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International audience; Hors situations accidentelles les débits d'équivalent de dose ambiant mesurés en France dans l'environnement représentent en moyenne quelques dizaines de nSv/h. L'étalonnage des appareils utilisés pour ces mesures, installés à poste fixe autour des installations ou non, doit être réalisé face à des débits d'équivalent de dose ambiant voisins de ceux qu'ils mesureront. Afin d'atteindre un niveau d'incertitude compatible avec les besoins métrologiques pour l'étalonnage et le test des appareils de mesure, il est donc nécessaire de disposer d'installation dites à bas bruit de fond, soit inférieur d'environ un facteur 10 par rapport au bruit de fond naturel.S'inspirant d'une installation japonaise existante le LNHB a décidé de mettre en place un tel faisceau de photons au sein d'une enceinte blindée. Une mesure spectrométrique a permis d'identifier et de quantifier les composantes du bruit de fond radiatif naturel. Partant de ce résultat, l'épaisseur et la nature des parois ont été déterminées au moyen de calculs Monte Carlo pour lesquels on décrira les hypothèses de calcul et les résultats obtenus.Les dimensions internes de l'enceinte blindée ainsi que l'ouverture de collimation du champ de rayonnement onr aussi été modélisées au moyen de calcul Monté Carlo afin de trouver un équilibre entre le rayonnement direct et le rayonnement diffusé à l'intérieur de l'enceinte tout en permettant l'irradiation de la totalité des dosimètres à étalonner.

The Rennes area is not spared by climate change. Abnormal conditions are alreadyweakening the basin's drinking water supply system. But what will happen in the future? The managers of Eau du Bassin Rennais need tools to predict the evolution of water resources upstream of the interest catchments. To meet this demand, a hydro(geo)logical modeling approach has been developed, adapted to the Brittany region with shallow basement aquifers, focusing on subsurface-surface relationships. Based on the hydrographic network, a model calibration method was innovated to estimate subsurface properties. The process-based modeling developed is able to simulate the stream intermittency, an indicator of watershed resilience. Once the calibration is validated, the hydrogeological models are forced by multiple climate projections, ranging from 1980 to 2100, and for different greenhouse gas emission scenarios (RCP). The hydrological simulation results provide an envelope of likely future trajectories of groundwater storage, streamflow, and stream intermittency. In general, the projections anticipate an extension of water deficit periods, with an increased occurrence of consecutive drought years. The knowledge provided and the operational tools developed in the framework of this thesis allow, on the one hand, to progress on burgeoning research questions, and on the other hand, to offer new perspectives for anticipating and optimizing water management strategies, at the territory scale.; Le bassin rennais n’est pas épargné par le changement climatique. Les conditionsinhabituelles fragilisent déjà le système d’alimentation en eau potable du territoire. Mais qu’en sera-t-il dans le futur ? Les gestionnaires d’Eau du Bassin Rennais ont besoin d’outils pour prédire l’évolution des ressources en eau en amont des ouvrages de captages. Pour y répondre, la démarche de modélisation hydro(géo)logique développée, adaptée au contexte géologique de socle en Bretagne, s’est concentrée sur les relations entre la nappe d’eau souterraine et les cours d’eau. En se basant sur le réseau hydrographique de surface, une méthode de calibration des modèles a été innovée pour estimer les propriétés de la subsurface. L’approche de modélisation basée sur les processus hydrogéologiques reproduit l’intermittence des cours d’eau, indicateur de la résilience des bassins versants. Une fois la calibration validée, les modèles hydrogéologiques sont forcés par de multiples projections climatiques, allant de 1980 à 2100, et selon différents scénarios d’émission de gaz à effet de serre (RCP). Ces simulations hydrologiques fournissent une enveloppe de trajectoires probables d’évolution future du stock d’eau souterraine, du débit des cours d’eau, et de l’intermittence du réseau hydrographique. De manière générale, les projections prévoient une extension des périodes de déficit en eau, avec une occurrence accrue d’années de sécheresses consécutives. Les connaissances apportées et les outils opérationnels développés dans le cadre de cette thèse permettent, d’une part, de progresser sur des questions de recherches en plein essor, et d’autre part, d’offrir de nouvelles perspectives d’anticipation et d’optimisation des stratégies de gestion de l’eau, à l’échelle du territoire.

En finance, la calibration d’un modèle financier joue un rôle important pour la gestion des risques et pour les produits dérivés, et nécessite d’être effectuée rapidement et avec précision. Un algorithme d’optimisation utilisé avec un réseau de neurones artificiels (RNA) permet de réaliser cet objectif. Pour ce faire, j’ai d’abord choisi une méthode classique de pricing pour générer des données d’apprentissage, puis entraîné un RNA pour remplacer la méthode de pricing. Le principe du RNA est aussi présenté dans ce rapport. La calibration s’est faite à l’aide de l’algorithme d’évolution différentielle, qui cherche le minimum global d’erreur entre la volatilité implicite (VI) prédite par le RNA et la VI observée sur le marché financier. Mon travail a permis à l’équipe de statistique du LMRS d’avoir un répertoire des méthodes de pricing et de calibration, de s’initier au machine learning (plus particulièrement au deep learning) et d’apprendre la construction des RNA. Les résultats motivent une étude plus approfondie des méthodes d’apprentissage du RNA afin d’améliorer les performances en terme de temps de calcul et de précision.

Ensuring the proper thermal performance of a building’s envelope upon reception is an importantstage in the life cycle of the building. Several methods already exist for this purpose, and consist of heating theinterior of the measured building. These measurement’s protocols quantify the dynamic evolution of indoor andoutdoor temperatures, and the thermal power injected into the building. These methods require a difference of afew degrees between the interior and the exterior, which can cause in summer periods a risk of damaging thebuilding as the outside temperature may already be high. The objective of this work is to explore the possibility ofdetermining the intrinsic thermal performance of a building’s envelope in the summer period using a cooling system.Some encouraging experiments were conducted on a one square meter scale cell in an indoor environment. Thefocus of this paper is to test a similar method in an outdoor Passys test cell of 40m3 and to explore the capacitiesand limitations of the method at this scale. Results in cooling mode are comparable to different heating modesacting as reference and first results with and without condensation phenomena are studied., S'assurer de la bonne performance thermique d'une enveloppe d'un bâtiment à réception d'un chantier, que ce soit dans le neuf ou en rénovation, est une étape importante dans le cycle de vie du bâtiment. Plusieurs méthodes d'évaluation de la performance d'enveloppe existent et présentent le point commun de solliciter le bâtiment à l'aide d'un système de chauffage. Ces méthodes nécessitent un écart d'au moins quelques degrés entre l'intérieur et l'extérieur, écart qui ne peut être atteint en période de forte chaleur sans risque de dégrader le logement. Des premières expérimentations ont montré la faisabilité d'une méthode de détermination de la performance thermique intrinsèque d'une cellule de 1m3 en climat intérieur contrôlé via un système de refroidissement. L'objectif du travail présenté ici est de passer à l'échelle supérieure et de se placer en extérieur. Ce travail s'appuie sur des expérimentations réalisées dans une cellule ASSYS rénovée (de l'ordre de 40m3 ) et explore les capacités et limites de la méthode à cette échelle. Une partie des résultats obtenus est comparable à ceux obtenus avec un système de chauffage et des premiers résultats avec et sans condensation ont pu être étudiés.

La croissance osseuse des vertébrés ectothermes et notamment des actinoptérygiens est discontinue au cours de la vie de l’animal suivant les conditions du milieu et des contrôles physiologiques internes : ainsi, la croissance osseuse reflète une partie de son histoire de vie. Elle voit des phases plus ou moins rapides alterner avec des phases dites d’arrêt soulignées par des lignes dites d’arrêt de croissance (LAC), visibles lorsque l’os est observé en lame mince. En zone tropicale, la croissance se produit en saison des pluies chez de nombreux poissons de lac et de rivière, tandis que les LAC se mettent en place à la saison sèche, lorsque les ressources ne sont pas suffisantes pour permettre la croissance (et sont entièrement dédiées à la survie de l’individu) ou encore lorsque les ressources sont suffisantes mais allouées à d’autres fonctions, par exemple à la reproduction ou à la guérison. Le rythme de la croissance osseuse chez ces espèces reflèterait donc en partie le rythme des saisons au long de la vie de l’animal. Si c’est bien le cas, l’étude de la croissance de pièces osseuses fossiles permettrait de reconstituer le rythme des saisons qui prévalait à l’époque où vivait le spécimen fossilisé, ce qui serait une nouvelle façon de renseigner les paléoclimats. Néanmoins, ce type d’interprétation implique une validation dans l’actuel chez des taxons proches. Dans cet objectif, nous avons testé la cohérence du signal de croissance d’une part à l’échelle d’un individu de perche du Nil (Lates niloticus), au sein et entre différentes pièces squelettiques, et d’autre part avec les données climatiques connues au long de sa vie (température et précipitations). Cette espèce est choisie car elle est bien représentée dans tous les sites à ichtyofaune depuis le Miocène en Afrique et parce qu’elle vit dans les eaux ouvertes des réseaux hydrographiques de la zone nilo-soudanaise. L’individu a été pêché dans le bassin du lac Tchad dans les environs de N’Djaména (dans le Chari) et acheté au marché aux poissons de N’Djaména en juin 2014. Nous avons sélectionné les pièces osseuses les plus fréquemment collectées et permettant une identification spécifique (prémaxillaire, maxillaire, operculaire, plusieurs épines et vertèbres), ainsi que le lacrymal et des écailles. La cyclicité isotopique (mesure des valeurs de δ18O dans l’otolithe) et de la taille des pièces squelettiques permettent de situer l’âge de l’individu entre 4 et 7 ans. Nous avons comparé le rythme de croissance osseuse entre les pièces et aux fluctuations saisonnières de température et de pluies au long de la vie de l’animal. Il en résulte que la croissance se fait au même rythme entre différentes zones d’une même pièce squelettique osseuse, entre pièces d’un même type (vertèbres, épines, écailles) et entre différentes pièces dans un même organisme. Néanmoins certaines LAC mineures ne sont pas visibles sur les écailles. De plus, chez cet individu, le rythme de croissance osseuse des cinq dernières années est fortement corrélé au rythme des saisons : la croissance est plus faible pendant les années montrant des températures et des précipitations plus faibles.En conséquence, il apparait que l’on peut utiliser les pièces fossiles de L. niloticus pour reconstituer la saisonnalité qui prévalait dans les localités néogènes et quaternaires d’Afrique au moment de leur dépôt.

L’application hydrologique et hydrogéologique CaWaQS-Seine, développée par le Centre de Géosciences MINES ParisTech modélise le comportement dynamique intégré de l’hydrosystème régional. Outre le fait d’avoir amélioré sa capacité à reproduire le comportement rétrospectif du bassin (piézométrie, débits) (Flipo et al., 2021), le récent couplage de son module de surface avec les outils de la méthode HYMIT, égalementconçus et développés au Centre (Schuite et al., 2019) a permis une caractérisation précise, distribuée et quantifiée des principales composantes du bilan hydrique à l’échelle du bassin (i.e. estimation de l’ETR, fractionnement de la pluie efficace, quantification de la recharge aquifère), régissant la manière dont les flux d’eau y transitent (Flipo et al., 2020). Ainsi re-paramétré, le modèle a été mobilisé dans l’optique de tester la sensibilité des différents territoires du bassin à des modifications de la variabilité des signaux climatiques (Fossa et al., 2020). Dans l’objectif d’appliquer ces tests à l’ensemble des formations aquifères du bassin, ce cadre de travail a été l’occasion de réviser la géométrie de l’application (Labarthe, 2016) afin, entres autres, d’y intégrer, pour la première fois, une représentation explicite des unités aquifères du Crétacé inférieur et du Jurassique, manquantes jusqu’alors. Outre ces améliorations géométriques, la dynamique de cette extension du système aquifère ainsi intégrée (environ 29 000 km² supplémentaires à l’affleurement), a fait l’objet d’une calibration dont les performances obtenues, tant du point de la reproduction des niveaux et dynamiques piézométriques que des débits sont très satisfaisantes. La nouvelle calibration d’ensemble de cette application sur le bassin, ainsi que son extension a permis d’établir un nouveau bilan de flux identifiant les traits caractéristiques majeurs du fonctionnement hydrodynamique du bassin.

International audience; Les systèmes d’eye-tracking permettent d’étudier les comportements visuels. Pour que les données de ces systèmes soient précises, la calibration est primordiale. Une bonne calibration se traduit par des valeurs de précision et de justesse faibles. Dans cette étude exploratoire, pour évaluer l’effet de la distance, de la luminosité et de l’angle de calibration sur la précision et la justesse de lunettes d’eye-tracking, des mesures ont été effectuées en champ visuel proche, intermédiaire et éloigné sur un écran de calibrage. Neuf combinaisons de calibration ont été testées selon un plan en carré latin. La distance, la luminosité et l’angle de calibration n’ont pas d’effet significatif sur la précision et la justesse des lunettes. A l’inverse, la précision et la justesse des lunettes sont meilleures en champ éloigné, qu’en champ proche et intermédiaire. Ces résultats montrent que les lunettes d’eye-tracking sont davantage adaptées à des études de terrain.

International audience; Nous présentons un protocole de calibration d’une caméra statique. Ce type de caméra est singulier en photogrammétrie car l’utilisateur ne peut pas modifier son point de vue. Lorsque ce dernier n’est pas orienté vers des références connues, il devient alors impossible de calculer les paramètres de la caméra. Le BEA est amené à travailler sur des données issues de caméras statiques pour lesquelles il ne dispose que d’informations basiques (modèle, focale). La difficulté réside à la fois dans l’imprévisibilité des configurations rencontrées et les contraintes opérationnelles liées à l’enquête. Un protocole de calibration adapté à ces caméras spécifiques a été défini afin de répondre à ces 2 problématiques propres au BEA.

Despite decades of correct predictions, physicists are convinced that the Standard Model (SM) does not show us the whole picture. Among the various extensions going beyond the SM (BSM), the Minimal Supersymmetric extension of the SM (MSSM) predicts two charged Higgs bosons, H± , and three neutrals: h corresponding to the observed one discovered in 2012 and H and A being additionnals with respect to the SM. The MSSM phenomenology motivates the focus on events containing a di-τ pair. The MSSM H/A → ττ analysis is thus the core of this thesis. In this thesis, the search for H and A is performed on the data collected with the CMS detector from 2016 to 2018 on proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 137 fb−1. Jets are complex physics objets obtained in the proton collisions occuring at the CERN LHC. Their calibration by the study of events containing a photon and a jet (γ + jet) and the corresponding results on 2018 data are introduced. These results are used in the official CMS jet calibration. No significant deviation above the expected background is observed in the MSSM H/A → ττ analysis. Model-independent limits are then set on the product of the cross section and branching fraction for the production via gluon-fusion or in association with b quarks. These limits range from 15 pb at 110 GeV to 3×10−4 pb at 3,2 TeV for gluon-fusion and from 1,2 pb at 110 GeV to 3×10−4 pb at 3,2 TeV for b-associated production. In the Mh125 scenario, these limits translate into an exclusion region in the (mA, tan β) plane. Values of mA below 600 GeV are excluded and this goes up to 2 TeV for tan β ≈ 50. In the MH1125(CPV) scenario, the region is given in the (mH±, tan β) plane. Values of mH± below 400 GeV are excluded and this goes up to 1,4 TeV for tan β ≈ 20. To test any theory involving Higgs or Z bosons decaying to τ+τ−, the reconstruction of di-τ mass in a faster and more accurate way than the existing methods is crucial. However, it is an arduous task due to existence of neutrinos as decay product of each τ lepton which are invisible to detectors at LHC. Machine learning techniques bring a solution for this task. The reconstruction of the di-τ mass by a deep neural network (DNN) is achieved in this thesis from 50 GeV to 800 GeV with a 20 % resolution at 50 GeV, 26 % at 250 GeV and 22 % at 800 GeV. This DNN is 60 times faster and better at describing the Z boson than the SVFIT algorithm currently used in CMS., Malgré plusieurs décennies de prédictions expérimentalement vérifiées, le modèle standard (SM) souffre de lacunes que des théories allant au-delà (BSM, Beyond SM) tentent de combler. L’une d’entre elles, l’extension supersymétrique minimale du modèle standard (MSSM), prédit l’existence de cinq bosons de Higgs dont trois neutres. Le plus léger, h, doit correspondre au boson découvert en 2012. Les deux autres, H et A, sont de haute masse et additionnels par rapport au SM. Leur phénoménologie au LHC motive l’étude des événements avec une paire de leptons τ. Dans ce contexte, les événements récoltés par la collaboration CMS de 2016 à 2018 lors des collisions de protons du LHC avec une énergie dans le centre de masse de 13 TeV, correspondant à une luminosité intégrée de 137 fb−1, sont exploités dans cette thèse. Les jets sont des objets physiques omniprésents lors des collisions au LHC. Leur calibration à l’aide d’événements contenant un photon et un jet (γ + jet) est présentée ainsi que les résultats obtenus pour l’année 2018. Cette étude est directement utilisée dans la calibration officielle de la collaboration CMS. Aucun excès significatif correspondant aux bosons H et A par rapport aux bruits de fond attendus n’est observé dans l’analyse des événements avec une paire de τ. Des limites d’exclusion sur le produit de la section efficace de production de H et A avec leur rapport de branchement aux τ sont donc données en fonction de leur masse pour les modes de production par fusion de gluon ou en association avec des quarks b. Ces limites sont comprises entre 15 pb à 110 GeV et 3×10−4 pb à 3,2 TeV pour la fusion de gluons et entre 1,2 pb à 110 GeV et 3×10−4 pb à 3,2 TeV en association avec des quarks b. Dans le scénario Mh125 , ces limites se traduisent en une région d’exclusion dans le plan (mA, tan β) . Les valeurs de mA inférieures à 600 GeV sont exclues. Cette limite passe à 2 TeV pour tan β ≈ 50. Dans le scénario MH1125(CPV), cette région est donnée dans le plan (mH±, tan β). Les valeurs de mH± inférieures à 400 GeV sont exclues. Lorsque tan β ≈ 20, l’exclusion s’étend jusqu’à mH± ≈ 1,4 TeV. Pour les analyses dans lesquelles une particule se désintègre en τ+τ− , comme celle présentée dans cette thèse, la reconstruction de la masse d’une paire de τ est cruciale. Les neutrinos issus des désintégrations des τ compliquent cette tâche car ils sont invisibles dans le détecteur. Le machine learning apporte une solution. Le modèle obtenu dans cette thèse permet de reconstruire la masse d’une paire de τ de 50 GeV à 800 GeV avec une résolution de 20 % à 50 GeV, 26 % à 250 GeV et 22 % à 800 GeV. Ce modèle est 60 fois plus rapide et propose une meilleure description du boson Z que l’algorithme SVFIT actuellement utilisé au sein de la collaboration CMS.

