CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CONCEPTION D'UN SUPPORT DE COMMUNICATION SUR DE FONCTIONNEMENT, A TEMPS D'ACCES BORNE ET FAIBLE, POUR SYSTEMES DISTRIBUES DE SURVEILLANCE ET SECURITE. L'ANALYSE EFFECTUEE CONDUIT A UNE APPROCHE PAR DOUBLE DECOMPOSITION INTEGRANT LA VALIDATION PROGRESSIVE DES CHOIX: LA CONCEPTION EST MENEE PAR AFFINEMENTS SUCCESSIFS, CONJOINTEMENT SUR PLUSIEURS NIVEAUX D'ABSTRACTION AFIN DE PRENDRE EN COMPTE L'ENSEMBLE DES CONTRAINTES ET DE LEURS INTERACTIONS

Le Centre de Recherche sur les Outillages, les Matériaux et les Procédés (CROMeP) veut obtenir des cartes de températures précises, sur des moules métalliques entre 400 et 1000°C. Plusieurs équipes ont montré l'intérêt d'utiliser des caméras silicium dans ce contexte.<br />Nous nous distinguons de leurs travaux par l'approche adoptée pour modéliser le système. Nous proposons un nouveau modèle, plus précis et paramétré par un unique jeu de coefficients indépendant du temps d'intégration. Il permet d'obtenir une procédure d'étalonnage courte et précise, ainsi qu'un système dont la dynamique est contrôlable en ligne. Nous étudions d'autre part différents phénomènes perturbant la mesure, afin de l'améliorer, et d'évaluer sa précision. Ces caractérisations sont en partie effectuées au laboratoire de Conception d'Imageurs Matriciels Intégrés (CIMI).<br />Enfin nous positionnons les caméras CCD et CMOS par rapport aux systèmes de thermographie infrarouges, et présentons une application de mesures couplées dimensionnelles/thermiques, basée sur un unique capteur de stéréovision silicium.

Sur la route, le brouillard est relativement rare, mais particulièrement meurtrier. Pour améliorer la sécurité des usagers, les solutions passent d'abord par la prévention, la prévision et la détection, mais également par la signalisation, l'éclairage et l'aide à la conduite. Toutefois, la conception de solutions adaptées, susceptibles de compenser la perte de visibilité induite par le brouillard, repose sur la compréhension du phénomène. De plus, l'évaluation de ces solutions en termes de comportement de conduite passe nécessairement par la simulation, étant donnée la quasi-impossibilité des expérimentations en brouillard réel. L'objet de cette étude est de décrire les dégradations induites par le brouillard dans l'environnement visuel du conducteur, en vue de les modéliser et de les reproduire sur simulateur de conduite.<br />Dans la première partie, essentiellement bibliographique, on commence par constater la contradiction entre la complexité et la diversité des propriétés microphysiques et optiques du brouillard d'une part, et l'utilisation courante de la notion de “ distance de visibilité ” pour en décrire les effets perceptifs d'autre part. On montre ensuite que la caractérisation des effets visuels du brouillard passe par une analyse fréquentielle des perturbations induites par la diffusion de la lumière dans la distribution de luminance formant le signal visuel. En vue de maîtriser le recueil des images indispensables à cette analyse, on choisit de faire appel à la synthèse d'images en privilégiant la méthode du tracé de rayons.<br />Dans la deuxième partie, on commence par décrire la technique de tracé de photons de type Monte-Carlo développée pour simuler la diffusion multiple et anisotrope de la lumière au sein d'un milieu polydispersé tel que le brouillard. Le code ainsi mis au point est ensuite mis en œuvre afin d'étudier les propriétés de la fonction de transfert de modulation d'une couche de brouillard, assimilée à un filtre optique, ce qui nous conduit à définir un opérateur fréquentiel de contraste pour caractériser le halo généré autour du signal transmis par l'énergie lumineuse diffusée. En se basant sur la loi de Koschmieder, on propose finalement un modèle étendu des effets visuels du brouillard – extinction, halo et voiles (atmosphérique et rétro-diffusé) – permettant de prédire les dégradations engendrées par le brouillard dans l'environnement visuel de l'usager de la route en toutes conditions de circulation. On montre également que le modèle proposé est compatible avec une mise en œuvre interactive sur simulateur de conduite.<br />Le modèle photométrique des effets visuels du brouillard issu de ce travail a dores et déjà fait l'objet d'une validation expérimentale, en collaboration avec des psychologues de la conduite. Il a également été utilisé pour améliorer les outils de simulation de conduite dans le brouillard, en collaboration avec une société spécialisée dans la simulation temps-réel. Il est prévu de mettre en œuvre ces outils pour étudier les performances de l'infrastructure routière en termes de visibilité et de lisibilité par temps de brouillard.

