L'objectif de ce travail est d'étudier les effets de microstructures sur les comportements mécaniques macroscopiques des géomatériaux hétérogènes. Profitant de la méthode numérique basée sur la Transformée de Fourier Rapide (TFR), les microstructures complexes de géomatériaux peuvent être simulées aussi proche que possible de la vraie microstructure. Avec des calculs en champ complet, les contraintes et les déformations locales sont fournies à l’échelle microscopique. Cette caractéristique permet de surmonter les hypothèses fortes sur la microstructure par des approches traditionnelles d'homogénéisation. Matrix-inclusion composites avec microstructures différentes sont d'abord étudiés. Les influences de la forme, la taille, la distribution et l'orientation des inclusions sur le comportement macroscopique sont prises en compte. Ensuite, ce modèle numérique basé sur TFR est appliqué à l'argilite du Callovo-Oxfordien qui est traitée comme une matrice élastoplastique renforcé par des grains élastiques de quartz et de calcite. Avec une règle d'écoulement non associé dans la matrice, les effets de grains sphériques de minéraux sont explicitement pris en compte. Ce modèle est en outre étendu par la considération du processus de détérioration progressive due à la croissance de microfissures. Après cela, les effets de pores (formes, tailles, orientations et distributions) sur le comportement effectif de matériaux poreux sont considérés. A titre d'exemple, un géomatériau poreux typique le grès a été étudié en détail. En outre, la détérioration autour des pores et des régions interagies sont simulées avec un critère simple d’endommagement pour l'évolution des pores et le phénomène de dégradation est entièrement exposé. Les comparaisons entre les résultats numériques et les données expérimentales vérifient l'efficacité et la précision de cette méthode numérique basée sur TFR pour les géomatériaux hétérogènes. / The objective of this work is to study the effects of microstructures on the macroscopic mechanical behaviors of heterogeneous geomaterials. Taking advantage of the Fast Fourier Transforms (FFT) based numerical method, the complex microstructures of geomaterials can be considered as close as possible to the real microstructure and a full field micromechanical analysis of strain and stress can be provided at the microscopic scale. This feature overcomes the strong assumptions on microstructure by traditional homogenization approaches. Matrix-inclusion type composites with different microstructure are firstly investigated. The influences of inclusion shape, size, distribution and orientation on the effective behavior are fully studied. Then it is applied to the Callovo-Oxfordian argillite which is modeled as an elastoplastic matrix reinforced by linear elastic quartz and calcite spherical grains. With a non-associated plastic flow rule in the matrix, the effects of mineral grains are explicitly taken into account. The model is further extended by introducing the progressive damage process due to the growth of microcracks. After that, the pore effects (shapes, sizes, orientations and distributions) on the effective behavior of porous materials are considered with a specific application to the typical porous geomaterial sandstone. Furthermore, the deterioration around the pores and the interacted regions are simulated with a simple damage criterion for pore evolution and the degradation phenomenon is fully exhibited. The comparisons between the numerical results and experimental data verify the efficiency and accuracy of the FFT based method for heterogeneous geomaterials.

