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The general idea is to use together heterogeneous multiple information on the same problem tainted by imperfections and coming from several sources in order to improve the knowledge of a given situation. Appropriate visualization of the images to aid in decision making using the perceptual information carried by the salience maps.; L’idée générale consiste à utiliser conjointement des informations multiples hétérogènes portant sur le même problème entachées d’imperfections et provenant de plusieurs sources afin d’améliorer la connaissance d’une situation donnée. La visualisation adaptée des images pour l’aide à la prise de décision en utilisant les informations perceptuelles porté par les cartes de saillance.

Forests play a crucial role in the global carbon (C) cycle by storing and sequestering a substantial amount of C in the terrestrial biosphere. Due to temporal dynamics in climate and vegetation activity, there are significant regional variations in carbon dioxide (CO₂) fluxes between the biosphere and atmosphere in forests that are affecting the global C cycle. Current forest CO₂ flux dynamics are controlled by instantaneous climate, soil, and vegetation conditions, which carry legacy effects from disturbances and extreme climate events. Our level of understanding from the legacies of these processes on net CO₂ fluxes is still limited due to their complexities and their long-term effects. Here, we combined remote sensing, climate, and eddy-covariance flux data to study net ecosystem CO₂ exchange (NEE) at 185 forest sites globally. Instead of commonly used non-dynamic statistical methods, we employed a type of recurrent neural network (RNN), called Long Short-Term Memory network (LSTM) that captures information from the vegetation and climate’s temporal dynamics. The resulting data-driven model integrates interannual and seasonal variations of climate and vegetation by using Landsat and climate data at each site. The presented LSTM algorithm was able to effectively describe the overall seasonal variability (Nash-Sutcliffe efficiency, NSE = 0.66) and across-site (NSE = 0.42) variations in NEE, while it had less success in predicting specific seasonal and interannual anomalies (NSE = 0.07). This analysis demonstrated that an LSTM approach with embedded climate and vegetation memory effects outperformed a non-dynamic statistical model (i.e. Random Forest) for estimating NEE. Additionally, it is shown that the vegetation mean seasonal cycle embeds most of the information content to realistically explain the spatial and seasonal variations in NEE. These findings show the relevance of capturing memory effects from both climate and vegetation in quantifying spatio-temporal variations in forest NEE., 28 Feb 2019: The PLOS ONE Staff (2019) Correction: Memory effects of climate and vegetation affecting net ecosystem CO2 fluxes in global forests. PLOS ONE 14(2): e0213467. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213467.

International audience; The MARS-Crop Yield Forecasting System (M-CYFS) is used since 1993 to forecast the yields of all major crops in the European Union (EU) based on gridded runs of the WOFOST crop model. Using 28 years of observation, from 1988 to 2015, we quantified the variability in crop yield reported by all 28 EU Member States (MS) that can be explained by each individual WOFOST crop model based predictors and a few simple meteorological variables. A linear regression is used as a screening tool to quantify the relationship between each predictor and the yield residuals from the trend throughout the crop cycle for 168 country/crop combinations, assuming the yield residuals from the trend depend on the inter-annual climate variability. The results are plotted and analyzed at different level: every 10 days for each country crop/combination and each predictor; synthetized every 10 days for each country/crop combination keeping the predictor showing the best relationship with the yield residuals; finally, the best predictor found for each MS during the entire growing season is used to evaluate the ability of the model to estimate yield variability of each crop at European scale. While 61% of the grain maize (Zea mays L.) yield variability can be anticipated 80 days before harvest with the simulated water limited biomass for countries where rainfed maize prevails, 41% of the soft wheat (Triticum aestivum L.) yield variability can be reproduced a month before harvest, the best estimates being obtained where wheat is predominantly exposed to water stress. For the other crops analyzed, the results are also found to be reliable for crops predominantly exposed to water stress and becoming unreliable in agricultural systems exposed to an oceanic climate with a high level of inputs. The agro-meteorological processes related to an excess of water (nitrogen losses, diseases, anoxia, harvest conditions) would need to be disentangled and better integrated into the crop modeling system to improve the predictors. The monthly cumulated meteorological predictors are performing only slightly worse than the crop model predictors and help to characterize the main processes responsible for the yield variability. Nevertheless, the predictive capacity of the meteorological predictors is spatially and temporally incoherent and differs according to the crop phenology. In comparison, the M-CYFS crop model predictors are more consistent since the predictors summarize the succession of agro-meteorological conditions determining the yield throughout the entire growing season.

