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Malgré les progrès dans la lutte contre le paludisme au Burkina Faso, il reste la plus importante maladie à transmission vectorielle dans le pays. P. falciparum est le plus répandu et le plus mortel au Burkina Faso. Les facteurs liés à ce fardeau élevé sont l’inaccessibilité (financière et géographique) aux soins de santé, l’insuffisance dans le diagnostic et la prise en charge adéquate et précoce des cas de paludisme. La réalisation de l'Objectif du Développement Durable 3 au Burkina Faso repose sur une mise en œuvre réussie d'un ensemble d'interventions de prévention, de gestion des cas et de surveillance épidémiologique du paludisme. L'objectif de réduire le taux de létalité lié au paludisme à 1 % en 2020 n'a pas été atteint, il est donc nécessaire de réaliser une évaluation de l’efficacité des programmes de lutte antipaludique (utilisation des MILDA, utilisation des CTA, la politique de gratuité des soins de santé) surtout au niveau infranational, utile pour orienter la prise de décision à des échelles géographiques plus petites. Les données cliniques sur le paludisme collectées en routine peuvent fournir des informations indispensables pour l’évaluation de la variation inter et intra mensuelle/annuelle de l’effet des interventions de lutte antipaludique et du risque de paludisme à l'échelle nationale et infranationale chez les enfants de moins de cinq ans. Au Burkina Faso, une quantité importante de données a été régulièrement collectée par le biais du système de transmission des données en ligne via le « District Health Information System 2 (DHIS2) ». Toutefois, leur utilisation pour évaluer l’effet des interventions de lutte sur la dynamique spatio-temporelle du risque de paludisme à l’échelle locale (district) reste limitée au Burkina Faso. Dans cette recherche, nous avons développé des modèles spatiaux et spatio-temporels implémentés dans un cadre hiérarchique bayésien pour (I) évaluer l’effet des interventions de lutte sur la dynamique spatio-temporelle de la morbidité et de la létalité dues au paludisme sur la période 2013-2018 chez les enfants de moins de 5 ans au Burkina Faso et (II) détecter les districts sanitaires (spatio-temporelle) qui ne parviennent pas à atteindre les objectifs du PNLP en termes de morbidité/létalité. Ces modèles utilisent l’Approximation Intégrée de la Laplace (INLA), un algorithme déterministe qui est une méthode appropriée pour analyser les données de routine du paludisme corrélées à la fois dans l’espace et dans le temps. Nous avons observé que la mise en œuvre de la politique de gratuité des soins de santé était significativement associée à une augmentation du nombre de cas rapportés de paludisme testés et confirmés par rapport à la période précédant sa mise en œuvre. Cet effet était cependant hétérogène dans les districts de santé. De plus, nous avons constaté que le taux mensuel de létalité du paludisme était en baisse au cours de la période 2013-2018. Cette réduction était significativement associée à la disponibilité des tests de diagnostic rapide du paludisme et du traitement. Aussi, nous avons observé que le risque de décéder du paludisme chez les enfants de moins de 5 ans était plus faible au cours de la période suivant la mise en œuvre de cette politique par rapport à la période précédente. Nous avons également identifié des districts sanitaires avec un taux de létalité du paludisme élevé dans les parties nord, nord-ouest et sud-ouest du pays. Nos résultats appellent à un effort soutenu et renforcé pour tester tous les cas suspects afin que, parallèlement à l’amélioration de la prise en charge précoce des cas, le fardeau du paludisme chez les enfants de moins de cinq ans soit connu avec précision (voir l'hippopotame presque entièrement). De plus, ils ont mis en évidence les districts sanitaires qui ont le plus besoin d'interventions ciblées et la nécessité de maintenir et de renforcer les programmes de santé en cours pour réduire davantage les décès dus au paludisme au Burkina Faso., Despite progress in the fight against malaria in Burkina Faso, malaria remains the most important vector-borne disease in the country, and P. falciparum is the most widespread and deadly pathogen in the area. The factors linked to this high burden are the inaccessibility (financial and geographical) to health care, insufficient diagnoses, and inadequate/late management of malaria cases. The achievement of Sustainable Development Goal 3 in Burkina Faso is based on the successful implementation of a set of interventions for the prevention, case management, and epidemiological surveillance of malaria. The objective of reducing the case fatality rate linked to malaria to 1% by 2020 has not been reached. It is, therefore, necessary to carry out an evaluation of the effectiveness of malaria control programs (the use of long-lasting insecticidal nets, the use of Artemisinin-based combination therapy, and free health care policies), especially at the sub-national level, which will be useful for guiding decision-making at smaller geographic scales. Routinely collected clinical data on malaria can provide essential information for the assessment of inter- and intra-monthly/annual variation in the effects of malaria control interventions and the risk of malaria at the national and subnational levels among children under five. In Burkina Faso, a significant amount of data is regularly collected through the online data transmission system via the “District Health Information System 2 (DHIS2)”. However, the use of these data to assess the effects of control interventions on the spatio-temporal dynamics of malaria risk at the local (district) level remains limited in Burkina Faso. In this research, we developed spatial and spatio-temporal models implemented in a Bayesian hierarchical framework to (i) assess the effects of control interventions on the spatio-temporal dynamics of morbidity and lethality due to malaria in the period of 2013–2018 in children under 5 in Burkina Faso and (ii) detect health districts (spatio-temporal) that fail to achieve the PNLP objectives in terms of morbidity/lethality. These models use Laplace Integrated Approximation (INLA), a deterministic algorithm that provides an appropriate method for analyzing routine malaria data correlated in both space and time. We observed that the implementation of the free health care policy was significantly associated with an increase in the number of reported cases of malaria tested and confirmed compared to the period before its implementation. This effect was, however, heterogeneous in the health districts. In addition, we found that the monthly malaria case fatality rate declined during the period of 2013–2018. This reduction was significantly associated with the availability of rapid diagnostic tests for malaria and treatments. We also observed that the risk of dying from malaria in children under 5 years old was lower during the period following the implementation of this policy compared to the previous period and identified health districts with a high case fatality rate from malaria in the northern, northwestern, and southwestern parts of the country. Our results call for a sustained and strengthened effort to test all suspected cases so that, along with improving early case management, the burden of malaria in children under five can be known with precision. In addition, our results highlight the health districts in greatest need of targeted interventions, as well as the need to maintain and strengthen ongoing health programs to further reduce malaria deaths in Burkina Faso., Doctorat en Sciences de la santé Publique, info:eu-repo/semantics/nonPublished