L'atmosphère et la surface terrestre interagissent en permanence par le biais des échanges d'énergie et de matière. Ces flux jouent un rôle important dans l'étude de l'hydrologie des surfaces ou de l'écologie terrestre, ou bien encore l'étude des phénomènes météorologiques et climatiques. En effet, ils représentent les conditions aux limites des différents compartiments du système Terre et la quantification de ces échanges à différentes échelles spatiales est indispensable pour les modèles de prévision. Les mesures de flux d'énergie sont très répandues pour des mesures très localisées, in situ et au sol. Cependant, peu d'instruments de mesures permettent d'obtenir des flux intégrés sur des distances de l'ordre de la centaine de mètres à quelques kilomètres, c'est-à-dire des distances correspondant à la représentativité des pixels des images satellitaires. On compte parmi eux les scintillomètres, instrument de mesure optique, permettant de calculer les flux intégrés de chaleur sensible à partir des mesures de paramètres caractérisant l'intensité turbulente de l'atmosphère tels que le paramètre de structure de l'indice de réfraction de l'air Cn². La présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère peut cependant perturber le signal de ces instruments. L'objectif de ce travail est le développement et la mise en oeuvre d'un scintillomètre optique permettant de mettre en évidence la contribution de l'absorption par la vapeur d'eau sur les scintillations. Les études menées à partir du développement instrumental ne s'orienteront qu'autour de la bande d'absorption à 940nm, longueur d'onde d'émission de certains scintillomètres LAS (Large Aperture Scintillometer). Au début de ma thèse, un prototype de scintillomètre, type LAS, a été conçu de façon à maitriser complètement la technologie : partie optique électronique et le traitement du signal reçu. Celui-ci a ensuite été installé au-dessus d'un site de cultures dans les environs de Toulouse, au cours des années 2007 et 2008. Les résultats obtenus avec ce prototype ont permis d'optimiser le choix de la méthode de calcul H à partir du Cn², en fonction du rapport de Bowen (rapport du flux de chaleur sensible sur le flux de chaleur latente). Les variations de l'intensité lumineuse de l'onde, menant au Cn², sont principalement dues à des effets de réfraction et de dispersion, maissont aussi sensibles à l'absorption de la vapeur d'eau. Afin de quantifier l'influence de 'absorption sur le signal Cn², j'ai utilisé 2 approches : une première approche par filtrage numérique (‘Gabor Transform'), et une seconde, par méthode chromatique. Cette dernière a nécessité de modifier considérablement le système optique du prototype LAS. Les résultats obtenus expérimentalement montrent que la contribution de l'absorption à la mesure du Cn² est en moyenne assez faible, mais qu'elle peut prendre de forte valeur, principalement lors de faibles flux H. La quantification de l'absorption par méthode hromatique est pour l'instant limité au développement technique de l'instrument. / Atmosphere, soil and vegetation are in interactions by the bias of energetic or matter exchanges. This latters have an important impact on hydrology, ecology, meteorology. Actually, they represent the boundary conditions of the Earth-Atmosphere system. Then, the quantification of these exchanges or fluxes is necessary to understand large scales phenomena and to improve forecasting models. Numerous devices are able to quantify these fluxes at local scales, but few are available to measure them over kilometres, which mean at the resolution of remote sensing datas. Amongst them, we can notice the scintillometers that are able to calculate sensible heat fluxes over distances from hundred meters to few kilometres. Actually, these devices are sensitive to variations of the refractive index of air, mainly due to turbulent eddies, defined by the structure parameter of refractive index : Cn². However, this measurement can be altered by the presence of water vapour in the air. Thus, the aim of this work is to design and make a scintillometer which is able to quantify the water vapour contribution on the Cn² measurement. In this thesis, we will focus on this contribution in the 940nm band which is the wavelength of various scintillometers LAS (Large Aperture Scintillometers). At the beginning of my PhD thesis, un scintillometer prototype has been realised in order to master the technology : optics, electronics, signal processing…This latter has been set up over crops at a few kilometres from Toulouse, between 2007 and 2008. Thanks to the results of this scintillometer, we optimize the choice on the Cn² to H algorithm, according to the Bowen ratio ß (ratio of sensible to latent heat flux). Variations of the light beam, leading to the Cn², are mainly due to refraction and dispersion effect. However, absorption can be important. In order to quantify the contribution of absorption on the Cn², 2 methods are suggested : one based on signal processing aspect (Gabor filtering), and the second one on two wavelengths propagation. To realize this latter the optics and electronics of the device have been really modified. Results show that absorption contribution is small, but can be important for low H values. Finally, the quantification of absorption by two wavelengths approach is nowadays bounded to instrumental development.