This article is partly based on a recent publication in the Journal of Agricultural and Food Chemistry (2017), 65 (37), pp 8264-8278: DOI:http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03239). The main objective of this study was the identification of the rearing practices of cows using 16variables related to both the animal's life and finishing period. Three classes of rearing practices were obtained using for the first time anoriginal statistical approach based on principal component analysis coupled with the iterative k-means algorithm. The classes were different intheir carcass characteristics. Old cows raised mainly on pasture have better carcass characteristics. The Longissimus thoracis muscle of thecows raised on pasture (with high physical activity) showed greater proportions of IIA fibers at the expense of the fast IIX ones. Accordingly,the meat of these animals has better color characteristics. The statistical approach applied in the case of the Maine-Anjou PDO is proposed tobe applied on additional French breeds and animal types.; Cet article est en partie tiré des résultats d’une étude récemment publiée dans Journal of Agricultural and Food Chemistry (2017), 65 (37),pp 8264–8278 : DOI : http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03239) qui avait comme principal objectif l’identification de pratiques d’élevage àpartir de 16 variables reflétant à la fois la vie de l’animal et la période de finition. Trois classes de pratiques (« Foin », « Herbe », « Enrubanné »)ont été obtenues en utilisant une approche statistique originale se basant sur l’analyse en composantes principales couplée à la classification kmeansaprès une normalisation des données. Les caractéristiques des carcasses étaient différentes entre les trois pratiques, et sont supérieurespour la classe Herbe. Les vaches de la classe Herbe ont les propriétés des carcasses les plus avantageuses du point de vue économique pour leséleveurs. Quant aux qualités de la viande issue du faux-filet, les vaches finis au pâturage (Classe Herbe) ont une viande plus rouge que celle desclasses Foin et Enrubanné, sans aucune différence pour la tendreté et en lipides intramusculaires. Les propriétés métaboliques et contractiles dumuscle Longissimus thoracis, ne sont différentes que pour les proportions des fibres glycolytiques IIX et oxydatives IIA qui étaientrespectivement, les plus faibles et plus élevées pour les vaches de la classe Herbe. L’approche mise en oeuvre dans le cas de l’AOP Maine-Anjouest proposée pour être généralisée sur d’autres races et types animaux d’élevage français.

Cet article est en partie tiré des résultats d’une étude récemment publiée dans Journal of Agricultural and Food Chemistry (2017), 65 (37), pp 8264–8278 : DOI : http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03239) qui avait comme principal objectif l’identification de pratiques d’élevage à partir de 16 variables reflétant à la fois la vie de l’animal et la période de finition. Trois classes de pratiques (« Foin », « Herbe », « Enrubanné ») ont été obtenues en utilisant une approche statistique originale se basant sur l’analyse en composantes principales couplée à la classification kmeans après une normalisation des données. Les caractéristiques des carcasses étaient différentes entre les trois pratiques, et sont supérieures pour la classe Herbe. Les vaches de la classe Herbe ont les propriétés des carcasses les plus avantageuses du point de vue économique pour les éleveurs. Quant aux qualités de la viande issue du faux-filet, les vaches finis au pâturage (Classe Herbe) ont une viande plus rouge que celle des classes Foin et Enrubanné, sans aucune différence pour la tendreté et en lipides intramusculaires. Les propriétés métaboliques et contractiles du muscle Longissimus thoracis, ne sont différentes que pour les proportions des fibres glycolytiques IIX et oxydatives IIA qui étaient respectivement, les plus faibles et plus élevées pour les vaches de la classe Herbe. L’approche mise en oeuvre dans le cas de l’AOP Maine-Anjou est proposée pour être généralisée sur d’autres races et types animaux d’élevage français., This article is partly based on a recent publication in the Journal of Agricultural and Food Chemistry (2017), 65 (37), pp 8264-8278: DOI: http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.7b03239). The main objective of this study was the identification of the rearing practices of cows using 16 variables related to both the animal's life and finishing period. Three classes of rearing practices were obtained using for the first time an original statistical approach based on principal component analysis coupled with the iterative k-means algorithm. The classes were different in their carcass characteristics. Old cows raised mainly on pasture have better carcass characteristics. The Longissimus thoracis muscle of the cows raised on pasture (with high physical activity) showed greater proportions of IIA fibers at the expense of the fast IIX ones. Accordingly, the meat of these animals has better color characteristics. The statistical approach applied in the case of the Maine-Anjou PDO is proposed to be applied on additional French breeds and animal types.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Le dimensionnement en fatigue des composants ou des structures métalliques s'appuie en général sur l'utilisation de courbes de fatigue, dites aussi courbes S-N. Pour prendre en compte les variabilités inhérentes au phénomène de fatigue mais également celles liées au nombre limité d'essais de fatigue, des courbes de conception peuvent être établies pour assurer un certain niveau de fiabilité lors du dimensionnement. Ces courbes de conception intègrent ainsi le niveau de probabilité de survie visé, noté P, qui capture les dispersions ""physiques"" du phénomène de fatigue mais également un niveau de confiance, noté ?, qui prend en compte les incertitudes ""statistiques"" lors de l'estimation des paramètres du modèle de fatigue (Basquin, Wohler, etc.). Elles sont notées S-N-P?. Certaines normes et recommandations proposent un cadre statistique pour établir ces courbes de conception. Les normes [1], [2] et [3] sont par exemple dédiées au traitement statistique des données de fatigue des matériaux métalliques qui peuvent raisonnablement être approchées par un modèle de Basquin ou de Wohler (sur une plage de contraintes donnée). Ceci peut être le cas des assemblages métalliques soudés. Les normes [2] et [3] ainsi que les recommandations de l'IIW (voir [4] et [5] par exemple) suggèrent également une règle pour obtenir des courbes de conception à P probabilité de survie pour un niveau de confiance ?. Pour ce faire, un ""coefficient d'abattement"" est appliqué au fractile de la courbe S-N-P. La prise en compte des variabilités observées lors des essais de fatigue peut également s'effectuer dans un cadre probabiliste. Celui-ci offre la possibilité d'expliquer précisément les incertitudes, de justifier les marges de fiabilité supposées ou à retenir et de conduire des études de fiabilité du dimensionnement en fatigue. Des approches bayésiennes peuvent notamment être mises en ?uvre pour intégrer les incertitudes sur l'estimation des paramètres des modèles de fatigue [6] et [7] et établir des intervalles de tolérance pour les courbes S-N-P [8]. L'intérêt des approches bayésiennes réside aussi dans la possibilité de prendre en compte explicitement une information a priori, collectée antérieurement et sous diverses formes [8], et d'aborder le cas d'un nombre restreint de données. Ce papier propose d'analyser les courbes S-N-P et S-N-P? issues de l'approche basée sur les normes et les recommandations [1-5] et celles pouvant être obtenues par approche bayésienne. Il s'agit de positionner les deux approches en fonction de la taille de l'échantillon de données et de l'information a priori sur la variance. Ce travail s'inscrit dans le cadre du groupe de travail ""Prise en compte des incertitudes dans le dimensionnement en fatigue"" en lien avec la commission Fatigue de la SF2M et le GST Mécanique et Incertain de l'AFM. [1] Standard Practice for Statistical Analysis of Linear or Linearized Stress-Life (S-N) and Strain-Life (epsilon-N) Fatigue Data, ASTM E739-10 [2] Metallic materials ? Fatigue testing ? Statistical planning and analysis of data, BS ISO 12107: 2003 [3] Produits métalliques ? Essais de Fatigue ? Traitement statistique des données, NF ? A 03-405 [4] Hobbacher A., Recommendations For Fatigue Design of Welded Joints and Components, IIW 1823-07, 2008 [5] Huther M., Fatigue Testing and Evaluation of Data for Design, IIS/IIW ? Com XIII, Lappeenranta, 2003 [6] Edwars G., Pacheco L.A., A Bayesian method for establishing fatigue design curves, Structural Safety, vol. 2, 27-38, 1984 [7] Babuska I., Sawlan Z., Scavino M., Szabo B., Tempone R., Bayesian inference and model comparison for metallic fatigue data, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg, vol. 304, 171-196, 2016 [8] Dekker S., Wurzel G., Alderliesten R., A Bayesian tolerance interval estimation for fatigue strength substantiation of rotorcraft dynamic components, International Journal of Fatigue, vol. 92, 333-344, 2016