International audience; Ce travail présente une étude des évènements d'étiage extrême ayant eu lieu depuis 1871 pour un grand nombre de bassins faiblement anthropisés en France. Il a pour but d'évaluer et de comparer leurs caractéristiques afin d'améliorer notre connaissance des étiages historiques. Un second objectif est de fournir une sélection d'évènements de référence utilisables lors d'études hydro-climatologiques. La profondeur historique des observations de débit est généralement limitée aux 50 dernières années, période trop restreinte pour explorer l'évolution à long terme des étiages extrêmes et les impacts associés. Afin de pallier cette limite, ce travail utilise un ensemble de reconstructions hydrométéorologiques en France sur les 140 dernières années, fondé sur : (1) une descente d'échelle probabiliste de la Twentieth Century Reanalysis, baptisée SCOPE (Caillouet et al., 2016, 2018), (2) une réanalyse météorologique haute résolution combinant les produits de cette descente d'échelle et les observations historiques de Météo-France, baptisée FYRE (Devers et al., 2018), et (3) une modélisation hydrologique continue qui utilise cette dernière réanalyse comme données d'entrée. FYRE permet de corriger des biais sur la variabilité climatique multidécennale et des incertitudes importantes présents dans les reconstitutions de SCOPE. Le jeu de données résultant est un ensemble de 25 séries équiprobables de débit journalier restitué sur un réseau de référence de 662 stations en France sur la période 1871-2012. Les évènements d'étiage extrême sont identifiés grâce à une combinaison d'un seuil fixe et d'un seuil variable. Cette procédure est appliquée aux 25 séries reconstruites afin de caractériser de façon probabiliste des évènements historiques reconstruits et observés sur la période récente. Une procédure de regroupement spatial est ensuite développée à l'échelle de la France afin d'assembler spatialement des évènements locaux d'étiage extrême au sein d'un même évènement spatio-temporel à l'échelle de la France. À la suite de cette étape, un évènement peut être étudié à l'échelle locale ou nationale grâce à son étendue spatiale, sa durée, ou sa sévérité et ce, de façon probabiliste suivant la méthodologie proposée par Caillouet et al. (2017). Ce travail permet ainsi d'identifier et de comparer entre eux des évènements extrêmes passés peu connus (1878, 1893, 1942-1949) ou encore récents mais peu documentés (1972, 1978, 1985), en plus des évènements connus (1921, 1976, 1989-1990, 2011). Une bonne cohérence est trouvée entre les évènements reconstruits et des sources narratives sur les sécheresses historiques. Pour la première fois, les évènements d'étiage extrême sont qualifiés de façon homogène sur 140 ans pour 662 bassins faiblement anthropisés, permettant ainsi des analyses détaillées de l'effet de la variabilité du climat sur es étiages.

Datasets allowing the description of spatio-temporal phenomena are becoming ever more numerous. These new data can be very different from those usually observed for studying spatio-temporal phenomena. An analysis through a hypothetic-deductive approach, like is mainly done in statistic and GIS domains, can lead to miss some unsuspected, but relevant, information about the dynamics of these spatio-temporal phenomena.It can be interesting then, to just present the data, to observe what they have to show, before analysing them. This is the principle of the exploratory data analysis: the process is to allow a user to freely explore data, through visual representations, in order to highlight unsuspected structures or relationships. Today, exploratory data analysis is possible through visualization environments, which integrate different graphic or cartographic interactive representations.Visualization environments are mainly developed in an ad hoc manner, in the context of a particular thematic field. However, the constant appearance of new data encourages promoting analysis methods, which could be applied to several types of phenomena. According to the domain related to these phenomena, the analysis will be focused on different dynamics. Analysing a meteorological phenomenon, in a forecasting purpose, implies a focus on the cyclic recurrences of the phenomenon. Analysing the increase of a population, for the purpose of deciding public policies, implies an analysis of the phenomenon on a long-term, through different spatial areas.Our objective is to propose a method for the exploratory analysis of spatio-temporal phenomena and their dynamics, which would be independent of the topic. In order to achieve this, we propose a geovisualization environment, GrAPHiST (Géovisualisation pour l'Analyse des PHénomènes Spatio-Temporels; Geovisualization for spatio-temporal phenomena analysis), allowing the analysis of several dynamics, through different spatial and temporal (linear or cyclic) scales. Developing this environment implies to focus on how spatial changes are modelled, on the nature of the spatio-temporal dynamics we have to study, and on the visual and interactive tools, which allow the identification of these dynamics.So, the contributions of our research can be found at several levels: - a generic modelling approach of spatio-temporal phenomena, in the form of event series; - new graphical and interactive representation methods, which allow the investigation and the identification of spatio-temporal dynamics, including: - the introduction of interactive temporal diagrams, which allow the visual research of cyclic recurrences in spatio-temporal data; - the use of symbology rules, which allow the visualization of relationships between the spatial and temporal components of phenomena; - new methods to represent aggregated closed events, which allow to identify structures in their spatio-temporal distribution; - the formalization of an exploratory approach for the spatio-temporal dynamics analysis, divided into several scenarios, according to the purpose of the analysis.We validate our proposition by applying it to the analysis of several datasets. The objective is to verify the possibility to identify dynamics, related to linear or cyclic time, through the use of GrAPHiST, and to illustrate the generic aspect of the approach, as well as the analysis opportunities given by the environment.; Les données permettant de décrire des phénomènes spatio-temporels sont de plus en plus nombreuses. Ces nouvelles données peuvent alors être éloignées de celles habituellement observées pour l'étude de certains phénomènes. Leur analyse, selon une approche hypothético-déductive telle qu'elle est majoritairement effectuée en statistique et dans les SIG, peut ainsi passer sous silence certaines informations insoupçonnées, mais pertinentes, sur les dynamiques de ces phénomènes spatio-temporels.Il peut alors être intéressant de simplement donner à voir les données, pour observer ce qu'elles ont à montrer, avant de les analyser. Ce principe est celui de l'analyse exploratoire: le procédé est de permettre à un utilisateur d'effectuer une exploration libre des données, au moyen de représentations visuelles, afin de mettre en lumière des structures ou des relations insoupçonnées. Aujourd'hui, l'analyse exploratoire est notamment possible au moyen d'environnements de visualisation, intégrant différentes représentations graphiques et cartographiques interactives.Les environnements de visualisation sont majoritairement développés de manière ad hoc, dans le cadre d'une thématique particulière. Or l'émergence constante de nouvelles données incite à promouvoir des méthodes d'analyse applicables à des phénomènes de différentes natures. En fonction de la problématique dans laquelle s'insèrent ces derniers, les dynamiques sur lesquelles va se focaliser l'analyse diffèrent. Analyser un phénomène météorologique dans un but de prévision implique de s’intéresser aux récurrences cycliques du phénomène. Analyser l'évolution d'une population pour la mise en place de politiques publiques implique d’analyser ce phénomène sur le temps long et selon différentes zones de l’espace.Notre objectif est de proposer une méthode d'analyse exploratoire des phénomènes spatio-temporels et de leurs dynamiques, indépendante du thème traité. Pour cela, nous proposons un environnement de géovisualisation, GrAPHiST (Géovisualisation pour l'Analyse des PHénomènes Spatio-Temporels), permettant l'analyse de différentes dynamiques, selon différentes échelles spatiales et temporelles (linéaires ou cycliques). Développer cet environnement implique de s’interroger sur la modélisation du changement dans l’espace, la nature des dynamiques spatio-temporelles à étudier, et les outils visuels et interactifs permettant de les identifier.Ainsi, les contributions de notre recherche se situent à plusieurs niveaux : - une modélisation générique des phénomènes spatio-temporels, sous la forme de séries événementielles; - de nouvelles méthodes de représentations graphiques et interactives, autorisant la recherche et l'identification des dynamiques spatio-temporelles, notamment: - l'introduction de diagrammes temporels interactifs permettant la recherche visuelle de récurrences cycliques dans les données spatio-temporelles; - l'utilisation de règles de symbologie permettant la visualisation des relations entre les composantes temporelle et spatiale des phénomènes; - de nouvelles méthodes de représentations des agrégats d'événements proches, permettant d'identifier des structures dans leur distribution spatio-temporelle; - la formalisation d’une approche d'analyse exploratoire des dynamiques spatio-temporelles, déclinée en plusieurs scénarios selon l’objectif poursuivi.Nous validons notre approche en l'appliquant à l'analyse de différents jeux de données. L'objectif est de vérifier la possibilité d'identifier des dynamiques, relatives au temps linéaire ou cyclique, au moyen de GrAPHiST, et d'illustrer le caractère générique de l'approche, ainsi que les opportunités d'analyse offertes par l'environnement.