Le travail présenté est le fruit de 15 ans de recherche, à compter de l'obtention de ma thèse, sur l'étude et la mise en œuvre de méthodes électrochimiques à échelons de potentiel destinées à l'électroanalyse et à la détermination de mécanismes réactionnels. <br />Dans le manuscrit, sont développés principalement, mes travaux relatifs aux réactions électrochimiques simples en régime transitoire ou stationnaire. Les points originaux et les applications de ces travaux se résument par catégorie comme suit.<br /><br />CONTROLE DU COURANT PAR LA DIFFUSION<br /><br />Electrode plane<br /><br /> Traitement unifié des méthodes mono et multi-impulsionnelles dans le cas des réactions électrochimiques réversibles. La recherche d'équivalents mathémati-ques à des solutions sous forme de séries conduit à des formules d'analyse simples. Ceci est particulièrement important pour la voltamétrie à signaux carrés (SWV) et la voltamétrie impulsionnelle différentielle (DPV) qui sont des techniques analytiques performantes.<br /> Etude de la voltamétrie à escalier de potentiel en mode différentiel. L'expression du courant s'adapte à la voltamétrie à balayage linéaire. <br /> Introduction de la voltamétrie impulsionnelle normale (NPV) en mode différentiel qui supprime l'effet de déplétion sur l'électrode non-renouvelée (goutte de mercure ou électrode solide) et permet l'emploi d'impulsions de courte durée. <br /> Présentation dans un but pédagogique d'un traitement simplifié de la polarographie impulsionnelle différentielle (DPP) basé sur le concept de la couche de diffusion.<br />Electrode sphérique<br /><br /> Traitement des méthodes mono et multi-impulsionnelles sur l'électrode à goutte de mercure pour des réactions réversibles avec ou sans formation d'amalgame. <br /> Etablissement d'une solution pour toute voltamétrie en l'absence d'amalgamation. <br /> Présentation d'une solution avec une correction de sphéricité au deuxième ordre qui s'applique sans restriction à toutes les polarographies mono-impulsionnelles. <br /> Etude de la SWV et de la NPV en cas d'amalgamation.<br /><br />Applications :<br /><br /> Caractérisation de la réversibilité et du nombre d'électrons de la réaction électrochimique.<br /> Détermination des coefficients de diffusion.<br /> Optimisation des paramètres expérimentaux en électroanalyse. <br /> Séparation des réponses interférentes par le choix du motif de polarisation et utilisation des expressions littérales pour la déconvolution des réponses.<br /> Prise en compte de la sphéricité de l'électrode à goutte de mercure en électroanalyse.<br /> Description du courant stationnaire sur microélectrode.<br /><br />CONTROLE DU COURANT PAR LA DIFFUSION ET PAR LE TRANSFERT DE CHARGE<br /><br /> Analyse des courbes irréversibles en DPP, SWV et DPV. L'expression du courant en DPP a été établie dans le cadre du modèle de l'électrode plane. L'effet de la sphéricité de la goutte de mercure est donné par une formule empirique.<br /> Introduction des balayages inverses en SWV.<br /> Analyse de la SWV effectuée avec des balayages dans le sens négatif et dans le sens positif. Pour le courant de pic obtenu avec un balayage négatif (Ox initialement présent en solution) des formules empiriques sont proposées à la fois pour l'électrode plane et sphérique.<br /><br />Applications<br /><br /> Détermination des paramètres cinétiques d'une réaction électrochimique irréversible à partir de la largeur et de la position des pics cathodique et anodique obtenus en SWV lors des balayages négatif et positif.<br /> Optimisation des paramètres expérimentaux en électroanalyse (amplitude des impulsions en DPP et en SWV, rapport des temps de polarisation en DPP et en DPV).<br /><br />COURANT STATIONNAIRE SOUS CONVECTION FORCEE <br /><br /> Analyse des voltammogrammes en SWV ou en DPV sur électrode à disque tournant quelle que soit la vitesse de transfert de charge.<br /><br />Applications<br /><br /> Détermination aisée du coefficient de transfert de charge à partir de la hauteur ou de la largeur des courbes différentielles irréversibles.<br /> Détermination de faibles concentrations (de l'ordre de 10-7 M) avec des électrodes solides. <br /><br /> Mes autres travaux, concernant des réactions électrochimiques avec des complications chimiques et de surface sont brièvement commentés dans le manuscrit.