With the massive use of digital photography, large databases of images have been built during the last decades, both for industry and medicine. However, the images were generally captured with different lighting conditions, poses of the camera and types of camera. This causes difficulties when comparing images of the same scene. I have proposed methods to analyse these large databases which address these issues. They have been applied to the field of tyres for the control of their visual aspect and the study of their performances as well as to the field of healthcare for the diagnosis and the follow-up of diabetic retinopathy. These methods fall into the framework of Mathematical Morphology and Logarithmic Image processing (LIP). In particular, thanks to partnerships with academia, I have developed approaches of morphological segmentation and classification by machine learning. They have been used for the analysis of images of tyre surfaces (which can be textured or in three dimensions) in order to look for defaults. They have also served for the automatic analysis of eye fundus images from patients with diabetes. Due to the large amount of data to analyse, I have speeded up algorithms with regards to their complexity as well as their efficient programming. The program can be run in parallel over several processor cores or written in a vector way (i.e., several numbers processed at the same time in place of a single one). Thanks to the LIP model, I have proposed methods to improve colour contrast in retinal images. I have studied the properties of these functional metrics which have been defined either with the LIP-additive law, or with the LIP-multiplicative law. The first metric, which is LIP-additive, is robust to lighting variations caused by a change in the exposure time of the camera or in the source intensity. The second one, which is LIP-multiplicative, is robust to lighting variations due to changes of opacity of the captured object. These metrics are useful for pattern matching, thanks to distance maps between a reference function and an image. I have established the link between these maps of Asplund distances and Mathematical Morphology. Then, I have created the new framework of Logarithmic Mathematical Morphology which is based on the fundamental operations of erosion and dilation with the LIP-additive law. This gives them the interesting property of being adaptive to lighting variations caused by a change of camera exposure-time. Other operators, robust to these variations, have been defined in this novel framework. The latter and the LIP model have allowed the introduction of segmentation methods robust to lighting variations. Percolation techniques have also been studied with logarithmic colour contrasts. In addition, I have conceived and made a three-dimensional and multimodal acquisition system by stereovision, in the domain of the visible light and in the one of X-rays for tyre imaging. The complete chain has been studied and validated, including stereoscopic acquisition, calibration of the acquisition system and 3D reconstruction. In addition, in order to compare images of radial cuts of tyres with their 2D plan, a deformable registration method based on cubic B-splines has been successfully tested. For the longitudinal (i.e., temporal) analysis of eye fundus images, I have introduced a superimposition model made of an affine homography (i.e., a rotation, a translation and an anisotropic scaling) and one or two corrections of radial distortions depending on the number of cameras used for the acquisition. Compared to other state-of-the-art methods, in series of image pairs from public health databases captured with an interval of a year, the proposed approach gives better results. These research works form my contribution to the analysis of large image databases in industry or in medicine., Avec l’utilisation de plus en plus massive de la photographie numérique, de grandes banques de données d’images ont été constituées durant ces dernières décennies tant dans l’industrie que pour la médecine. Cependant, les images ont généralement été acquises avec différentes conditions d’éclairement, poses de l’appareil photographique et types d’appareil. Ceci cause des difficultés de comparaison entre les images d’une même scène. J’ai proposé des méthodes pour l’analyse de ces grandes banques de données qui répondent à cette problématique. Elles ont été appliquées dans le domaine des pneumatiques pour le contrôle de leur aspect visuel et l’étude de leur performancesainsi que dans celui de la santé pour le diagnostic et le suivi de la rétinopathie diabétique. Ces méthodes appartiennent aux cadres de travail de la Morphologie Mathématique et du Logarithmic Image Processing (LIP). Grâce à des collaborations académiques, j’ai développé des approches de segmentation morphologiques et de classification par apprentissage statistique. Elles ont été utilisées pour l’analyse d’images texturées et tridimensionnelles de la surface des pneumatiques, à des fins de recherche de défauts. Elles ont aussi servi à l’analyse automatique des images du fond d’œil chez les patients atteints de diabète. Du fait de la grande quantité de données à analyser, j’ai amélioré des algorithmes tant au niveau de leur complexité qu’au niveau de leur programmation efficace. Le programme peut être exécuté en parallèle sur plusieurs cœurs de processeurs et écritde manière vectorielle (i.e. plusieurs nombres traités à la fois au lieu d’un seul). Grâce au modèle LIP, j’ai proposé des méthodes d’amélioration des contrastes couleur des images rétiniennes. J’ai étudié les propriétés des métriques fonctionnelles d’Asplund définies soit avec la loi LIP-additive, soit avec la loi LIP-multiplicative. La première métrique, qui est LIP-additive, est robuste aux variations d’éclairement causées par un changement du temps d’exposition de la caméra ou de l’intensité de la source. La seconde, qui est LIP-multiplicative, est robuste aux variations d’éclairement dues à un changement d’opacité de l’objet capturé. Ces métriques sont utiles à la reconnaissance des formes, grâce aux cartes de distances entre une fonction de référence et une image.J’ai établi le lien entre ces cartes de distances d’Asplund et la Morphologie Mathématique. Puis, j’ai créé le nouveau cadre de la Morphologie Mathématique Logarithmique qui consiste à définir les opérations fondamentales d’érosion et de dilatation avec la loi LIP-additive. Ceci leur donne la propriété intéressante d’être adaptatives aux variations d’éclairement causées par un changementdu temps d’exposition de la caméra. D’autres opérateurs, robustes à ces variations, ont été définis dans ce nouveau cadre de travail. Celui-ci et le modèle LIP ont permis l’introduction de méthodes de segmentation robustes aux variations d’éclairement. Des techniques de percolations ont aussi été étudiées avec des contrastes logarithmiques couleur. En outre, j’ai conçu et réalisé un système d’acquisitions tridimensionnelles et multimodales par stéréovision dans le domaine de la lumière visible et dans celui des rayons X pour l’imagerie des pneumatiques. La chaîne complète comprenant l’acquisition stéréoscopique, le calibrage des systèmes d’acquisition et la reconstruction 3D a été étudiée et validée. De plus, afin de comparer les images de coupes radiales de pneumatiques avec leurs épures (i.e. leurs plans 2D), une méthode de recalage déformable à partir de B-splines cubiques a été testée avec succès. Pour l’analyse longitudinale (i.e. temporelle) des images du fond d’œil, j’ai introduit un nouveau modèle de superposition composé d’une homographie affine (i.e. une rotation, une translation et une mise à l’échelle anisotrope) et d’une ou deux corrections de distorsions radiales selon le nombre de caméras employées lors de l’acquisition. Comparée à plusieurs méthodes de l’état de l’art, sur des séries de paires d’images provenant de banques dedonnées de santé publique acquises avec une année d’intervalle, l’approche proposée donne de meilleurs résultats. Ces travaux de recherche constituent ma contribution à l’analyse des grandes banques d’images dans l’industrie ou en médecine.

Due to the difficult access to their territories, Northern Canada’s Inuit have faced major adaptation challenges in recent decades, notably in terms of food and energy. Traditional food from hunting, fishing and gathering activities is increasingly difficult to obtain, while European and Canadian foods brought by air or by sea are increasingly expensive. Culture in greenhouses appears as a solution allowing to improve access to fresh vegetables by reducing the ecological and financial costs linked to the transportation of these.The scientific literature on the physical study of northern greenhouses and energetic data (temperature, electricity consumpion, etc.) is scarce. The first part of this thesis has to do with the pinpointing of northern greenhouses existing in North America and shows that this subject is relatively recent. On the other hand, this literature review revealed that the majority of counted greenhouses are not adapted to a cold climate, hence short growing seasons.The second part of this work focuses on the experimental aspect. Data coming from an instrumentation campaign in a northern greenhouse were analysed to demonstrate the relevance of the establishment of a daily thermal energy storage (TES) system. The dimensioning and construction of this system using air as a coolant fluid and local rocks as storage material are also presented. The instrumentation of the rockbed which stores heat has allowed to study energetical data during charge and discharge phases of the stock. This analysis demonstrated the positive impact of the set up of the TES system on the thermal behavior of the greenhouse.The last part of this work concerns the modeling of the thermal behavior of the greenhouse and the TES system. As a matter of fact, the numerical simulation of the climate in a greenhouse is basic in order to understand the improvement mechanisms of existing greenhouses and/or to optimize the conceiving of enclosures for vegetable production in a northern environment. Indeed, a nodal model of the greenhouse and an independent model of the TES system are detailed and validated. A process of calibration about the numerical values of the models’ parameters is also developed to improve the performances of these models.; Vivant sur des territoires isolés où aucune route terrestre ne permet de se rendre, les Inuits du nord canadien (Nunavik) font face, depuis les dernières décennies, à de grands défis d’adaptation, notamment sur le plan de l’alimentation et de l'accès à l'énergie. La nourriture traditionnelle issue des activités de chasse, de pêche et de cueillette est de plus en plus difficile à obtenir, tandis que les aliments euro-canadiens apportés par avion ou par bateau coûtent de plus en plus cher. La serriculture apparaît alors comme une solution permettant d'améliorer l'accès aux légumes frais en réduisant les coûts écologique et financier liés au transport de ces légumes.La littérature scientifique portant sur l'étude physique des serres nordiques et les données énergétiques (température, consommation d’électricité, etc.) sur le sujet sont rares. Dans un premier temps, nous avons recensé les serres nordiques existantes d'Amérique du Nord, et nous avons montré que le sujet est relativement récent. Par ailleurs, cette revue de littérature a révélé que la majorité des serres dénombrées ne sont pas adaptées au climat froid, conduisant à des saisons de cultures courtes. Ensuite, nous avons abordé l'aspect expérimental. Les données issues d'une campagne d’instrumentation de la serre nordique de Kuujjuaq ont été analysées afin de démontrer la pertinence de l'installation d'un système de stockage thermique journalier. Le dimensionnement et la construction de ce dernier, utilisant l'air comme fluide caloporteur et des roches locales en tant que matériau de stockage, sont également présentés. L'instrumentation du lit de roches stockant la chaleur a permis l'étude des données énergétiques durant les phases de charge et de décharge du stock. Cette analyse a démontré l'impact positif de l'installation du système de stockage sur le comportement thermique de la serre. Enfin, nous avons modélisé le comportement thermique de la serre et du système de stockage. En effet, la simulation numérique du climat sous serre est essentielle afin de comprendre les mécanismes d'amélioration des serres existantes et/ou d'optimiser la conception des enceintes de production végétale en milieu nordique. Ainsi, un modèle nodal de la serre et un modèle du système de stockage sont détaillés et validés. Un processus de calibration portant sur les valeurs numériques des paramètres des modèles est également développé afin d'en améliorer les performances.

International audience; The International System of Units (SI) adopted by the “Conférence générale des poids et mesures” in 1960 is the outcome of several decades of fruitful research in the setting-up of a consistent system of measurement units. The SI was designed so that in principle, any measurement of a physical or chemical quantity can be expressed as a number in some specified unit. Any quantity can be expressed by a combination of the seven base units of the SI. The definitions of the seven base units are presented with a short description of how they are used in practice. In addition, the particular case of units for ionizing radiation is presented, together with the principle of calibration chains.; Le Système international d'unités (SI) qui a été adopté par la Conférence générale des poids et mesures en 1960 est l'aboutissement de plusieurs dizaines d'années de recherche fructueuses dans l'établissement d'un système logique d'unités de mesures. Le SI a été conçu afin que, en principe, chaque mesure d'une grandeur physique ou chimique puisse être exprimée par un nombre associé à une unité spécifique. Toute grandeur peut être exprimée par une combinaison de sept unités de base connues comme les unités de base du SI. Les définitions de ces sept unités de base sont présentées avec une courte description de la manière dont elles sont réalisées en pratique. De plus le cas particulier des unités pour les rayonnements ionisants est présenté ainsi que le principe des chaînes d'étalonnage

High Q-factor quartz piezoelectric resonators are designed at ONERA, and used to build inertial sensors. The vibrating beam accelerometer is made by a proof mass which induces a resonant frequency variation of the beam when an acceleration occurs. The tuning-fork vibrating gyroscope involves two perpendicular resonant modes which exchange energy each other by Coriolis effect. Analytic calculations and approximations made from high Q-factor hypothesis bring to resonators response modeling to sinusoidal excitation. Controlloops on frequency, phase an amplitude give access to information about the evolution of the vibrating cell physical characteristics, from which sensor calibration is possible. The sensor is composed by the piezoelectric cell under vacuum, an analog interface, digital electronics on FPGA and an on-board computer. Digital operations, as the excitation signal generation and response measurement by demodulation, without ADC or DAC converters, are implemented in VHDL and in C. The inertial instrument architecture is a generic design non dependent on specific components. The FPGA chip is connected to the onboard computer which drives and computes data provided by the resonator. Performances are obtained by analyzing noise levels, sensor scale factor and bias according to thermal conditions, measuring scale and bandwidth.; Des résonateurs mécaniques piézoélectriques en quartz et à grand facteur de qualité sont conçus à l’ONERA, et sont utilisés pour intégrer des capteurs inertiels. L’accéléromètre à lame vibrante est constitué d’une masse d’épreuve qui, soumise à une accélération, induit une variation de la fréquence de résonance de la lame. Le gyromètre vibrant de type diapason présente deux modes de résonance orthogonaux, et dont les amplitudes sont modulées par l’accélération de Coriolis. Des développements analytiques approchés en considérant l’hypothèse des grands facteurs de qualité permettent de modéliser la réponse des résonateurs à une accélération d’excitation sinusoïdale. Les asservissements de fréquence, phase et amplitude révèlent l’évolution des caractéristiques physiques de la cellule vibrante exploitable pour l’étalonnage du capteur. Le capteur est composé de la cellule piézoélectrique encapsulée sous vide, d’une interface analogique, d’une électronique numérique synthétisée sur FPGA, et d’un ordinateur de bord. Les opérations numériques, telles que la génération du signal d’excitation et la démodulation numérique de la réponse, sans convertisseurs DAC ou ADC, sont implémentées en VHDL et en C. L’architecture de l’instrument inertiel est générique, portable, et non dépendante de composants analogiques spécifiques, dans la perspective d’applications spatiales. La carte FPGA est connectée à l’ordinateur de bord qui pilote et traite les données provenant du résonateur. Les performances sont évaluées par étude du bruit, du facteur d’échelle et du biais du capteur en fonction des conditions thermiques, de l’étendue de mesure et de la bande passante.

In the current information overload context caused by the large volume of accessible digital data, recommender systems allow to guide the user in his/her learning, shopping, leisure, music listening, reading activities..., by suggesting personalized items. To do so, recommendation models predict users' preferences for their unrated items. Classical recommendation approaches, such as collaborative filtering, for example, rely on data collected through user feedback, usually in the form of a rating matrix, and try to discover relevant information to characterize and predict user tastes. In addition to the user feedback data, the knowledge related to items themselves also represents a major asset for improving the performance of recommendation systems. Knowledge engineering, more specifically the semantic Web and knowledge graphs, can play a central role. In this context, our research works propose different ways to improve recommendation systems, adopting a “from-data-to-knowledge” transversal vision, and consider three different recommendation aspects: accuracy, diversification and explicability.Our first contribution is mainly focused on pure user feedback data. It aims at improving the accuracy of recommendations in terms of the prediction of users’ tastes. We propose EBCR (Empirical Bayes Concordance Ratio), a simple and generic method inspired by Bayesian inference, which allows to adjust the similarity computations between users (or between items) in collaborative filtering, according to the number of co-rated items (or the number of users having rated the same item). Experiments conducted on benchmark datasets have confirmed that this method systematically improves the predictive accuracy of collaborative filtering for all considered similarity measures.Our second contribution concerns the diversification of recommendations. We have conducted an in-depth study to compare and analyze the performance of seven recommendation models including classical models such as collaborative filtering and latent factor models as well as more recent ones based on deep neural networks and knowledge graph embeddings. We have evaluated their ability to provide diversified items and proposed an approach that allows adjusting diversity to specific user needs. In order to estimate the diversity of recommendations, we considered semantic similarity measures by leveraging the semantic Web and knowledge graphs.Finally, our third contribution concerns the explicability of recommendations. Here, we further exploit domain knowledge and propose a post-hoc recommendation explanation approach that effectively accounts for the hierarchy of item properties within the DBpedia knowledge graph. Evaluation results of our approach based on an online user study including 155 participants suggest significant improvements in terms of engagement, trust and persuasion., Dans le contexte actuel de surcharge causée par l'important volume de données numériques accessibles, les systèmes de recommandation permettent de guider l'utilisateur dans ses activités d'apprentissages, d'achats, de loisir, d'écoute musicale, de lectures..., en lui suggérant des items personnalisés. Pour cela, ils prédisent ses préférences relativement aux items qu'il n'a pas encore évalués. Des approches classiques de recommandation, comme le filtrage collaboratif par exemple, reposent sur les données collectées par le biais de retours d'utilisateurs, généralement sous la forme d'une matrice de notes, et tentent d'y découvrir les informations pertinentes pour caractériser et prédire les goûts des utilisateurs. En complément de ces données, les connaissances liées aux items eux-mêmes représentent également un atout majeur pour l'amélioration des performances des systèmes de recommandation. L'ingénierie des connaissances, plus spécifiquement le Web sémantique et les graphes de connaissances, peuvent y jouer un rôle central. Tel est le cadre de notre travail de recherche qui propose différentes voies d'amélioration des systèmes de recommandation, adoptant une vision transversale « des données aux connaissances », et ce sur trois aspects différents : la pertinence (accuracy), la diversification et l'explicabilité des recommandations.Notre première contribution est principalement axée sur les données. Elle concerne l'accuracy des recommandations en termes de prédiction des goûts des utilisateurs. Nous proposons EBCR (Empirical Bayes Concordance Ratio), une méthode simple et générique inspirée de l'inférence bayésienne, qui permet d'ajuster les calculs de similarité entre utilisateurs (ou entre items) mis en œuvre dans le filtrage collaboratif. Cet ajustement est réalisé en fonction du nombre d'items co-notés (ou du nombre d'utilisateurs ayant noté un même item). Les expériences menées sur des jeux de données de référence ont confirmé que cette méthode améliore systématiquement l'accuracy du filtrage collaboratif pour toutes les mesures de similarité considérées.Notre deuxième contribution concerne la diversification des recommandations. Nous avons mené une étude approfondie visant à comparer et analyser la performance de sept modèles de recommandation incluant des modèles classiques comme le filtrage collaboratif et le facteur latent ainsi que ceux, plus récents, se basant sur les réseaux de neurones profonds ou les plongements (embeddings) de graphe de connaissances. Nous avons évalué leur capacité à fournir des items diversifiés et proposé une approche qui permet d'ajuster la diversité aux besoins spécifiques des utilisateurs. Afin d'estimer la diversité des recommandations, nous avons considéré des mesures de similarité sémantique en tirant parti des connaissances liées aux items à l'aide du Web sémantique.Enfin, notre troisième contribution concerne l'explicabilité des recommandations. Ici, nous exploitons plus en profondeur les connaissances du domaine, en proposant une approche de l'explication post-hoc des recommandations qui considère efficacement la hiérarchie des concepts au sein du graphe de connaissances de DBpedia. Les résultats de l'évaluation de notre approche basée sur une étude comprenant 155 participants suggèrent des améliorations significatives en termes d'engagement, de confiance et de persuasion.