International audience; La racine BʕD est largement attestée en arabe, notamment dans des lexies invariables dont les valeurs et les emplois sont en partie divergents.Le rôle le plus fréquent est celui de fonctionnel. En effet, baˤd est employé dans la plupart des dialectes arabes comme préposition, en général avec le sens temporel de ‘après’. Une forme souvent étoffée est également usitée pour marquer une subjonction.Cependant, baˤd (ou une de ses variantes) a aussi des emplois adverbiaux. Il y exprime alors diverses nuances temporelles (‘après’, ‘ensuite’, ‘déjà’), mais tend également à assumer des emplois de particule énonciative. Enfin, baˤd et baˤd ənn, quand ils sont suivis d’un pronom suffixe, fonctionnent assez souvent comme des pseudo-verbes, avec des valeurs bien distinctes.Au-delà de la description de ces différents emplois, l'article se propose d'éclairer les évolutions sémantiques et les changements catégoriels par une comparaison interdialectale.

Spatio-temporal events denote a large range of phenomena with different characteristics. For example, migration flows studies appear to be very different from disease spread studies. Indeed, interestingness of the first relies on tracking trajectories, whereas the second is about finding the factors of spread. Moreover, each class of a spatio-temporal problem can be tackled differently, depending on which parameters are considered: the studied spatial neighbourhood, the number of characteristics associated with the objects, or whether events are supposed correlated or independent. As a result, data mining techniques are often specificto a sub-class of spatio-temporal problem, that is to say, to a limited set of hypothesis.In order to bring out new knowledge from data, it seems to be necessary to enlarge this set of hypothesis, that is to say, to widen the field of possibilities regarding correlations that may exist between events. For this, we propose a new model that allows to take into account more considerations than existing studies. For example, this representation allows to model the complex spatio-temporal dynamic of erosion phenomenon: an object can be split up in several other objects, or can merge with other objects into one. More precisely, we use a single directed graph, that becomes acyclic thanks to the temporal component of the problem, and that is attributed by several characteristics., Les événements spatio-temporels regroupent une large diversité de phénomènes comportant des caractéristiques propres. Par exemple, l’étude de flux migratoires se révèle ainsi très différente de l’étude de propagation de maladies. En effet, le domaine d’intérêt de la première porte sur le suivi des trajectoires, tandis que celui de la deuxième porte sur les facteurs de la propagation. De plus, chaque classe d’un problème spatio-temporel peut être abordée différemment, que l’on considère ou non un voisinage spatial, une caractérisation des objets d’étude unique ou multiple, ou bien une (in)dépendance entre les événements. Ainsi, les techniques de fouilles de données développées sont souvent restées spécifiques à une sous-classe de problème spatio-temporel, c’est-à-dire sous un ensemble restreint d’hypothèses.Or, pour réussir à dégager des connaissances nouvelles à partir de données, il est nécessaire d’élargir cet ensemble d’hypothèses, c’est-à-dire élargir le champs des possibles quant aux corrélations qu’il peut exister entre événements. Nous proposons donc une modélisation de ces phénomènes spatio-temporels permettant de prendre en compte plus de considérations que dans l’état de l’art. En outre, cette modélisation permet d’exprimer des événements qui existent dans les phénomènes d’érosion : un objet d’étude peut se diviser en plusieurs objets, ou fusionner avec d’autres objets pour n’en former qu’un seul. Plus précisément, nous modélisons les dynamiques spatio-temporelles sous la forme d’un unique graphe orienté, que la composante temporelle des problèmes rend acyclique, et dont les sommets sont attribués par plusieurs caractéristiques.