International audience; Background: Organisms typically face infection by diverse pathogens, and hosts are thought to have developed specific responses to each type of pathogen they encounter. The advent of transcriptomics now makes it possible to test this hypothesis and compare host gene expression responses to multiple pathogens at a genome-wide scale. Here, we performed a meta-analysis of multiple published and new transcriptomes using a newly developed bioinformatics approach that filters genes based on their expression profile across datasets. Thereby, we identified common and unique molecular responses of a model host species, the honey bee (Apis mellifera), to its major pathogens and parasites: the Microsporidia Nosema apis and Nosema ceranae, RNA viruses, and the ectoparasitic mite Varroa destructor, which transmits viruses. Results: We identified a common suite of genes and conserved molecular pathways that respond to all investigated pathogens, a result that suggests a commonality in response mechanisms to diverse pathogens. We found that genes differentially expressed after infection exhibit a higher evolutionary rate than non-differentially expressed genes. Using our new bioinformatics approach, we unveiled additional pathogen-specific responses of honey bees; we found that apoptosis appeared to be an important response following microsporidian infection, while genes from the immune signalling pathways, Toll and Imd, were differentially expressed after Varroa/virus infection. Finally, we applied our bioinformatics approach and generated a gene co-expression network to identify highly connected (hub) genes that may represent important mediators and regulators of anti-pathogen responses.Conclusions: Our meta-analysis generated a comprehensive overview of the host metabolic and other biological processes that mediate interactions between insects and their pathogens. We identified key host genes and pathways that respond to phylogenetically diverse pathogens, representing an important source for future functional studies as well as offering new routes to identify or generate pathogen resilient honey bee stocks. The statistical and bioinformatics approaches that were developed for this study are broadly applicable to synthesize information across transcriptomic datasets. These approaches will likely have utility in addressing a variety of biological questions.

