Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1978.

Th.--sci. phys.--Nancy--I. N. P. L., 1978.

Th. doct.-ing.--Toulouse 3, 1977. N°: 571.

Ce travail s’appuie sur les principes de la reconnaissance de motifs sonores et de la modélisation statistique pour proposer un système capable de reconnaître et détecter automatiquement des cris de personnes à l’intérieur d’un métro. Utilisant des enregistrements provenant de reconstitutions de scènes d’agressions dans une rame de métro Parisien en fonctionnement, nous avons estimé des modèles statistiques issus de trois architectures de réseaux de neurones différentes (DNN, CNN et RNN/LSTM). Ces modèles ont été appris sur 3 catégories de sons à reconnaître dans un premier temps (cris, parole, et bruit environnant), puis sur des catégories introduisant des informations spécifiques au déplacement de la rame de métro (afin d’apporter une information contextuelle supplémentaire), considérant soit les événements sonores isolés soit le flux audio continu. Les résultats obtenus montrent que le modèle le plus efficace est le modèle RNN/LSTM qui permet de mieux prendre en compte la structure temporelle des événements sonores. La reconnaissance des trois catégories cris, parole et bruit de fond est probante, indépendamment du reste de l’environnement sonore, mais l’ajout d’information contextuelle permet d’améliorer les taux de reconnaissance. Nous concluons que le manque de données est un facteur limitant, qui pourrait être atténué en utilisant l’apprentissage par transfert, consistant à utiliser des réseaux plus complexes pré-appris sur des données différentes, ou des techniques d’augmentation, consistant à accroitre la taille de la base de données en créant des données artificielles à partir de celles existantes. / This study proposes a security/surveillance system capable of automatically recognizing and detecting screams and shouts in a metro, based on the theory of classification through statistical modeling. Using a database recorded from enactments of violent scenes inside a Paris metro running its course, we estimated statistical models from three different neural network architectures (DNN, CNN and RNN/LSTM). The models were first trained to recognize three categories of sounds (shouts, speech and background noise), then introducing more categories to describe the surrounding environment (in order to bring some contextual information), considering the data as isolated sound events or as a continuous audio stream. The results obtained speak to the higher modeling power of the temporal model which takes into account the temporal structure of sound events. The scores for the Classification of the three categories shout, speech and background turned out to be quite satisfying, regardless of the rest of the acoustic environment, and adding contextual information proved useful. During this study we observed that the lack of data is a major limiting factor, which could be circumvented by using transfer learning, which consists in using more complex networks pre-trained with different data, as well as data augmentation techniques, consisting in increasing the amount of data by creating synthetic data from existing ones.

Fondé sur une méthodologie de recherche basée sur les entretiens semi-directifs et les observations in situ, ce travail traite de la problématique du Monitorat au sein de l’école élémentaire rurale gabonaise en posant la question de compétence et d’efficacité pédagogiques des moniteurs. Il part du postulat que « pour enseigner, il faut d’abord connaître » et fait l’hypothèse que les moniteurs gabonais de la période postcoloniale, recrutés par les collectivités locales, formés sur le tas, et enseignant les élèves sans titre académique et/ou professionnels requis pour exercer une telle fonction, ne seraient ni compétents ni efficaces. Par conséquent, ils ne pourraient transmettre aux élèves les Connaissances scolaires. Pour vérifier cette hypothèse, nous employons les théories de Benjamin BlOOM et H.E MITZEL, lesquelles permettent de jauger la compétence et l’efficacité pédagogiques des enseignants en les évaluant à partir de trois formes de critères reposant sur des indicateurs pédagogiques, psychologiques et sociologiques spécifiques : les critères de présages, les critères basés sur les processus ou les fonctions et les critères basés sur les produits d’enseignement. Les critères de présage suggèrent de dresser le profil morphologique des moniteurs au sens d’Ida BERGER, c’est-à-dire en étudiant leurs caractéristiques individuelles et leurs trajectoires sociales à partir de leurs propres déclarations. Les questions des critères basés sur les processus ou les fonctions et ceux basés sur les produits amènent, quant à elles, à observer ces acteurs dans le conflit sociocognitif des situations d’interrelation pédagogique avec leurs élèves. / Based on a research methodology leaning upon half-directive interviews and in situ observations, this work deals with Tutoring issues within the Gabonese rural primary school by casting doubt upon the tutors’ teaching skills and efficiency. It basically postulates that “for teaching, knowledge is first of all required”, and it also presumes that Gabonese tutors of post-colonial period, who were recruited by local administrations, could not be either competent nor efficient, because they were trained on the job and taught pupils without any academic grade and/or professional requirements for such a task. Therefore, they could not help their pupils have access to Knowledge. In order to confirm that hypothesis we use the theories developed by Benjamin BIOOM and H.E. MITZEL, which help measuring educational efficiency and skills of teachers by assessing them according to three kinds of criteria based on specific educational, psychological and sociological indicators : the prediction criteria, the process or functions-based criteria, and criteria based on teaching products (results). Prediction criteria suggest that we set up the tutors’ morphological profile the way Ida BERGER understands it, that means studying their individual characteristics and social paths from their own statements. The problems of criteria based on process or functions and those founded on products (results), lead to the observation of those educational agents in the socio-cognitive conflict of situations concerning teaching inter-relationship with their pupils.