Les événements spatio-temporels regroupent une large diversité de phénomènes comportant des caractéristiques propres. Par exemple, l’étude de flux migratoires se révèle ainsi très différente de l’étude de propagation de maladies. En effet, le domaine d’intérêt de la première porte sur le suivi des trajectoires, tandis que celui de la deuxième porte sur les facteurs de la propagation. De plus, chaque classe d’un problème spatio-temporel peut être abordée différemment, que l’on considère ou non un voisinage spatial, une caractérisation des objets d’étude unique ou multiple, ou bien une (in)dépendance entre les événements. Ainsi, les techniques de fouilles de données développées sont souvent restées spécifiques à une sous-classe de problème spatio-temporel, c’est-à-dire sous un ensemble restreint d’hypothèses.Or, pour réussir à dégager des connaissances nouvelles à partir de données, il est nécessaire d’élargir cet ensemble d’hypothèses, c’est-à-dire élargir le champs des possibles quant aux corrélations qu’il peut exister entre événements. Nous proposons donc une modélisation de ces phénomènes spatio-temporels permettant de prendre en compte plus de considérations que dans l’état de l’art. En outre, cette modélisation permet d’exprimer des événements qui existent dans les phénomènes d’érosion : un objet d’étude peut se diviser en plusieurs objets, ou fusionner avec d’autres objets pour n’en former qu’un seul. Plus précisément, nous modélisons les dynamiques spatio-temporelles sous la forme d’un unique graphe orienté, que la composante temporelle des problèmes rend acyclique, et dont les sommets sont attribués par plusieurs caractéristiques., Spatio-temporal events denote a large range of phenomena with different characteristics. For example, migration flows studies appear to be very different from disease spread studies. Indeed, interestingness of the first relies on tracking trajectories, whereas the second is about finding the factors of spread. Moreover, each class of a spatio-temporal problem can be tackled differently, depending on which parameters are considered: the studied spatial neighbourhood, the number of characteristics associated with the objects, or whether events are supposed correlated or independent. As a result, data mining techniques are often specificto a sub-class of spatio-temporal problem, that is to say, to a limited set of hypothesis.In order to bring out new knowledge from data, it seems to be necessary to enlarge this set of hypothesis, that is to say, to widen the field of possibilities regarding correlations that may exist between events. For this, we propose a new model that allows to take into account more considerations than existing studies. For example, this representation allows to model the complex spatio-temporal dynamic of erosion phenomenon: an object can be split up in several other objects, or can merge with other objects into one. More precisely, we use a single directed graph, that becomes acyclic thanks to the temporal component of the problem, and that is attributed by several characteristics.

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SYNERGIE [Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SYNERGIEISBN : 978-163266234-7; National audience; Georeferenced databases contain a huge volume of temporal and spatial data. They are notably used in environmental analysis. Several works address the problem of mining those data, but none are able to take into account the richness of the data and especially their spatial and temporal dimensions. In this paper, we focus on the extraction of a new kind of spatiotemporal patterns which consider the relationship between spatial objects and also various geographical scales. We propose an algorithm, STR_PrefixGrowth, which can be applied on a huge amont of data. The proposed method is evaluated on hydrological data collected on the Saône basin during the last 19 years. Our experiments emphasize the contribution of our approach toward the existing methods.; Les bases de données géoréférencées contiennent un important volume de données temporelles et spatiales. Elles sont par exemple particulièrement utilisées dans le cadre d'analyses environnementales. Plusieurs méthodes ont été proposées pour l'exploration de telles bases de données, mais aucune ne permet d'exploiter toute la richesse des données, en particulier leurs dimensions spatiales et temporelles. Dans cet article, nous introduisons un nouveau type de motifs spatio-temporels considérant les relations entre objets spatiaux mais aussi les différentes échelles géographiques. Nous proposons un algorithme d'extraction de motifs STR_PrefixGrowth applicable sur un important volume de données. Nous traitons un exemple de données hydrobiologiques collectées sur le bassin de la Saône durant les 19 dernières années. Les expérimentations menées soulignent l'intérêt de notre méthode par rapport aux méthodes existantes.

The usual techniques of video indexing generally go through a learning phase that requires the prior establishment of a training database. Even if the size of the database is often reduced, the annotation phase by an expert of the application is often long and tedious. In this thesis, we developed a system that allows pre-selecting a set of prototypes that can contain the concept that must appear in the training set. This reduced base of prototypes will then be annotated by the expert. We are interested in time concepts, which led us to study particular features related to movement, such as Spatial Temporal Interest Points (STIP). Other features have also been used concerning the color and the presence of particular shapes. These characteristics are then used to structure the video database in homogeneous space-time blocks. This structure corresponds to segmentation related to each characteristic. The link between the concept to define and blocks extracted from the base corresponds to the well known problem of automatic indexing, the semantic gap. The definition of this link requires the introduction of the application expert's knowledge. We developed a system in which this knowledge is extracted by a questions/answers system. The couples of questions/answers allow the system to select blocks corresponding to the constraint, to define relationships between some blocks, and finally to navigate on the questions/answers tree. Tests were performed on video databases from various sources such as videos from tele- vision shows, animated films, laboratory videos available on the net, or made by us. These tests show the satisfying performances but also the limitations of the approach and open interesting perspectives, particularly on the collaborative and adaptive aspects that would capitalize in the application expert knowledge and would make the system more efficient., Les techniques habituelles d'indexation de vidéos passent généralement par une phase d'apprentissage qui nécessite préalablement la constitution d'une base d'apprentissage. Même si la taille de cette base est souvent réduite, la phase d'annotation réalisée par un expert de l'application est souvent longue et fastidieuse. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé un dispositif qui permet de pré-sélectionner un ensemble de prototypes susceptibles de contenir le concept qui doit apparaître dans la base d'apprentissage. Cette base réduite de prototypes sera ensuite annotée par l'expert. Nous nous sommes intéressés à des concepts temporels, ce qui nous a amené à étudier particulièrement des caractéristiques liées au mouvement, comme les points d'intérêt spatio-temporels (STIP Spatial Temporal Interest Points). D'autres caractéristiques ont aussi été utilisées concernant la couleur et la présence de formes particulières. Ces caractéristiques sont ensuite exploitées pour structurer la base de vidéos en briques spatio-temporelles homogènes. Cette structuration correspond à une sorte de segmentation de la base en fonction de chacune des caractéristiques. La liaison entre le concept à définir et les briques extraites de la base est en lien avec le fossé sémantique bien connu dans la problématique d'indexation automatique. La création de ce lien nécessite l'utilisation de la connaissance de l'expert de l'application sur le concept. Nous avons développé un système dans lequel cette connaissance est extraite par un système de questions/réponses. Les couples de questions/réponses permettent de sélectionner des briques répondant à la contrainte, de définir des relations entre certaines briques, et en- fin de naviguer dans l'arborescence des questions. Des tests ont été réalisés sur des bases de vidéos de provenances diverses telles que des vidéos provenant d'émissions de télévision, de films d'animation, ou encore des vidéos de laboratoire disponibles sur le net, ou réalisées par nos soins. Ces tests montrent les performances satisfaisantes mais aussi les limites de l'approche et ouvrent des perspectives intéressantes, particulièrement sur les aspects collaboratifs et les aspects adaptatifs qui permettraient de capitaliser les connaissances des experts applicatifs et rendraient le système plus efficient.