International audience; Up until the twentieth century, fluid mechanics was characterised by a strong division between theory and practice. The formulas of mathematicians and physicists were difficult to apply experimentally and their relevance was neither well accepted nor well understood by engineers. In France, where priority was given to the theoretical aspects of this subject, the creation of several centres of fluid mechanics in the 1930s (Lille, Marseille, Paris and Toulouse) represented an attempt at a rapprochement between fluid mechanics, experimental aerodynamics, and hydrodynamics. The aim was to re-establish France's international profile, which had been lost after 1918. In Lille, the leadership of the “Institut de mécanique des fluides” (IMFL) was entrusted to Jospeh Kampé de Fériet, who was able to address questions of both theoretical and experimental nature in the context of his work at the IMFL and at the “Commission de la turbulence atmosphérique”. On the one hand, Kampé de Fériet used a probabilistic approach to give greater mathematical rigour to the statistical theory of turbulence due to Taylor–von Kármán. On the other hand, he played an active part in his group's experimental research on atmospheric turbulence. This paper aims to show in what way Kampé de Fériet's approach to fluid mechanics enabled him to contribute to the international development of the statistical theory of turbulence during the interwar period.; Jusqu'au XXe siècle, la mécanique des fluides est caractérisée par une forte coupure entre théorie et pratique. Les formules des mathématiciens et des physiciens sont difficilement applicables sur le plan expérimental, leurs contributions sont mal comprises et mal acceptées par les ingénieurs. Dans le contexte français, qui donne la priorité aux aspects théoriques de ce domaine, la création des instituts de mécanique des fluides (Lille, Marseille, Paris et Toulouse) pendant les années 1930 représente une tentative de rapprochement entre la mécanique des fluides, l'hydrodynamique et l'aérodynamique expérimentales. Le but était de redonner à la France le rôle international qu'elle avait perdu depuis 1918. À Lille, la direction de l'institut de mécanique des fluides (IMFL) a été confiée à Joseph Kampé de Fériet. Ce mathématicien était capable d'aborder des questions à la fois théoriques et expérimentales dans le cadre de l'IMFL et de la Commission de la turbulence atmosphérique. D'un côté, il utilise une approche probabiliste pour donner une certaine rigueur mathématique à la théorie statistique de la turbulence de Taylor–von Kármán ; de l'autre, il prend activement part aux recherches expérimentales sur la turbulence atmosphérique de son équipe. Cet article vise à montrer de quelle façon son approche de la mécanique des fluides lui permet de participer à l'évolution internationale de la théorie statistique de la turbulence pendant l'entre-deux-guerres.

PICLÉG': a "research, development and stakeholders" all-together initiative for integrated production of field vegetables in France. 3. International Symposium on Horticulture in Europe, SHE2016

The development of a speech recognition system requires the availability of a large amount of resources namely, large corpora of text and speech, a dictionary of pronunciation. Nevertheless, these resources are not available directly for Arabic dialects. As a result, the development of a SRAP for Arabic dialects is fraught with many difficulties, namely the lack of large amounts of resources and the absence of a standard spelling as these dialects are spoken and not written. In this perspective, the work of this thesis is part of the development of a SRAP for the Tunisian dialect. A first part of the contributions consists in developing a variant of CODA (Conventional Orthography for Arabic Dialectal) for the Tunisian dialect. In fact, this convention is designed to provide a detailed description of the guidelines applied to the Tunisian dialect. Given the guidelines of CODA, we have created our corpus TARIC: Corpus of the interaction of the railways of the Tunisian Arab in the field of SNCFT. In addition to these resources, the pronunciation dictionary is indispensable for the development of a peech recognition system. In this regard, in the second part of the contributions, we aim at the creation of a system called conversion(Grapheme-Phonème) G2P which allows to automatically generate this phonetic dictionary. All these resources described before are used to adapt a SRAP for the MSA of the LIUM laboratory to the Tunisian dialect in the field of SNCFT. The evaluation of our system gave rise to WER of 22.6% on the test set.; Le développement d'un système de reconnaissance de la parole exige la disponibilité d'une grande quantité de ressources à savoir, grands corpus de texte et de parole, un dictionnaire de prononciation. Néanmoins, ces ressources ne sont pas disponibles directement pour des dialectes arabes. De ce fait, le développement d'un SRAP pour les dialectes arabes se heurte à de multiples difficultés à savoir, l’'abence de grandes quantités de ressources et l'absence d’'une orthographe standard vu que ces dialectes sont parlés et non écrit. Dans cette perspective, les travaux de cette thèse s’intègrent dans le cadre du développement d’un SRAP pour le dialecte tunisien. Une première partie des contributions consiste à développer une variante de CODA (Conventional Orthography for Arabic Dialectal) pour le dialecte tunisien. En fait, cette convention est conçue dans le but de fournir une description détaillée des directives appliquées au dialecte tunisien. Compte tenu des lignes directives de CODA, nous avons constitué notre corpus nommé TARIC : Corpus de l’interaction des chemins de fer de l’arabe tunisien dans le domaine de la SNCFT. Outre ces ressources, le dictionnaire de prononciation s’impose d’une manière indispensable pour le développement d’un SRAP. À ce propos, dans la deuxième partie des contributions, nous visons la création d’un système nommé conversion (Graphème-Phonème) G2P qui permet de générer automatiquement ce dictionnaire phonétique. Toutes ces ressources décrites avant sont utilisées pour adapter un SRAP pour le MSA du laboratoire LIUM au dialecte tunisien dans le domaine de la SNCFT. L’évaluation de notre système donné lieu WER de 22,6% sur l’ensemble de test.