Des ressources telles que les terminologies ou les ontologies sont utilisées dans différentes applications, notamment dans la description documentaire et la recherche d'information. Différentes méthodologies ont été proposées pour construire ce type de ressources, que ce soit à partir d'entrevues avec des experts du domaine ou à partir de corpus textuels. Nous nous intéressons dans ce mémoire à l'utilisation de méthodologies existantes dans le domaine du Traitement Automatique des Langues, destinées à la construction d'ontologies à partir de corpus textuels, pour la construction d'un type de ressource particulier : des ontologies différentielles. Ces ontologies sont structurées selon un système d'identité et de différence sémantique entre leurs constituants : les termes du domaine et des catégories dites "de haut niveau". Nous présentons différentes expérimentations qui ont été menées pour éliciter, structurer, définir et interdéfinir les éléments terminologiques pertinents à la réalisation d'une tâche particulière. Notre premier contexte applicatif a été le projet OPALES, et nous devions fournir à des nthropologue le vocabulaire conceptuel destiné à annoter des documents audiovisuels traitant de la petite enfance. Nous nous sommes servie du corpus constitué à cette occasion pour tester les méthodologies et outils linguistiques proposés pour l'aide à la construction d'ontologie, et avons défini notre propre chaîne de traitement. Celle-ci, appellée SODA, est basée sur l'extraction et l'exploitation d'énoncés définitoires en corpus pour repérer des éléments terminologiques, les structurer et donner des éléments de communauté sémantique permettant de les comparer.

Une approche couplant analyses physicochimique et sensorielle a été mise en oeuvre pour comprendre le rôle de la viscosité complexe, modifiée par la composition en protéines et l'intensité du traitement mécanique appliqué, sur la perception olfactive au cours de la consommation de yaourts brassés aromatisés. La viscosité complexe des yaourts influence les propriétés sensorielles des matrices et la libération des composés d'arôme en conditions statiques, c'est-à-dire en conditions non agitées et à l'équilibre entre phases aire et matrice. Globalement, les yaourts les plus visqueux libèrent de plus faibles quantités de composés d'arôme et sont perçus les moins intenses en arôme, quel que soit le facteur de variation de la viscosité complexe, composition protéique ou traitement mécanique. Or, la consommation est un processus dynamique. C'est pourquoi des mesures in vivo de libération des composés d'arôme dans la cavité nasale ont été effectuées en parallèle de l'évaluation de la perception olfactive au cours de la consommation. Lors de l'ingestion, les variations de quantités de composé d'arôme libérés dans la cavité nasale, dépendantes des différences de viscosité complexe des matrices, contribuent à expliquer les différences de perception de l'intensité aromatique. Par ailleurs, la composition protéique influence la libération des composés d'arôme uniquement lorsque les yaourts présentent de larges variations de viscosité complexe et par conséquent de texture. Lorsque les yaourts subissent un fort traitement mécanique, aucun effet de la composition protéique sur la libération et la perception des composés d'arôme n'est observé. Ainsi, en bouche, la libération des composés d'arôme et leur perception sont plus influencées par les différences de viscosité complexe que par les interactions protéine-composés d'arôme. Afin d'affiner les hypothèses des mécanismes de libération des composés d'arôme en bouche, l'impact de la déstructuration des matrices a été étudié en conditions in vitro. Mais, la libération des composés ne dépend pas de cette déstructuration. Ainsi, la viscosité complexe, qui pourrait expliquer des différences de surface d'échange entre le produit et la cavité buccale, constituerait le facteur clé à l'origine de la perception aromatique. Par ailleurs, l'influence de l'emballage sur les caractéristiques physicochimiques et sensorielles de yaourts brassés aromatisés a également été étudiée au cours du stockage. Les propriétés physicochimiques et sensorielles des yaourts à 0% de matière grasse sont davantage influencées par la nature de l'emballage que celles des yaourts à 4% de matière grasse. Un emballage en polystyrène semble préférable pour éviter la perte des notes fruitées du yaourt. Ces résultats montrent la nécessité d'intégrer la nature de l'emballage dans la formulation de la composition aromatique du yaourt.