When looking at a visual scene, we focalize our attention and our gaze on particular regions of this scene, called salient regions, in order to analyze these regions more precisely. The purpose of this thesis was to better understand the attentional processes that guide our gaze when viewing a video and to model these processes. Two complementary approaches have been used: a behavioral one, using eyetracking experiments, which aims at analysing how subjects gazed at a video and a modelling approach leading to a model, biologically inspired, highlighting the salient regions in videos. Two models have been proposed. The rst saliency model, with two pathways, that extracts the static and the dynamic features from luminance and motion information. The two pathways, although relatively independant, are processed using common steps ("retinal" filter and "cortical" filters) and inspired by what is done in the human visual system. The second saliency model, with three pathways, integrates to the previous one a pathway dedicated to face detection, faces being known to attract subjects' gaze. Eyetracking experiments enables us to study and evaluate these saliency models deeply.; Lorsque nous explorons une scène visuelle nous focalisons notre attention et notre regard sur certaines régions de la scène dites saillantes an d'étudier ces régions plus en détail. L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre les processus attentionnels qui guident le regard lorsque nous regardons une vidéo et de modéliser ces processus. Deux approches complémentaires ont été adoptées : une approche comportementale, à l'aide d'expériences d'oculométrie, pour mieux comprendre comment les personnes regardent une vidéo et une approche de modélisation afin de proposer un modèle, inspiré du système visuel humain, permettant de mettre en évidence les régions saillantes dans des vidéos. Deux modèles ont été proposés. Le premier modèle de saillance à deux voies, extrait des cartes statiques et dynamiques à partir des informations sur la luminance et le mouvement. Les traitements de ces deux voies, bien que relativement indépendants, sont réalisés par des modules communs (filtre "rétinien" et filtres "corticaux") à l'instar de ce qui est fait dans le système visuel. Un deuxième modèle de saillance, à trois voies, intègre au modèle précédent une voie dédiée à la détection des visages, les visages étant connus pour attirer les regards. Des expériences d'oculométrie ont permis d'étudier et d'évaluer ces modèles de saillance en détail.

When looking at a visual scene, we focalize our attention and our gaze on particular regions of this scene, called salient regions, in order to analyze these regions more precisely. The purpose of this thesis was to better understand the attentional processes that guide our gaze when viewing a video and to model these processes. Two complementary approaches have been used: a behavioral one, using eyetracking experiments, which aims at analysing how subjects gazed at a video and a modelling approach leading to a model, biologically inspired, highlighting the salient regions in videos. Two models have been proposed. The rst saliency model, with two pathways, that extracts the static and the dynamic features from luminance and motion information. The two pathways, although relatively independant, are processed using common steps ("retinal" filter and "cortical" filters) and inspired by what is done in the human visual system. The second saliency model, with three pathways, integrates to the previous one a pathway dedicated to face detection, faces being known to attract subjects' gaze. Eyetracking experiments enables us to study and evaluate these saliency models deeply., Lorsque nous explorons une scène visuelle nous focalisons notre attention et notre regard sur certaines régions de la scène dites saillantes an d'étudier ces régions plus en détail. L'objectif de cette thèse était de mieux comprendre les processus attentionnels qui guident le regard lorsque nous regardons une vidéo et de modéliser ces processus. Deux approches complémentaires ont été adoptées : une approche comportementale, à l'aide d'expériences d'oculométrie, pour mieux comprendre comment les personnes regardent une vidéo et une approche de modélisation afin de proposer un modèle, inspiré du système visuel humain, permettant de mettre en évidence les régions saillantes dans des vidéos. Deux modèles ont été proposés. Le premier modèle de saillance à deux voies, extrait des cartes statiques et dynamiques à partir des informations sur la luminance et le mouvement. Les traitements de ces deux voies, bien que relativement indépendants, sont réalisés par des modules communs (filtre "rétinien" et filtres "corticaux") à l'instar de ce qui est fait dans le système visuel. Un deuxième modèle de saillance, à trois voies, intègre au modèle précédent une voie dédiée à la détection des visages, les visages étant connus pour attirer les regards. Des expériences d'oculométrie ont permis d'étudier et d'évaluer ces modèles de saillance en détail.