Les sites industriels de production et de recyclage de métaux ferreux et non-ferreux sont à l’origine d’émissions locales dans l’atmosphère de particules riches en métaux et métalloïdes (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) qui peuvent avoir un impact sur l’environnement et la santé humaine. En particulier, lorsque ces industries sont situées près de zones urbaines, ces particules peuvent contaminer les sols et les végétaux lors de leur retombée, induisant ainsi un risque sanitaire pour les populations. La contamination des plantes potagères par les métaux est un sujet de préoccupation des pouvoirs publics et de la communauté scientifique. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux, dans les réseaux trophiques, est donc d’importance majeure pour évaluer les risques sanitaires. Si la contamination des végétaux par le transfert sol-plantes a donné lieu à de nombreuses études, la contamination des plantes potagères par la voie foliaire n’est plus à ignorer, comme le montrent des travaux récents. L’étude de l’accumulation et du transfert des métaux a été effectuée in situ et en conditions contrôlées pour différents végétaux consommables aux caractéristiques morphologiques différentes (laitue, ray-grass, chou commun). L’accumulation des métaux, leur transfert dans les végétaux et l’évaluation des impacts phytotoxiques, caractérisés par des techniques de microscopie et de spectrométrie (MEB-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, RPE…) ainsi que par des tests biologiques (activité photosynthétique, génotoxicité, expression génique), ont été discutés en fonction de la concentration en métaux, de leur spéciation et de leur localisation sur/dans les feuilles et du temps d’exposition. / Industrial activities such as production and recycling of ferrous and non-ferrous metals can emit in the atmosphere large quantities of metal(loid)s-rich particles (As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn …) which may have an impact on the environment and human health. Especially when these industries are located near urban areas, particles can contaminate soils and plants when they fallout, thus inducing a health risk for the population. Contamination of vegetables by metals is a topic of concern for public authorities and the scientific community. Studying the accumulation and transfer of metal(loid)s in food webs is therefore of major importance to assess health risks. The plant contamination by the soil-plant transfer has led to numerous studies and the contamination of vegetables by foliar pathway can't be ignored, as shown by recent work. The study of accumulation and transfer of metals (metalloids) has been carried out in situ and under controlled conditions for various consumable plants with different morphological characteristics (lettuce, ryegrass and cabbage). The accumulation and transfer of metals and their phytotoxicity, characterized by microscopy and spectrometric techniques (SEM-EDX, Raman, EXAFS/XANES, LA-ICP-MS, EPR…) and biological tests (photosynthetic activity, genotoxicity, gene expression), have been discussed in terms of metals concentration, metals location and speciation on/into leaves and exposure time.