This PhD has been carried within a joint research project Orano/IRSN which main objective is to estimate the consequences of a fire on the containment of radioactive substances in a basic nuclear installation (BNI). This work aims to develop a multi-sensor device for soot deposited mass quantification on the walls of a room during a fire. In a first step, the deposited soot masses were quantified on the various walls of a test room (BNI) during real scale fires, using an ex situ method. Then, we identified the zones and the predominant mechanisms of soot deposits, using deposit models implemented in the ANSYS © CFX computer code. These conclusions are in agreement with those experimentally reported. This allowed us to identify the sensor’s specifications for the in-situ measurements on the walls.Two methods were evaluated for the quantification of the deposited mass using sensors. For each method, resistive sensors composed of interdigitated electrodes were used as a support for the soot deposit. The first “Electrical conductance” measurement method allows an indirect monitoring of the deposited soot’s mass thanks to the calibration of its conductance as a function of the mass (evaluated using a thermo-optical method). The calibration revealed 2 regions, a first one where the sensor is “blind”, for low deposited masses between 0 and 2.4 µg and a sensitive region for deposited masses between 2.4 and 20 µg (for an area of 12.25 mm²). This calibration was carried out for two types of soot (reference soot from a propane / air diffusion flame and soot generated by the combustion of an industrial solvent). The linear zone was found to be more restricted for soot from industrial solvent. Finally, for the second method, the resistive sensor regeneration phase (soot combustion on the sensor) is used to quantify the mass of particles deposited on its surface by measuring the concentration of CO2 emitted during this phase. This second method, called “CO2 emission measurement” is complementary to the “Electrical conductance” method and is applicable for deposited masses between 16 µg and 350 µg (for an area of 12.25 mm²). These methods have been discussed in relation to the fire application and prospects for future developments were presented., Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche commun Orano/IRSN visant à estimer les conséquences d’un incendie sur le confinement des substances radioactives dans une installation nucléaire de base. L’objectif de la thèse est de développer un dispositif multi-capteurs permettant la quantification des masses de suies déposées sur les parois d’un local lors d’un incendie.Pour ce faire, les masses de suies déposées ont été quantifiées en fonction des emplacements de prélèvement avec une méthode ex-situ lors d’essais incendie à grande échelle. Puis, nous avons identifié les zones et les mécanismes prépondérants de dépôts de suies à l’aide de modèles implémentés dans le code de calcul ANSYS© CFX. Les conclusions issues de ces calculs sont en accord avec celles issues des mesures expérimentales de dépôt. Ces modèles ont ensuite été utilisés pour définir les spécifications d’un capteur de suie dédié à la mesure in-situ sur les parois.Deux méthodes ont ensuite été mises en œuvre pour la quantification de la masse déposée à partir de capteurs. Pour chacune d’elles, des capteurs résistifs composés d’électrodes interdigitées servent de support au dépôt des suies. La première méthode de mesure « Conductance électrique » permet un suivi indirect de la masse de suies déposée à travers l’étalonnage de sa conductance en fonction de la masse de suies déposée (estimée à l’aide d’une méthode thermo-optique). L'étalonnage a révélé 2 régimes pour le capteur : un régime où le capteur est "aveugle", pour des faibles masses déposées (entre 0 et 2,4 µg) et un autre régime linéaire présentant une bonne sensibilité du capteur (entre 2,4 et 20 µg) (pour une surface de 12,25 mm²). Cet étalonnage a été réalisé pour deux types de suies (suies de référence issues d’une flamme de diffusion propane/air et suies produites par la combustion d’un solvant industriel). La zone linéaire s’est avérée plus restreinte pour les suies produites par le solvant industriel.Enfin, pour la deuxième méthode, la phase de régénération du capteur résistif (combustion des suies présentes sur le capteur) est employée afin de mener à bien la quantification de la masse de particules déposées à sa surface en mesurant la concentration de CO2 émis lors de cette phase. Cette seconde méthode, intitulée « Mesure d’émission de CO2 » s’avère complémentaire à la méthode « Conductance électrique » et est applicable pour des masses déposées comprises entre 16 µg et 350 µg (pour une surface de 12,25 mm²). Ces méthodes ont été discutées par rapport à l’application incendie et les perspectives de futurs développements sont conséquentes.

International audience; Introduction : Les références primaires en radiothérapie sont établies dans un champ de 10x10cm² en termes de dose absorbée dans l'eau en un point, conformément aux recommandations des protocoles internationaux. Malgré l'évolution des techniques de traitement faisant appel à des faisceaux de plus en plus petits, ces protocoles font aujourd'hui toujours autorité en l'absence de nouvelles références primaires adaptées. Le Laboratoire National Henri Becquerel (LNE-LNHB) a dans ce sens proposé d'utiliser une approche innovante pour contourner les difficultés de traçabilité de la dose absorbée en petits champs : au lieu de considérer une mesure ponctuelle corrigée a posteriori, une mesure intégrée sur une surface plus grande que le champ d'irradiation est adoptée au travers du « Produit Dose Surface » (PDS). Méthodes : Un calorimètre graphite avec un absorbeur de 30 mm de diamètre et trois chambres d'ionisation plates1 de même surface sensible ont été conçus et fabriqués au LNE-LNHB. Ces chambres ont été étalonnées dans un faisceau de 6 MV FFF au débit maximal de 1400 UM/min, sur l'accélérateur Varian TrueBeam de la plateforme DOSEO, avec des collimateurs circulaires spécialement conçus pour obtenir un champ de 5 ; 7,5 ; 10 ; 13 et 15 mm de diamètre et les mâchoires pour obtenir un champ de 5 ; 7 ; 10 ; 13 et 15 mm de côté.Résultats : Les trois chambres étalonnées présentent le même comportement quelle que soit la forme du champ avec une légère augmentation du coefficient d'étalonnage entre 5 et 15 mm. On constate en moyenne pour les trois chambres une augmentation de 1,1% et de 1,6% respectivement pour les champs circulaires et carrés, avec une incertitude associée de 0,5% et 0,6% à k=1. Cette augmentation n'est en moyenne que de 0,5% et 0,8% respectivement entre 5 mm et 10 mm. Tous les coefficients d'étalonnage sont compatibles entre eux à k=1 en considérant la même taille de champ nominale.Conclusions : Pour la première fois, des mesures primaires de dose absorbée ont été effectuées pour des petits champs allant jusqu'à 5 mm de diamètre et de côté. La dépendance avec la taille et la forme du champ des coefficients d'étalonnage d'une chambre d'onisation plate de grande section spécialement en termes de PDS pour les petits champs a été étudiée. Pour les tailles de champs de 5 mm à 15 mm, les coefficients d'étalonnage sont indépendants de la forme du faisceau, permettant aux références primaires réalisées au LNE-LNHB en PDS d'être utilisées indépendamment avec des cônes stéréotaxiques ou les mâchoires. Ces résultats prometteurs ouvrent la voie à un changement de paradigme pour la dosimétrie en petits champs.

The major facilities of very high energy gamma ray telescope arrays with the imaging atmospheric Cherenkov technique (i.e. CANGAROO, HEGRA, HESS, MACE, MAGIC and VERITAS) host up to a maximum of five individual telescopes. The Cherenkov Telescope Array (CTA) Observatory is designed to detect gamma rays with more than 100 telescopes. For achieving a large energy range detection, small-sized, medium-sized and large-sized telescopes (with diameters of 4 m, 12 m and 23 m respectively), will be located in the northern and southern hemispheres. They will cover an energy range of 20 GeV to 300 TeV. More than 30 countries are involved in various activities ranging from construction to scientific development of the facility. The NectarCAM is one of the cameras for the medium-sized telescopes which covers the 100 GeV-30 TeV range. It contains 1855 pixels mounted on a surface of 6 m2 and has a modular design. All the 265 modules of the NectarCAM contains 7 photomultiplier tubes with their power supply and preamplification which is connected to an interface board that allows them to communicate with the rest of the camera. The design, development and the production of the modules is under responsability of IRAP. When manufacturing them, we must ensure that they are valid and fulfills the requirements of the CTA consortium. My thesis work is to implement a test bench and then studying it, characterizing it and calibrating it to control the quality and scientific performance of the modules. After having calibrated the gains of the pixels of the detection units of a module, the impulse response, the noise level, the stability within night sky background noise, the resolution and the determination of the various defects of the photodetectors, characterize the performances of each detector before being integrated into the camera. The test bench has enabled us to get the performances measurements of 61 modules for the NectarCAM prototype that has been mounted on a protoype of medium-sized telescope in Adlershof (Germany). These tests showed that scientific performances fulfill the requirements. The test bench was upgraded for the analysis of the production of the modules for the qualification model of the camera and we discussed the results we obtained compared to NectarCAM requirements. The qualification model will be the first camera installed at the CTA north site in La Palma, Spain.; Les réseaux de télescopes gamma de très haute énergie actuels avec la technique d'imagerie Cherenkov atmosphérique (comme CANGAROO, HEGRA, HESS, MACE, MAGIC et VERITAS) hébergent au maximum cinq télescopes individuels. L'Observatoire Cherenkov Telescope Array (CTA) est conçu pour détecter les rayons gamma avec plus de 100 télescopes au total. Pour avoir un domaine spectral plus large, des télescopes de petite taille, de taille moyenne et de grande taille (respectivement 4 m, 12 m et 23 m de diamètre) seront installés dans les hémisphères nord et sud. La gamme d'énergie couverte s'étend de 20 GeV à 300 TeV. Plus de 30 pays sont engagés dans diverses activités allant de la construction au développement scientifique de son installation. La NectarCAM sera une des caméras pour les télescopes de taille moyenne qui couvrent la gamme 100 GeV-30 TeV. Elle contient 1855 pixels disposés sur une surface d'environ 6 m2 et elle a une conception modulaire. Les 265 modules du plan focal de la NectarCAM contiennent chacun 7 tubes photomultiplicateurs avec leur électronique d'alimentation et de pré-amplification connectée à une carte interface permettant de communiquer avec le reste de la caméra. La conception, le développement et la production de ces modules du plan focal de la NectarCAM sont sous la responsabilité de l'IRAP. Lors de leur fabrication, nous devons nous assurer qu'ils sont valides et répondent aux exigences du consortium CTA. Mon travail de thèse consiste à concevoir et réaliser un banc de test, l'étudier, le caractériser et l'étalonner pour pouvoir contrôler la qualité et les performances de ces modules. Après avoir calibré le gain des unités de détection d'un module, l'étude de la réponse impulsionnelle, le niveau de bruit, la tenue au bruit du fond du ciel nocturne, la résolution et la détermination des divers défauts de ses photodétecteurs, caractérisent les performances de chaque pixel avant d'être intégrés dans la caméra. L'exploitation de ce banc de test a permis de mesurer les performances de 61 modules destinés à équiper un prototype de NectarCAM qui a été installé dans un prototype de télescope de taille moyenne à Adlershof (Allemagne). Ces tests ont montré que les performances de ces modules respectent les exigences scientifiques. Le banc a été ensuite amélioré pour l'analyse de la production des modules du modèle de qualification de la caméra et nous avons comparé les résultats des performances scientifiques de ces photodétecteurs par rapport au cahier des charges de la NectarCAM. Le modèle de qualification sera la première caméra installé au site nord de CTA à la Palma, en Espagne.

Feedback from the post-occupancy evaluation carried out in the eco-neighbourhood (EQ) of Ravine Blanche, in Reunion Island, shows that some indicators proposed by the French eco-neighbourhood evaluation model are not suitable for specific application in tropical climate. This thesis demonstrates that a building performance indicator based on a level of thermal comfort seems more appropriate in a tropical urban environment. A literature review of the main existing outdoor thermal comfort indices has been carried out. Two relevant indices for application in a tropical climate have been chosen: the PET and the UTCI indices. In addition, this research study mainly focuses on the definition and estimation of the mean radiant temperature (Tmrt), which is one of the most important factors that influence human thermal comfort in outdoor spaces. However, Tmrt is particularly difficult to determine, whether in terms of in-situ measurements or numerical modelling. An experimentation based on an existing methodology has been set up so as to estimate Tmrt. This thesis also proposes a methodology relating to how to conduct field surveys in outdoor environments with micrometeorological measurements. People’s subjective thermal perception in a coastal outdoor urban environment of the EQ of Ravine Blanche has been investigated during summer. Furthermore, two popular radiation measurement techniques in determining Tmrt (black globe & grey globe) have been studied. The choice of the method has an impact on the thermal comfort indices values. Finally, the PET and UTCI indices have been calibrated and their respective comfort zones have been defined for the climate of Saint-Pierre., Notre étude menée dans l’EcoQuartier (EQ) de la Ravine Blanche, à La Réunion, souligne que les indicateurs développés dans la méthode nationale d’évaluation ne sont pas tous adaptés à notre contexte en milieu tropical. Cette thèse démontre qu’un indicateur de performance des bâtiments basé sur un niveau de confort thermique semble plus adapté en milieu tropical que le strict indicateur énergétique. Une revue de littérature portant sur les différents indices développés afin de quantifier le confort thermique en extérieur a donc été réalisée et nous a permis de porter notre choix sur deux indices pertinents : la PET et l’UTCI. Le confort thermique en milieu urbain tropical est fortement affecté par la température radiante moyenne extérieure (Tmrt), qui est un paramètre physique difficilement caractérisable, aussi bien en termes de mesures que de modélisation et, qui est essentielle au calcul des indices de confort PET et UTCI. Une expérimentation basée sur une méthode de mesure existante permettant d’estimer Tmrt est mise en œuvre. Cette thèse propose également une méthodologie reproductible se basant sur des mesures microclimatiques combinées à des enquêtes de terrain. Une évaluation de la perception du confort thermique des usagers a été menée dans un espace urbain de l’EQ de la Ravine Blanche, avec la problématique du confort d’été. De plus, une comparaison entre différentes méthodes de mesure de la Tmrt (globe noir et globe gris) montre que le choix de la méthode a un impact non négligeable sur les valeurs des indices de confort choisis. Enfin, les indices PET et UTCI ont été calibrés et leurs zones de confort respectives ont été définies pour le climat de Saint-Pierre.

Wearing a locomotion assistance exoskeleton allows to envisage a greater mobility of the soldier, to unload the joints, to limit the appearance of muscle fatigue and to limit energy expenditure. On the other hand, the design of locomotion assistance exoskeletons for military purposes is subject to strong constraints that make the deployment of exoskeletons difficult. Thus, musculoskeletal modelling is considered as a tool for the design and evaluation of exoskeletons to optimise and quantify the biomechanical benefits for future users.In this thesis, two generic and specific challenges related to musculoskeletal modelling are tackled. The first challenge intends to identify ranges of models representative of the population and to define generic morphological regression laws for the soldier. The second challenge is to implement methods for geometric and muscular personalization of musculoskeletal models. These methods are essential to perform consistent musculoskeletal simulations and to allow for the design and evaluation of exoskeletons.; Le port d’un exosquelette d’assistance à la locomotion permet d’envisager une plus grande mobilité du soldat, de décharger les articulations, de limiter l’apparition de la fatigue musculaire et de limiter la dépense énergétique. En revanche, la conception des exosquelettes d’assistance à la locomotion à des fins militaires est soumise à de fortes contraintes qui rendent le déploiement d’exosquelette difficile. Ainsi, la modélisation musculo-squelettique est envisagée comme un outil pour la conception et l’évaluation afin d'optimiser et de quantifier les bénéfices biomécaniques pour les futurs utilisateurs.Dans cette thèse, on se propose de relever deux défis génériques et spécifiques liés à la modélisation musculo-squelettique. Le premier défi se propose d’identifier des gammes de modèles représentatives de la population et de définir des lois de régression morphologiques génériques pour le soldat. Le deuxième défi consiste à mettre en place des méthodes de personnalisation géométrique et musculaire des modèles musculo-squelettiques. Ces méthodes sont essentielles pour effectuer des simulations musculo-squelettiques cohérentes et pour permettre la conception et l’évaluation des exosquelettes.

It is common in oncology to want to determine whether or not only a subgroup of patients will benefit from a treatment. This is one of the paradigms of personalized or stratified medicine. Predictive biomarkers are often used to select these patients and most of these biomarkers are continuous. For example genomic signatures such as Oncotype-Dx. A methodology for evaluating a biomarker with binary response has been proposed in the literature. The objective of this thesis is in first work to extend this methodology with right-censored data and to determine at different prediction horizons the optimal threshold of the biomarker beyond which treatment will be attributed or avoided. A model whose estimates of these parameters are based on inverse censored probability weights is proposed to provide consistent estimators. An extension of the predictiveness curves will be carried out. In a second work, a test of the calibration hypothesis with right-censored data has been proposed. This test will be valid beyond the 60% censoring rate contrary to those already existing in the literature and will allow us to study the influence of a bad calibration on the determination of the threshold. A third work focuses on the determination of the threshold of a new prognostic biomarker for ovarian cancer in order to classify patients at high or low risk of relapse. Finally, a fourth work consists in illustrating the relevance of the censored quantile regression for quantifying the long term benefit of immunotherapy in a reconstructed data set from a single randomized trial. The proposed methodology can be readilty employed for individual patients data meta-analysis to summarize evidence of immunotherapy as quantified by the upper quantile of the survival distribution., Il est fréquent en oncologie, de vouloir déterminer si seulement un sous groupe de patients va bénéficier ou pas d’un traitement. C’est un des paradigmes de la médecine personnalisée ou stratifiée. Les biomarqueurs prédictifs sont souvent utilisés pour sélectionner ces patients et la plupart de ces biomarqueurs sont continus. Par exemple les signatures génomiques comme Oncotype-Dx. Il a été proposé dans la littérature une méthodologie d’évaluation d’un biomarqueur avec réponse binaire. L’objectif dans cette thèse est dans un premier travail d’étendre cette méthodologie avec un critère de jugement censuré et de déterminer à différent horizons de prédiction le seuil optimal du biomarqueur au-delà duquel le traitement sera attribué ou évité. Un modèle dont l’estimation de ces paramètres repose sur des pondérations par l’inverse des probabilités de censure est proposé permettant ainsi d’obtenir un estimateur consistant. Une extension des courbes de prédictivité par bras de traitement dépendantes du temps est ainsi proposée. Dans un second travail, un test de l’hypothèse de calibration avec des données censurées à droite a été proposé. Ce test est valide au-delà 60% de taux de censure contrairement à ceux qui existe déjà dans la littérature et nous permettra d’étudier l’influence d’une mauvaise calibration sur la détermination du seuil. Un troisième travail s’intéresse à la détermination du seuil d’un nouveau biomarqueur pronostique pour le cancer de l’ovaire afin de classer les patients en haut ou bas risque de rechute. Enfin, dans un quatrième travail, nous proposons d’employer la régression quantile pour données censurées pour quantifier le bénéfice à long terme de l’immunothérapie.