The development of a speech recognition system requires the availability of a large amount of resources namely, large corpora of text and speech, a dictionary of pronunciation. Nevertheless, these resources are not available directly for Arabic dialects. As a result, the development of a SRAP for Arabic dialects is fraught with many difficulties, namely the lack of large amounts of resources and the absence of a standard spelling as these dialects are spoken and not written. In this perspective, the work of this thesis is part of the development of a SRAP for the Tunisian dialect. A first part of the contributions consists in developing a variant of CODA (Conventional Orthography for Arabic Dialectal) for the Tunisian dialect. In fact, this convention is designed to provide a detailed description of the guidelines applied to the Tunisian dialect. Given the guidelines of CODA, we have created our corpus TARIC: Corpus of the interaction of the railways of the Tunisian Arab in the field of SNCFT. In addition to these resources, the pronunciation dictionary is indispensable for the development of a peech recognition system. In this regard, in the second part of the contributions, we aim at the creation of a system called conversion(Grapheme-Phonème) G2P which allows to automatically generate this phonetic dictionary. All these resources described before are used to adapt a SRAP for the MSA of the LIUM laboratory to the Tunisian dialect in the field of SNCFT. The evaluation of our system gave rise to WER of 22.6% on the test set., Le développement d'un système de reconnaissance de la parole exige la disponibilité d'une grande quantité de ressources à savoir, grands corpus de texte et de parole, un dictionnaire de prononciation. Néanmoins, ces ressources ne sont pas disponibles directement pour des dialectes arabes. De ce fait, le développement d'un SRAP pour les dialectes arabes se heurte à de multiples difficultés à savoir, l’'abence de grandes quantités de ressources et l'absence d’'une orthographe standard vu que ces dialectes sont parlés et non écrit. Dans cette perspective, les travaux de cette thèse s’intègrent dans le cadre du développement d’un SRAP pour le dialecte tunisien. Une première partie des contributions consiste à développer une variante de CODA (Conventional Orthography for Arabic Dialectal) pour le dialecte tunisien. En fait, cette convention est conçue dans le but de fournir une description détaillée des directives appliquées au dialecte tunisien. Compte tenu des lignes directives de CODA, nous avons constitué notre corpus nommé TARIC : Corpus de l’interaction des chemins de fer de l’arabe tunisien dans le domaine de la SNCFT. Outre ces ressources, le dictionnaire de prononciation s’impose d’une manière indispensable pour le développement d’un SRAP. À ce propos, dans la deuxième partie des contributions, nous visons la création d’un système nommé conversion (Graphème-Phonème) G2P qui permet de générer automatiquement ce dictionnaire phonétique. Toutes ces ressources décrites avant sont utilisées pour adapter un SRAP pour le MSA du laboratoire LIUM au dialecte tunisien dans le domaine de la SNCFT. L’évaluation de notre système donné lieu WER de 22,6% sur l’ensemble de test.

International audience; We propose and develop a general approach based on reaction-diffusion equations for modelling a species dynamics in a realistic two-dimensional (2D) landscape crossed by linear one-dimensional (1D) corridors, such as roads, hedgerows or rivers. Our approach is based on a hybrid “2D/1D model”, i.e, a system of 2D and 1D reaction-diffusion equations with homogeneous coefficients, in which each equation describes the population dynamics in a given 2D or 1D element of the landscape. Using the example of the range expansion of the tiger mosquito Aedes albopictus in France and its main highways as 1D corridors, we show that the model can be fitted to realistic observation data. We develop a mechanistic-statistical approach, based on the coupling between a model of population dynamics and a probabilistic model of the observation process. This allows us to bridge the gap between the data (3 levels of infestation, at the scale of a French department) and the output of the model (population densities at each point of the landscape), and to estimate the model parameter values using a maximum-likelihood approach. Using classical model comparison criteria, we obtain a better fit and a better predictive power with the 2D/1D model than with a standard homogeneous reaction-diffusion model. This shows the potential importance of taking into account the effect of the corridors (highways in the present case) on species dynamics. With regard to the particular case of A. albopictus, the conclusion that highways played an important role in species range expansion in mainland France is consistent with recent findings from the literature.

Two major challenges are encountered when studying radiative transfer in gases (e.g. combustion chambers or planetary atmospheres): heterogeneity and spectral dependence of radiative properties. The work introduced in this manuscript, addresses this problem through a statistical approach of radiation that requires no model or numerical approximation. This approach leads to the development of Monte-Carlo methods, currently considered as reference solutions in the community of radiative transfer. The difficulty related to heterogeneity is handled by a technique borrowed from other fields of transport physics: null-collision algorithms. Their application to radiation consists in adding to the events of absorption and scattering a third arbitrary type of collision that has no effect on the photon transport. Thus, the extinction coefficient resulting from these three types of collisions can be assumed to be homogeneous. Then, it is shown how this very same technique opens the door to rethinking statistically the concept of absorption coefficient. This leads to Monte-Carlo algorithms that directly estimate radiative observables from transition parameters indexed in molecular spectroscopic databases, without the need of rigorously precomputing absorption coefficients.; L’étude du transfert radiatif dans les gaz (atmosphères planétaires, chambres de combustion, etc.) se heurte à deux principales difficultés : les hétérogénéités et la dépendance spectrale des propriétés radiatives du milieu d’intérêt. Les travaux présentés dans ce manuscrit proposent, au travers d’une approche statistique du rayonnement, une solution à ces deux limites qui ne nécessite aucune approximation de modèle physique ou numérique. Cette approche conduira au développement d’algorithmes de Monte-Carlo considérés à l’heure actuelle comme méthodes de référence dans la communauté du transfert radiatif. La difficulté liée aux hétérogénéités du milieu participant sera traitée par une technique empruntée à d’autres disciplines de la physique du transport : les algorithmes à collisions nulles. Leur application au rayonnement consiste à ajouter arbitrairement aux évènements d’absorption et de diffusion, un troisième type de collision n’ayant aucun effet sur le transport de photons : les collisions nulles. Ainsi, le coefficient d’extinction résultant de ces trois types de collision pourra être assumé comme homogène. Ensuite, il sera montré comment cette même technique lève un second verrou permettant de repenser de façon statistique l’idée de coefficient d’absorption. Cela ouvrira la voie à des algorithmes de Monte-Carlo qui estiment directement une observable radiative à partir de paramètres de transitions répertoriés dans des bases de données spectroscopiques, sans avoir à précalculer rigoureusement le coefficient d’absorption.