L'observation en calorimétrie lente du comportement du polyéthylène et d'autres polyoléfines lors de la fusion et lors de la cristallisation a permis d'identifier des indicateurs de déformation et de relaxation. La présence de ces mêmes phénomènes est attendue pour le poly (oxyde d'éthylène) lorsque soumis au même traitement. Les présents travaux portant sur l'analyse IR du PEO dans l'état solide et dans l'état fondu furent motivés par les recherches précédentes du laboratoire du Dr. Geneviève Delmas-Patterson sur le polyéthylène et l'amylose. Dans le cas de l'amylose, l'intérêt était principalement orienté vers la fraction déformable du réseau ainsi que sur les états de non équilibre. Pour le PE, les analyses en FTIR et en calorimétrie lente ont mené à la détermination de la composition phasique à RT après différentes histoires thermiques et aussi en fonction de la température. À l'aide de la FTIR, il est possible d'obtenir, avec un certain degré de confiance, la teneur en fraction ordonnée, désordonnée et tendue dans un échantillon. La possibilité d'observer les mêmes concepts pour le PEO que pour le PE et l'amylose à l'aide de traitements thermiques et des techniques telles que la FTIR et la calorimétrie lente semblait pertinente. Le développement de tension pendant le vieillissement, à travers des changements de phases initiés par des traitements thermiques ou par les interactions entre molécules est intéressant à suivre et peut ouvrir des pistes d'information permettant de mieux comprendre les mélanges complexes à base de PEO. Les spectres IR sont utilisés dans cette recherche pour avoir une information sur la morphologie du PEO. Contrairement à d'autres polymères, des modifications apparemment modestes de 1'histoire du film ont un effet remarquable sur l'organisation des chaînes et le spectre IR. Grâce à la présence de liaisons non polaires (CH2-CH2) et polaires (CH2-O) dans la séquence, le PEO a des propriétés uniques, révélées par son spectre. Pour caractériser les vibrations, on compare habituellement les spectres des échantillons préparés différemment, en solution ou soumis à une force mécanique (pression ou étirement). Dans ce travail, nous avons procédé différemment en utilisant une rampe de température pour modifier l'échantillon. Ceci a l’avantage d'être un processus contrôlé de création de tension pendant l'expansion du matériau. La rampe lente permet - mieux que les rampes rapides habituelles - d'accéder à de nouveaux états d'équilibre entre les chaînes. L'état fondu est ainsi atteint graduellement. Nous avons utilisé deux vitesses de chauffe qui conduisent à des spectres différents. De façon très inattendue, un autre paramètre s'est révélé capable de changer le spectre et la morphologie de films analysés à température ambiante. C'est l'épaisseur du film qui a un effet sur la cinétique d'évaporation du solvant. Dans la première partie, il est question des effets de déformations modérées durant la cristallisation et de la mise en évidence de bandes sensibles à la déformation observées lorsqu'un film de PEO est soumis à un cycle de fusion et de cristallisation. Dans la seconde partie, les résultats obtenus avec le PEO sont comparés avec ceux obtenus par notre laboratoire sur le polyéthylène. Il est aussi question de l'effet inattendu de l'épaisseur des films et de l'observation en FTIR d'un film de PEO soumis à une fusion très lente. Il ressort des travaux menés sur le PEO en fonction de la température que les effets augmentent lors de l'augmentation de la température et diminuent lorsque la température diminue. Trois phénomènes apparaissent comme des conséquences de la rampe de température soit, tout d'abord l'observation de nouvelles bandes sensibles à la température dans la région 1090-1100 cm-1, ce dans l'état solide et dans l'état fondu. Ensuite, des signaux spécifiques dans la région 500-650 cm-1. Finalement, la variation modeste, mais inattendue de l'absorbance intégrée dans le PEO fondu entre les températures de fusion et de cristallisation est à mettre en parallèle avec les effets thermiques observés par calorimétrie quand une rampe lente de température remplace la rampe rapide standard. L'observation de bandes larges et d'absorbance non différenciée dans l'état fondu plus importante chez les échantillons traités thermiquement et aussi l'augmentation de bandes fines est associée avec la formation d'un réseau. En incluant l'absorbance non différenciée, la différence d'absorbance totale entre l'état solide et l'état fondu est négligeable, laissant croire que la perte d'organisation cristalline à grande distance pendant la fusion est remplacée par de l'ordre à petite distance dans le polymère. Dans la deuxième partie de ce mémoire, les spectres du PEO sont comparés avec ceux du PE naissant et ceux d'échantillons soumis à