Over the last decade, a wide range of contaminants such as pesticides and pharmaceuticals have been detected in various groundwater sources. Therefore, monitoring the quality of groundwater has become a necessity in many parts of the world. Nevertheless, the measurement of organic contaminants in groundwater is challenging as they occur at low (ng L-1 to pg L-1) and variable concentrations. Passive samplers such as Empore™ disk (ED)-based passive samplers are a promising tool as they can yield time-weighted average concentrations over their deployment period and the degree of analyte pre-concentration allows for an increase overall analytical sensitivity of the procedure. However, a deployment in groundwater is not easy as the internal diameter of the well bore-holes is often smaller than passive sampler devices. The main aim of this thesis is to developed a novel type of ED-based sampler specially designed to be used in standard sized groundwater wells, and to study the applicability of passive sampling for both qualitative and (semi-)quantitative purposes for polar and semi-polar pesticides and pharmaceuticals. As a result, a simple, low cost and robust novel ED-based sampler was designed. Laboratory (conditionment and elution steps of extraction disks, overall analytical method development and optimization, uptake kinetic study) and field (deployment in groundwater during three field campaigns) experiments were undertaken and the results showed that the device is an efficient tool for both qualitative and (semi-)quantitative purposes. Our device can be easily inserted into standard sized groundwater wells, allows an accurate assessment of groundwater contamination by enabling the detection of contaminants usually found at very low concentrations, and provides new (semi-)quantitative data on recent and understudied contaminants. The usefulness of our ED-based sampler has been higlighted in a second part of this research work focusing on the impact of stormwater runoff infiltration practices on groundwater contamination by polar and semi-polar pesticides and pharmaceuticals in urban area; Au cours de la dernière décennie, un grand nombre de contaminants tels que des pesticides et pharmaceutiques ont été détectés dans les eaux souterraines. Par conséquent, la surveillance de la qualité des eaux souterraines est devenue une nécessité dans de nombreuses régions du monde. Cependant, l'analyse des contaminants organiques dans les eaux souterraines est un défi car ils sont généralement présents à des concentrations faibles (ng L-1 à pg L-1) et variables. Les échantillonneurs passifs, tels que ceux basés sur les disques Empore™ (ED), sont des outils prometteurs puisqu’ils intègrent les évènements de pollution qui peuvent avoir lieu entre deux périodes d’échantillonnage et que l'accumulation des micropolluants sur l’échantillonneur engendre une diminution des limites de détection. Cependant, leur déploiement dans les eaux souterraines est difficile car le diamètre interne des puits de forage est généralement inférieur à celui des dispositifs. L'objectif principal de cette thèse est de développer un nouveau type d'échantillonneur par ED spécialement conçu pour un déploiement dans les eaux souterraines, et d'étudier l'applicabilité de l'échantillonnage passif à des fins qualitatives et (semi-)quantitatives pour des pesticides et pharmaceutiques polaires et semi-polaires. Ainsi, un nouvel échantillonneur par ED au design simple, peu coûteux et robuste a été conçu. Des expériences en laboratoire (étapes de conditionnement et d'élution des disques d'extraction, développement et optimisation de la méthode globale d'analyse, étude cinétique d'adsorption) et sur le terrain (déploiement dans les eaux souterraines au cours de trois campagnes) ont été entreprises et les résultats ont montré que notre échantillonneur est un outil prometteur pour des études qualitatives et (semi-)quantitatives. Notre dispositif peut être facilement inséré dans des puits de forage de taille standard et il permet une évaluation précise de la contamination des eaux souterraines en rendant possible la détection de contaminants habituellement trouvés à de très faibles concentrations. Il a également permis d'obtenir de nouvelles données (semi-)quantitatives sur des contaminants récents et peu étudiés. L'intérêt de notre échantillonneur par ED a été mis en avant dans une deuxième partie de ce travail de recherche portant sur l'impact des pratiques d'infiltration des eaux de ruissellement sur la contamination des eaux souterraines par les pesticides et pharmaceutiques polaires et semi-polaires en zone urbaine

The development of machine learning techniques, particularly neural networks, combined with the development of new information and communication technologies, is shaking up our societies through technological advances in a variety of sectors. The building sector is not spared, so these techniques may represent an interesting opportunity in a context where greenhouse gas emissions must be drastically reduced. The objective of this work is to assess the interest of these techniques in the field of building energy, with the aim of reducing energy consumption and improving thermal comfort. In addition, we ensure that this evaluation is carried out with a global vision, by placing the possible advantages in front of the different needs relating to the development of these technologies. This thesis work is organized in three parts preceded by a detailed introduction intended to give the reader an overview of the various contextual elements, thus allowing the thesis work to be placed in perspective. We then give in the first part the theoretical framework needed to understand the problems encountered during the elaboration and creation of neural networks for building energy applications. Then, a bibliographical study giving the reader a broad overview of the various applications of neural networks in the field of building energy is presented. The second part is devoted to the calibration of the building model that is then used to test and evaluate a predictive controller implementing neural networks. After an explanation of the method used and a detailed presentation of the model, a complete analysis of the calibration results is carried out. We conclude this part with observations and recommendations regarding the standard calibration guidelines recommended by three international organizations. Finally, a practical application using neural networks for the predictive control of indoor temperature is presented in the third part. After a theoretical introduction concerning predictive control, we detail the method employed to train the neural networks used. The results obtained in simulation with a predictive controller are then analyzed and compared with those obtained with two reference controllers for various simulation hypothesis. The predictive controller is thus tested in several scenarios, ranging from an ideal situation to more realistic operating conditions, including two different types of heat emitters, namely radiant ceilings and underfloor heating.; Le développement des techniques d’apprentissage automatique, et plus particulièrement des réseaux de neurones, associé à celui des nouvelles technologies de l’information et de la communication, bouleverse nos sociétés à travers des avancées technologiques dans une variété de secteurs d’activité. Le secteur du bâtiment n’est pas épargné, si bien que ces techniques peuvent constituer une opportunité intéressante dans un contexte où les émissions de gaz à effet de serre doivent être drastiquement réduites. L’objectif de ces travaux est d’évaluer l’intérêt de ces techniques appliquées à l’énergétique du bâtiment, dans une optique de réduction des consommations énergétiques et d’amélioration du confort thermique. Nous veillons par ailleurs à garder lors de cette évaluation une vision globale, en plaçant les éventuels avantages en face des différents besoins relatifs au développement de ces technologies. Ce travail de thèse s’organise en trois parties précédées d’une introduction détaillée visant à donner au lecteur une vue d’ensemble des différents éléments de contexte, permettant ainsi la mise en perspective du travail de thèse. Nous donnons ensuite dans la première partie le cadre théorique nécessaire à la compréhension des problématiques rencontrées lors de l’élaboration et de la création des réseaux de neurones pour des applications à l’énergétique du bâtiment. Dans un second temps, une étude bibliographique donnant au lecteur un large aperçu des diverses applications des réseaux de neurones au domaine de l’énergétique du bâtiment est présentée. La seconde partie est consacrée à la calibration du modèle de bâtiment utilisé ensuite pour tester et évaluer un contrôleur prédictif mettant en œuvre des réseaux de neurones. Après une explication de la méthode utilisée puis une présentation détaillée du modèle, une analyse complète des résultats de calibration est menée. Nous terminons cette partie par des observations et recommandations concernant les méthodes classiques de calibration préconisées par différents organismes internationaux. Enfin, une application concrète mettant en œuvre des réseaux de neurones pour le contrôle prédictif de la température intérieure est présentée au cours de la troisième partie. Après un point théorique concernant le contrôle prédictif, nous détaillons la méthode développée pour l’entraînement des réseaux de neurones utilisés. Les résultats obtenus en simulation avec un contrôleur prédictif sont ensuite analysés et comparés à ceux obtenus en présence de deux contrôleurs de référence pour diverses hypothèses de simulation. Le contrôleur prédictif est ainsi testé dans plusieurs cas de figures, allant d’une situation idéale à des conditions de fonctionnement plus réalistes, en passant par deux types d’émetteurs de chaleur différents, à savoir des plafonds rayonnants et un plancher chauffant.

The development of machine learning techniques, particularly neural networks, combined with the development of new information and communication technologies, is shaking up our societies through technological advances in a variety of sectors. The building sector is not spared, so these techniques may represent an interesting opportunity in a context where greenhouse gas emissions must be drastically reduced. The objective of this work is to assess the interest of these techniques in the field of building energy, with the aim of reducing energy consumption and improving thermal comfort. In addition, we ensure that this evaluation is carried out with a global vision, by placing the possible advantages in front of the different needs relating to the development of these technologies. This thesis work is organized in three parts preceded by a detailed introduction intended to give the reader an overview of the various contextual elements, thus allowing the thesis work to be placed in perspective. We then give in the first part the theoretical framework needed to understand the problems encountered during the elaboration and creation of neural networks for building energy applications. Then, a bibliographical study giving the reader a broad overview of the various applications of neural networks in the field of building energy is presented. The second part is devoted to the calibration of the building model that is then used to test and evaluate a predictive controller implementing neural networks. After an explanation of the method used and a detailed presentation of the model, a complete analysis of the calibration results is carried out. We conclude this part with observations and recommendations regarding the standard calibration guidelines recommended by three international organizations. Finally, a practical application using neural networks for the predictive control of indoor temperature is presented in the third part. After a theoretical introduction concerning predictive control, we detail the method employed to train the neural networks used. The results obtained in simulation with a predictive controller are then analyzed and compared with those obtained with two reference controllers for various simulation hypothesis. The predictive controller is thus tested in several scenarios, ranging from an ideal situation to more realistic operating conditions, including two different types of heat emitters, namely radiant ceilings and underfloor heating., Le développement des techniques d’apprentissage automatique, et plus particulièrement des réseaux de neurones, associé à celui des nouvelles technologies de l’information et de la communication, bouleverse nos sociétés à travers des avancées technologiques dans une variété de secteurs d’activité. Le secteur du bâtiment n’est pas épargné, si bien que ces techniques peuvent constituer une opportunité intéressante dans un contexte où les émissions de gaz à effet de serre doivent être drastiquement réduites. L’objectif de ces travaux est d’évaluer l’intérêt de ces techniques appliquées à l’énergétique du bâtiment, dans une optique de réduction des consommations énergétiques et d’amélioration du confort thermique. Nous veillons par ailleurs à garder lors de cette évaluation une vision globale, en plaçant les éventuels avantages en face des différents besoins relatifs au développement de ces technologies. Ce travail de thèse s’organise en trois parties précédées d’une introduction détaillée visant à donner au lecteur une vue d’ensemble des différents éléments de contexte, permettant ainsi la mise en perspective du travail de thèse. Nous donnons ensuite dans la première partie le cadre théorique nécessaire à la compréhension des problématiques rencontrées lors de l’élaboration et de la création des réseaux de neurones pour des applications à l’énergétique du bâtiment. Dans un second temps, une étude bibliographique donnant au lecteur un large aperçu des diverses applications des réseaux de neurones au domaine de l’énergétique du bâtiment est présentée. La seconde partie est consacrée à la calibration du modèle de bâtiment utilisé ensuite pour tester et évaluer un contrôleur prédictif mettant en œuvre des réseaux de neurones. Après une explication de la méthode utilisée puis une présentation détaillée du modèle, une analyse complète des résultats de calibration est menée. Nous terminons cette partie par des observations et recommandations concernant les méthodes classiques de calibration préconisées par différents organismes internationaux. Enfin, une application concrète mettant en œuvre des réseaux de neurones pour le contrôle prédictif de la température intérieure est présentée au cours de la troisième partie. Après un point théorique concernant le contrôle prédictif, nous détaillons la méthode développée pour l’entraînement des réseaux de neurones utilisés. Les résultats obtenus en simulation avec un contrôleur prédictif sont ensuite analysés et comparés à ceux obtenus en présence de deux contrôleurs de référence pour diverses hypothèses de simulation. Le contrôleur prédictif est ainsi testé dans plusieurs cas de figures, allant d’une situation idéale à des conditions de fonctionnement plus réalistes, en passant par deux types d’émetteurs de chaleur différents, à savoir des plafonds rayonnants et un plancher chauffant.

Like any type of measuring device, terrestrials laser scanners need to be checked in order to guarantee the quality of results and to meet the normative requirements of ISO 9001. A oversight, on the part of the manufacturers, is already carried out periodically, the objective of studies is to complete by carrying out one or more procedures of controls that can be easily performed in the field or in the office. Many process are proposed by manufacturers, scientific literature, ISO 17123-9,... Among them, four procedures were tested in order to design a simple and efficient methodology, accompanied by an application automating the monitoring, allowing to validate the measurements.; Comme tout type d’appareil de mesure, les scanners laser statiques nécessitent d’être contrôlé afin de garantir la qualité des résultats et de satisfaire les exigences normatives de l’ISO 9001. Un contrôle, de la part des constructeurs, est déjà effectué périodiquement, l’objectif du travail de fin d’études est de compléter en réalisant une ou des procédures de contrôles pouvant êtes mise en œuvre facilement sur le terrain ou au bureau. De nombreuses procédures sont proposées par les constructeurs, la littérature scientifique, la norme ISO 17123-9,... Parmi elles, quatre procédures ont été testées afin de concevoir une méthodologie simple et efficace, accompagnée d’un applicatif automatisant le contrôle, permettant de valider les mesures.

Due to more and more severe regulations regarding pollutant and greenhouse gas emissions, advanced powertrain and engine management systems are developed by car manufacturers. In this context, simulation tools are taking an ever-growing importance and are involved in every stage of the development process of engines. Therefore, there is a need for practical and reliable models. Heat transfer between the working gas and the walls of the combustion chamber affect key aspects such as fuel consumption and pollutant emissions. However, heat transfer modeling is difficult because of the complexity associated with its experimental characterization. During this thesis, a specific probe capable of directly measuring heat fluxes to the combustion chamber walls of reciprocating engines has been developed. Specific measurements performed in various working conditions are combined with standard measurements in order to study the phenomena governing the heat transfer process. These results provide relevant information to compare the most common models in the literature and the different calibration methods available. Models accuracy and predictivity are assessed and modifications are proposed; Du fait du durcissement des normes en matière d’émissions polluantes et de gaz à effet de serre, les constructeurs automobiles développent des groupes motopropulseurs toujours plus sophistiqués et mettent au point des stratégies de contrôle moteur avancées. Dans ce contexte, les outils de simulation interviennent à toutes les étapes du processus de développement d’un moteur. Il est donc nécessaire de posséder des modèles à la fois fiables et simples d’utilisation. Les transferts thermiques entre les gaz et les parois de la chambre de combustion influencent des postes clés tels que la consommation et les émissions polluantes. Néanmoins ceux-ci sont difficiles à modéliser du fait de la complexité associée à leur caractérisation expérimentale. Au cours du travail de thèse, une instrumentation spécifique permettant de mesurer directement le flux de chaleur aux parois des chambres de combustion des moteurs à piston a été développée. Les mesures spécifiques réalisées dans différentes conditions de fonctionnement sont combinées à des mesures standards afin de d’étudier les phénomènes gouvernant le transfert de chaleur. Ces résultats sont utilisés pour comparer les principaux modèles zéro-dimensionnels provenant de la littérature et les différentes méthodes de calibration disponibles. Leur précision ainsi que leur prédictivité sont évaluées et des modifications sont proposées.

The objective of this thesis is to design a low-cost gas sensor array for outdoor gas pollutants monitoring and to develop adapted standardization and data analysis methods. The device aims is to contribute to the densification of the current atmospheric pollution-monitoring network for better spatial and temporal resolution. First, we select electrochemical and metal oxide gas sensors capable to detecting and quantifying low concentrations of nitrogen dioxide and ozone in ambient air near a highway. We have characterized these micro-sensors in the laboratory using a diffusing controller system and tested them in the field by following procedures inspired from the evaluation protocol of low cost gas sensors proposed by the European Joint Research Center (JRC). The individual analysis of the data from each sensor highlights the need to merge the responses of all the sensors as well as the values of the temperature and the humidity of the atmosphere using multivariate methods of classification. The performance of several classification methods generally used in the field of multi-sensor gas systems was studied. This comparison leads us to choose Support Vector Machine regression (SVM) thanks to its performance in terms of precision and robustness. We also conduct a study on the optimization of the SVM hyper-parameters using optimization algorithms. The Generalized Pattern Search algorithm (GPS) was chosen among other algorithms due to its simplicity and reliability. Then, we highlight the problem of sensor drift over time and the need for periodic calibration. We proposed a standardization method based on SVM regression, thereby reducing the cost and the effort of full recalibration. This standardization method was also used for calibration transfer between several identical systems in order to avoid individual calibration of each system. The research work elaborated in this PhD was published in two journal papers and two IEEE conference papers., L’objectif de cette thèse est de concevoir un dispositif multi-capteurs de gaz à faible coût pour la surveillance des gaz polluants en environnement externe, et d’élaborer des méthodes de calibrage automatique et d’analyse de données adaptées à son exploitation. Ce dispositif vise à contribuer à la densification du réseau de surveillance de la pollution atmosphérique actuel afin de permettre une meilleure résolution spatiale et temporelle. Premièrement, nous avons sélectionné des micro-capteurs électrochimiques et des micro-capteurs à oxyde métallique capables de détecter et de quantifier des faibles concentrations de dioxyde d’azote et d’ozone dans l’atmosphère. Nous avons caractérisé ces micro-capteurs en laboratoire en termes de sensibilité et de reproductibilité, et les avons testés sur le terrain (à proximité d’un axe autoroutier) en suivant le protocole d’évaluation de micro-capteurs de gaz proposé par le Centre Commun de Recherche Européen (C.C.R.). L’analyse individuelle des données obtenues à partir de chaque capteur a mis en évidence la nécessité de fusionner les réponses de tous les capteurs ainsi que les valeurs de la température et de l’humidité de l’air, à l’aide des méthodes multi-variables de classification et de quantification. Les performances de plusieurs méthodes de classification, utilisées généralement dans le domaine des dispositifs multi-capteurs de gaz, ont été étudiées. Leur comparaison nous a conduit à choisir la régression SVM (Séparateur à Vaste Marge) grâce à sa précision et à sa robustesse. Les hyper-paramètres de cette méthode ont été optimisés à partir de l’algorithme de Recherche par Motifs Généralisés en raison de sa simplicité et de sa fiabilité. La méthode d’étalonnage proposée permet à notre dispositif de quantifier les deux polluants atmosphériques visés dans la gamme des précisions recommandées par les directives européennes concernant les mesures de type « indicative ». Ensuite, nous avons abordé le problème des dérives des capteurs qui engendrent des réétalonnages périodiques. Nous avons proposé une méthode de standardisation basée sur la régression SVM pour permettre de réduire le coût et l’effort d’un étalonnage complet. Cette même méthode de standardisation a été utilisée avec succès pour le transfert d’étalonnage entre plusieurs systèmes identiques afin d’éviter des étalonnages individuels. Nos travaux de recherche ont été valorisés par la publication de deux articles dans les journaux référencés JCR et deux communications dans des conférences internationales IEEE.