International audience

National audience; Cet article propose une approche statistique-probabiliste de la multi fissuration des fils transversaux au sein d'un composite tissé à matrice céramique (CMC). Des simulations par une approche d'Essai Virtuel fondée sur la méthode des Éléments Finis appliquée à des cellules de calcul permettent d'identifier les populations de défauts. La microstructure fibres/pores/matrice est explicitement représentée et placée entre deux éléments de renfort. Un second type de cellules dans lesquelles la microstructure est remplacée par un matériau homogène élastiquement équivalent (MHE) permet d'aborder une stratégie de changement d'échelle. La transition d'échelle est basée sur une analyse statistique de la distribution des défauts dans la microstructure. Les fonctions caractéristiques sont identifiées et permettent de décrire les séquences de fissuration et de éterminer les probabilités d'apparition de fissures. Ces fonctions statistiques sont ensuite utilisées pour générer des tirages aléatoires de perturbations couplés aux simulations sur les cellules avec MHE. Une comparaison des deux approches permet ensuite de valider la représentativité des populations de défauts identifiées.

La détection de changements significatifs entre deux images demeure un problème délicat. Dans ce contexte, une méthodologie récemment proposée par Desolneux et coll. émerge : l'approche a contrario. Il s'agit d'une approche non paramétrique présentant l'avantage de prendre en compte dans le processus de décision l'information contextuelle et différentes valeurs de seuil de détection. Nous étendons ici cette approche de manière à traiter des images multimodales desquelles sont extraites différentes images de mesure. Pour cela, deux règles de fusion sont développées de manière à combiner l'information provenant des images de mesure et celle provenant des différents seuils de détection. De plus, une nouvelle règle de décision, basée sur des tests de permutation, est proposée. La méthodologie a contrario est décrite dans la Section 1. Nous proposerons ensuite un nouveau cadre statistique dans la section 2. Enfin, la section 3 illustre l'application de la méthode pour de la détection de changements dans des images IRM dans le contexte de la sclérose en plaques.

The lifespan estimation of a reinforced concrete structure, as well as the need for repairing the structure is the main preoccupation of the building owners. Analysisis of the chloride profiles is carried out for various elements of a quay concerning the Port authority of Nantes Saint-Nazaire. The studied elements are subjected only to the spray and are never in direct contact with sea water excepted during the storm. A statistical processing makes possible to estimate the evolution of the chloride ions concentration at a given depth after one, two, or ten years.; L’estimation de la durée de vie d’un ouvrage en béton armé, ainsi que la nécessité éventuelle d’une réparation de l’ouvrage est une des préoccupations principales des maîtres d’ouvrages. Une analyse des profils de concentrations en chlorure sur différents éléments d’un quai du Port Autonome de Nantes Saint-Nazaire est réalisée. Les éléments étudiés ne sont soumis qu’aux embruns et ne sont jamais en contact direct avec l'eau de mer excepté au cours de tempêtes. Un traitement statistique est réalisé, permettant d’estimer l’évolution de la concentration en ions chlorure à une profondeur donnée après un, deux, voir dix ans.