différentes histoires telles que des films préparés en solution, des films préparés à l'aide d'une presse, des films traités thermiquement. Il s'avère que certaines caractéristiques sont communes entre le PEO et le PE. Les spectres des films de PEO d'épaisseur variant de 5 à 90 μm, préparés en solution, ne permettent pas comme on l'aurait attendu de mesurer le coefficient d'absorption de certaines bandes. Cette caractéristique est due à la sensibilité de celles-ci à la conformation des chaines qui elle-même dépend de petites différences dans l'histoire de l'échantillon. L'évaporation lente du solvant dans un film épais favorise la formation d'un réseau dont les jonctions sont faites des interactions coopératives entre les groupes CH2-CH2 et CH2-O des chaines. La présence de bandes multiples, la réduction de l'absorbance du complexe carbone-oxygène ainsi que la présence d'absorbance non différenciée sont aussi des indications d'une organisation en réseau ordonné à petite distance dans le matériau. Finalement, le traitement à très faible vitesse (0.05 K/min) entre 33 et 140 °C d'un film de PEO permet d'observer un phénomène de fusion incomplète interprété comme la formation spontanée d'une morphologie de type verre créant un réseau ordonné à petite distance suffisamment fort pour restreindre le mouvement des chaînes même au-delà de la température de fusion du polymère. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Poly (oxyde d'éthylène), réseau, FTIR

Les transformées sont un élément clé dans les systèmes de codage vidéo par blocs. Cette thèse approfondit les schémas d’apprentissage à multiples transformées. Une première contribution de ce travail est consacrée à l’évaluation de schémas d’apprentissage de transformées de deux types en ligne et hors ligne. Les deux approches sont comparées en détail et leur pertinence respective révélées. Nous proposons ensuite plusieurs techniques afin d’améliorer la stabilité du système d’apprentissage et réduire le coût de la signalisation. Une seconde contribution concerne les schémas d’apprentissage multi-transformées hors ligne déjà connus qui sont étendus avec pour objectifs de 1) fournir des transformées plus génériques et moins biaisées, 2) obtenir des gains de compression plus élevés, 3) réduire la complexité d’encodage et de décodage. On propose un schéma dit IMDTC (Improved Mode Dependent Transform Competition) qui offre un gain de codage très significatif, plus de 5% par rapport à HEVC standard sous la configuration All Intra (AI), avec une augmentation de complexité raisonnable. Enfin, l’adaptabilité au contenu de l’apprentissage hors ligne est étendue en explorant une nouvelle approche d’apprentissage des transformées basée sur des jeux de transformées adaptées à des contenus. Plusieurs ensembles contenant de multiples transformées sont appris sur différents contenus et regroupés en jeu. Lors du codage d’une région donnée d’une image, un ensemble de transformées est sélectionné localement à partir du jeu. Les résultats numériques montrent le potentiel élevé de cette approche par rapport aux approches classiques en ligne et hors ligne. / Transforms are a key element in block-based video coding systems which, in conjugation with quantization, is important for the overall compression efficiency of the system. This thesis explores multipletransform- based learning schemes. A first contribution of this work is dedicated to the evaluation of transform learning schemes with two flavors 1) online learning, and 2) offline learning. The two approaches are compared against each other and their respective appropriability is studied in detail. Some novel techniques are proposed in this work to 1) improve the stability of the learning scheme and 2) to reduce the signaling cost. In a second contribution of this thesis, the offline multiple-transform learning schemes already known in the literature are further extended with the aims to altogether 1) provide more generic transforms that are less biased towards specific classes of contents, 2) achieve higher compression gains, 3) reduce encoding and decoding computational complexity. An improved Mode Dependent Transform Competition (IMDTC) scheme is proposed which provides a considerable gain of over 5% compared to standard HEVC under All Intra (AI) configuration at a complexity just 2.9 times the standard HEVC. Finally, the content adaptability aspect of the offline learning is explored through a novel content-adapted pool-based transform learning approach where several multiple-transform sets are learned on different contents and pooled together. During the coding of a given region of an image, one transform set is selected locally from the pool. Numerical results show the high potential of this approach against the conservative online and offline approaches.