Scanning thermal microscopy (SThM) is a technique that allows characterizing the thermal properties of nanomaterials and helps understanding heat transfer at submicron scales. To interpret the measurements, parameters influencing heat transfer between the probe and the sample are studied. Firstly, three resistive SThM probes, differing in particular by their micro and nanometric radii of curvature, are analyzed and a systematic methodology for the measurements is proposed. It is put forward that the sensitive zone to thermal conductivity of bulk planar materials is limited to few W.m-1.K-1 for the three probes. For the more conductive materials, SThM measurements are dominated by interfacial thermal resistance. Heat transfer at the solid-solid nanocontact between the probe and the sample can be both ballistic and diffusive. It is further demonstrated that surface roughness strongly impacts SThM measurements, decreasing heat transfer at the contact by more than 50 % in some cases. This work is used for characterizations of nanomaterials. The determination of the thermal conductivity of SiO2 thin film on silicon substrate indicates that thicknesses of a few nanometers up to 1 µm are detected by certain probes. Phase transition temperature measurement by SThM is also studied, using a calibration with bulk polymers. The application of this calibration for the characterization of polymer thin films demonstrates the influence of the substrate and the thin film thickness on the temperature determined by SThM. These results demonstrate that scanning thermal microscopy allows obtaining quantitative measurements., La microscopie thermique à sonde locale (SThM) est une technique qui permet de caractériser les propriétés thermiques de nanomatériaux et de mieux comprendre les transferts thermiques existants aux échelles sub-micrométriques. Pour correctement interpréter les mesures, les paramètres influençant le transfert thermique entre la pointe-sonde SThM et l’échantillon sont étudiés. Trois sondes résistives de SThM, se différenciant notamment par leur rayon de courbure micro ou nanométrique, sont tout d’abord caractérisées, et une méthodologie systématique de mesure en régime continu est proposée. Il est observé que la zone de sensibilité à la conductivité thermique des matériaux massifs plans est limitée à quelques W.m-1.K-1 pour toutes les pointes. Pour les matériaux les plus conducteurs, la mesure SThM est dominée par la résistance thermique de contact. Le transfert thermique par le (les) nanocontact(s) solide-solide entre la pointe et l’échantillon est dû à un transport conductif à la fois diffusif et balistique dans l’échantillon. Il est mis en évidence que la rugosité de surface impacte fortement la mesure SThM, diminuant le transfert thermique par le contact de plus de 50 % dans certains cas. Ces travaux sont mis à profit pour des caractérisations de nanomatériaux. La détermination de la conductivité thermique de couches minces de SiO2 sur substrat de silicium indique que les épaisseurs de quelques nanomètres jusqu’à 1 µm sont détectées par certaines pointes. La mesure de températures de changement de phase par microscopie SThM est également étudiée à l’aide d’un étalonnage sur des polymères massifs. L’application de cet étalonnage pour la caractérisation de couches minces de polymère confirme l’influence du substrat et de l’épaisseur de la couche sur la température déterminée par la pointe SThM. Ces travaux démontrent que la microscopie thermique permet d’obtenir des mesures quantitatives.

Radiation is a key process in the evolution of the atmosphere. Electromagnetic waves emitted by warm bodies like the sun interact with many components of the Earth system. For example, they can be scattered and absorbed by microscopic droplets in clouds. At global scales, these radiation processes drive the energy budgets of the surface and Earth. The impact of fractionated, mostly non-precipitating, liquid boundary-layer clouds (cumulus) on solar radiation has been studied for many years and is knowingly important for both Numerical Weather Predicitions and the evolution of the Earth's climate; yet our understanding of these complex, multi-scale interactions remains limited. In this thesis, the link between cloud macrophysic characteristics and their impact on solar radiation and in particular on their so-called 3D radiative effects (obtain from the difference between 3D and 1D computations where horizontal transport is neglected) is investigated. An existing parameterisation of 3D radiative effects of clouds for large-scale models is evaluated against reference models and observations. In order to do so, high-resolution simulations of four idealized convective boundary-layer cases are realized using the French Large-Eddy Model Méso-NH, along with perturbed simulations to assess the impact of resolution, domain size, advection scheme and parameterisations of turbulence and microphysics on cloud population characteristics. To simulate offline radiative transfer in these 3D cloudy fields, innovative Monte Carlo tools inspired from the community of computer graphics are implemented in the form of a collection of generic modules composing an open-source library, and used to build Monte Carlo codes that produce computing times that are insensitive to the complexity of the cloud scenes. 3D radiation is solved in all the simulated cloud fields, and the link between the characteristics of cloud populations from the various cases, and their radiative effect, is analysed. Special attention is dedicated to the 3D effects of clouds by performing 1D (under the independent column approximation) and 3D simulations by Monte Carlo, hence isolating the contribution of horizontal transport to the radiative fluxes at the surface and at the top of atmosphere. These 3D effects are quantified as a function of the solar zenith angle, and broken down into direct and diffuse components. It appears that the 3D bias on surface fluxes is the result of biases of opposite signs on direct and diffuse fluxes, that do not compensate each other at all solar angles. The difference between 1D and 3D total (respectively, direct) cloud radiative effect, integrated horizontally and over a diurnal cycle, can reach -13 W/m² (respectively, -45 W/m²) for sun paths corresponding to high latitudes (3D effects act to cool the surface).; Le rayonnement est un processus clé pour l'évolution de l'atmosphère. Les ondes électromagnétiques émises par les corps chauds comme le soleil interagissent avec de nombreuses composantes du Système Terre. Elles peuvent par exemple être diffusées et absorbées par de microscopiques gouttelettes d'eau en suspension dans les nuages. Aux échelles globales, ces processus radiatifs controlent les bilans d'énergie de la surface et de l'atmosphère. L'effet des cumulus — ces nuages de couche limite liquides, principalement non-précipitants, fractionnés — sur le rayonnement solaire est étudié depuis de nombreuses années. L'importance de ces effets pour les prévisions météorologiques et pour l'évolution du climat de la Terre a déjà été démontrée. Pourtant, notre compréhension de ces interactions complexes et multiéchelles reste limitée. Dans cette thèse, le lien entre les caractéristiques macrophysiques des nuages et leur impact sur le rayonnement solaire, et en particulier sur leurs ``effets 3D" (différence entre un calcul 3D et un calcul 1D dans lequel le transport horizontal est négligé), est étudié. Une paramétrisation existante des effets radiatifs 3D des nuages pour les modèles de grande échelle est analysée et évaluée contre des modèles de référence et des observations.A cette fin, des simulations haute résolution de quatre cas de convection de couche limite idéalisée sont réalisées à l'aide du modèle français Méso-NH, ainsi que des simulations perturbées permettant d'analyser l'impact de la résolution, de la taille du domaine, du schéma d'advection et des paramétrisations de la turbulence et de la microphysique sur les caractéristiques des populations nuageuses. Pour simuler à posteriori la propagation du rayonnement dans ces champs nuageux 3D, des outils Monte Carlo inspirés de la communauté de la synthèse d'image sont implémentés sous la forme d'un ensemble de modules génériques formant une bibliothèque libre ; ces modules sont ensuite utilisés pour implémenter des codes de Monte Carlo produisant un temps de calcul insensible à la complexité des scènes nuageuses.Le transfert radiatif 3D est résolu dans l'ensemble des champs nuageux simulés. Le lien entre les caractéristiques nuageuses analysées dans les différentes scènes et leurs effets radiatifs est analysé. Une attention particulière est portée sur les effets radiatifs 3D des nuages, par la réalisation de simulations Monte Carlo 3D et 1D (sous l'approximation de colonnes indépendantes), permettant d'isoler la contribution du transport horizontal sur les flux radiatifs à la surface et au sommet de l'atmosphère. Ces effets 3D sont quantifiés en fonction de l'angle solaire zénithal, et séparés en composantes directe et diffuse. Il apparait que les effets radiatifs 3D sont le résultat d'effets de signe opposé sur les flux direct et diffus, qui ne se compensent pas pour tous les angles solaires. La différence entre l'effet radiatif nuageux total (respectivement, direct) pour des calculs Monte Carlo 3D et 1D intégrés horizontalement et sur un cycle diurne atteint -13 W/m² (respectivement, -45 W/m²) pour des courses solaires correspondant aux hautes latitudes (les effets 3D refroidissent la surface).

Radiation is a key process in the evolution of the atmosphere. Electromagnetic waves emitted by warm bodies like the sun interact with many components of the Earth system. For example, they can be scattered and absorbed by microscopic droplets in clouds. At global scales, these radiation processes drive the energy budgets of the surface and Earth. The impact of fractionated, mostly non-precipitating, liquid boundary-layer clouds (cumulus) on solar radiation has been studied for many years and is knowingly important for both Numerical Weather Predicitions and the evolution of the Earth's climate; yet our understanding of these complex, multi-scale interactions remains limited. In this thesis, the link between cloud macrophysic characteristics and their impact on solar radiation and in particular on their so-called 3D radiative effects (obtain from the difference between 3D and 1D computations where horizontal transport is neglected) is investigated. An existing parameterisation of 3D radiative effects of clouds for large-scale models is evaluated against reference models and observations. In order to do so, high-resolution simulations of four idealized convective boundary-layer cases are realized using the French Large-Eddy Model Méso-NH, along with perturbed simulations to assess the impact of resolution, domain size, advection scheme and parameterisations of turbulence and microphysics on cloud population characteristics. To simulate offline radiative transfer in these 3D cloudy fields, innovative Monte Carlo tools inspired from the community of computer graphics are implemented in the form of a collection of generic modules composing an open-source library, and used to build Monte Carlo codes that produce computing times that are insensitive to the complexity of the cloud scenes. 3D radiation is solved in all the simulated cloud fields, and the link between the characteristics of cloud populations from the various cases, and their radiative effect, is analysed. Special attention is dedicated to the 3D effects of clouds by performing 1D (under the independent column approximation) and 3D simulations by Monte Carlo, hence isolating the contribution of horizontal transport to the radiative fluxes at the surface and at the top of atmosphere. These 3D effects are quantified as a function of the solar zenith angle, and broken down into direct and diffuse components. It appears that the 3D bias on surface fluxes is the result of biases of opposite signs on direct and diffuse fluxes, that do not compensate each other at all solar angles. The difference between 1D and 3D total (respectively, direct) cloud radiative effect, integrated horizontally and over a diurnal cycle, can reach -13 W/m² (respectively, -45 W/m²) for sun paths corresponding to high latitudes (3D effects act to cool the surface).; Le rayonnement est un processus clé pour l'évolution de l'atmosphère. Les ondes électromagnétiques émises par les corps chauds comme le soleil interagissent avec de nombreuses composantes du Système Terre. Elles peuvent par exemple être diffusées et absorbées par de microscopiques gouttelettes d'eau en suspension dans les nuages. Aux échelles globales, ces processus radiatifs controlent les bilans d'énergie de la surface et de l'atmosphère. L'effet des cumulus — ces nuages de couche limite liquides, principalement non-précipitants, fractionnés — sur le rayonnement solaire est étudié depuis de nombreuses années. L'importance de ces effets pour les prévisions météorologiques et pour l'évolution du climat de la Terre a déjà été démontrée. Pourtant, notre compréhension de ces interactions complexes et multiéchelles reste limitée. Dans cette thèse, le lien entre les caractéristiques macrophysiques des nuages et leur impact sur le rayonnement solaire, et en particulier sur leurs ``effets 3D" (différence entre un calcul 3D et un calcul 1D dans lequel le transport horizontal est négligé), est étudié. Une paramétrisation existante des effets radiatifs 3D des nuages pour les modèles de grande échelle est analysée et évaluée contre des modèles de référence et des observations.A cette fin, des simulations haute résolution de quatre cas de convection de couche limite idéalisée sont réalisées à l'aide du modèle français Méso-NH, ainsi que des simulations perturbées permettant d'analyser l'impact de la résolution, de la taille du domaine, du schéma d'advection et des paramétrisations de la turbulence et de la microphysique sur les caractéristiques des populations nuageuses. Pour simuler à posteriori la propagation du rayonnement dans ces champs nuageux 3D, des outils Monte Carlo inspirés de la communauté de la synthèse d'image sont implémentés sous la forme d'un ensemble de modules génériques formant une bibliothèque libre ; ces modules sont ensuite utilisés pour implémenter des codes de Monte Carlo produisant un temps de calcul insensible à la complexité des scènes nuageuses.Le transfert radiatif 3D est résolu dans l'ensemble des champs nuageux simulés. Le lien entre les caractéristiques nuageuses analysées dans les différentes scènes et leurs effets radiatifs est analysé. Une attention particulière est portée sur les effets radiatifs 3D des nuages, par la réalisation de simulations Monte Carlo 3D et 1D (sous l'approximation de colonnes indépendantes), permettant d'isoler la contribution du transport horizontal sur les flux radiatifs à la surface et au sommet de l'atmosphère. Ces effets 3D sont quantifiés en fonction de l'angle solaire zénithal, et séparés en composantes directe et diffuse. Il apparait que les effets radiatifs 3D sont le résultat d'effets de signe opposé sur les flux direct et diffus, qui ne se compensent pas pour tous les angles solaires. La différence entre l'effet radiatif nuageux total (respectivement, direct) pour des calculs Monte Carlo 3D et 1D intégrés horizontalement et sur un cycle diurne atteint -13 W/m² (respectivement, -45 W/m²) pour des courses solaires correspondant aux hautes latitudes (les effets 3D refroidissent la surface).

Unlike a standard camera that records two dimensions of a light field, a plenoptic camera is designed to locally capture four of its dimensions. The richness of data from this sensor can be use for many applications : it is possible to post-process new points of view, to refocus on different scene’s planes, or to compute depth maps of a scene from a single acquisition and thus obtain 3D reconstructions of the environment. This passive sensor allows the capture of depth using a compact optical system, which makes it attractive for robotics applications. However, depth estimations from such a sensor requires its precise calibration. This camera is composed of a substantial number of elements, including a micro-lens array placed in front of the sensor, and its raw data is complex. Most of the state-of-the-art calibration approaches then consist in formulating simplified projection models and exploiting interpreted data such as synthesized images and associated depth maps. Hence, in our first contribution, carried out in collaboration with the TUM laboratory, we proposed a calibration method from a 3D test pattern using interpreted data. Then we proposed a new calibration approach based on raw data. We formalized a physical-based model of the camera and proposed a minimization expressed directly in the sensor data space to estimate its parameters. Finally, we proposed a new metric scaled depth estimation method using the camera projection model. This direct approach uses an error minimization between each micro-image content and the texture reprojection of the micro-images that surround it. Our algorithms performance was evaluated both on a simulator developed during this thesis and on real scenes. We have shown that the calibration is robust to bad model initialization and the depth estimation accuracy competes with the state-of-the-art., Alors qu’une caméra standard enregistre deux dimensions d’un champ lumineux, une caméra plénoptique est conçue pour capturer localement quatre de ses dimensions. La richesse des données issues de ce capteur ouvre alors la porte à de nombreuses applications : il est possible, par post-traitement, de synthétiser des images prises de différents points de vue virtuels, de faire une mise au point dans différents plans de la scène, ou encore de calculer des cartes de profondeur d’une scène à partir d’une seule acquisition et ainsi obtenir des reconstructions 3D de l’environnement. La capture passive d’une information de profondeur via un système optique compact rend également ce capteur attractif pour des applications en robotique. Cependant, l’estimation de profondeur à partir d’un tel capteur nécessite son étalonnage précis. Cette caméra est composée d’un nombre conséquent d’éléments, dont une matrice de micro-lentilles placée devant le capteur, et les données brutes sont complexes. Ainsi la plupart des travaux de l’état de l’art consistent à étalonner des modèles de projection simplifiés en exploitant des données interprétées, telles que des images synthétisées et les cartes de profondeur associées. Au cours de nos premiers travaux réalisés en collaboration avec le laboratoire TUM, nous alors avons proposé une méthode d’étalonnage à partir d’une mire 3D en exploitant des données interprétées. Nous avons par la suite proposé une nouvelle approche d’étalonnage basée sur les données brutes du capteur. Nous avons formalisé un modèle proche des caractéristiques physiques de la caméra et proposé une minimisation exprimée directement dans l’espace des données du capteur. Enfin, nous avons proposé une nouvelle méthode d’estimation de profondeur à échelle métrique utilisant le modèle de projection de la caméra. Cette approche directe utilise une minimisation de l’erreur entre le contenu de chaque micro-image et la reprojection de la texture des micro-images qui l’entourent. Les performances de nos algorithmes ont été évaluées à la fois sur un simulateur développé dans le cadre de cette thèse et sur des scènes réelles. Nous avons montré que l’étalonnage est robuste aux mauvaises initialisations du modèle et la précision des estimations de profondeur concurrence celle de l’état de l’art.

The evaluation of the dosimetric protection quantities used to ensure the three principles of the radiation protection is achieved by radiation survey meters. With a proper calibration, which is periodically controlled, these instruments give a dosimetric operational quantity, as the ambient dose equivalent rate H*(10) for example, which represents a good estimator of the effective dose E used to define regulatory ionizing radiation exposition limits for workers.So far before this thesis work, the periodic calibration control of radiation survey meters was achieved only by using radioactive sources, as the 137Cs, which emit mono-energetic gamma rays. Although this method is well known and standardized, it suffers from an energetic representativeness defect. Indeed, the ionizing radiation sources encountered are generally many and the environment enables diffusions which imply a broadened energetic spectrum. But the radiation survey meters are sensitive on large energetic ranges which response is not homogeneous.As part of this thesis work, realized in collaboration between ATRON METROLOGY and the LPC Caen, a calibration and calibration control of radiation survey meters method has been developed, validated and implemented. Broadened energetic X-rays fields, produced by the braking of electrons pre-accelerated by an electrostatic accelerator, are used rather than the mono-energetic gamma rays. This method offers a better representativeness in terms of metrology but is also a sustainable approach allowing to free the use of radioactive sources for calibration and calibration control of radiation survey meters.; L'évaluation des grandeurs dosimétriques de protection utiles au respect des trois principes de la radioprotection est réalisée par des instruments de mesure de rayonnements ionisants. Par l'intermédiaire de leur étalonnage, lequel doit être contrôlé périodiquement, ces instruments délivrent une indication de la grandeur dosimétrique opérationnelle de l'environnement dans lequel ils sont utilisés, par exemple l'équivalent de dose ambiant H*(10). Celui-ci constitue un bon estimateur de la dose efficace E, grandeur de protection à partir de laquelle sont définies les limites réglementaires d'exposition aux rayonnements ionisants des travailleurs.Jusqu'à ce travail de thèse, le contrôle périodique de l'étalonnage (CPE) des instruments était réalisé uniquement à l'aide de sources radioactives, telles que le 137Cs, émettrices de rayonnements gamma mono-énergétiques. Bien qu'éprouvée et normalisée, cette méthode souffre notamment d'un défaut de représentativité du spectre en énergie de l'environnement radiatif dans lequel sont utilisés ces instruments. En effet, les sources de rayonnements ionisants rencontrées sont généralement multiples et l'environnement favorise la diffusion de ces rayonnements, impliquant un spectre en énergie étendu. Or, les instruments sont sensibles sur des gammes étendues en énergie, auxquelles l'indication qu'ils délivrent à une dépendance non homogène.Dans le cadre de ce travail de thèse, réalisé en collaboration entre ATRON METROLOGY et le LPC Caen, une méthode d'étalonnage et de contrôle périodique de l'étalonnage des instruments de mesure utilisés en radioprotection a été développée, validée et mise en œuvre. Des champs de rayonnements X, dont les spectres énergétiques sont étendus, s'y substituent, produits par le freinage sur une cible de conversion d'électrons préalablement accélérés par un accélérateur électrostatique. Outre une meilleure représentativité des champs de référence utilisés, cette méthode s'inscrit dans une démarche durable en permettant de s'affranchir de l'utilisation de sources isotopiques pour l'étalonnage ou le contrôle périodique de l'étalonnage des instruments de mesure des rayonnements ionisants.

