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National audience; Les pierres musicales sont un dispositif interactif tangible pour expérimenter des notions musicales par le jeu et la manipulation d’objets, aussi bien pour le grand public que pour les musiciens apprenants. Constitué d’un support avec lequel les pierres interagissent, ce dispositif pédagogique se base sur notre faculté d’écoute et ne nécessite pas de connaissances préalables. Le participant résout des jeux en ordonnant les pierres, qui représentent chacune un son ou groupe de sons. Aidé par des messages sonores, il poursuit son travail d’auto-formation grâce à sa mémoire et sa capacité d’écoute. Les pierres font découvrir des éléments d’analyse musicale et sont utilisées lors d’événements de médiation scientifique. Le participant est ainsi un apprenant, se forgeant par l’expérimentation sensible des connaissances musicales (hauteurs et rythmes, similarités de mélodies). Ces connaissances peuvent s’approfondir, notamment en interaction avec un pédagogue.

This PhD thesis is in Music Information Retrieval (MIR). More specifically, Computational Music Analysis (CMA) studies aim to generate musical annotations on scores to understand how it has been composed and how it characterizes the style of a composer. In this dissertation, we propose original models and algorithms, inspired by machine learning and music theory, to model tonality, a musical system that organizes pitches, and cadences, which are processes of closing a musical sentence. These models should help to analyze pieces in sonata form.Three corpora were established during this PhD -- Mendelssohn string quartets, Mozart string quartets, and modulation excerpts. We discuss the methodology of corpus creation along with the issues encountered.We design an algorithm for local key detection, aiming to improve previous studies by modeling the tonal system to find modulation points and improve the results of the state of the art. It computes three musical signals on each beat of the score: pitch compatibility, harmonic anchoring, and key relationship proximity. This algorithm is evaluated on the Mozart corpus and the modulation corpus. We also propose an algorithm to detect cadences. It extracts high-level musical features that characterize the presence of a cadential arrival point on the score. We study the significance of the features and use them to train a machine learning algorithm that classifies each beat of the score as a cadential arrival point or not. This algorithm is evaluated on a Bach fugue corpus and Haydn string quartets corpus. It is also adjusted and used to find a peculiar cadence found in sonata forms, the medial caesura.The thesis thus aims to improve computational models of high-level music concepts such as harmony and musical form.; Cette thèse s’inscrit dans le domaine de l’informatique musicale et plus particulièrement de l’analyse musicale computationnelle. Ces études ont pour but de générer des annotations musicales plus ou moins haut-niveau sur une partition, en particulier pour comprendre la genèse, le geste compositionnel ou encore sa place dans l'œuvre globale d'un compositeur. Cette thèse propose de nouvelles approches basées sur la modélisation, l'algorithmique et l’apprentissage machine pour modéliser la tonalité, un système musical qui permet de hiérarchiser et contextualiser les notes, ainsi que les cadences, qui sont les processus de clôture des phrases musicales. Nous souhaitons ainsi aider à l'analyse d’œuvres en forme sonate.Nous présentons trois corpus établis durant la thèse -- quatuors à cordes de Mendelssohn, quatuors à cordes de Mozart et exemples de modulation -- et discutons les étapes et problématiques d'un tel travail. Nous concevons un algorithme d’estimation des tonalités en tout point de la partition, utilisant une nouvelle modélisation du système tonal pour identifier les points de modulation. Il estime à chaque temps trois signaux musicaux : l’ancrage dans la tonalité, la compatibilité des notes avec une tonalité donnée et la proximité entre les tonalités. L'algorithme est évalué sur des corpus de Mozart et de modulations. Nous établissons un algorithme de détection des cadences par l’extraction de descripteurs haut-niveau caractéristiques de la présence d’un point d’arrivée cadentiel sur la partition musicale. Nous étudions la significativité de chacun de ces descripteurs, puis ceux-ci servent à entraîner un algorithme d’apprentissage qui classe chaque temps de la partition comme un point d’arrivée cadentiel ou non. Cet algorithme est évalué sur un corpus de fugues de Bach et de quatuors à cordes d'Haydn et est adapté à la détection d'une cadence particulière significative pour la forme sonate, la césure médiane.Cette thèse contribue donc à la modélisation informatique de concepts musicaux haut-niveaux comme la tonalité et la forme musicale.

Œuvres et Recherches 2020:02; La Vague dans la matrice examine la relation entre mathématiques et environnement, en particulier la façon dont les sciences du climat inscrivent de nouveaux signes dans le monde. Le travail se matérialise dans un réseau de surfaces en cuivre et de processeurs qui simulent un champ de vagues généré à partir de données océanographiques. La distribution du calcul rend visible un flux d'opérations qui à leur tour engendrent un déferlement de nombres. Les processeurs augmentent en température et se désynchronisent. L'installation restitue sa propre température. Le projet s'accompagne d'une performance électroacoustique improvisée à partir d'une enquête menée dans les laboratoires de l'Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM).