Le but de ce projet est de démontrer la capacité de l'instrument SITELLE à détecter et à caractériser des galaxies à raies d'émission en arrière-plan d'observations déjà obtenues pour d'autres objectifs scientifiques. Pour ce faire, cinq champs, visant les objets AT Cnc, Arp 94, NGC 1637, Abell 1413 et Abell 2261, ont été étudiés de manière visuelle et avec un algorithme de détection à seuil pour identifier des candidats de galaxies à raies d'émission. Ces méthodes ont permis de trouver un total de 157 galaxies à émission, dont 35 jamais encore cataloguées selon la base de données NED. Par la suite, la modélisation des spectres de chaque galaxie, avec le logiciel ORCS, a permis d'obtenir les décalages vers le rouge de toutes les galaxies, dont 20 avec des décalages confirmés (plus d'une raie dans le spectre) et 143 valeurs de décalage vers le rouge jamais obtenues auparavant. La modélisation des spectres a aussi permis d'estimer le taux de formation stellaire de toutes les galaxies présentant des raies spectrales Hα, Hβ ou [OII]λ3727, pour un total de 153 taux de formation stellaire. En conclusion, le projet démontre bien la capacité de SITELLE à réaliser de telles observations, mais une détection des galaxies à émission, une identification des raies spectrales et une modélisation automatique des spectres seraient nécessaires pour l'appliquer à l'ensemble des observations de SITELLE. / The aim of this project was to demonstrate the ability of the SITELLE instrument to detect and characterize galaxies with emission lines in the background of observations already obtained for other scientific purposes. To do this, five fields, targeting AT Cnc, Arp 94, NGC 1637, Abell 1413 and Abell 2261, were studied visually and with a threshold detection algorithm to identify candidate emission-line galaxies. These methods found a total of 157 emission galaxies, including 35 never before catalogued according to the NED database. Subsequently, the modelling of the spectra of each galaxy, with the ORCS software, made it possible to obtain the redshifts of all the galaxies, including 20 with confirmed shifts (more than one line in the spectrum) and 143 never before obtain redshift values. The modelling of the spectra also made it possible to estimate the star formation rate of all the galaxies presenting Hα, Hβ or [OII]λ3727 spectral lines, for a total of 153 star formation rates. In conclusion, the project clearly demonstrates SITELLE's ability to carry out such observations, but automatic detection of emission galaxies, identification of spectral lines and modelling of spectra would be necessary to apply this technic to all of SITELLE's observations.