The ESA JUICE mission will only be the third mission fully dedicated to exploring the Jupiter system, and the first with a specific focus on the icy Galilean moons that may harbor oceans of liquid water. Planned for launch in 2022 for a Jovian orbit insertion in late 2029, the probe will carry MAJIS among its 11 instruments, an imaging spectrometer operating from the visible to medium infrared wavelengths. This type of instrument provides very comprehensive data of the observed surface or atmosphere/exosphere: its high spatial resolution capability provides geomorphological information, such as the presence of craters or faults that mark the age and activity of the terrain, while for each pixel a spectrum is acquired. This spectrum, ranging from 0.5 to 5.5 µm, yields physical and chemical information on the region of interest, thus placed in its geomorphic context. The Institut d'Astrophysique Spatiale, my PhD host laboratory, has a legacy of development of such instruments, prominently OMEGA aboard the 2003 Mars Express probe, of which MAJIS is the latest and current project. In this context, my work’s aim was to contribute to the definition and implementation of the instrument’s calibration: to achieve that I first had to understand its scientific objectives and the resulting instrumental requirements, as well as mastering the characteristics of MAJIS subsystems. As part of that process, I analyzed recent data of Io acquired with SPHERE, an integral field spectrometer on the VLT, which possesses similarities with the expected data products of MAJIS. Though this satellite is a minor objective of the JUICE mission, I had to understand the instrument itself in order to reduce its data and the spectra analysis required the development of a photometric model of a surface observation which I confronted to the reality and to previous studies. The identification of many systematic biases in these data and the quantification of its spatial and spectral detection limits allowed me to highlight the critical aspect in the upcoming calibration phase of MAJIS in order to get interpretable in-flight data. To reach this goal the knowledge of the subsystems of the instrument is also necessary because their behavior will condition the calibration scenario and all their parameters will not be measured again on this occasion. I have therefore characterized, using dedicated optical benches, the focal plane of the instrument and especially its HgCdTe CMOS infrared detector. I was able to measure its most common characteristics, such as its dark current, full-well capacity, quantum efficiency, persistence and readout noise. The knowledge of QE and full-well depth was incorporated into an end-to-end radiometric model of MAJIS, which I fed with the spectral radiance of different scientific targets, including modeled ionian surface flows. In turn, this allowed me to select sources and optical solutions suitable for calibration. Due to the intense radiation levels in the Jovian magnetosphere, the detector’s resilience to radiations also needed to be studied. I was able to perform three test campaigns on control detectors with sources of electrons, protons and high energy photons, which allowed me to show the overall very good resilience of the focal plane to permanent damages and to validate the foreseen transient effects reduction algorithms. These three approaches required that I develop a complete photometric model of the instrument and of its calibration setup which I used to discuss its design and submit test sequences for the calibration campaign. I have worked with our laboratory engineers and industrials to design then build the calibration setup with the light sources that will allow measurement of the spatial, spectral and radiometric responses of the instrument, required to interpret its data during the mission.; La mission JUICE de l’ESA sera la troisième mission d’exploration entièrement dédiée au système de Jupiter, et la première à se concentrer sur les lunes Galiléennes glacées susceptibles d’abriter des océans d’eau liquide. Prévue pour un lancement en 2022 et une insertion en orbite jovienne fin 2029, la sonde emportera parmi ses 11 instruments le spectro-imageur MAJIS. Les données d’un tel instrument comprennent une image à haute résolution spatiale de la zone étudiée et un spectre pour chacun des pixels de cette image. Ce spectre, dans la gamme allant de 0.5 à 5.5 µm, permet d’obtenir des informations physico-chimiques sur le contenu du pixel concerné. Le laboratoire où j’ai effectué mon travail de thèse, l’IAS, s’est vu confier la responsabilité de la réalisation de MAJIS. Dans ce contexte, l’objectif de mon travail était de contribuer à la définition et à l’implémentation de l’étalonnage de l’instrument : j’ai pour cela dû comprendre d’abord ses objectifs scientifiques et les exigences instrumentales qui en découlent, et maîtriser les caractéristiques des sous-systèmes qui composent MAJIS. J’ai tout d’abord traité les données de l’imageur intégral de champ de SPHERE, un instrument du VLT, qui avait observé la lune Galiléenne volcanique Io en 2014. Bien que ce satellite soit un objectif mineur de la mission JUICE, j’ai dû me confronter au fonctionnement de l’instrument pour en réduire les données et le traitement des spectres a requis le développement d’un modèle photométrique d’observation de la surface que j’ai pu confronter à la réalité et à d’autres études. L’identification de nombreux biais systématiques dans ces données et la quantification de ses limites de détection spatiales et spectrales m’ont permis de souligner l’aspect critique de la phase d’étalonnage de MAJIS pour que ses données soient exploitables. Avant cette étape toutefois, la connaissance des sous-systèmes qui vont constituer l’instrument est elle aussi nécessaire car certains de leurs paramètres conditionneront le déroulement de cet étalonnage et ils ne pourront pas tous être mesurés à cette occasion. J’ai donc caractérisé, à l’aide des bancs optiques dédiés à l’IAS, le plan focal de l’instrument et surtout son détecteur CMOS infrarouge de type HgCdTe. J’ai pu mesurer ses caractéristiques les plus courantes, comme son courant d’obscurité, sa profondeur de puits, son efficacité quantique, son éventuelle persistance, son bruit de lecture et la linéarité de sa réponse. Dans le cas d’une mission vers Jupiter, un autre aspect des performances du détecteur doit être étudié en détail : sa résistance aux radiations, particulièrement intenses dans la magnétosphère jovienne. J’ai pu effectuer une série de tests sur des détecteurs témoins avec des sources d’électrons, de protons et de photons de hautes énergies, qui m’ont permis de montrer la très bonne résistance du plan focal aux dégâts permanents. Ces données ont aussi permis de caractériser expérimentalement le signal transient induit par un bombardement aux électrons, ce qui m’a permis de valider l’approche de filtrage de ce signal qui sera implémentée en vol. C’est enfin grâce aux résultats de ces trois approches et au développement d’un modèle photométrique complet de l’instrument et de son dispositif d’étalonnage, que j’ai pu discuter l’architecture de ce dernier et proposer des séquences de mesure pour la campagne d’étalonnage. J’ai donc travaillé avec les ingénieurs du laboratoire et des industriels pour réaliser ce dispositif d’étalonnage, sélectionner les sources de lumière qui permettront la mesure de la réponse spatiale, spectrale et radiométrique de l’instrument nécessaires à l’interprétation de ses données au cours de la mission. Au moment de la rédaction de ce manuscrit, le banc d’étalonnage était en cours d’assemblage et j’ai donc pu conclure ce travail par la confrontation de mon modèle aux résultats expérimentaux de validation de certaines voies optiques du dispositif d’étalonnage.

SoLid (Search for Oscillations with a Lithium-6 detector) is a very short baseline (≺10 m) "reactor anti-neutrino" experiment which takes data at the BR2 nuclear reactor (SCK-CEN, Belgium). The first goal is to probe the "reactor" anomaly and to test the hypothesis of the existence of "light" sterile neutrino(s) (Delta m2 ~ 1eV2). Secondarily, the measurement of the neutrino energy spectrum induced by the fission of 235U will provide new constraints. The 1.6 ton detector, segmented into 12800 detection cells of 5x5x5 cm3, is based on a new technology using two scintillators (PVT and ZnS) read by MPPCs. After contextualizing the experiment and describing the detector, this manuscript describes the procedure to characterize the detector during its construction.Than, data reconstruction and events identification will be presented. The following part describes the calibration procedures, focusing on the evaluation of neutron detection efficiency. Finally, a first analysis will validate the understanding of backgrounds and will extract the anti-neutrino signal., L'expérience SoLid (Search for Oscillations with a Lithium-6 detector) mesure le flux d'anti-neutrino à proximité d'un réacteur de recherche (BR2, SCK-CEN, Belgique). Le premier objectif est de sonder l'anomalie "réacteur" et de tester l'hypothèse de l'existence de neutrino(s) stérile(s) "léger(s)" (Delta m2~1eV2). En second lieu, la mesure du spectre en énergie des neutrinos induit par la fission de l'uranium 235 offrira de nouvelles contraintes. Le détecteur d'une masse de 1,6 tonne, segmenté en 12800 cubes de détection de 5x5x5 cm3, repose sur une nouvelle technologie basée sur l'utilisation de deux scintillateurs (PVT et ZnS) luent par des MPPCs.Après une mise en contexte de l'expérience et une description détaillée du détecteur, ce manuscrit décrit la procédure mise en place pour caractériser ce dernier lors de sa construction. La reconstruction des données et l'identification des interactions seront ensuite présentées. La partie suivante décrit les procédures de calibration du détecteur, se focalisant tout particulièrement sur l'évaluation de l'efficacité de détection neutron. Enfin sera décrit une première analyse permettant de valider la compréhension du bruit de fond et d'extraire le signal anti-neutrino.

SoLid (Search for Oscillations with a Lithium-6 detector) is a very short baseline (≺10 m) "reactor anti-neutrino" experiment which takes data at the BR2 nuclear reactor (SCK-CEN, Belgium). The first goal is to probe the "reactor" anomaly and to test the hypothesis of the existence of "light" sterile neutrino(s) (Delta m2 ~ 1eV2). Secondarily, the measurement of the neutrino energy spectrum induced by the fission of 235U will provide new constraints. The 1.6 ton detector, segmented into 12800 detection cells of 5x5x5 cm3, is based on a new technology using two scintillators (PVT and ZnS) read by MPPCs. After contextualizing the experiment and describing the detector, this manuscript describes the procedure to characterize the detector during its construction.Than, data reconstruction and events identification will be presented. The following part describes the calibration procedures, focusing on the evaluation of neutron detection efficiency. Finally, a first analysis will validate the understanding of backgrounds and will extract the anti-neutrino signal.; L'expérience SoLid (Search for Oscillations with a Lithium-6 detector) mesure le flux d'anti-neutrino à proximité d'un réacteur de recherche (BR2, SCK-CEN, Belgique). Le premier objectif est de sonder l'anomalie "réacteur" et de tester l'hypothèse de l'existence de neutrino(s) stérile(s) "léger(s)" (Delta m2~1eV2). En second lieu, la mesure du spectre en énergie des neutrinos induit par la fission de l'uranium 235 offrira de nouvelles contraintes. Le détecteur d'une masse de 1,6 tonne, segmenté en 12800 cubes de détection de 5x5x5 cm3, repose sur une nouvelle technologie basée sur l'utilisation de deux scintillateurs (PVT et ZnS) luent par des MPPCs.Après une mise en contexte de l'expérience et une description détaillée du détecteur, ce manuscrit décrit la procédure mise en place pour caractériser ce dernier lors de sa construction. La reconstruction des données et l'identification des interactions seront ensuite présentées. La partie suivante décrit les procédures de calibration du détecteur, se focalisant tout particulièrement sur l'évaluation de l'efficacité de détection neutron. Enfin sera décrit une première analyse permettant de valider la compréhension du bruit de fond et d'extraire le signal anti-neutrino.

International audience; Management appears as an academic discipline in France only in the second half of the nineteenth century. However, during the Restauration, in the Conservatoire des Arts et Métiers in Paris and in the public lectures in Metz, a teaching is delivered under the name of “industrial economics”, that can be compared to management. The main authors of this discipline are Claude-Lucien Bergery, Gerard Joseph Christian, Charles Dupin and Jean-Baptiste Say. This article aims to expose the central ideas of the industrial economic of the years 1820-1830 and to explain why this discipline does not develop in the following decades of the 19th century.; La gestion n’apparaît comme discipline académique en France que dans la seconde moitié du xixe siècle. Pourtant, sous la Restauration, au Conservatoire des Arts et Métiers de Paris et dans les cours publics de Metz, on délivre, sous le nom d’« économie industrielle », un enseignement que l’on peut comparer à la gestion. Les principaux auteurs de cette discipline sont Claude-Lucien Bergery, Gérard Joseph Christian, Charles Dupin et Jean-Baptiste Say. Cet article vise à exposer les idées centrales de l’économie industrielle des années 1820-1830, et à expliquer pourquoi cette discipline ne se développe pas dans les décennies suivantes du xixe siècle.

Future breakthroughs in X-ray astronomy require a new generation of X-ray instruments, capable of observing the sky with high spectral and spatial resolutions combined. This need drives the development of the X-ray Integral Field Unit (X-IFU) onboard the future European X-ray observatory Athena scheduled for a launch in 2031. The complexity of the X-IFU and of its readout chain calls for a close monitoring of its instrumental effects. This can be investigated using dedicated end-to-end simulators, which reproduce an X-ray observation, from the emission of X-rays by an astrophysical source to their detection. In the first part of this thesis, I use this approach to quantify the impact of crosstalk between pixels, to derive the requirement on the reproducibility of the instrumental background, and to estimate the line sensitivity of the instrument. I demonstrate that the X-IFU will be capable of observing bright, extended sources with a required high-resolution throughput above 80%. I also show that an accurate knowledge of the spectral lines (their energy and their profile), as well as of the non-X-ray background level (to better than 2%) are needed to minimise systematic errors in the observation. Analysis of the instrumental effects need to be coupled with feasibility studies of the core science objectives of the X-IFU to verify the potential of the instrument. This is valid in particular for extended sources, which will use this integral field unit at its full capabilities. In the second part of this work, I investigate the ability of the X-IFU to characterise the properties of the intra-cluster medium and its turbulent motions. To guarantee a representative result, both toy models and hydrodynamical simulations of clusters are used as inputs of end-to-end simulations. My results underline the strengths of the X-IFU, which will provide an accurate view of the physics and the chemical enrichment of clusters, even at high redshift (z ~ 2) with typical 100ks exposure. I also put forward an analytical way to estimate the systematic errors on line diagnostics in turbulence-related studies, which will be of particular interest to optimise future observations. To fulfil its science objectives, the X-IFU will require a careful calibration. The third part of this thesis presents studies on this topic related to the energy scale, the instrumental background, or the quantum efficiency. I demonstrate that new methods of gain drift correction and background monitoring are required to meet the expected requirements. These results provide constraints on the design of the instrument (e.g., modulated X-ray sources, correction strategies) and can be used to plan ground or in-flight calibration activities. Calibration studies will also be performed experimentally, notably using the test bench developed and characterised at IRAP during my thesis.; Des découvertes inédites dans le domaine de l'astronomie en rayons X nécessitent une nouvelle génération d'instruments, pouvant observer le ciel en combinant des hautes résolutions spatiales et spectrales. Ce besoin constitue le fondement du X-ray Integral Field Unit (X-IFU) de la mission Athena de l'ESA, dont le lancement est prévu en 2031. La complexité de la chaîne de détection du X-IFU nécessite un suivi de ses perturbations instrumentales. Des simulations bout-à-bout, reproduisant les observations en rayons X de l'émission des photons d'une source représentative à leur détection, sont un outil de choix pour ces études. Dans la première partie de cette thèse, j'utilise ces simulateurs pour quantifier l'effet de la diaphonie entre les pixels, pour dériver une spécification sur la connaissance du bruit de fond instrumental, ou encore pour estimer la sensibilité spectrale de l'instrument. Mes résultats confirment que le X-IFU atteindra ses exigences en taux de comptage pour des sources étendues brillantes. Ils démontrent aussi qu'une bonne connaissance des raies spectrales, ainsi que du niveau bruit de fond instrumental (à mieux que 2%) est indispensable pour éviter des erreurs systématiques dans le traitement des données. L'analyse des performances doit cependant être couplée à des études de faisabilité des objectifs scientifiques du X-IFU. Cela concerne particulièrement les observations de sources étendues, qui feront appel à tout le potentiel de l'instrument. La deuxième partie de ce travail analyse les capacités du X-IFU à caractériser les propriétés physiques et chimiques du milieu intra-amas, ainsi que sa turbulence. Pour obtenir des simulations représentatives, des modèles ou d'autres simulations numériques sont utilisés comme point de départ de ces études. Mes résultats montrent la puissance du X-IFU à mesurer les propriétés des amas de galaxies, même à haut redshift (z ~ 2) et sur des temps d'exposition de 100ks. Je présente également une nouvelle façon d'aborder les biais sur les diagnostics spectraux. Elle permettra d'optimiser les observations de la turbulence dans les amas. Enfin, pour remplir ses objectifs scientifiques, le X-IFU nécessitera une calibration très précise. La troisième partie de cette thèse aborde différents points de la calibration du X-IFU, notamment la connaissance de son échelle de gain, de son efficacité quantique et de son bruit de fond instrumental. Je démontre que de nouvelles méthodes de correction de gain et de surveillance du niveau de bruit de fond instrumental sont nécessaires pour vérifier les spécifications attendues. Ces résultats permettent d'optimiser l'architecture de l'instrument (par ex., sources modulées de rayons X, stratégies de corrections) et de mieux préparer ses phases de calibration au sol et en vol. Les études de calibration se feront aussi et surtout par des essais en conditions représentatives, comme dans le banc cryogénique développé et caractérisé à l'IRAP au cours de ma thèse.