This thesis addresses the problem of separating image components that have different structure, when different observations of blurred mixtures of these components are available. When only a single component is present and has to be extracted from a single observation, this reduces to the deblurring and denoising of one image, a problem well described in the image processing literature. On the other hand, the separation problem has been mainly studied in the simple case of linear mixtures (i.e. without blurring). In this thesis, the full problem is addressed globally, the separation being done simultaneously with the denoising and deblurring of the data at hand. One natural way to tackle the multi-components/multi-observations problem in the blurred context is to generalize methods that exist for the enhancement of a single image. The first result presented in this thesis is a mathematical analysis of a heuristic iterative algorithm for the enhancement of a single image. This algorithm is proved to be convergent but not regularizing; a modification is introduced restores this property. The main object of this thesis is to develop and compare two methods for the multi-components/multi-observations problem: the first method uses functional spaces to describe the signals; the second method models the local statistical properties of the signals. Both methods use wavelet frames to simplify the description of the data. In addition, the functional method uses different frames to characterize different components. The performances of both algorithms are evaluated with regards to a particular astrophysical problem: the reconstruction of clusters of galaxies by the extraction of their Sunyaev-Zel'dovich effect in multifrequency measurements of the Cosmic Microwave Background anisotropies. Realistic simulations are studied, that correspond to different experiments, future or underway. It is shown that both methods yield clusters maps of sufficient quality for subsequent cosmological studies when the resolution of the observations is high and the level of noise moderate, that the noise level is a limiting factor for observations at lower resolution, and that the statistical algorithm is robust to the presence of point sources at higher frequencies.; Cette thèse est consacree au problµeme de separation de composantes lorsque celles ci sont des images de structure differente et que l'on en observe un ou plusieurs melange(s) ou(s) et bruite(s). Les problµemes de deconvolution et de separation, traditionnellement etudies separement, sont ici traites simultanément. Une façon naturelle d'aborder le problµeme multicomposants/multiobservations est de generaliser les techniques de deconvolution d'une image unique. Le premier resultat presente est une etude mathematique d'un tel algorithme. Preuve est faite que celuici est convergent mais pas regularisant et une modification restaurant cette propriete est proposee. Le sujet principal est le developpement et la comparaison de deux methodes pour traiter la deconvolution et separation simultanees de composantes. La premiµere methode est basee sur les propriétes statistiques locales des composantes tandis que dans la seconde, ces signaux sont decrits par des espaces fonctionnels. Les deux methodes utilisent des transformees en ondelettes redondantes pour simplifier les donnees. Les performances des deux algorithmes sont evaluees et comparees dans le cadre d'un problµeme astrophysique : celui de l'extraction des amas de galaxies par l'effet Sunyaev-Zel'dovich dans les images multispectrales des anisotropies du fond cosmique. Des simulations realistes sont etudiees. On montre qu'µa haute resolution et niveau de bruit modere, les deux methodes permettent d'extraire des cartes d'amas de galaxies de qualite suffisante pour des etudes cosmologiques. Le niveau de bruit est un facteur limitant µa basse resolution et la methode statistique est robuste µa la presence de points sources.

This thesis addresses the problem of separating image components that have different structure, when different observations of blurred mixtures of these components are available. When only a single component is present and has to be extracted from a single observation, this reduces to the deblurring and denoising of one image, a problem well described in the image processing literature. On the other hand, the separation problem has been mainly studied in the simple case of linear mixtures (i.e. without blurring). In this thesis, the full problem is addressed globally, the separation being done simultaneously with the denoising and deblurring of the data at hand. One natural way to tackle the multi-components/multi-observations problem in the blurred context is to generalize methods that exist for the enhancement of a single image. The first result presented in this thesis is a mathematical analysis of a heuristic iterative algorithm for the enhancement of a single image. This algorithm is proved to be convergent but not regularizing; a modification is introduced restores this property. The main object of this thesis is to develop and compare two methods for the multi-components/multi-observations problem: the first method uses functional spaces to describe the signals; the second method models the local statistical properties of the signals. Both methods use wavelet frames to simplify the description of the data. In addition, the functional method uses different frames to characterize different components. The performances of both algorithms are evaluated with regards to a particular astrophysical problem: the reconstruction of clusters of galaxies by the extraction of their Sunyaev-Zel'dovich effect in multifrequency measurements of the Cosmic Microwave Background anisotropies. Realistic simulations are studied, that correspond to different experiments, future or underway. It is shown that both methods yield clusters maps of sufficient quality for subsequent cosmological studies when the resolution of the observations is high and the level of noise moderate, that the noise level is a limiting factor for observations at lower resolution, and that the statistical algorithm is robust to the presence of point sources at higher frequencies., Cette thèse est consacree au problµeme de separation de composantes lorsque celles ci sont des images de structure differente et que l'on en observe un ou plusieurs melange(s) ou(s) et bruite(s). Les problµemes de deconvolution et de separation, traditionnellement etudies separement, sont ici traites simultanément. Une façon naturelle d'aborder le problµeme multicomposants/multiobservations est de generaliser les techniques de deconvolution d'une image unique. Le premier resultat presente est une etude mathematique d'un tel algorithme. Preuve est faite que celuici est convergent mais pas regularisant et une modification restaurant cette propriete est proposee. Le sujet principal est le developpement et la comparaison de deux methodes pour traiter la deconvolution et separation simultanees de composantes. La premiµere methode est basee sur les propriétes statistiques locales des composantes tandis que dans la seconde, ces signaux sont decrits par des espaces fonctionnels. Les deux methodes utilisent des transformees en ondelettes redondantes pour simplifier les donnees. Les performances des deux algorithmes sont evaluees et comparees dans le cadre d'un problµeme astrophysique : celui de l'extraction des amas de galaxies par l'effet Sunyaev-Zel'dovich dans les images multispectrales des anisotropies du fond cosmique. Des simulations realistes sont etudiees. On montre qu'µa haute resolution et niveau de bruit modere, les deux methodes permettent d'extraire des cartes d'amas de galaxies de qualite suffisante pour des etudes cosmologiques. Le niveau de bruit est un facteur limitant µa basse resolution et la methode statistique est robuste µa la presence de points sources.