Les régions Hɪɪ sont des laboratoires clés pour étudier le processus de formation d'étoiles dans les galaxies. Avec l'avènement des imageurs spectroscopiques, qui permettent d'acquérir l'information spatiale et spectrale simultanément, plusieurs relevés de galaxies ont été mis sur pied pour quantifier l'impact que peut avoir l'environnement galactique sur le processus de formation stellaire. Parmi ceux-ci, il y a SIGNALS, un programme d'observation du Télescope Canada-France-Hawaii qui utilise SITELLE pour caractériser le spectre visible de plus de 50 000 régions Hɪɪ spatialement résolues dans 31 galaxies proches. C'est dans ce cadre qu'émerge ce projet de maîtrise sur NGC 925. NGC 925 présente une structure faiblement barrée et des bras spiraux asymétriques. Les données uniques de SITELLE permettent d'identifier plus de 1200 régions d'émission avec une résolution de 40 parsecs et d'évaluer à la fois les propriétés physiques et dynamiques de ces régions, la source principale d'ionisation, la correction des flux selon l'extinction par la poussière, en plus de leur fonction de luminosité. Ainsi, on peut conclure que la majorité des régions d'émission détectées sont des régions Hɪɪ. Un taux de formation stellaire de 0.68 ± 0.07 M$_{⊙}$ans$^{-1}$ est mesuré selon la luminosité Hα de la galaxie. Les abondances chimiques des régions Hɪɪ de la galaxie révèlent un faible gradient de métallicité avec une pente de −0.012 ± 0.003 dex kpc$^{-1}$. Une analyse des rapports de raies d'émission révèle que les régions de la barre et du bras sud de la galaxie sont statistiquement différentes des régions des autres structures galactiques. La majorité des régions de formations stellaires les plus lumineuses se retrouvent dans le bras sud et leurs abondances chimiques sont plus faibles. De plus, les ratios entre différentes raies d'émission indiquent que ces régions abritent un flux ionisant plus intense en lien avec des amas stellaires plus jeunes. Ce résultat est aussi soutenu par la grande largeur équivalente de la raie Hα. Ces indices laissent présager que le bras sud de la galaxie abrite un épisode de formation stellaire distinct de ceux qu'on observe dans le reste de la galaxie, possiblement causé par de l'accrétion de gaz intergalactique. / Hɪɪ regions are key laboratories to study the star-forming process in galaxies. With the advent of imaging spectrographs, where both the spatial and spectral information are acquired simultaneously, many galaxy surveys have been established to quantify the impact of the galactic environment on the star-forming process. SIGNALS is among them, a large observing program of the Canada-France-Hawaii Telescope which makes use of SITELLE to characterize the visible spectrum of more than 50 000 Hɪɪ regions spatially and spectroscopically resolved in 31 nearby galaxies. This is the context in which the master project on NGC 925 emerges. NGC 925 presents a weak barred structure and asymmetric spiral arms. SITELLE hyperspectral datacubes allow to identify more than 1200 emission regions with a resolution of 40 parsec to measure both the physical and dynamical properties of these regions along with their main ionization source, their extinction, and their luminosity function. Consequently, we conclude that the majority of these emission regions are Hɪɪ regions. A star formation rate of 0.68 ± 0.07 M$_{⊙}$yr$^{-1}$ is estimated from the galaxy Hα luminosity. The chemical abundances of the Hɪɪ regions display a shallow gradient of −0.012 ± 0.003 dex kpc$^{-1}$. The analysis of the emission line ratios reveals that the regions of the bar and southern arm are statistically different to the regions of the other galactic structures. The majority of the brightest Hɪɪ regions of the galaxy are found within the southern structure, and their chemical abundances are systematically smaller. Additionally, different emission lines ratio indicate that the ionizing sources are more intense and related to younger star clusters. This is also supported by their larger Hα equivalent width. These clues indicate that the southern arm may be hosting a distinct episode of star formation than the one observed in the rest of the galaxy, possibly caused by an inflow of intergalactic gas.

