Ce travail s'intéresse aux transmissions ultralarge bande (ULB) dans les réseaux sans fils. La diversité spatiale est introduite par l'utilisation du système multiple-input multiple-output (MIMO) comme une technique efficace pour lutter contre l'évanouissement dû aux trajets multiples dans les communications sans fils. Mais, souvent l'intégration d'antennes multiples au niveau de l'émetteur ou du récepteur est coûteuse. Comme alternative, nous proposons d'utiliser la diversité coopérative qui garantit des gains de diversité spatiale en exploitant les techniques MIMO traditionnelles sans avoir besoin d'antennes multiples. L'objectif est d'introduire la diversité coopérative aux systèmes de transmission ULB. Nous considérons deux techniques d'accès multiple avec des schémas de modulation différents (time hopping pulse position modulation TH-PPM et direct sequence binary phase shift keying DSBPSK) avec le protocole de coopération decode-and-forward (DF). Nous utilisons le récepteur Rake afin d'exploiter la diversité de trajet multiple et analysons les statistiques de variable de décision à la sortie de ce récepteur. Nous présentons des résultats de simulation de la performance en termes de taux d'erreur binaire (TER) du système étudié sous différents canaux UWB compte tenu de la norme IEEE 802.15.4a. Ces résultats montrent que la coopération avec des relais améliore significativement les performances de transmission ULB, et que le gain de diversité augmente proportionnellement avec le nombre de relais. En présence d'IAM, la performance du système se dégrade de manière significative, mais l'avantage de la coopération est encore modérément efficace. La performance dans ce cas est limitée en termes de diversité achevée parce que le canal entre la source et le relais en présence d'IAM devient moins favorable. C'est pourquoi nous proposons d'utiliser la technique de sélection d'antenne au relais afin d'améliorer la fiabilité du canal source-relais. Cette solution permet d'améliorer la performance grâce au gain de la diversité d'antennes multiples disponibles au relais toute en n'utilisant qu'une seule chaîne radiofréquence (RF), qui conduit à une réduction des coûts et de la complexité.

C'est à l'intersection des domaines de recherches qu'il y a aujourd'hui le plus de chance de participer à une découverte majeure. Les domaines eux-même sont très bien couverts et c'est vrai qu'il faut parfois tant se spécialiser que les aspects marginaux nous échappent. Voila une motivation qui sort des motivations scientifiques actuelles telles que la compréhension de la destruction de l'ozone polaire, l'évolution de notre climat, ou la recherche d'une vie en dehors de notre planète. C'est pourtant également une motivation qui permet d'être simultanément sur plusieurs sujets brûlants du moment. Ainsi, mon travail passé, actuel et probablement futur sur les atmosphères et les climats de la Terre en particulier et en planétologie en général montrent bien le fil conducteur de mes recherches. La spectroscopie et la mod ́elisation radiative étaient mes outils qui jusqu'à présent marquaient les limites de ces recherches.

Parce qu’elle permet d’associer les capacités physiques d’un robot aux capacités perceptives et cognitives de l’Homme, la robotique collaborative peut être une solution pour répondre au problème des troubles musculo-squelettiques dans l’industrie. Cependant, le gain d’ergonomie qu’apporte l'utilisation de tels robots est rarement quantifié, à cause du manque d’outils adéquats.Ce travail vise à développer un outil générique permettant d’effectuer des évaluation ergonomiques d'activités de co-manipulation, à partir de très peu de données d’entrée. Cet outil s’appuie sur une évaluation en simulation, à l’aide d’un mannequin virtuel. Afin d'estimer les différentes sollicitations biomécaniques auxquelles sont exposés les ouvriers lorsqu’ils réalisent des tâches manuelles, de nombreux indicateurs d'ergonomie sont définis, et mesurés grâce à une simulation dynamique. Le mannequin virtuel est animé avec une technique d’optimisation LQP, et le robot est contrôlé par une commande en amplification d’effort. L'outil proposé est validé à l'aide d'expériences basées sur la capture de mouvement.Cependant, le choix d’un robot plutôt que d’un autre est rendu difficile par le nombre élevé d’indicateurs d'ergonomie à prendre en compte. Une méthode pour analyser la sensibilité des indicateurs aux différents paramètres du robot et de la tâche considérée est donc développée. Une telle analyse permet de réduire le nombre d’indicateurs à prendre en compte, tout en rendant suffisamment compte de l’ergonomie de chaque situation.Enfin, l’outil de simulation mis en place est couplé à un logiciel d’optimisation par algorithme génétique, afin d' optimiser la cinématique d’un robot collaboratif. / The growing number of musculoskeletal disorders in industry could be addressed by the use of collaborative robots, which allow the joint manipulation of objects by both a robot and a person. Designing such robots requires to assess the ergonomic benefit they offer. However there is a lack of adapted assessment tools. This work presents a generic tool for performing accurate ergonomic assessments of co-manipulation activities, with very little input data. This tool relies on an evaluation carried out within a digital world, using a virtual manikin to simulate the worker. A framework is developed to enable the estimation of the different biomechanical solicitations which occur during manual activities. Multiple ergonomic indicators are defined and measured through a dynamic simulation of the considered activity. The virtual manikin is animated through a LQP optimization technique, and the robot is controlled according to the manikin-robot interaction force. The proposed framework is validated with motion capture experiments. However, the high number of indicators that are measured makes any kind of conclusion difficult for the user. Hence, a methodology for analyzing the sensitivity of the various indicators to the robot and task parameters is proposed. The goal of such an analysis is to reduce the number of ergonomic indicators which are considered in an evaluation, while sufficiently accounting for the global ergonomic level of the considered activity. Finally, an application of the proposed methodology is presented. The evaluation framework is linked to a genetic algorithm software in order to optimize the morphology of a collaborative robot for a given task.