Membre du Jury: Pilvin, P. et Sab, K. et Ostoja-Starzewski, M. et Singleton, S. et Reed, M. et Mounoury, V. et Jeulin, D. et Forest, S.; The Representative Volume Element (RVE) plays a central role in the mechanics and physics of random heterogeneous materials with a view to predicting their effective properties. A quantitative definition of its size is proposed in this work using a numerical and statistical approach. A RVE size can be associated with a given precision of the estimation of the wanted overall property and the number of realizations of a given volume $V$ of microstructure that one is able to consider. It is shown to depend on the investigated morphological or physicalproperty, the contrast in the properties of the constituents, and their volume fractions. The methodology is developed on a specific random microstructure, namely a two-phase three-dimensional Voronoi mosaic and applied to a real two-phase heterogeneous material from food industry. Large scale finite element simulations of volumes ofdifferent sizes are performed in the case of linear elasticity (thermal conductivity respectively), using parallel computing. The volumes are subjected to homogeneous strain (gradient of temperature respectively),stress (heat flux respectively) at the boundary or periodicboundary conditions. The effective properties can be determined for large volumes and a small number of realizations. Conversely, smaller volumes can be used providing that a sufficient number of realizations isconsidered. A bias in the estimation of the effective properties is observed for too small volumes for all types of boundary conditions. The variance of computed apparent properties for each volume size is used to define theprecision of the estimation. The key-notion of integral range is introduced to relate this error estimation and the definition of the RVE size. For given precision and number of realizations, one is able to provide a minimal volume size for the computation of effective properties. The results can also be used to predict the minimal number ofrealizations that must be considered for a given volumesize in order to estimate the effective property for a given precision. The RVE sizes found for elastic and thermal properties, but also for a geometrical property like volume fraction, are compared. A general comparison of the elastic and thermal properties of three different microstructures is given for Voronoi mosaics, two real material from food industry and another virtual model, a boolean model of hexagonal prismatic rods and plates. Computational homogenization technique is used to predict the effective properties from 3D confocal images of realsamples. An analysis of the percolation strain fields in deformed samples is proposed to select stiffer or higher conductive products. The present work can be regarded as a first step towards a computational approach of the design of microstructures for wanted overall properties. The aim is to explore new morphologies that can lead to unexpected properties like outstanding stiffness or conductivity, or controlled compliance.; Notion de volume élémentaire représentatif pour les matériaux hétérogènes : approche statistique et numérique.

Colloque avec actes sans comité de lecture. nationale.; National audience; Search of over-represented motifs in the genome of Streptomyces coelicolor A3(2) using R'MES (statistical approach) and location so as to define putative transcription factor binding sites.

The secondary structures approximate badly the 3D protein structures. A new method have been developped to create a more complex and precise structural alphabet (called Protein Blocks) which could be used in a local prediction method. The analysis of the specificity and stability of this alphabet has been performed. This alphabet is composed of 16 prototypes of 5 Cα length. The local prediction of PBs from the sequence gives correct results.The prediction is based on Bayesian statistics which is efficient to understand the meaning and influences of every amino acids. To improve this prediction, we have used two concepts : (i) 1 local fold is associated with a set of sequences and (ii) 1 sequence could give different folds. The first point is associated with the splitting of occurrence matrices associated with the most common PBs. The second point is based upon a confidence index and allow the location of well-predicted residues. Some succession of Protein Blocks are over-represented. So, we have define a network describing most of the protein topology.Finally, we propose a method called Hybrid Protein Model which allow the compaction of succession of Protein Blocks in a fuzzy manner and create structurally dependant cluster. This approach has been extended to the research of structural homology., Caractériser la structure tridimensionnelle des protéines avec les structures secondaires classiques est assez pauvre structurellement. Nous avons donc développé une nouvelle méthodologie pour concevoir des séries de petits prototypes moyens nommés Blocs Protéiques (BPs) qui permettent une bonne approximation des structures protéiques. L'analyse de la spécificité des blocs protéiques a montré leur stabilité et leur spécificité sur le plan structural. Le choix final du nombre de BPs est associé a une prédiction locale correcte.Cette prédiction se base avec une méthode bayésienne qui permet de comprendre l'importance des acides aminés de maniè;re simple. Pour améliorer cette prédiction, nous nous sommes bases sur deux concepts : (i) 1 repliement local -> n séquences et (ii) 1 séquence -> n repliements. Le premier concept signifie que plusieurs types de séquences peuvent être associes a la même structure et le second qu'une séquence peut-être associée a plusieurs type de repliements. Ces deux aspects sont développés en se basant sur la recherche d'un indice de fiabilité lie a la prédiction locale, pour trouver des zones de fortes probabilités. Certains mots, i.e. successions de blocs protéiques apparaissent plus fréquemment que d'autres. Nous avons donc défini au mieux quelle est l'architecture de ces successions, les liens existants entre ces différents mots.Du fait de cette redondance qui peut apparaìtre dans la structure protéique, une méthode de compactage qui permet d'associer des structures structurellement proches sur le plan local a été mise au point. Cette approche appelée "protéine hybride" de conception simple permet de catégoriser en classes "structurellement dépendantes" l'ensemble des structures de la base de données protéiques. Cette approche, en plus du compactage, peut être utilisée dans une optique différente, celle de la recherche d'homologie structurale et de la caractérisation des dépendances entre structures et séquences.