Afin d’obtenir un spectre de haute résolution avec un spectromètre-imageur par transformation de Fourier (IFTS), il est nécessaire que la scène demeure statique pendant l’acquisition. Dans de nombreux cas, cette hypothèse ne peut pas être respecter simplement à cause de la présente d’un mouvement relatif entre la scène et l’instrument pendant l’acquisition. À cause de ce mouvement relatif, les échantillons obtenus à un pixel capturent différentes régions de la scène observée. Dans le meilleurs des cas, le spectre obtenu de ces échantillons sera peu précis et aura une faible résolution. Après une brève description des IFTS, nous présentons des algorithmes de d’estimation du mouvement pour recaler les trames des cubes de données acquises avec un IFTS, et desquelles il sera ensuite possible d’obtenir des spectres avec une précision et une résolution élevées. Nous utilisons des algorithmes d’estimation du mouvement qui sont robustes aux variations d’illumination, ce qui les rend appropriés pour traiter des interferogrammes. Deux scénarios sont étudiés. Pour le premier, nous observons un mouvement relatif unique entre la scène qui est imagée et l’instrument. Pour le second, plusieurs cibles d’intérêts se déplacent dans des directions différentes à l’intérieur de la scène imagée. Après le recalage des trames, nous devons ensuite résoudre un nouveau problème lié à la correction de l’effet hors-axe. Les échantillons qui sont associés à un interférogramme ont été acquis par différents pixels du senseur et leurs paramètres hors-axe sont donc différents. Nous proposons un algorithme de rééchantillonnage qui tient compte de la variation des paramètres de l’effet hors-axe. Finalement, la calibration des données obtenues avec un IFTS lorsque la scène imagée varie dans le temps est traitée dans la dernière partie de la thèse. Nous y proposons un algorithme de calibration apropriée des trames, qui précède le recalage des trames et la correction de l’effet hors-axe. Cette chaine de traitement nous permet d’obtenir des spectres avec une résolution élevée. Les algorithmes proposés ont été testés sur des données expérimentales et d’autres provenant d’un simulateur. La comparaison des résultats obtenus avec la réalité-terrain démontre la valeur de nos algorithmes: nous pouvons obtenir des spectres avec une résolution comparable à celle qui peut être obtenue lorsqu’il n’y aucun mouvement entre l’instrument (IFTS) et la scène qui est imagée. / To obtain a useful or high resolution spectrum from an Imaging Fourier Transform Spectrometer (IFTS), the scene must be stationary for the duration of the scan. This condition is hard to achieve in many cases due to the relative motion between the instrument and the scene during the scan. This relative motion results in multiple data samples at a given pixel being taken from different sub-areas of the scene, and from which (at best) spectra with low accuracy and resolution can be computed. After a review of IFTS, we present motion estimation algorithms to register the frames of data cubes acquired with a moving IFTS, and from which high accuracy and resolution spectra can be retrieved. We use motion estimation algorithms robust to illumination variations, which are suitable for interferograms. Two scenarios are examined. In the first, there is a global motion between the IFTS and the target. In the second, there are multiple targets moving in different directions in the field of view of the IFTS. After motion compensation, we face an off-axis correction problem. The samples placed on the motion corrected optical path difference (OPD) are coming from different spatial locations of the sensor. As a consequence, each sample does not have the same off-axis distortion. We propose a resampling algorithm to address this issue. Finally the calibration problem in the case of moving IFTS is addressed in the last part of the thesis. A calibration algorithm suitable for data cube of moving IFTS is proposed and discussed. We then register the frames and perform the off-axis correction to obtain high resolution spectra. To verify our results, we apply the algorithms on simulated and experimental data. The comparison between the results with the ground-truth shows promising performance. We obtain spectra with resolution similar to the ground truth spectra (i.e., with data acquired when the IFTS and the scene are stationary).

L’arrivée du spectromètre imageur à transformée de Fourier SITELLE au télescope Canada-France-Hawaï souligne la nécessité d’un calculateur de temps d’exposition permettant aux utilisateurs de l’instrument de planifier leurs observations et leurs demandes de temps de télescope. Une grande partie de mon projet est ainsi le développement d’un code de simulation capable de reproduire les résultats de SITELLE et de son prédecesseur SpIOMM, installé à l’Observatoire du Mont-Mégantic. La précision des simulations est confirmée par une comparaison avec des données SpIOMM et les premières observations de SITELLE. La seconde partie de mon projet consiste en une analyse spectrale de données observationelles. Prenant avantage du grand champ de vue de SpIOMM, les caractéristiques du gaz ionisé (vitesse radiale et intensité) sont étudiées pour l’ensemble de la paire de galaxies en interaction Arp 72. La courbe de rotation dans le visible ainsi que le gradient de métallicité de NGC 5996, la galaxie principale d’Arp 72, sont obtenues ici pour la première fois. La galaxie spirale NGC 7320 est également étudiée à partir d’observations faites à la fois avec SpIOMM et SITELLE. / The arrival of the Fourier-transform imaging spectrometer SITELLE at the Canada-France-Hawaii telescope highlights the importance of having an exposure time calculator allowing the instrument’s users to plan ahead their observing proposals. A large part of my project is the development of a simulator able to reproduce the results obtained with SITELLE and its predecessor SpIOMM. The accuracy of the simulations is confirmed through comparison with SpIOMM data and SITELLE’s first observations. The second part of my project is the spectral analysis of observational data. SpIOMM’s large field of view allows us to study the properties (radial velocities and line intensities) of the ionized gas through the entirety of Arp 72, a pair of interacting galaxies. For the first time, the rotation curve in the optical and the metallicity gradient are obtained for NGC 5996, the main galaxy in Arp 72. Both SpIOMM and SITELLE results are also shown for the dwarf spiral galaxy NGC 7320.