Cette recherche s’inscrit dans le domaine des sciences du langage et plus particulièrement dans celui de la Didactique des Langues (DDL) et de la Communication Médiatisée par Ordinateur (CMO). Son objectif est d’étudier les interactions entre les différents apprenants, et celles avec les enseignants/tuteurs, en relation avec des mondes virtuels en 3D, en particulier Second Life qui offre des possibilités pour la communication synchrone et la visite de « lieux » variés pour l'apprentissage.En nous appuyant sur la notion d’affordance dans une perspective écologique, nous voulons mettre l’accent sur la perception et l’action de chacun, apprenant et enseignant, en rapport avec les possibilités d’interaction et d’apprentissage offertes par ce monde virtuel. Nous avons choisi deux axes de recherche : tout d’abord analyser un certain nombre de pratiques existantes à travers leurs scénarios pédagogiques qui exploitent plus ou moins les possibilités de SL ; ensuite élaborer un scénario dans le cadre d’une télécollaboration mettant l’accent sur l’interactivité et les interactions. Nous étudions les perceptions des apprenants face aux possibilités offertes par ce scénario. Il peut y avoir un écart entre ce que propose le scénario et la manière dont il est ressenti et mis en œuvre.Les résultats de cette recherche qualitative fournissent quelques principes pour la conception et la mise en œuvre d'environnements d'apprentissage d’une L2 médiatisés par un monde virtuel en 3D, qui peut être le supplément d’un cours en présentiel ou une formation entièrement à distance. Pour nous, la réussite d’un scénario est avant tout liée aux possibilités d’échanges offertes à travers les activités, et à la capacité des étudiants à les mettre efficacement en œuvre avec l’aide de l’enseignant/tuteur. / This research falls within the field of language sciences, especially language teaching and computer-mediated communication (CMC). The aim of this dissertation is to study the interactions of the learners between themselves and with their teachers/tutors in virtual worlds such as Second Life where synchronous communication and visits in various “places” are possible.Based on the notion of affordance from an ecological perspective, our focus is on the perception and the action of both the learners and the teachers as to the interaction and learning possibilities generated by the virtual world. This research consists of two main parts: firstly, we analyze a number of existing teaching practices through pedagogical scenarios in which the possibilities of Second Life are not always fully exploited; secondly, within the context of a telecollaboration, we create a scenario taking advantage of the possibilities of the virtual world in order to promote interactivity and interaction. Then we study the learners’ perception of these possibilities. It is noted that there is a difference between what is offered by the scenario and how it is perceived and put into practice.The results of this qualitative research provide some principles for the conception and the setting up of a foreign language learning environment mediated by a 3D virtual world. It could be a valuable addition to face-to-face lessons or be used as a training program for distance learning. From our point of view, the success of a scenario depends mostly on the exchange opportunities proposed by the tasks and the capability of learners to make use of them efficiently with the help of their teachers or tutors.