This thesis's aim is to provide the specialists in environmental phenomenon monitoring systems with a method for structuring, querying and fast accessing to spatio-temporal data in real time using various criteria, in particular spatial and temporal ones. More precisely, we focus on the indexing of an « in memory » database for masses of spatio-temporally referenced data with time constraints for the index updating and queries. The measurements collected by a sensor network must be indexed according to the source sensor and the date of measurement. Moreover, the most recent data are usually considered as more interesting, a specificity that is usually not featured in existing indexing systems. Three indexing solutions are proposed. They differ from the existing solutions by storing the data from sensors in dedicated substructures. “Access substructures” are used to link a query to a set of sensors. The first proposal, the PoTree, aims at « in-memory » indexing of spatio-temporal data issued from a network of fixed real time sensors. The second, the PasTree, aims at « in-memory » indexing of spatiotemporal data issued from a network of agile real time sensors, i. E. Of which the sensors have a restricted mobility. It allows for a multi-criterion access to the data, using spatial references or sensor identifiers. The last proposal, the Spatio-temporal Heat (StH) aims at « in-memory » indexing of spatio-temporal data issued from a network of agile real time sensors. The main innovation of this structure is the integration of a database saturation management by offering a mechanism allowing a progressive transfer of the data towards a warehouse; L'objectif de cette thèse est d’offrir aux spécialistes des systèmes de surveillance de phénomènes environnementaux une méthode de structuration, de recherche et d'accès rapide aux informations spatio-temporelles en temps-réel et sur différents critères, notamment spatiaux et temporels. Plus précisément, le problème qui nous concerne est celui de l'indexation dans une base de données en mémoire vive d'une masse de données référencées spatio-temporellement avec des contraintes de temps pour la mise à jour de l'index et pour l'exécution des requêtes. Les mesures collectées par un réseau de capteurs doivent être indexées en fonction du capteur dont elles sont issues et de la date de la mesure. De plus, les données les plus récentes doivent valorisées, ce qui n'est actuellement pas le cas pour les index existants. Trois solutions d'indexations sont proposées. Elles se distinguent des solutions existantes en regroupant les données issues des capteurs dans des sous-structures dédiées. Des sous-structures d'accès permettent d'identifier les capteurs concernés par une requête. La première proposition, le PoTree, vise à indexer en mémoire vive les données spatio-temporelles issues d'un réseau de capteurs temps-réel fixes. La seconde, le PasTree, vise à indexer en mémoire vive les données spatio-temporelles issues d'un réseau de capteurs temps-réels agiles. La dernière proposition se nomme le Spatio-temporal / Heat (StH) reprend les ambitions du PasTree et y ajoute la problématique de la gestion de la saturation de la base dès la conception de l’index. Il s’agit de la majeure contribution de cette thèse

This thesis's aim is to provide the specialists in environmental phenomenon monitoring systems with a method for structuring, querying and fast accessing to spatio-temporal data in real time using various criteria, in particular spatial and temporal ones. More precisely, we focus on the indexing of an « in memory » database for masses of spatio-temporally referenced data with time constraints for the index updating and queries. The measurements collected by a sensor network must be indexed according to the source sensor and the date of measurement. Moreover, the most recent data are usually considered as more interesting, a specificity that is usually not featured in existing indexing systems. Three indexing solutions are proposed. They differ from the existing solutions by storing the data from sensors in dedicated substructures. “Access substructures” are used to link a query to a set of sensors. The first proposal, the PoTree, aims at « in-memory » indexing of spatio-temporal data issued from a network of fixed real time sensors. The second, the PasTree, aims at « in-memory » indexing of spatiotemporal data issued from a network of agile real time sensors, i. E. Of which the sensors have a restricted mobility. It allows for a multi-criterion access to the data, using spatial references or sensor identifiers. The last proposal, the Spatio-temporal Heat (StH) aims at « in-memory » indexing of spatio-temporal data issued from a network of agile real time sensors. The main innovation of this structure is the integration of a database saturation management by offering a mechanism allowing a progressive transfer of the data towards a warehouse, L'objectif de cette thèse est d’offrir aux spécialistes des systèmes de surveillance de phénomènes environnementaux une méthode de structuration, de recherche et d'accès rapide aux informations spatio-temporelles en temps-réel et sur différents critères, notamment spatiaux et temporels. Plus précisément, le problème qui nous concerne est celui de l'indexation dans une base de données en mémoire vive d'une masse de données référencées spatio-temporellement avec des contraintes de temps pour la mise à jour de l'index et pour l'exécution des requêtes. Les mesures collectées par un réseau de capteurs doivent être indexées en fonction du capteur dont elles sont issues et de la date de la mesure. De plus, les données les plus récentes doivent valorisées, ce qui n'est actuellement pas le cas pour les index existants. Trois solutions d'indexations sont proposées. Elles se distinguent des solutions existantes en regroupant les données issues des capteurs dans des sous-structures dédiées. Des sous-structures d'accès permettent d'identifier les capteurs concernés par une requête. La première proposition, le PoTree, vise à indexer en mémoire vive les données spatio-temporelles issues d'un réseau de capteurs temps-réel fixes. La seconde, le PasTree, vise à indexer en mémoire vive les données spatio-temporelles issues d'un réseau de capteurs temps-réels agiles. La dernière proposition se nomme le Spatio-temporal / Heat (StH) reprend les ambitions du PasTree et y ajoute la problématique de la gestion de la saturation de la base dès la conception de l’index. Il s’agit de la majeure contribution de cette thèse

International audience

4 pages; International audience

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The motivation of this research is the development of soft man-machine interfaces based on the communication media used by human beings. When speech, handwriting and visual information are represented by spatio-temporal forms (frequency spectrum streams, chains of pixels or series of pictures) it is possible to code the dynamics of these forms with sequences of positive or negative impulses. Since relatively simple life-forms, like the mosquito, is able to treat complex sensory forms with only a few ganglions of neural cells, we have oriented our work towards the capacities of neuron for recognizing sequences of impulses.We have developed a novel algebraic formulation for sequence processing. Starting from the dendritic tree biological model of Wilfrid Rall and after several simplifications we have proposed a way of representing post-synaptic potentials (PSPs) with hyperbolic complex numbers. Complex sums correspond to PSP sums ; an operation of propagation has been defined to correspond to PSP propagation in the dendritic tree ; vectors of complex numbers are associated to sequences of neuron inputs. Finally, the sequence recognition corresponding to what can be observed with Rall's model has been transposed into metric properties.The result of our work is a formal tool with which it is possible to put into equations sensory devices which process sequences like neurons seem to do. These devices are built with elementary and autonomous units which exchange impulses asynchronously. For illustration of the conception proceedings, the thesis ends with a simple example. Our future work is now to confirm this approach by developing real-world applications.; La motivation de ce travail est la réalisation d'interfaces homme-machines mettant en oeuvre les moyens de communication utilisés par l'homme. Lorsqu'on représente la parole, l'écriture manuscrite et l'information visuelle par des formes spatio-temporelles (suites de spectres de fréquences, enchaînement de pixels, séries d'images) il est possible d'exprimer la dynamique de ces formes à l'aide de séquences d'impulsions positives ou négatives. Des animaux comme le moustique étant capables de traiter avec quelques ganglions de neurones des formes sensorielles complexes, nous avons orienté nos travaux sur les capacités du neurone à reconnaître des séquences d'impulsions.L'originalité de notre approche se situe au niveau de la formalisation algébrique du traitement des séquences. Partant du modèle biologique de Wilfrid Rall de l'arbre dendritique, nous proposons après plusieurs simplifications successives un codage des potentiels post-synaptiques (PPS) par des nombres complexes hyperboliques. Aux sommes de PPS correspondent des sommes de complexes ; un opérateur de propagation est associé à la propagation des PPS dans l'arbre dendritique ; des vecteurs à valeur dans les complexes sont associés aux séquences d'entrées des neurones. Enfin, la reconnaissance de séquences telle qu'elle peut être observé avec le modèle de Rall est réalisée grâce aux propriétés métriques de l'algèbre.Le résultat obtenu est un outil formel permettant de mettre en équations des dispositifs sensoriels d'inspiration neuronale traitant des séquences. Ces dispositifs sont constitués d'ensembles d'unités élémentaires autonomes qui communiquent de manière asynchrone en échangeant des impulsions. Afin d'illustrer la démarche de conception, la thèse se termine par un exemple simple. Pour confirmer cette approche, il nous faut maintenant la mettre en oeuvre sur des applications du monde réel.