Les processus de mise en forme des matériaux par enlèvement de matière s'accompagnent de nombreux phénomènes vibro-acoustiques à la fois source de nuisances mais aussi révélant des informations utiles sur la coupe et sur la qualité du processus en cours. Dans le cas du déroulage, les opérateurs sont capables d'ajuster "à l'oreille" certains réglages de la machine en cours d'usinage. Une enquête auprès de professionnels a permis de cibler des modalités expérimentales, susceptibles de créer les situations caractéristiques pour les opérateurs. Des essais de déroulage ont été conduits sur la microdérouleuse du LABOMAP à partir de deux essences homogènes (hêtre et peuplier) et d'un matériau de référence (PTFE). Cette première étude a permis, dans des conditions contrôlées, l'identification de la signature de l'ouverture des fissures de déroulage dans les domaines temporel et fréquentiel. Les influences des paramètres de coupe sur le mécanisme de fissuration ont pu être clarifiées ou confirmées. La caractérisation de la qualité du bois à l'état vert demeure un problème, tant du point de vue technique que normatif. Le principe d'un outil simple de mesure de la position effective des fissures sur le placage a été proposé à partir de données vibratoires. Le comportement vibratoire et acoustique de la microdérouleuse en fonction des paramètres de coupe (épaisseur du placage, angle de dépouille, vitesse de coupe, taux de compression de la barre, essence, usure de l'outil) a été analysé dans les domaines temporels et fréquentiels. La prochaine étape passe par la validation de résultats obtenus à l'échelle d'un billon sur une dérouleuse de type industriel.

Cette thèse traite des lignes de traitement de surface qui sont des lignes dans lesquelles les pièces sont immergées dans une succession de cuves. Chaque cuve contient des bains qui affectent les propriétés mécaniques ou électriques des pièces. Ce type de ligne est utilisé, par exemple, pour la galvanoplastie. Les pièces sont montées sur des porteurs et transportées d'une cuve à l'autre par un robot. Le temps opératoire (ou temps pendant lequel la pièce reste dans la cuve) est borné. La borne inférieure est le temps minimum qui permet le traitement et la borne supérieure dépend du type de traitement (attaque acide, rinçage...).<br />Un objectif classique est de trouver les mouvements du robot qui maximisent la productivité, ce problème est communément appelé “hoist scheduling problem” (HSP). Lors de ce travail nous nous sommes attachés à une production cyclique. Nous avons proposé dans le cas d'une ligne à deux cuves une méthode permettant d'obtenir les cycles optimaux. Nous avons démontré, pour le cas d'une ligne équilibrée à trois cuves pour une production mono-produit, les caractéristiques des cycles optimaux ainsi qu'une méthode pour les obtenir. Ensuite, nous avons étudié le problème sur quatre machines dans le cas où les temps de trempe sont égaux et sans attente. Nous avons proposé les cycles optimaux dans le cas d'une production mono-produit. Enfin nous avons proposé une conjecture sur les cycles optimaux et en avons démontré certaines parties, dans le cas d'une ligne équilibrée avec un nombre de cuves quelconque et où les marges sur les temps de process sont nulles.

Certains matériaux isolants allient performances thermiques et tenue mécanique. Ces deux propriétés sont antinomiques et un compromis est obtenu en modifiant, sur ligne de production, la structure du matériau par un procédé de crêpage. Le but de cette étude est la compréhension des relations entre les paramètres de crêpage et les propriétés mécaniques du produit fini. Plusieurs approches ont été étudiées :<br />- Une analyse du procédé de crêpage à partir de vidéos numériques permettant de déterminer localement les champs de taux de déformations au sein de la crêpeuse et de quantifier la cinématique d'une crêpeuse.<br />- Une analyse du produit fini : à partir de photos de produit texturé, un outil de détermination de l'anisotropie locale a été mis en place. Cette anisotropie est liée aux performances mécaniques du produit. Cette interaction a été mise en évidence expérimentalement et une modélisation du comportement mécanique élastique anisotrope du matériau étudié a été proposée.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent le phénomène de compensation mnésique.<br />Ce phénomène réfère à la réduction, voire l'annulation, d'une difficulté de mémorisation via<br />l'utilisation d'aides de mémoire. Nos investigations ont permis de préciser la nature des processus<br />cognitifs impliqués dans la compensation mnésique, en utilisant des expérimentations et<br />des simulations informatiques. Cette double approche a reposé principalement sur le modèle<br />de compensation de Bäckman et Dixon, le cadre de la mémoire défini par les niveaux de traitement<br />et le modèle formel Minerva 2. Concernant les phénomènes compensatoires, les résultats<br />obtenus mettent en avant la place centrale de l'adéquation entre les caractéristiques du sujet<br />et celles de la tâche et soulignent le rôle crucial des interactions entre les aides de mémoire,<br />afin de pallier la difficulté. L'ensemble des expérimentations et des simulations effectuées nous<br />a permis de proposer un modèle de compensation mnésique dans le cadre des niveaux de traitement.<br />Pour finir, les perspectives de notre travail sont positionnées dans le domaine de la<br />remédiation cognitive et des assistants informatiques à la mémorisation.