Cette thèse porte sur la création interactive intuitive de formes 3D, justifié pour les artistes par un besoin d'efficacité et d'expressivité et pour le grand public par la démocratisation d'usages de la modélisation numérique pour les jeux vidéo ou pour les imprimantes 3D. Dans ce cadre, pour trouver des nouvelles formes d'interactions, nous avons développé des modeleurs et des techniques de modélisation : un modeleur de formes libres 3D par métaphore de peinture, un modeleur vectoriel temps réel de paysages ainsi qu'un modeleur de paysages par croquis vu de la première personne. Les contributions scientifiques vont d'un opérateur de mélange implicite qui garanti la localité du mélange, à l'utilisation qu'une formulation bi-harmonique pour la modélisation de terrains permettant une modélisation fine, intuitive et temps réel de terrains; en passant par la modélisation de paysages à partir de croquis composé de silhouettes vus de la première personne. / This thesis focuses on the interactive intuitive creation of 3D Models. Improvment of modeling tools for artists is still an active research mater especialy concerning efficiency and expressiveness. Moreother video games or 3D printers are make the use of modeling tools more common by the general public. In this context, to find new forms of interaction, we have developed modelers and modeling techniques: a 3D free-form modeler which uses a painting metaphor for creation, a vector-based real-time landscapes modeler as well as a sketch-based landscapes modeler that uses first person drawnings. Scientific contributions range from a blending operator for implicit modeling that guarantees the locality of the blend. The use for a bi-harmonic formulation for landscape modeling that allow fine, intuitive and real-time terrain modeling. Finally through landscape modelisation using sketches composed of silhouettes seen from the first person point of view.

La méthylation anormale de l'ADN est l'une des principales caractéristiques du cancer. La nature dynamique et réversible de cette modification épigénétique en a fait une cible potentielle pour le traitement du cancer. UHRF1, une protéine essentielle dans la maintenance de la méthylation de l'ADN, est également impliquée dans la tumorogenèse. UHRF1 est surexprimée dans une variété de cancers et est liée à l’inhibition des TSGs et à la prolifération cellulaire. Dans ce contexte, le but de ma thèse est d’identifier de potentiels inhibiteurs d’UHRF1 qui pourront être efficaces en clinique comme thérapie anti-cancéreuse. Pour atteindre cet objectif, une approche diversifiée a été adoptée qui inclue le criblage virtuel, des techniques biophysiques et biologiques qui permettent à caractériser l'activité inhibitrice des molécules actives et à comprendre leur mécanisme d'action. Nous avons identifié un composé positif de la famille des anthraquinones qui inhibe UHRF1 en se liant à son domaine SRA et perturbe son interaction avec DNMT1, l'enzyme responsable du maintien de la méthylation de l'ADN. Ce composé présente une activité antiproliférative dans différentes lignées cancéreuses. / Abnormal DNA methylation is one of the major hallmarks of cancer. The dynamic and reversible nature of this epigenetic modification has made it a potential target for cancer treatment. UHRF1, a pivotal DNA methylation maintenance protein, is also strongly involved in tumorogenesis. It isoverexpressed in a wide array of cancers and leads to silencing of TSGs and tumor growth. In this context, the aim of the thesis is to develop potential UHRF1 inhibitors that may be clinically effective for anti-cancer therapy. To reach this objective, a diverse approach was adopted including virtual screening, biophysical and biological techniques that helped to characterize the inhibitory activity of active molecules and understand their mechanism of action. The tests revealed one positive compound from the anthraquinone family that inhibited UHRF1 by binding to its SRA domain and impairing its interaction with DNMT1, the enzyme responsible for DNA methylation maintenance. This compound showed an anti-proliferative activity in various cancer cells.