Première ONG de secours médical d'urgence, MSF est de ces organisations qui ont institutionnalisé la critique. Les courants sociologiques les plus opposés y ont vu une activité « extra - ordinaire» dont les ressorts seraient essentiellement idéels. Mettant à mal cette hypothèse unificatrice, MSF permet d'étudier l'ancrage social de ces pratiques. On étudie la construction par ses leaders d'une position d'avant-garde dans le champ humanitaire. Dotée d'un centre de recherche, MSF dispose de sa grammaire - entendue ici dans un sens métaphorique et de ses « grammairiens ». L'un dans l'autre, elle peut déployer de magistraux coups critiques comme l'arrêt de sa collecte pour le tsunami. L'analyse des dispositions et du charisme critiques du « Roi René )) des MSF, Rony Brauman, s'avère indispensable à la compréhension des « instances» associatives dédiées à cette activité. Elle repose aussi sur une répartition incertaine des espaces de travail et un ensemble de techniques de fragmentation du pouvoir. Après avoir analysé le «jeu du rappel à l'ordre )), on verra les MSF composer avec les attentes critiques de l'ONG. Ces différentes adaptations éclairent un cens critique qui n'est pas sans effet sur les opérations de MSF. La critique étant indissociable de l'exercice du pouvoir, son étude donne la clef d'une gouvernance interne ponctuée de« crises» et nourrie d'attachements puissants à MSF. Croisant sociologie des relations internationales, du militantisme et de la critique à l'appui de cette normalisation épistémologique, cette thèse repose sur une série d'entretiens et de discussions informelles, différents fonds d'archives et de nombreuses observations de type ethnographique. / Médecins Sans Frontières is the first international medical emergency aid NGO and an organization that has institutionalized critical activity, a phenomenon that this thesis seeks to understand. The most opposite sociologies have studied criticism as an extra-ordinary practice which would be a matter of pure ideas. In contrast with this common frame of analysis, we explore its social rooting. We study the construction of an avant-garde position inside the humanitarian arena. With its center of reflexion, MSF has its own « grammar» (in a metaphoric sense) and its own grammarians. This specificity and its position allow it to play critical blows like the stop of its fund raising for the tsunami at the top of the mobilization (2005). We distinguished three devices underpinning criticism inside the NGO. Amazingly, the first one is a man: Rony Brauman. Understanding the institutionalization of criticism implies studying « Roi René» critical charisma. The second one, instances dedicated to criticism, can be considered as his heritage. The third one is an uncertain division of labor sometimes sustained by power fragmentation technologies. After analyzing the «game of the call to order», we then focus on different adaptations of MSF members to the NGO's critical expectation, examining the cost of criticism and its effects. Critique being inseparable from power, its study sheds light on MSF 's governance and its members ' strong commitment. This sociological normalization of critical practices, between sociology of international relations and collective action, is based on a corpus of interviews and discussions, various archive collections and ethnographical observations.

L’objectif de ce travail est la quantification et la modélisation du transfert d’oxygène en condition de relativement faible oxygénation afin de contribuer à la sélectivité et à l’intensification des performances des bioprocédés concernés. Les travaux expérimentaux et numériques sont réalisés avec un système modèle, air-eau, dans un bioréacteur à disques rotatifs, destiné à la production de bio-pesticides. Le coefficient volumique de transfert d’oxygène (KLa) est déterminé à l’aide de la méthode dynamique dans l’eau pure, sous conditions hydrodynamiques similaires à celles utilisées durant une bio-production de bio-pesticides par fermentation. Des modèles empiriques basés sur l’analyse dimensionnelle sont proposés pour prédire le KLa. Il est notamment observé que le modèle qui tient compte du volume du film aqueux sur les surfaces des disques semble plus pertinent car les écarts entre les valeurs expérimentales et calculées sont faibles pour les différentes conditions opératoires étudiées. Les limites des modèles empiriques du transfert d’oxygène sont discutées, et des nouvelles voies d’investigation sont proposées, parmi lesquelles l’étude numérique. Un modèle de transfert couplant la diffusion et la convection est proposé. Ce modèle prend en compte la variation de l’épaisseur du film aqueux formé sur le disque et le niveau d’immersion du disque dans le volume liquide. Le modèle permet de suivre le degré de saturation du film, ainsi que l’évolution de la concentration durant la rotation du disque et ceci à différentes profondeurs du film et différentes vitesses de rotation des disques. Le modèle est modifié pour décrire le transfert d’oxygène pour un disque immergé à moins de 50%. Les prédictions du modèle sont en accord avec des résultats de la littérature. / This work aims to quantify and to model the oxygen transfer in bubbles-less production with an objective of intensification of bioprocess performances and selectivity. Lab- and numeric works are achieved in model system air-water, in a rotating biological contactor suitable for bio-pesticides productions. The oxygen transfer coefficient is determined using dynamic method at conditions, similar to those used in bio-production of bio-pesticides by fermentation. To predict the oxygen mass transfer coefficient (KLa) empirical models based on dimensional analysis are proposed. The model based on the volume of the liquid film formed on the on the rotating discs, seems more appropriate since, at various studied experimental conditions, the obtained results are close to experimental ones. Limits of empirical mass transfer models are discussed and new areas of investigation are proposed, namely the numeric modeling. A convective-diffusion model has been suggested. The model takes into account the variation of the film thickness on the disc surface and the level of immersion of the disc in the volume of liquid phase. The model provide the degree of the film saturation, as well as the concentration evolution during one rotation of the disk for a different depths of the film and for different rotation velocities. The same model is modified to describe the oxygen transfer in the case when the disc immersion is less than 50%. The model predictions are in agreement with results from the literature.