Œuvres et Recherches 2020:02; La Vague dans la matrice examine la relation entre mathématiques et environnement, en particulier la façon dont les sciences du climat inscrivent de nouveaux signes dans le monde. Le travail se matérialise dans un réseau de surfaces en cuivre et de processeurs qui simulent un champ de vagues généré à partir de données océanographiques. La distribution du calcul rend visible un flux d'opérations qui à leur tour engendrent un déferlement de nombres. Les processeurs augmentent en température et se désynchronisent. L'installation restitue sa propre température. Le projet s'accompagne d'une performance électroacoustique improvisée à partir d'une enquête menée dans les laboratoires de l'Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM).

Œuvres et Recherches 2020:01; En recherchant la vague est une installation qui s'inspire de l'autobiographie de Henri Charrière. Ce prisonnier du bagne de Cayenne, en Guyane française, utilisait des techniques élémentaires de comptage afin de se familiariser avec le mouvement des vagues, pour ensuite organiser son évasion. L'installation comprend des objets et des images qui présentent la façon dont des équations mathématiques modélisent dans le temps et dans l'espace le mouvement et l'évolution de fluides.

This thesis in text algorithmics studies the compression, indexation and querying on a labeled text}. A labeled text is a text to which we add information. As an example, in a V(D)J recombination, a marker for lymphocytes, the text is a DNA sequence and the labels are the genes' names. A person's immune system can be represented with a set of V(D)J recombinations. With high-throughput sequencing, we have access to millions of V(D)J recombinations which are stored and need to be recovered and compared quickly.The first contribution of this thesis is a compression method for a labeled text which uses the concept of storage by references. The text is divided into sections which point to pre-established labeled sequences. The second contribution offers two indexes for a labeled text. Both use a Burrows-Wheeler transform to index the text and a Wavelet Tree to index the labels. These indexes allow efficient queries on text, labels or both. We would like to use one of these indexes on V(D)J recombinations which are obtained with hematology services from the diagnostic or follow-up of patients suffering from leukemia.; Cette thèse en algorithmique du texte étudie la compression, l'indexation et les requêtes sur un texte annoté. Un texte annoté est un texte sur lequel nous ajoutons des informations. Ce peut être par exemple une recombinaison V(D)J, un marqueur de globules blancs, où le texte est une séquence ADN et les annotations sont des noms de gènes. Le système immunitaire d'une personne se représente par un ensemble de recombinaisons V(D)J. Avec le séquençage à haut débit, on peut avoir accès à des millions de recombinaisons V(D)J qui sont stockées et doivent pouvoir être retrouvées et comparées rapidement. La première contribution de cette thèse est une méthode de compression d'un texte annoté qui repose sur le principe du stockage par références. Le texte est découpé en facteurs pointant vers les séquences annotées déjà connues. La seconde contribution propose deux index pour un texte annoté. Ils utilisent une transformée de Burrows-Wheeler indexant le texte ainsi qu'un Wavelet Tree stockant les annotations. Ces index permettent des requêtes efficaces sur le texte, les annotations ou les deux. Nous souhaitons à terme utiliser l'un de ces index pour indexer des recombinaisons V(D)J obtenues dans des services d'hématologie lors du diagnostic et du suivi de patients atteints de leucémie.

Music can be either monophonic (a single note sounds at each time) or polyphonic (several notes are sounding simultaneously, building harmonies). Understanding polyphonic music can be very complex. The goal of this thesis in computer music is to ease the analysis of polyphonic scores by splitting them in either monophonic voices or streams (coherent sets of notes).Research in this thesis first consists in comparing three voices separation algorithms and three streams separation algorithms. I propose an evaluation method to fairly compare these two approaches. This study shows the qualities of the Chew and Wu algorithm. The first step of this algorithm, which segments the score into “contigs” having a constant number of voices, is particularly robust.Further work of this thesis focuses on the second stage of the Chew and Wu algorithm that defines what contigs to connect and how to connect them. I improve these connections by using musical parameters such as the average pitch difference between neighbor contigs. The thesis concludes by evaluating simultaneously voice separation and pattern matching for the music analysis of fugues.; La musique peut être monophonique – une seule note est jouée à chaque instant – ou polyphonique – plusieurs notes sont jouées simultanément, formant des harmonies. Comprendre la musique polyphonique peut être très complexe. L’objectif de cette thèse en informatique musicale est de simplifier l’analyse de partitions polyphoniques en les décomposant en voix monophoniques ou en streams (ensembles cohérents de notes).Ces deux approches n’ayant jamais été confrontées, mes premiers travaux consistent à comparer trois algorithmes de séparation en voix et trois algorithmes de séparation en streams. Je propose pour cela des méthodes d’évaluation équitables pour ces deux approches. Les tests réalisés sur un corpus de musique classique et de musique pop ont mis en avant les qualités de l’algorithme de séparation en voix de Chew et Wu. La première étape de cet algorithme, qui segmente la partition en « contigs » avec un nombre de voix constant, est particulièrement robuste.La suite des travaux de cette thèse porte sur la seconde étape de l’algorithme de Chew et Wu, qui définit l’ordre de connexions des contigs et la manière de les connecter. J’améliore ces connexions en utilisant des paramètres musicaux comme la différence des moyennes des hauteurs des notes entre contigs voisins. La thèse se conclut en évaluant conjointement la séparation en voix et la recherche de motifs pour l’analyse musicale de fugues.