Ma thèse introduit cinq logiciels de trois différents domaines: le calcul parallèle et distribué, la biologie structurale computationnelle et la chémoinformatique. Le logiciel pour le calcul parallèle et distribué s'appelle PAR. PAR permet d'exécuter des expériences indépendantes de manière parallèle et distribuée. Les logiciels pour la biologie structurale computationnelle sont Durandal, EleKit et Fragger. Durandal exploite la propagation de contraintes géométriques afin d'accélérer l'algorithme de partitionnement exact pour des modèles de protéines. EleKit permet de mesurer la similarité électrostatique entre une petite molécule et la protéine qu'elle est conçue pour remplacer sur une interface protéine-protéine. Fragger est un cueilleur de fragments de protéines permettant de sélectionner des fragments dans la banque de protéines mondiale. Enfin, le logiciel de chémoinformatique est ACPC. ACPC permet l'encodage fin, d'une manière rotation-translation invariante, d'une molécule dans un ou une combinaison des trois espaces chimiques (électrostatique, stérique ou hydrophobe). ACPC est un outil de criblage virtuel qui supporte les requêtes consensus, l'annotation de la molécule requête et les processeurs multi-coeurs. / This thesis introduces five software useful in three different areas : parallel and distributed computing, computational structural biology and chemoinformatics. The software from the parallel and distributed area is PAR. PAR allows to execute independent experiments in a parallel and distributed way. The software for computational structural biology are Durandal, EleKit and Fragger. Durandal exploits the propagation of geometric constraints to accelerate the exact clustering algorithm for protein models. EleKit allows to measure the electrostatic similarity between a chemical molecule and the protein it is designed to replace at a protein-protein interface. Fragger is a fragment picker able to select protein fragments in the whole protein data-bank. Finally, the chemoinformatics software is ACPC. ACPC encodes in a rotation-translation invariant way a chemical molecule in any or a combination of three chemical spaces (electrostatic, steric or hydrophobic). ACPC is a ligand-based virtual screening tool supporting consensus queries, query molecule annotation and multi-core computers.

Les facteurs humains figurent parmi les causes originelles de trop nombreux accidents, dans les transports, l'industrie ou encore dans les parcours de soins. Dans ces contextes sociotechniques complexes et dynamiques, le risque de survenue d'incidents est permanent. La formation des équipes interprofessionnelles à la gestion des risques dans un environnement reproduisant fidèlement le contexte professionnel est un enjeu majeur. La motivation de cette thèse est de proposer un environnement virtuel multi-joueurs destiné à la formation à la gestion des risques liés à des défauts de communication ou de prises de décision. Pour cela, une méthode de création de scénarios interactifs destinés à la formation à la gestion des risques a été présentée. Un système de communication, un système collaboratif de prise de décision et un modèle de description d'objectifs complexes composés d'actions, de communications et de décisions sont présentés. L'environnement multi-joueurs interactif s'appuie sur cet ensemble cohérent. Ces systèmes et modèles proposés octroient une relative liberté aux équipes pour gérer la situation professionnelle présentée au sein de l'environnement virtuel. Ils permettent aussi le contrôle de la situation pédagogique dans son ensemble. Une méthode à forte valeur d'innovation a aussi été proposée pour structurer le débriefing d'une formation à la gestion des risques. Cela permet notamment d'automatiser la production de débriefing personnalisé, individuel et collectif à l'issu des séances de formation. / Many accidents in transport, industry or healthcare result from a causal chain of events where inadvertent human errors have not been corrected in time. In such socio-technical and dynamic systems where complexity and unpredictability widespread, training teams to risk management in real-life like situations is crucial. This thesis aims to provide a virtual multi-player environment designed for inter-professional team training to risk management. To that end, a method to design risk management interactive and controlled scenario has been described. A communication system, a group decision making system and a team tracing model have been created. They all together enable the virtual team to be free enough to manage the educational situations. These coherent and innovative environment allows us to control the team activity and automate the edition of a personalized, individual and corporate debriefing at the end of a team training session.