10 paramètres physico-chimiques sont mesurés en surface dans 10 stations à 12 dates sur le lac réservoir de la Sorme (Saône-et-Loire). L'article montre comment une analyse multitableaux peut caractériser la structure spatiale et préciser sa stabilité. Les notions d'interstructure et de compromis sont accessibles par une procédure simple et efficace., This paper is based on the observation that three-dimensional data matrices (sites x times x variables) often used in limnological investigations require statistical analyses fitted to experimental objectives. Many apparently different statistical tools (3-mode PCA of TUCKER, 1964; KROONENBERG, 1983; projection of variables WILLIAMS and STEPHENSON, 1973; DOLEDEC and CHESSEL, 1987) may be useful to clarify limnological problems such as : 1) the temporal variability of a pattern (elimination of spatial heterogenity) : 2) the spatial structure of a pattern (elimination of temporal effects, mapping of an average situation) : 3) the temporal variability of Lake stratification (stability, modification or inversion) : 4) the spatial structure of temporal variability, and 5) the between variables typology of a spatial and temporal structure. Our methodological approach allowed us to assess the temporal stability of the spatial structure of the Lake waters (question 3) using a multitable analysis known as triadic analysis (THIOULOUSE and CHESSEL, 1987).As part of the limnological study of a reservoir Lake (Sorme reservoir Lake, Saône-et-Loire, France) 10 commonly used physical and chemical variables were studied from July 1980 to October 1931. During this period, 12 water samples were taken near the surface at each of the 10 stations scattered along the Sorme Lake (see figure 1). Main morphometric features of the Sorme Lake are : 1) a surface area equal to 230 ha, 2) a 25 km long perimeter and 3) a volume of 9.5 106 m3 with a maximum depth of 13 meters upstream of the dam and an average depth of about 4 meters. Seasonal tidal range was only a few meters.Only 2 of the 3 concepts of triadic analysis stated by THIOULOUSE and CHESSEL, 1987 are developed here : 1) for each of the 12 tables (stations x variables) coming from the 12 sampling dates, data are first centered (elimination of mean) and standardized (division by standard deviation) (see figure 2). The resulting table Y called interstructure matrix, i.e. interstructure between each of the sampling dates matrix, is organized to have sampling dates as columns and the ten physical and chemical variables at each station successively as fines. Principal Component Analysis (PCA on the variance-covariance matrix) is then applied to the interstructure matrix. In our case it is a one-dimensional matrix, i.e. according to physical and chemical variables, there is only one spatial structure common to each sampling date (figure 3 and 2) compromise matrix are associated with the successive PCA factors of the interstructure (figure 4). According to the previous remark, only the first factor is considered. Data are reorganized to have physical and chemical variables as columns, and stations as fines. This last table defines a compromise matrix labelled Z. The mapping of the numerical values of matrix Z renders a ten-dimensional description of the permanent spatial structure (figure 5). To summarize the multivariate description, matrix Z is processed with a PCA on the variance-covariance matrix producing a three-dimensional compromise (figure 6).The interpretation of the compromise table by mapping the factorial scores of the PCA leads to a functional scheme of the reservoir Lake waters distinguishing five sectors (see figure 7) as a function of water depth, influence of tidal range, influence of tributaries and of the Sorme River. 3 stations are periodically isolated from the reservoir and produce 3 sectors with lower pH and temperature values and higher concentrations in ammonia and sulphate according to the influence of tributaries. The 4th sector is associated with the former submerged valley, i.e. main channel of the Sorme River prior to the dam closure, and demonstrated an ionic gradient concerning mainly nitrate and chloride-concentrations. The 5th sector, opposed to the latter, consists in the deeper area of the Sorme Lake which reveals rather homogeneous waters near the surface.