Les systèmes d’intelligence artificielle les plus puissants utilisent désormais des modèles statistiques. Afin de construire des modèles efficaces, ces systèmes doivent collecter une quantité substantielle de données issues de l’environnement. Les assistants personnels, maisons connectées, serveurs vocaux et autres systèmes de dialogue ne font pas exception. Ces systèmes ont pour vocation d’interagir avec des humains, et pour cela, leurs données d’apprentissage se doivent d’être collectées avec ces mêmes humains. Parce que le nombre d’interactions avec une seule personne est assez faible, l’approche usuelle pour augmenter le jeu de données consiste à agréger les données de tous les utilisateurs.Une des limitations de cette approche vient du fait que, par construction, les modèles entraînés ainsi ne sont efficaces qu’avec un humain "moyen" et n’incluent pas de système d’adaptation ; cette faiblesse entraîne la restriction du service à certains groupes de personnes; Par conséquent, cela réduit l’ensemble des utilisateurs et provoque des problèmes d’inclusion. La présente thèse propose des solutions impliquant la construction de systèmes de dialogue combinant l’apprentissage par transfert et l’apprentissage parrenforcement. La thèse explore deux pistes de recherche : La première consiste à inclure un mécanisme d’adaptation dès les premières interactions avec un nouvel utilisateur. Pour ce faire, nous utilisons la connaissance accumulée avec des utilisateurs déjà connus du système. La question sous-jacente est la suivante : comment gérer l’évolution du système suite à une croissance interrompue d’utilisateurs et donc de connaissance? La première approche implique le clustering des systèmes de dialogue (chacun étant spécialisé pour un utilisateur) en fonction de leurs stratégies. Nous démontrons que la méthode améliore la qualité des dialogues en interagissant avec des modèles à base de règles et des modèles d’humains. La seconde approche propose d’inclure un mécanisme d’apprentissage par transfert dans l’exécution d’un algorithme d’apprentissage profond par renforcement, Deep Q-learning. La seconde piste avance l’idée selon laquelle les premières interactions avec un nouvel utilisateur devraient être gérées par un système de dialogue sécurisé et précautionneux avant d’utiliser un système de dialogue spécialisé. L’approche se divise en deux étapes. La première étape consiste à apprendre une stratégie sécurisée avec de l’apprentissage par renforcement. À cet effet, nous proposons un nouveau framework d’apprentissage par renforcement sous contrainte en états continus ainsi que des algorithmes les solutionnant. En particulier, nous validons, en termes de sécurité et d’efficacité, une extension de Fitted-Q pour les deux applications sous contraintes : les systèmes de dialogue et la conduite autonome. La deuxième étape implique l’utilisation de ces stratégies sécurisées lors des premières interactions avec un nouvel utilisateur ; cette méthode est une extension de l’algorithme classique d’exploration, ε-greedy. / The most powerful artificial intelligence systems are now based on learned statistical models. In order to build efficient models, these systems must collect a huge amount of data on their environment. Personal assistants, smart-homes, voice-servers and other dialogue applications are no exceptions to this statement. A specificity of those systems is that they are designed to interact with humans, and as a consequence, their training data has to be collected from interactions with these humans. As the number of interactions with a single person is often too scarce to train a proper model, the usual approach to maximise the amount of data consists in mixing data collected with different users into a single corpus. However, one limitation of this approach is that, by construction, the trained models are only efficient with an "average" human and do not include any sort of adaptation; this lack of adaptation makes the service unusable for some specific group of persons and leads to a restricted customers base and inclusiveness problems. This thesis proposes solutions to construct Dialogue Systems that are robust to this problem by combining Transfer Learning and Reinforcement Learning. It explores two main ideas: The first idea of this thesis consists in incorporating adaptation in the very first dialogues with a new user. To that extend, we use the knowledge gathered with previous users. But how to scale such systems with a growing database of user interactions? The first proposed approach involves clustering of Dialogue Systems (tailored for their respective user) based on their behaviours. We demonstrated through handcrafted and real user-models experiments how this method improves the dialogue quality for new and unknown users. The second approach extends the Deep Q-learning algorithm with a continuous transfer process.The second idea states that before using a dedicated Dialogue System, the first interactions with a user should be handled carefully by a safe Dialogue System common to all users. The underlying approach is divided in two steps. The first step consists in learning a safe strategy through Reinforcement Learning. To that extent, we introduced a budgeted Reinforcement Learning framework for continuous state space and the underlying extensions of classic Reinforcement Learning algorithms. In particular, the safe version of the Fitted-Q algorithm has been validated, in term of safety and efficiency, on a dialogue system tasks and an autonomous driving problem. The second step consists in using those safe strategies when facing new users; this method is an extension of the classic ε-greedy algorithm.