In recent SN Ia survey analyzes for dark energy characterization, statistical and systematic uncertainties are equivalent. However, the next generation of wide-field telescopes like LSST would add tens of thousands SNe Ia to the Hubble diagram. This improvement in the statistics suggests that a special effort have to be conducted to reduce systematics, of which the primary photometric calibration (CALSPEC) is the dominant term. The work described in this thesis is part of the preparation for LSST within the DESC collaboration. Firstly, we evaluate the impact of calibration uncertainties in a cosmological analysis of a typical LSST SN Ia survey on dark energy characterization. We thus show the need to constrain the photometric calibration within 0.1% accuracy for it not to be predominant. The second part presents the StarDICE experiment and its first results: a stable artificial light source (LEDs) is calibrated on a spectrophotometric bench, using NIST flux standards. This calibration is then transferred on site to CALSPEC's astrophysical standards using a telescope to observe the CALSPEC stars and the artificial source simultaneously. This transfer is currently carried out with an accuracy of 5%., Dans les analyses récentes des relevés de SNe Ia pour caractériser l'énergie noire, les incertitudes statistiques et systématiques sont équivalentes. Or la prochaine génération de télescopes grand-champs comme LSST devrait peupler le diagramme de Hubble des SNe Ia avec plusieurs dizaines de milliers d'événements. Cette augmentation de la statistique suggère qu'un effort particulier doit être apporté à la réduction des systématiques, dont la calibration photométrique primaire (CALSPEC) est le terme dominant. Le travail de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la préparation à LSST au sein de la collaboration DESC. On évalue dans un premier temps avec une simulation l'impact des incertitudes de calibration sur les contraintes apportées par l'analyse du relevé de SNe Ia de LSST sur l'énergie noire. On montre ainsi la nécessité de contraindre la calibration photométrique avec une précision de 0.1% pour qu'elle ne soit pas dominante. La deuxième partie de la thèse présente l'expérience StarDICE et ses premiers résultats: une source artificielle stable (LEDs) est calibrée sur un banc spectrophotométrique en utilisant des standards de flux du NIST. Cette calibration est ensuite transférée sur site aux standards astrophysiques CALSPEC à l'aide d'un télescope observant les étoiles CALSPEC et la source artificielle. Ce transfert est à l'heure actuelle effectué avec une précision de 5%.

Serial robots are designed for repetitive tasks in wide workspaces, and provide good dexterity and flexibility to production lines. Restrictive applications such as parts digitizing can make use of those attractive benefits. However, digitizing needs on accuracy require to work carefully on the quality of the robot end-effector positioning. In this context, a digitizing cell using a 6 axis robot as displacement system for a laser plane sensor (KZ25) was developed. In this cell all calibrations are ensured by an external measurement system (C-Track Creaform) following the end-effector. The goal is to master the digitizing quality and to optimize the operating speed thanks to quick and convenient calibrations (few equipment, installation and constraints).First, the parameters of the robot geometric model are identified with a quick and convenient method we developed, based on the existing circle point analysis method (CPA). A comparative study shows the advantages of our identification method over classic methods. Then a selective method we proposed allows us to complete this geometric model with relevant non-geometric parameters such as flexibilities or backlashes. Robot performances in terms of speed and posing quality are also studied through new performance indexes. Finally, we had to create and validate a calibration method for the position and orientation of the KZ25 sensor in order to exploit the unrestricted orientation provided by the robot end- effector.In our work prospects, a path generation strategy will use those calibrations to create paths for the robot, with mastered digitizing quality and optimized speed.; Les robots sériels de grandes dimensions apportent dextérité, répétabilité et flexibilité dans les chaînes de production. Sur ces chaînes, des opérations telles que la mesure de pièces peuvent exploiter ces avantages très attractifs. Il est cependant impératif de mieux maîtriser le positionnement de l’effecteur de ces robots, pour répondre aux exigences de la mesure 3D. Dans ce contexte, une cellule de numérisation robotisée a été développée, exploitant un robot sériel 6 axes comme support d’un capteur laser plan (KZ25 Kreon), et utilisant un système de stéréovision externe pour le suivi de l’opération et la calibration de la cellule (C-Track Creaform). La calibration que nous proposons pour cette cellule permet de maîtriser la qualité et d’optimiser la vitesse de numérisation, et se veut à la fois rapide et pratique (peu de contraintes et de matériel) pour répondre à un contexte industriel.Cette calibration passe par l’identification des paramètres d’un modèle géométrique pour le robot, à l’aide d’une nouvelle méthode que nous proposons, généralisant le concept d’étude d’arc de cercle proposé dans la méthode CPA (Circle Point Analysis). Une étude comparative démontre les avantages de cette nouvelle méthode par rapport aux méthodes classiquement utilisées. Une méthode de sélection que nous avons développée permet ensuite de compléter le modèle du robot avec des paramètres non-géométriques pertinents (flexibilités, jeux). Au cours de la calibration, nous étudions également les capacités du robot en vitesse et en qualité de positionnement au travers d’indices de performance originaux. Enfin nous avons élaboré et validé une méthode de calibration en position et orientation du KZ25 sur son support (le robot) ce qui permet une numérisation à 6 DDL.En perspective, un générateur de trajectoires, à donner en consigne au robot, devra utiliser cette calibration de la cellule entière pour maîtriser la qualité de la numérisation et optimiser sa durée.

Serial robots are designed for repetitive tasks in wide workspaces, and provide good dexterity and flexibility to production lines. Restrictive applications such as parts digitizing can make use of those attractive benefits. However, digitizing needs on accuracy require to work carefully on the quality of the robot end-effector positioning. In this context, a digitizing cell using a 6 axis robot as displacement system for a laser plane sensor (KZ25) was developed. In this cell all calibrations are ensured by an external measurement system (C-Track Creaform) following the end-effector. The goal is to master the digitizing quality and to optimize the operating speed thanks to quick and convenient calibrations (few equipment, installation and constraints).First, the parameters of the robot geometric model are identified with a quick and convenient method we developed, based on the existing circle point analysis method (CPA). A comparative study shows the advantages of our identification method over classic methods. Then a selective method we proposed allows us to complete this geometric model with relevant non-geometric parameters such as flexibilities or backlashes. Robot performances in terms of speed and posing quality are also studied through new performance indexes. Finally, we had to create and validate a calibration method for the position and orientation of the KZ25 sensor in order to exploit the unrestricted orientation provided by the robot end- effector.In our work prospects, a path generation strategy will use those calibrations to create paths for the robot, with mastered digitizing quality and optimized speed.; Les robots sériels de grandes dimensions apportent dextérité, répétabilité et flexibilité dans les chaînes de production. Sur ces chaînes, des opérations telles que la mesure de pièces peuvent exploiter ces avantages très attractifs. Il est cependant impératif de mieux maîtriser le positionnement de l’effecteur de ces robots, pour répondre aux exigences de la mesure 3D. Dans ce contexte, une cellule de numérisation robotisée a été développée, exploitant un robot sériel 6 axes comme support d’un capteur laser plan (KZ25 Kreon), et utilisant un système de stéréovision externe pour le suivi de l’opération et la calibration de la cellule (C-Track Creaform). La calibration que nous proposons pour cette cellule permet de maîtriser la qualité et d’optimiser la vitesse de numérisation, et se veut à la fois rapide et pratique (peu de contraintes et de matériel) pour répondre à un contexte industriel.Cette calibration passe par l’identification des paramètres d’un modèle géométrique pour le robot, à l’aide d’une nouvelle méthode que nous proposons, généralisant le concept d’étude d’arc de cercle proposé dans la méthode CPA (Circle Point Analysis). Une étude comparative démontre les avantages de cette nouvelle méthode par rapport aux méthodes classiquement utilisées. Une méthode de sélection que nous avons développée permet ensuite de compléter le modèle du robot avec des paramètres non-géométriques pertinents (flexibilités, jeux). Au cours de la calibration, nous étudions également les capacités du robot en vitesse et en qualité de positionnement au travers d’indices de performance originaux. Enfin nous avons élaboré et validé une méthode de calibration en position et orientation du KZ25 sur son support (le robot) ce qui permet une numérisation à 6 DDL.En perspective, un générateur de trajectoires, à donner en consigne au robot, devra utiliser cette calibration de la cellule entière pour maîtriser la qualité de la numérisation et optimiser sa durée.

In this thesis, we study the evaluation and validation of predictive densities. In a first part, we are interested in the contribution of machine learning in the field of quantile and densityforecasting. We use some machine learning algorithms in quantile forecasting framework with real data, inorder to highlight the efficiency of particular method varying with nature of the data.In a second part, we expose some validation tests of predictive densities present in the literature. Asillustration, we use two of the mentionned tests on real data concerned about stock indexes log-returns.In the third part, we address the calibration constraint of probability forecasting. We propose a generic methodfor recalibration, which allows us to enforce this constraint. Thus, it permits to simplify the choice betweensome density forecasts. It remains to be known the impact on forecast quality, measured by predictivedistributions sharpness, or specific scores. We show that the impact on the Continuous Ranked ProbabilityScore (CRPS) is weak under some hypotheses and that it is positive under more restrictive ones. We use ourmethod on weather and electricity price ensemble forecasts.Keywords : Density forecasting, quantile forecasting, machine learning, validity tests, calibration, bias correction,PIT series , Pinball-Loss, CRPS., Cette thèse porte sur l’évaluation et la validation de prévisions en loi. Dans la première partie, nous nous intéressons à l’apport du machine learning vis à vis des prévisions quantile et des prévisions en loi. Pour cela, nous avons testé différents algorithmes de machine learning dans un cadre de prévisions de quantiles sur données réelles. Nous tentons ainsi de mettre en évidence l’intérêt de certaines méthodes selon le type de données auxquelles nous sommes confrontés. Dans la seconde partie, nous exposons quelques tests de validation de prévisions en loi présents dans la littérature. Certains de ces tests sont ensuite appliqués sur données réelles relatives aux log-rendements d’indices boursiers. Dans la troisième, nous proposons une méthode de recalibration permettant de simplifier le choix d’une prévision de densité en particulier par rapport à d’autres. Cette recalibration permet d’obtenir des prévisions valides à partir d’un modèle mal spécifié. Nous mettons également en évidence des conditions sous lesquelles la qualité des prévisions recalibrées, évaluée à l’aide du CRPS, est systématiquement améliorée, ou très légèrement dégradée. Ces résultats sont illustrés par le biais d’applications sur des scénarios de températures et de prix.

Traffic models are of paramount importance for understanding and forecasting traffic dynamics. They represent a significant support for all the stages of traffic management. This thesis focuses on issues related to daily traffic management. For road network managers, four challenges are addressed. The speed refers to the choice of the scale of representation and formulation of the flow model. The selected model is the Lagrangian-Space LWR model. The reliability is associated to the integration of the model errors in the traffic conditions estimation process. The reactivity is described as the capacity of the method to take into account the prevailling traffic states in real time. Finally, the versatility refers to the capacity of the method parameters to evolve considering the observed traffic situations.The scientific challenges that the presented works aim are based on the four issues. The integration of the uncertainties into the flow model is a first challenge. Then, the production of operational indicators that account for the reliability of the results is discussed. Concerning the reactivity, the addressed scientific challenges are the establishment of a vehicle indexes based sequential data assimilation process and the calibration of the model's internal conditions. Finally, concerning the versatility, the associated scientific question is the online calibration of the parameters of the traffic flow model. A model for tracking the errors,assumed to be distributed following Gaussian mixtures, is developped. The error tracking is achieved thanks to an original perturbation method designed for multi-modal Gaussian mixtures. A sensitivity analysis is performed in order to establish a link between the designed method's robustness and the discretization of the network, the number of modes in the Gaussian mixture and the errors on the flow model's parameters. The data assimilation process enables to propagate traffic conditions in accordance with the observed situation in case of non-calibrated demand and supply. The posterior state is calculated by means of a Bayesian inference formulation knowing the prior and observed states. Two methods for model update have been tested. Facing model inconsistencies introduced by the method of substituting \textit{prior} states by \textit{posterior} states, the update acts also on the vehicles by means of addition, deletion, advancing and delaying of the passing times. The validation of the proposed solutions is achieved on a network composed of a simple homogeneous link without discontinuity. When the parameters of the traffic flow models are not calibrated, the data assimilation alone is not able to propagate the traffic states in accordance with the observed situation. The calibration of the parameters is addressed in an opening chapter in which several research avenues are proposed to resolve this last scientific question. The works in this thesis pave the way to perspectives in both research and operational domains. Indeed, it is interesting to quantify the reinforcement brought by model centered methods to usual data centered methods for the real time estimation and the short term forecasting of traffic conditions. Furthermore, the developed methods, associated to the cited research avenues, may represent a significant intake in the daily traffic management tools., Les modèles de trafic ont une importance capitale pour la compréhension et la prévision des phénomènes liés aux conditions de circulation. Ils représentent une aide précieuse à tous les niveaux de gestion du trafic. Cette thèse s'attache aux problématiques liées à la gestion du trafic au quotidien. Pour les gestionnaires de réseaux, quatre enjeux sont traités. L'enjeu de rapidité renvoie au choix de l'échelle de représentation et la formulation du modèle d'écoulement. Le modèle retenu est le modèle LWR lagrangien-spatial. La fiabilité est un enjeu relatif à la prise en compte des erreurs de modèles dans les estimations des conditions de circulation. La réactivité est décrite comme la capacité de la méthode à prendre en compte en temps réel les états de trafic captés. Enfin, l'adaptabilité renvoie à la capacité des paramètres de la méthode à évoluer en tenant compte des situations de trafic observées. Les verrous scientifiques que les travaux présentés cherchent à lever s'articulent autour des quatre enjeux décrits précédemment. L'intégration de la propagation des incertitudes directement dans le modèle d'écoulement représente un premier verrou. Ensuite, la production d'indicateurs opérationnels rendant compte de la fiabilité des résultats. Concernant l'enjeu de réactivité, les verrous scientifiques traités sont la mise en place d'un schéma d'assimilation de données séquentiel et le calage des conditions internes du modèle d'écoulement intégrant les erreurs de modèle et d'observation. Enfin, concernant l'enjeu de réactivité, le verrou scientifique associé est le calage en ligne des paramètres du modèle d'écoulement. Un modèle de suivi d'erreur où les variables du modèle d'écoulement sont distribuées selon des mélanges de gaussienne est développé. Le suivi des erreurs dans le modèle est réalisé grâce à une méthode de perturbation adaptée à la formulation multi-composantes des mélanges de gaussiennes. Une analyse de sensibilité est menée afin d'établir le lien entre la robustesse de la méthode proposée et la discrétisation du réseau, le nombre de composantes dans le mélange de gaussiennes et les erreurs sur les paramètres du modèle d'écoulement. Ce modèle permet la production d'indicateurs opérationnels et leurs erreurs associées rendant compte de la fiabilité des conditions de circulation ainsi estimées. Le processus d'assimilation séquentielle permet d'estimer et de prévoir les conditions de trafic en accord avec les observations en cas de demande et d'offre non calées. L'état a posteriori est calculé à l'aide d'une formulation bayésienne connaissant les états a priori et les observations. Deux méthodes de mise à jour du modèle ont été testées. Devant les incohérences du modèle, introduites par la méthode de substitution des états a priori par les états a posteriori, la mise à jour agit aussi sur les véhicules via l'ajout, la suppression, l'avancement ou le retardement de leurs temps de passage. La validation des concepts étudiés est réalisée sur un réseau composé d'un simple lien homogène sans discontinuité. Lorsque les paramètres de l'écoulement du trafic ne sont pas calés, l'assimilation de données seule ne permet pas de propager correctement les états de trafic en accord avec la situation observée. Le calage des paramètres d'écoulement est traité dans un chapitre d'ouverture dans lequel des pistes de recherche sont suggérées afin de proposer des solutions à ce dernier verrou scientifique. Les travaux de cette thèse ouvrent la voie à des perspectives de recherche et opérationnelles. En effet, il est intéressant de quantifier le renforcement apporté par les méthodes modèle-centrées aux méthodes données-centrées usuelles dans l'estimation en temps réel et la prévision à court-terme des conditions de circulation. De plus, les méthodes développées, associées aux pistes de recherche évoquées, pourraient représenter un apport considérable aux outils d'aide à la gestion du trafic au quotidien.

Measuring high alternating currents over a wide frequency bandwidth is essential for many applications including the monitoring of the electrical distribution network and the development of electric vehicles. In the first case, current measurement is necessary to quantify the quality of the grid in the presence of harmonics from intermittent renewable energies with a large frequency spectrum (several hundred kilohertz). In the second case, current measurement (up to several tens of amperes) is used to quantify the efficiency of an electric motor's traction chain: in current measurement, it is essential to take into account a large number of harmonics (up to 1 MHz) to ensure an accurate knowledge of the motor's efficiency. Resistors of low values, called "shunt", are then mandatory to measure high currents. Shunts are widely used as a resistance standard in metrology laboratories and precision instruments. Their use requires the preliminary knowledge of the following two parameters according to the frequency: Impedance phase shift; relative variation of the impedance magnitude according to its DC resistance value, this parameter is called “AC-DC difference”. For a current level of 10 A, the impedance of existing shunts shows strong variations in magnitude and phase for frequencies above 100 kHz. In addition, in National Metrology Institutes, to calibrate shunts beyond 1 A the measurement methods currently used are limited in magnitude up to 100 kHz and phase up to 200 kHz; and provide access to only one of the two parameters: magnitude or phase of impedance. The aim of this thesis is to extend the calibration capabilities of high current sensors up to 10 A and 1 MHz and thus improve the traceability of AC current measurements. Firstly, we developed a 10 A shunt standard whose electromagnetic (up to 10 MHz) and thermal responses are fully calculable: at 1 MHz the phase shift and transposition deviation are -0.01 mrad and 15 ppm respectively. Secondly, we developed a traceable calibration method to measure shunts up to 10 MHz. The measurement method, based on the use of a vector network analyzer, allows the AC-DC deviation and impedance phase of a shunt to be measured simultaneously with relative uncertainties less than 1.10⁻³ at 1 MHz., Mesurer des forts courants alternatifs sur une large bande de fréquences est primordial pour de nombreuses applications dont la surveillance du réseau de distribution électrique et le développement des véhicules électriques. Dans le premier cas, la mesure du courant est nécessaire pour quantifier la qualité du réseau en présence d’harmoniques provenant des énergies renouvelables intermittentes dont le spectre en fréquences est assez large (plusieurs centaines de kilohertz). Dans le second cas, la mesure du courant (jusqu’à plusieurs dizaines d’ampères) intervient dans la quantification du rendement de la chaîne de traction d’un moteur électrique : dans la mesure du courant la prise en compte d’un grand nombre d’harmoniques (jusqu’à 1 MHz) est indispensable pour garantir une connaissance précise du rendement du moteur. Des résistances de faibles valeurs, appelées « shunt », sont alors indispensables pour mesurer des forts courants. Les shunts sont largement utilisés comme étalon de résistance dans les laboratoires de métrologie et les instruments de précision. Leur utilisation nécessite la connaissance préliminaire en fonction de la fréquence des deux paramètres suivants : déphasage de l’impédance du shunt ; variation relative du module de l’impédance du shunt par rapport à la sa valeur de sa résistance en courant continu, ce paramètre est appelé “écart de transposition”. Pour un niveau de courant de 10 A, l’impédance des shunts existants présente de fortes variations en module et phase pour les fréquences supérieures à 100 kHz. De plus, actuellement dans les laboratoires nationaux de métrologie, pour étalonner les shunts au-delà de 1 A les méthodes de mesure utilisées sont d’une part limitées en module à 100 kHz et en phase à 200 kHz et d’autre part elles donnent accès uniquement à un des deux paramètres : module ou phase de l’impédance du shunt. Ce travail de thèse a pour objectif d’étendre jusqu’à 10 A et 1 MHz les possibilités d’étalonnage des capteurs de forts courant et d’améliorer ainsi la traçabilité des mesures en courant alternatif. Nous avons dans un premier temps développé un shunt étalon de 10 A dont la réponse électromagnétique (jusqu’à 10 MHz) et la réponse thermique sont entièrement calculables : à 1 MHz le déphasage et l’écart de transposition sont respectivement de -0,01 mrad et 15 ppm. Dans un second temps, nous avons mis au point une méthode d'étalonnage traçable permettant de mesurer les shunts jusqu’à 10 MHz. La méthode de mesure, basée sur l'utilisation d'un analyseur de réseau vectoriel, permet de mesurer simultanément l’écart de transposition et la phase de l'impédance d'un shunt avec des incertitudes relatives inférieures à 1.10⁻³ à 1 MHz.