Pendant deux années, des mesures et analyses d'eau ont été faites mensuellement sur une station de la Garonne et sur trois bras morts différant par leur communication avec le fleuve. La variabilité spatio-temporelle a été dressée à partir de 14 variables physico-chimiques susceptibles d'influer les équilibres chimiques de l'eau et la vie aquatique. Les données ont fait l'objet d'une Analyse en Composantes principales précédée par une analyse de variance entre saisons et entre stations de mesures afin de déterminer l'importance des hétérogénéités spatiale et temporelle des données.L'eau du fleuve est soumise à un cycle climatique annuel de température et de débit. De brèves fortes eaux de printemps alternent avec de longues périodes de débits stables et inférieurs aux moyennes établies sur plusieurs décennies. Par rapport aux charges de sulfates et de chlorures prises comme référence du drainage du bassin versant, les flux de nitrates ont un pic accentué au printemps, résultant des activités agricoles. Les phosphates présentent aussi un accroissement automnal qui pourrait traduire un cycle annuel de minéralisation-déminéralisation. Les matières organiques s'élèvent en rapport au taux de chlorophylle a. L'eau de Garonne est de bonne qualité et conforme à la typologie habituelle, hormis des taux déclassants d'ammoniaque provenant de l'agglomération toulousaine et dont l'autoépuration est souvent incomplète. Par rapport à la Garonne, les trois bras morts sont caractérisés par un cycle thermique accentué en été. Mise en évidence par l'ACP, la minéralisation des eaux de ces trois bras morts évolue selon un cycle saisonnier parallèlement aux fluctuations de débit de la Garonne. Elle indique un gradient de minéralisation croissante de l'hiver au printemps. La qualité de l'eau lors des fortes eaux printanières est homogénéisée et imposée par le fleuve. En phases de faibles débits, la qualité de l'eau évolue parallèlement à celle de la Garonne (concentrations des substances) pour un bras mort ventilé par une communication amont et aval. En revanche, les deux bras morts en simple communication aval présentent un retard à la concentration de l'eau d'autant plus évident que la communication est étroite. Les substances fertilisantes (nitrates, phosphates, ...) augmentant de l'amont vers l'aval dans ces deux derniers bras morts, sont en été en concentration inférieure par rapport au fleuve, en raison : 1) du remplissage printanier par des eaux diluées, puis du retard estival à l’équilibrage par simple communication aval et 2) de la consommation par les organismes végétaux aquatiques. L'élude des différences spatio-temporelles met ainsi en évidence un gradient saisonnier de minéralisation, un gradient aval-amont de productivité et un gradient aval-amont de réchauffement estival. La productivité apparaît donc liée au réchauffement estival plutôt qu'à la minéralisation ou aux teneurs en substances fertilisantes., For two years, water analysis and measurements were carried out monthly at one station on the Garonne and at three different ancient arms. Spatio-temporal variability was drawn up from 14 physical and chemical properties (water temperature, pH, electrical conductivity, oxygen, oxydability, total alcalinity, ammonia, nitrate, orthophosphate, sulphate, chloride, calcium, magnesium and chlorophyll a) which can have an effect upon the chemical balance of water and upon aquatic life. The data were studied by Principal Component Analysis preceded by Analysis of Variance between date and between station in order to determine the significance of spatio-temporal heterogeneity.The river water is under the influence of an annual climatic cycle affecting temperature and flow. The flash floods in spring alternate with long periods of flow stability (these periods are lower than the established means for the flow over the last few decades). For each element specific water discharge-concentration relationships can be drawn, which may present time variations according to the hydrological regime. The particulate and dissolved soil-derived components increase with water discharge, whereas groundwater-derived elements are generally diluted during floods. In relation to the sulphate and chloride loads, which are used as a reference for the drainage of the basin, the nitrate levels have an accentuated peak in spring resulting from agricultural practices. Phosphates also display a high autumn level which could be due to an annual cycle of mineralisation-demineralisation. Organic matter increases correlatively with the chlorophyll a rate. The water in the Garonne is of a high quality conforming to the standards expected for this type, except for the ammonia levels which come from the Toulouse agglomeration, and mean that the self cleaning process in this case is offer incomplete. In relation to the Garonne, the three ancient, arms have thermal cycle which characteristically accentuated in the summer. Water temperature, electrical conductivity and pH value were not so varied from one to another ancient arms. This spatial homogeneity was coupled with the temporal homogeneity for the pH value. In the other hand, water temperature and electrical conductivity followed the different seasonal cycle. The temperature variations are parallel in all of the stations, but the amplitude of summer-winter cycle is important in three ancient arms. Within the ancient arms, the longitudinal profile of temperature was similar in summer, characterized by a little warming up according to the downstream-upstream gradient presented in Principal Component Analysis (PCP). This gradient was more pronounced in the ancient arms PV and GF than in ancient arm RB where subsists in summer a weak circulation of river flow.The temperature presents a determinant role in the ancient arm productivity, reflected by the significant correlations between temperature on the one band and, the organic matter contents, chlorophyll a and pH values on the other hand. The increase of temperature in summer is accompanied by the production of organic matter, particularly in the upstream part of PV and GF. This phenomenon could be explained as a result of biological activity growth essentially phytoplankton because it was attached to an increase of chlorophyll a concentration. The biological activity stimulated by the increasing temperature contributes to reduce the pH value, accentuated by the diminution of oxygen saturation vigorously indicated in the morning, at the upstream part of the ancient arms. The percentage of oxygen saturation in the morning was essentially modified by the biological activity. It is stable and high during the spring period which corresponds to high water level of the river Garonne. Outwards this period where the river imposed the oxygen rate closely related to the air saturation, an upstream-downstream gradient occured in the weak water level periods (summer and winter). This is particularly indicated in the ancient arms which have not an upstream communication with the river. In this lentic ecosystem, it appears that the oxygen rate depends to the flora and fauna metabolic activity, confirmed by a highly significant correlation between the chlorophyll a concentration and the oxygen rate measured in the morning. The persistence of weak renewal water by the upstream part of ancient arm RB limited the summer warning up in this ancient arm compared to PV and GF. Thus, the productivity associated, evaluated by the chlorophyll a concentration, organic matter contents and the variations of pH and oxygen values are lower than the two last ancient arms where have only the downstream outlet.The conductivity value in the ancient arms is closely allied to the river Garonne. It constitutes a first evidence to show that the water quality in the ancient arms was affected by the river. In spring, the regular re-covering of the ancient arms by the river water diluted induces an annual drop of conductivity.Dressing by Principal Component Analysis, the mineral content in these three ancient arms shows a seasonal cycle which corresponds to the flow fluctuations of the river Garonne. The winter-spring gradient was indicated. This gradient was more evident for magnesium than for sulphate, chloride and calcium. The high spring water level reflected a low concentration of sulphate, chloride, calcium and magnesium due to water dilution. The water quality at this period is homogeneous because of the influence of the Garonne. When the water demands is weak, the quality of water in one of the ancient arms evolves parallel with that in the Garonne (concentration of matter) as it is alimented both up and downstream by the Garonne. On the other hand, the other two ancient arms have only the downstream outlet causing a delay in water concentration, especially as the connection with the main stream is narrow. The fertilising matter (nitrates, phosphates, etc.) which increases downstream, in summer, is at lower concentration in the ancient arms compared to the main stream for the following reasons :1) filling of the spring influx by diluted water, then the summer delay in equilibration of water via the single downstream inlet and 2) due to the absorption by the aquatic plants. Finally, the different spatiotemporal studies exhibit a seasonal mineralization gradient, a downstream-upstream productivity gradient and a downstream-upstream summer warning. The productivity therefore appears to be related to the summer warning rather than to the mineralization process or the presence of fertilising constituents.