Le rehaussement de la parole est un domaine du traitement du signal qui prend de plus en plus d'ampleur. En effet, dans un monde où la télécommunication connaît un véritable essor, les technologies se doivent d'être de plus en plus performantes afin de satisfaire au plus grand nombre. Les applications qui nécessitent un rehaussement de la parole sont très nombreuses, la plus évidente étant sans doute celle de la téléphonie mobile, où de nombreux bruits environnants peuvent gêner la qualité et l'intelligibilité du signal de parole transmis. Il existe à ce jour de nombreuses techniques de rehaussement de la parole. Celles-ci peuvent d'ores et déjà se décliner en deux catégories distinctes. En effet, certaines techniques utilisent plusieurs microphones et sont qualifiées de multi-capteur, tandis que d'autres techniques n'en utilisent qu'un seul et sont alors qualifiées de mono-capteur.Le présent sujet de recherche se situe dans la catégorie des techniques mono-capteurs qui utilisent principalement les propriétés statistiques de la parole et du bruit afin de réduire au mieux le signal de bruit. La Décomposition Modale Empirique, ou EMD, est une méthode de transformée de signaux qui est apparue récemment et qui suscite de plus en plus l'intérêt des chercheurs en rehaussement de la parole. L'EMD s'avère être une méthode de décomposition de signal très efficace car, contrairement aux transformées plus classiques, l'EMD est une transformée non linéaire et non stationnaire. Ses propriétés statistiques, en réponse au bruit blanc gaussien, ont permis de conclure sur le comportement de cette approche similaire à un banc de filtres quasi-dyadique. Les méthodes existantes de rehaussement de la parole basée sur la modélisation par EMD s'appuient toutes sur ce comportement dans leur démarche de réduction de bruit, et leur efficacité n'est validée que dans le cas de signaux de parole corrompus par du bruit blanc gaussien. Cependant, un algorithme de réduction de bruit n'est intéressant que s'il est efficace sur des bruits environnants de tous les jours. Ces travaux de recherche visent ainsi à déterminer les caractéristiques de l'EMD face à des signaux de parole corrompus par des bruits"réels", avant de comparer ces caractéristiques à ceux issues de signaux de parole corrompus par du bruit blanc gaussien. Les conclusions de cette étude sont finalement mises en pratiques dans le développement d'un système de réduction de bruit qui vise à séparer au mieux le bruit du signal de parole, et ce quel que soit le type de bruit rencontré.

On démontre dans le cas de caractéristique positive un lemme fondamental conjecturé par Jacquet et Mao pour le groupe métaplectique. On utilise les arguments de Bao Châu Ngô pour le lemme fondamental de Jacquet-Ye (B.C. Ngo, 1999) et une étude géométrique de l'extension métaplectique / We prove in the case of positive characteristic a fundamental lemma conjectured by Jacquet and Mao for the metaplectic group. We use the arguments of Bao Châu Ngô for Jacquet-Mao?s fundamental lemma (B.C. Ngo, 1999) and a geometric study of the metaplectic group