The evaluation of the dosimetric protection quantities used to ensure the three principles of the radiation protection is achieved by radiation survey meters. With a proper calibration, which is periodically controlled, these instruments give a dosimetric operational quantity, as the ambient dose equivalent rate H*(10) for example, which represents a good estimator of the effective dose E used to define regulatory ionizing radiation exposition limits for workers.So far before this thesis work, the periodic calibration control of radiation survey meters was achieved only by using radioactive sources, as the 137Cs, which emit mono-energetic gamma rays. Although this method is well known and standardized, it suffers from an energetic representativeness defect. Indeed, the ionizing radiation sources encountered are generally many and the environment enables diffusions which imply a broadened energetic spectrum. But the radiation survey meters are sensitive on large energetic ranges which response is not homogeneous.As part of this thesis work, realized in collaboration between ATRON METROLOGY and the LPC Caen, a calibration and calibration control of radiation survey meters method has been developed, validated and implemented. Broadened energetic X-rays fields, produced by the braking of electrons pre-accelerated by an electrostatic accelerator, are used rather than the mono-energetic gamma rays. This method offers a better representativeness in terms of metrology but is also a sustainable approach allowing to free the use of radioactive sources for calibration and calibration control of radiation survey meters., L'évaluation des grandeurs dosimétriques de protection utiles au respect des trois principes de la radioprotection est réalisée par des instruments de mesure de rayonnements ionisants. Par l'intermédiaire de leur étalonnage, lequel doit être contrôlé périodiquement, ces instruments délivrent une indication de la grandeur dosimétrique opérationnelle de l'environnement dans lequel ils sont utilisés, par exemple l'équivalent de dose ambiant H*(10). Celui-ci constitue un bon estimateur de la dose efficace E, grandeur de protection à partir de laquelle sont définies les limites réglementaires d'exposition aux rayonnements ionisants des travailleurs.Jusqu'à ce travail de thèse, le contrôle périodique de l'étalonnage (CPE) des instruments était réalisé uniquement à l'aide de sources radioactives, telles que le 137Cs, émettrices de rayonnements gamma mono-énergétiques. Bien qu'éprouvée et normalisée, cette méthode souffre notamment d'un défaut de représentativité du spectre en énergie de l'environnement radiatif dans lequel sont utilisés ces instruments. En effet, les sources de rayonnements ionisants rencontrées sont généralement multiples et l'environnement favorise la diffusion de ces rayonnements, impliquant un spectre en énergie étendu. Or, les instruments sont sensibles sur des gammes étendues en énergie, auxquelles l'indication qu'ils délivrent à une dépendance non homogène.Dans le cadre de ce travail de thèse, réalisé en collaboration entre ATRON METROLOGY et le LPC Caen, une méthode d'étalonnage et de contrôle périodique de l'étalonnage des instruments de mesure utilisés en radioprotection a été développée, validée et mise en œuvre. Des champs de rayonnements X, dont les spectres énergétiques sont étendus, s'y substituent, produits par le freinage sur une cible de conversion d'électrons préalablement accélérés par un accélérateur électrostatique. Outre une meilleure représentativité des champs de référence utilisés, cette méthode s'inscrit dans une démarche durable en permettant de s'affranchir de l'utilisation de sources isotopiques pour l'étalonnage ou le contrôle périodique de l'étalonnage des instruments de mesure des rayonnements ionisants.

This paper tries to offer a model that includes carsharing strategies modelling in 4 steps models. The proposed model considers environmental issues as it takes in count some variables too often omitted in common models. The main strategies studied in this paper are High Occupancy Vehicle Lane (HOV), and to a lesser extent High Occupancy Toll (HOT).This model is the result of a first phase of a theoretical literature review, and then a practical application and calibration to some french cities models. These results must be used or adapted with care because of the lack of data available about carpooling user’s behavior., Ce mémoire étudie les possibilités de modélisation d’aménagements de covoiturage dans le cadre d’un modèle à quatre étapes. Le modèle proposé intègre les problématiques environnementales actuelles puisqu’il propose de considérer des variables jusqu’ici trop souvent négligées dans la littérature scientifique. Les principaux aménagements ici étudiés sont les voies à occupation multiple (HOV) et, dans une moindre mesure, les péages à occupation multiple (HOT).Le modèle proposé est issu d’une première phase théorique basée sur des recherches bibliographiques, puis d’une phase pratique de calibration réalisée à partir de données de villes françaises. Ces deux phases amènent à la proposition d’un modèle qu’il convient bien sûr d’utiliser (et de surcroît d’adapter) avec précaution, en particulier à cause du peu de données qui existe actuellement en matière de covoiturage.

Following the incorporation of radionuclides in the body, quantitative imaging in nuclear medicine and in vivo spectrometry measurements are used to quantify the retained activity. The calibration of these in vivo systems can be improved to take account of individual variability. To optimize the measurements of the activity retained, innovative calibration phantoms were created and manufactured by 3D printing. 3D computer graphics were used for the design, coupled with an engineering work allowing the inclusion of radionuclides and the fit to users’ needs. A set of age-specific thyroid phantoms has been developed and used to improve the thyroid in vivo measurement of children. Following a systematic study, the calibration coefficients for IRSN emergency and routine installations were determined for adults and 5, 10 and 15 year old children. A pathological thyroid phantom has been developed in addition to the set of thyroid phantoms dedicated to the emergency to improve the thyroid uptake measurement in nuclear medicine. A multicentre study was carried out to optimize the calibration so that treatment of thyroid benign diseases moves towards a better personalization. For lung in vivo measurement, a set of breast phantoms has been developed to improve the monitoring of female workers. Finally, this research work has allowed developing several phantoms adapted to the needs and their usefulness was proven for the quantification of the activity in internal dosimetry.; Après l’incorporation de radionucléides dans l’organisme, l’imagerie quantitative en médecine nucléaire et l’anthroporadiométrie sont utilisés pour quantifier l’activité retenue. L’étalonnage de ces systèmes in vivo peut être amélioré afin de tenir en compte de la variabilité individuelle. En vue d’optimiser la mesure de l’activité retenue, des fantômes d’étalonnage innovants ont été réalisés par impression 3D. L’infographie 3D a été utilisée pour la conception, en parallèle avec un travail d’ingénierie permettant l’inclusion de radionucléides et l’adaptation aux besoins des utilisateurs. Un jeu de fantômes thyroïdiens adapté à l’âge a été développé et utilisé pour améliorer la mesure anthroporadiométrique thyroïdienne des enfants. À la suite d’une étude systématique, les coefficients d’étalonnage des installations de routine et de crise de l’IRSN ont été déterminés pour l’adulte et les enfants de 5, 10 et 15 ans. Un fantôme thyroïdien pathologique a été développé en plus du jeu de fantômes thyroïdiens dédié à la crise pour améliorer la mesure de fixation thyroïdienne en médecine nucléaire. Une étude multicentrique a été réalisée pour optimiser l’étalonnage afin de mieux personnaliser le traitement des pathologies bénignes de la thyroïde. Pour l’anthroporadiométrie pulmonaire, une famille de fantômes de poitrine a été développée pour améliorer la surveillance des travailleuses du nucléaire. Finalement, ce travail de recherche a permis de développer des fantômes adaptés aux besoins et de démontrer leur utilité pour la quantification de l’activité en dosimétrie interne.

Following the incorporation of radionuclides in the body, quantitative imaging in nuclear medicine and in vivo spectrometry measurements are used to quantify the retained activity. The calibration of these in vivo systems can be improved to take account of individual variability. To optimize the measurements of the activity retained, innovative calibration phantoms were created and manufactured by 3D printing. 3D computer graphics were used for the design, coupled with an engineering work allowing the inclusion of radionuclides and the fit to users’ needs. A set of age-specific thyroid phantoms has been developed and used to improve the thyroid in vivo measurement of children. Following a systematic study, the calibration coefficients for IRSN emergency and routine installations were determined for adults and 5, 10 and 15 year old children. A pathological thyroid phantom has been developed in addition to the set of thyroid phantoms dedicated to the emergency to improve the thyroid uptake measurement in nuclear medicine. A multicentre study was carried out to optimize the calibration so that treatment of thyroid benign diseases moves towards a better personalization. For lung in vivo measurement, a set of breast phantoms has been developed to improve the monitoring of female workers. Finally, this research work has allowed developing several phantoms adapted to the needs and their usefulness was proven for the quantification of the activity in internal dosimetry.; Après l’incorporation de radionucléides dans l’organisme, l’imagerie quantitative en médecine nucléaire et l’anthroporadiométrie sont utilisés pour quantifier l’activité retenue. L’étalonnage de ces systèmes in vivo peut être amélioré afin de tenir en compte de la variabilité individuelle. En vue d’optimiser la mesure de l’activité retenue, des fantômes d’étalonnage innovants ont été réalisés par impression 3D. L’infographie 3D a été utilisée pour la conception, en parallèle avec un travail d’ingénierie permettant l’inclusion de radionucléides et l’adaptation aux besoins des utilisateurs. Un jeu de fantômes thyroïdiens adapté à l’âge a été développé et utilisé pour améliorer la mesure anthroporadiométrique thyroïdienne des enfants. À la suite d’une étude systématique, les coefficients d’étalonnage des installations de routine et de crise de l’IRSN ont été déterminés pour l’adulte et les enfants de 5, 10 et 15 ans. Un fantôme thyroïdien pathologique a été développé en plus du jeu de fantômes thyroïdiens dédié à la crise pour améliorer la mesure de fixation thyroïdienne en médecine nucléaire. Une étude multicentrique a été réalisée pour optimiser l’étalonnage afin de mieux personnaliser le traitement des pathologies bénignes de la thyroïde. Pour l’anthroporadiométrie pulmonaire, une famille de fantômes de poitrine a été développée pour améliorer la surveillance des travailleuses du nucléaire. Finalement, ce travail de recherche a permis de développer des fantômes adaptés aux besoins et de démontrer leur utilité pour la quantification de l’activité en dosimétrie interne.

River levees as protective measures against flooding are a matter of utmost strategic importance for the security of people and property. A better knowledge of their structural reliability is a major challenge for engineers and managers of these structures in order to meet current regulations and potentially develop them. In France, the regulations relating to the safety of hydraulic structures require the realization of hazard studies, in which probabilistic safety evaluation procedures take on a more and more important role. Due to the complexity of their failure mechanisms and the lack of a specific condition of limit-state for some failure mechanisms such as internal erosion and overtopping or scour, calculating a probability of failure by quantitative approaches remains impossible to this day. Levees induce specific problems in evaluating their structural reliability where expert intervention is necessary and pivotal. They must interpret the available data and take into account the uncertainties in their analysis, in order to evaluate the structural reliability of levees in terms of probability of failure. The aim of the thesis is to develop and elaborate a complete approach for supporting probabilistic evaluation of structural reliability of levees based on expert judgements. It is designed as a scientifically justified approach to collect and use uncertain but quantitative expert evaluations of structural reliability, in the form of a failure probability or a safety factor, accompanied by a margin of probabilistic uncertainty. To meet this goal, two approaches have been developed, "EiCAD" and "EiDA" composed of the following phases (in different orders): - individual elicitation phase of expert judgement (Ei) allowing the collection of probabilistic expert evaluations by a constricted questionnaire ; - calibration phase (C) to weigh the probabilistic expert evaluations elicited depending on the degrees of precision and accuracy that can be provided; - aggregation phase (A) during which the probabilistic expert evaluations elicited by several experts are taken into account ; - debiasing phase (D) during which biases that may affect the probabilistic expert evaluations are removed. The developed approaches have been implemented for the cases of Drac levees, located in the Grenoble agglomeration, to assess the probability of failure, by expert judgement, with regard to sliding and internal erosion mechanism of failure.; Les digues de protection contre les inondations sont d'une importance stratégique incontournable pour la sécurité des personnes et des biens. Une meilleure connaissance de leur fiabilité structurelle constitue un enjeu majeur pour les ingénieurs et pour les gestionnaires de ces ouvrages afin de répondre aux réglementations en vigueur et potentiellement les faire évoluer. La réglementation en France relative à la sûreté des ouvrages hydrauliques exige la réalisation d'études de dangers, au sein desquelles les démarches probabilistes d'évaluation de la sécurité prennent une place de plus en plus importante. De par la complexité de leurs mécanismes de rupture et l'absence de condition d'état-limite précis pour certains mécanismes de défaillance tels que l'érosion interne, la surverse ou l'affouillement, le calcul d'une probabilité de défaillance par des approches quantitatives demeure à ce jour impossible. Les digues induisent des problématiques particulières pour l'évaluation de leur fiabilité structurelle où l'intervention d'experts s'avère nécessaire et centrale. Ceux-ci doivent procéder à l'interprétation des données disponibles et la prise en compte de leurs incertitudes, pour pouvoir ensuite évaluer la fiabilité structurelle de digues en termes de probabilité de défaillance. L'objectif de la thèse est l'élaboration d'une démarche complète d'aide à l'évaluation probabiliste de la fiabilité structurelle des digues à partir du jugement expert. Une démarche scientifiquement justifiée pour le recueil et l'exploitation des évaluations expertes, incertaines mais quantitatives, de la fiabilité structurelle des ouvrages, sous la forme d'une probabilité de défaillance ou d'un coefficient de sécurité, assorti(e) d'une marge d'incertitude probabiliste. Afin de répondre à cet objectif, deux démarches ont été développée, « EiCAD » et « EiDA », toutes reposant (dans des ordres différents) sur les phases suivantes : - Une phase d'élicitation individuelle des avis experts (Ei) permettant le recueil des évaluations expertes probabilistes par la construction d'un formulaire de questionnement ; - Une phase de calibration (C) permettant de pondérer les évaluations expertes en fonction des degrés de précision et de justesse ; - Une phase d'agrégation (A) permettant une prise en compte simultanée de plusieurs évaluations expertes probabilistes ; - Une phase de dé-biaisage (D) permettant de traiter les biais susceptibles d'entacher les évaluations expertes probabilistes. Les démarches développées ont été mises en oeuvre sur des cas de digues du Drac, dans l'agglomération grenobloise, pour évaluer la probabilité de défaillance, par jugement expert, vis-à-vis de mécanisme de rupture par glissement et par érosion interne.

International audience

Proper functioning of levees and roadway networks is a major challenge for the management of risks and the resilience territories. The general lack of data allowing describing their behaviour for the feared rare events leads to exploit mainly the expert opinion to estimate their levels of functioning. In this context, the Incertu project proposes a method for the functional modelling of the mechanisms of infrastructure failure in a systemic context, taking into account the uncertainties linked to the expert evaluation of their mechanisms of failure and the reduction of biases using a model of calibration., Le bon fonctionnement des réseaux de digues et de voiries constitue un enjeu majeur pour la gestion des risques et la résilience des territoires. Le manque général de données permettant de décrire leurs comportements pour les événements rares redoutés conduit à exploiter principalement les dires experts pour estimer leurs niveaux de fonctionnement. Le projet Incertu propose une démarche méthodologique pour la modélisation fonctionnelle des mécanismes de défaillance des infrastructures en contexte systémique, la prise en compte des incertitudes liées à l'évaluation experte de leurs mécanismes de défaillance et la réduction des biais via un modèle de calibration.

The research work, carried out within the framework of this thesis, concerns the development of a system of perception and saliency detection in 3D environment taking advantage from a pseudo-3D representation. Our contribution and the issued concept derive from the hypothesis that the depth of the object with respect to the robot is an important factor in the detection of the saliency. On this basis, a salient vision system of the 3D environment has been proposed, designed and validated on a platform including a robot equipped with a pseudo-3D sensor. The implementation of the aforementioned concept and its design were first validated on the pseudo-3D KINECT vision system. Then, in a second step, the concept and the algorithms have been extended to the aforementioned robotic platform. The main contributions of the present thesis can be summarized as follow: A) A state of the art on the various sensors for acquiring depth information as well as different methods of detecting 2D salience and pseudo 3D. B) Study of pseudo-3D visual saliency system based on benefiting from the development of a robust algorithm allowing the detection of salient objects. C) Implementation of a depth estimation system in centimeters for the Pepper robot. D) Implementation of the concepts and methods proposed on the aforementioned platform. The carried out studies and the experimental validations confirmed that the proposed approaches allow to increase the autonomy of the robots in a real 3D environment, Le travail de recherche effectué dans le cadre de cette thèse concerne le développement d’un système de perception de la saillance en environnement 3D en tirant l’avantage d’une représentation pseudo-3D. Notre contribution et concept issue de celle-ci part de l'hypothèse que la profondeur de l’objet par rapport au robot est un facteur important dans la détection de la saillance. Sur ce principe, un système de vision saillante de l’environnement 3D a été proposé, conçu et validée sur une plateforme comprenant un robot équipé d’un capteur pseudo-3D. La mise en œuvre du concept précité et sa conception ont été d’abord validés sur le système de vision pseudo-3D KINECT. Puis dans une deuxième étape, le concept et les algorithmes mis aux points ont été étendus à la plateforme précitée. Les principales contributions de la présente thèse peuvent être résumées de la manière suivante : A) Un état de l'art sur les différents capteurs d'acquisition de l’information de la profondeur ainsi que les différentes méthodes de la détection de la saillance 2D et pseudo 3D. B) Etude d’un système basé sur la saillance visuelle pseudo 3D réalisée grâce au développement d’un algorithme robuste permettant la détection d'objets saillants dans l’environnement 3D. C) réalisation d’un système d’estimation de la profondeur en centimètres pour le robot Pepper. D) La mise en œuvre des concepts et des méthodes proposés sur la plateforme précitée. Les études et les validations expérimentales réalisées ont notamment confirmé que les approches proposées permettent d’accroitre l’autonomie des robots dans un environnement 3D réel