Les bioréacteurs à biofilm aéré par contacteur membranaire représentent un moyen de production alternatif aux bioréacteurs aérés par bullage. Ils sont, par exemple, utilisés pour éviter la formation abondante de mousse lors de la production de lipopeptides, molécules d’intérêt aux propriétés surfactantes produites notamment par Bacillus subtilis. La maîtrise du biofilm qui se forme à l’interface gaz-liquide dans la membrane représente la clé pour optimiser les paramètres de production et préparer une montée en échelle.Dans un premier temps, le transfert d’oxygène seul est étudié dans un bioréacteur aéré par membrane à fibre creuse microporeuse. Une analyse dimensionnelle a été couplée de façon innovante à un plan d’expériences fractionnaire, réduisant considérablement le nombre d’expérience pour obtenir une relation de procédés. Les performances de transfert d’oxygène sont modélisées en fonction du débit de liquide, du volume de liquide et de la pression de gaz. Dans un second temps, l’état physiologique du biofilm et la production de surfactine sont étudiés en régime continu. La présence d’un biofilm agit comme un accélérateur de transfert d’oxygène au lieu d’une résistance. Les variations de débit de liquide, de pression de gaz, de concentrations en glucose et en oxygène ont permis de déterminer le régime de limitation en substrats, apportés en contre-diffusion, tous deux révélés comme limitants. L’augmentation du débit de liquide permet une meilleure pénétration du glucose dans le biofilm sans en augmenter la taille. L’augmentation de la concentration en oxygène conduit aux meilleurs résultats de production de surfactine atteignant 1,2 g.m-2.h-1, niveau encore jamais atteint avec d’autres types de bioréacteurs. / Membrane aerated biofilm bioreactors are a convenient alternative production way to sparged bioreactors. They are, for example, used to avoid the important foam formation during lipopeptides production, molecule of interest with tensioactif properties produced among others by Bacillus subtilis. The control of the biofilm which grows at the gaz-liquid interface in the membrane represents the key to optimise production parameters and prepare the scale-up.First, only the oxygen transfer is studied in a bioreactor aerated by a microporous hollow fiber membrane. A dimensional analysis was coupled in an innovative way with a fractional design of experiments, reducing greatly the number of experiments to obtain a process relationship. Oxygen transfer performances are modelled in function of the liquid flow rate, the liquid volume and the gas pressure. Then, the biofilm physiological condition and the surfactin production are studied in continuous state. The biofilm presence acts as an oxygen transfer booster instead of a resistance. Variations of liquid flow rate, gaz pressure, glucose and oxygen concentrations enabled to determine the substrates limitation state, brought in counter-diffusion, both revealed limiting. The increase of the flow rate enables a better glucose penetration inside the biofilm without increasing his size. The increase in oxygen concentration leads to the best results in surfactin production reaching 1,2 g.m-2.h-1, level still never reached with other bioreactors types.