Les enfants atteints de paralysie cérébrale présentent souvent des troubles de la locomotion. La chirurgie orthopédique vise à améliorer la marche de ces enfants. La perspective de ce travail est de simuler ces effets.Dans ce sens, un modèle anthropométrique 3D représentant un humain, avec des pieds articulés, est développé. La marche est simulée avec une technique d’optimisation LQP, sous contraintes. Les simulations sont réalisées dans le simulateur dynamique multi-corps XDE.Trois types de contact pied-sol sont implémentés. La marche humaine non pathologique est générée avec les déroulements de pieds standards. Des données issues de la capture du mouvement sont utilisées afin d’améliorer les allures de marche générées. Des vitesses de marche et des longueurs de pas supérieures à celles généralement obtenues avec des robots humanoïdes marchant avec des pieds plats sont atteintes. Ces valeurs, ainsi que la cinématique du plan sagittal, sont proches de celles rencontrées chez l’humain. Les deux autres contacts pied-sol développés concernent la marche sur la pointe des pieds et pieds plats avec déroulement du talon. Différentes longueurs de pas et vitesses de marche sont atteintes pour ces deux types de contact. L’effet virtuel de la modification des limites articulaires est testé sur les marches non pathologiques et sur la pointe des pieds. Le système de simulation développé permet de générer des allures de marche en tenant compte de ces modifications. Dans certains cas, les marches générées reproduisent certaines caractéristiques des marches des enfants atteints de paralysie cérébrale.Des limites et des perspectives de l’approche développé dans ce travail sont discutés. / Children with cerebral palsy generally develop gait impairments. Orthopaedic surgery aims to improve the gait and the function of those children by specific procedures. The perspective of this work is to simulate their effects. In order to do that, an anthropomorphic 3D human model with an articulated foot is developed. A task-oriented Linear Quadratic Programming is used to dynamically simulate walking through constrained optimization. The motion is simulated in the multibody dynamics XDE framework. Three different patterns of foot contacts with the ground are implemented. Asymptomatic human walking is first generated with all the normal foot rockers. Experimental data from motion capture systems is used to improve the generated gait patterns. Greater walking speeds and step lengths than usually obtained with flat feet humanoid robots are simulated. They are close to those of healthy human walking, as well as sagittal kinematics. Dynamical data stay within the magnitudes encountered in human walking. Toe walking and flat feet walking with heel off motion, currently observed in children with cerebral palsy, are the two other developed patterns. Different steps lengths and walking speeds are possible for these two types of motion. The virtual effect of modifying joint limits constraints is tested on different asymptomatic or toe walking simulations. The developed simulation system is able to deal with these changes and to produce walking motions. In some cases, the generated gait patterns reproduce features of cerebral palsy children's walking. Limits and perspectives of this dynamic simulation approach are extensively discussed.

Nous nous situons toujours «aux frontières de» pour contempler : devant une porte, une fenêtre, un cadre, un espace ou un miroir. Ma réflexion commence à partir de ma fenêtre, mon espace intime. « Aux frontières du virtuel : depuis ma fenêtre » nous incite à tenter de découvrir où se cache la gravité des choses, où se situe l'essence même des choses où leur «existence pure», à travers la notion de virtuel si difficilement perceptible. Cette thèse s'articule en trois grandes parties : Virtualité espace interne et externe ; Virtualité : l'apparition par-delà : photographies et reflets dans l’art ; Virtualité : au-delà de la disparition. Dans la philosophie orientale (Taoïsme et Bouddhisme) et la philosophie occidentale, la notion de virtuel concerne tous les phénomènes universels qui nous entourent, y compris ce qui a trait à notre propre regard ou à notre esprit. Elle évoque quelques concepts contradictoires : «le visible et l’invisible», «la présence et l’absence», «l’apparition et la disparition», «l’émergence et l’évanescence», etc. Elles les lie l’un et l’autre comme les deux faces d’une même monnaie. En Orient, le virtuel peut se retrouver dans la notion de vide qui est intimement liée à celle d'existence, comme cette recherche qui concerne ce qui n’est pas toujours visible, peu souvent perceptible par un regard. Dans la peinture Shansuie, le vide peut signifier un nuage, le vent ou l’eau. Nous nous situons toujours dans une transition temporelle ou un passage physique où il est difficile de percevoir ce qui va apparaitre et ce qui est présent, face à nous. / We always situate "the borders" to contemplate: a front door, a window, a frame, a space or a mirror. My reflection starts from my window, my intimate space. "In the virtual borders: from my window'' drives us to try to find out where things gravity hiding or is the essence of things or their "pure existence" through the concept of virtual which is hardly noticeable. This thesis has three main parts: Virtuality: internal and external space; Virtuality: the appearance beyond: photographs and reflections in the art; virtuality beyond the disappearance. In Eastern philosophy (Buddhism and Taoism) and Western philosophy, the concept of virtual respect all universal phenomena around us, including respect to our own eyes or mind. It evokes some conflicting concepts: "the visible and the invisible", "the presence and absence", "The appearance and disappearance", "the emergence and evanescence" etc. It binds both of them as two sides of the same coin. In the Eastern countries, the virtual can be found in the vacuum concept which is intimately linked to that of existence, as this research regarding what is not always visible, rarely discernible by eye. In painting Shan shui, the vacuum may mean a cloud, wind or water. We always situate in a time of transition or a physical place where it is difficult to see what will appear and what is present, facing us.