écosystème étudié. La pertinence de ces données recueillies a ensuite été confrontée aux données des pêches scientifiques. Enfin, l’hydroacoustique a été mis à profit pour répondre à des questions sur la dynamique ichtyologique à des échelles spatiales et temporelles plus fines notamment pour étudier les influences tidales et nycthémérales. Ce travail démontre qu’il est possible de mettre en place un suivi acoustique des peuplements ichtyologiques pour un estuaire comme la Gironde. Comme outil complémentaire aux approches traditionnelles, l’hydroacoustique ouvre un large champ de possibilités pour appréhender la biocénose piscicole pour les milieux estuariens. / For many years, assessments of fish densities within the Gironde estuary have been based on a number of different fish monitoring techniques, as well as professional and scientific surveys. However, these approaches are often destructive. They require substantial sampling, and are limited from the points of view of both time and space. With this in mind, the benefits of non-invasive acoustic monitoring are clear. While such methods are often used in lakes and other marine environments, they have yet to be widely applied to shallow-water areas, in particular estuaries. Applying an acoustic approach to this kind of intrinsically changeable environment represents a real challenge. In this research project, an in-depth methodological study was carried out to determine the optimum way of applying acoustic sampling. Several acoustic monitoring strategies were then tested, keeping in mind the size and complexity of the ecosystem under investigation. The results of these tests were then checked for relevance against data from scientific fisheries. Finally, hydroacoustics was used to examine fish dynamics at finer spatial and temporal scales, notably in the study of diurnal and tidal influences. The results of this study show that it is possible to use acoustic monitoring to complement traditional methods of estimating fish populations in estuarine areas, and that the use of such a combination opens up a broad range of new possibilities.

Le travail présenté s'inscrit dans le contexte de la théorie des systèmes linéaires dans les dioïdes. La motivation initiale de cette étude a été de contribuer à l'analyse et la commande de systèmes linéaires dans max-plus en utilisant spécifiquement une approche géométrique. La contribution de cette thèse est centrée sur deux problèmes. La première partie est dédiée à l'étude de la relation entre les notions d'invariance contrôlée et d'invariance contrôlée par retour d'état dynamique dans un semi-anneau. Cette relation permet de montrer l'équivalence de ces deux notions. La deuxième partie concerne un problème original dans la théorie des systèmes linéaires dans max-plus, il s'agit de la synthèse d'une loi de commande par retour d'état, qui permette de satisfaire un ensemble de spécifications exprimées sous la forme de restrictions sur l'état du système, avec une approche géométrique. Il s'agit plus précisément de commander des systèmes à événements discrets décrits par un modèle linéaire dans max-plus. Nous définissons et caractérisons l'ensemble des conditions initiales admissibles, lesquelles sont à l'origine de solutions non décroissantes. Les restrictions temporelles imposées à l'espace d'état du système sont décrites par le semi-module défini par l'image de l'étoile de Kleene de la matrice associée aux restrictions temporelles. Les propriétés géométriques de ce semi-module permettant de garantir que l'évolution du système en boucle fermée satisfasse les restrictions sont étudiées. Des conditions suffisantes concernant l'existence d'une loi de commande causale par retour d'état statique sont présentées. Le calcul des lois de commande causales est également présenté. Pour illustrer l'application de cette approche, deux problèmes de commande sont présentés. / This work is in the context of the theory of linear Systems in the dioids. The initial motivation of this study was to contribute to the analysis and control of max-plus linear systems, specifically using a geometric approach. The contribution of this thesis focuses on two issues. The first part is dedicated to study of the relationship between the concepts of controlled invariance and dynamic state feedback controlled invariance in a semi-ring. This relationship allows us to show the equivalence of these two concepts. The second part relates to a new problem in the theory of max-plus linear systems, it is the synthesis, with a geometric approach, of a static state feedback control law, in order to satisfy a set of specifications that apply to the state space of the system. This is specifically to control of discrete event systems described by a linear model in max-plus. We define and characterize the set of admissible initial conditions, which are the cause of non-decreasing solutions. Temporal restrictions on the system state space are described by the semi-module defined by the image of the Kleene star of the matrix associated with time restrictions. The geometric properties of this semi-module are studied. Sufficient conditions for the existence of a causal control law by static feedback are presented. Calculating causal control laws is also presented. To illustrate the application of this approach, two control problems are presented.

Les modèles de Markov à sauts (appelés JMS pour Jump Markov System) sont utilisés dans de nombreux domaines tels que la poursuite de cibles, le traitement des signaux sismiques et la finance, étant donné leur bonne capacité à modéliser des systèmes non-linéaires et non-gaussiens. De nombreux travaux ont étudié les modèles de Markov linéaires pour lesquels bien souvent la restauration de données est réalisée grâce à des méthodes d’échantillonnage statistique de type Markov Chain Monte-Carlo. Dans cette thèse, nous avons cherché des solutions alternatives aux méthodes MCMC et proposons deux originalités principales. La première a consisté à proposer un algorithme de restauration non supervisée d’un JMS particulier appelé « modèle de Markov couple à sauts conditionnellement gaussiens » (noté CGPMSM). Cet algorithme combine une méthode d’estimation des paramètres basée sur le principe Espérance-Maximisation (EM) et une méthode efficace pour lisser les données à partir des paramètres estimés. La deuxième originalité a consisté à étendre un CGPMSM spécifique appelé CGOMSM par l’introduction des copules. Ce modèle, appelé GCOMSM, permet de considérer des distributions plus générales que les distributions gaussiennes tout en conservant des méthodes de restauration optimales et rapides. Nous avons équipé ce modèle d’une méthode d’estimation des paramètres appelée GICE-LS, combinant le principe de la méthode d’estimation conditionnelle itérative généralisée et le principe des moindre-carrés linéaires. Toutes les méthodes sont évaluées sur des données simulées. En particulier, les performances de GCOMSM sont discutées au regard de modèles de Markov non-linéaires et non-gaussiens tels que la volatilité stochastique, très utilisée dans le domaine de la finance. / Switching Markov Models, also called Jump Markov Systems (JMS), are widely used in many fields such as target tracking, seismic signal processing and finance, since they can approach non-Gaussian non-linear systems. A considerable amount of related work studies linear JMS in which data restoration is achieved by Markov Chain Monte-Carlo (MCMC) methods. In this dissertation, we try to find alternative restoration solution for JMS to MCMC methods. The main contribution of our work includes two parts. Firstly, an algorithm of unsupervised restoration for a recent linear JMS known as Conditionally Gaussian Pairwise Markov Switching Model (CGPMSM) is proposed. This algorithm combines a parameter estimation method named Double EM, which is based on the Expectation-Maximization (EM) principle applied twice sequentially, and an efficient approach for smoothing with estimated parameters. Secondly, we extend a specific sub-model of CGPMSM known as Conditionally Gaussian Observed Markov Switching Model (CGOMSM) to a more general one, named Generalized Conditionally Observed Markov Switching Model (GCOMSM) by introducing copulas. Comparing to CGOMSM, the proposed GCOMSM adopts inherently more flexible distributions and non-linear structures, while optimal restoration is feasible. In addition, an identification method called GICE-LS based on the Generalized Iterative Conditional Estimation (GICE) and the Least-Square (LS) principles is proposed for GCOMSM to approximate any non-Gaussian non-linear systems from their sample data set. All proposed methods are tested by simulation. Moreover, the performance of GCOMSM is discussed by application on other generable non-Gaussian non-linear Markov models, for example, on stochastic volatility models which are of great importance in finance.