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Foot-mounted positioning devices are becoming more and more popular in the different application field. For example, inertial sensors are now embedded in safety shoes to monitor security. They allow positioning with zero velocity update to bound the error growth of foot-mounted inertial sensors. High positioning accuracy depends on robust zero velocity detector (ZVD). Existing Artificial Intelligent (AI)-based methods classify the pedestrian dynamics to adjust ZVD at the cost of high computation costs and error propagation from miss-classification. We propose a machine learning model to detect zero velocity moments without any pre-classification step, named Uniform AI Model for All pedestrian Motions (UMAM). Performance is evaluated by benchmarking on two new subjects of opposite gender and different size, not included in the training data set, over complex indoor/outdoor paths of 2 km for subject 1 and 2.1 km for subject 2. We obtain an average 2D loop closure error of less than 0.37%.

Le tournant participatif de la vigilance environnementale relève d’évolutions multiples, sociotechniques avec l’essor du numérique, organisationnelles avec la généralisation des infrastructures de la connaissance, et politique avec les injonctions envers la population à prendre plus part à la vie publique. Dans cet article introductif, il est montré que cette participation ne se résume pas à la plus ou moins grande collégialité de la façon dont sont menées les initiatives participatives de monitoring environnemental. La notion de médiation, décomposant l’architecture de ces initiatives, celle de gouvernance relative à une vision systémique de leur allocation du pouvoir, et enfin le positionnement réflexif du chercheur sociologue qu’elles impliquent permet de les resituer dans les enjeux auxquels leurs promoteurs et leurs observateurs sont confrontés. Il s’agit de restaurer l’incertitude sur leur portée, pesant sur ces dispositifs de monitoring en ce moment de mutation de la vigilance environnementale. The participatory turn in environmental monitoring is illustrative of several contemporary trends: in the context of political injunctions to participate actively in public life, it brings together sociotechnical changes associated with the multiplication of digital devices and organizational evolutions influenced by the widespread integration of knowledge infrastructures. This introductory article argues that participation in environmental monitoring initiatives cannot be understood by focusing on changes in collegiality that characterize how they are designed and carried out. We propose the concept of mediation as an avenue for exploring the issues that confront those who promote and analyze these initiatives. Mediation provides a way of examining their architecture, their governance in terms of a systemic understanding of how they distribute power, and the reflexive positioning of social science researchers that they imply. Thinking about the uncertainty of the environmental data produced, their heterogeneous nature and their scope of potential use appears a more fruitful line of inquiry. El giro participativo en la vigilancia ambiental es el resultado de múltiples evoluciones: sociotécnicas con el auge de lo digital; organizativas con la generalización de las infraestructuras del conocimiento, y políticas con las llamadas a la población para que participe más en la vida pública. En el presente artículo de introducción se muestra que esta participación no se limita a la mayor o menor institucionalidad de la forma en la que se llevan a cabo las iniciativas participativas de monitorización ambiental. La noción de mediación, descomponiendo la arquitectura de dichas iniciativas, la de gobernanza relativa a una visión sistémica de su asignación del poder y, por último, el posicionamiento reflexivo del investigador sociológico que estas implican, permiten resituarlas en los retos a los que se enfrentan sus promotores y observadores. Se trata de restablecer la incertidumbre sobre su alcance, que pesa sobre estos dispositivos de monitorización en este momento de mutación de la vigilancia ambiental.

On observe actuellement une multiplication des dispositifs participatifs de collecte des données. L’objectif de cet article est d’analyser les enjeux de ces pratiques en interrogeant la capacité d’un dispositif à orienter l’action collective de collecte. Celle-ci est étudiée en fonction des caractéristiques de la structure de gouvernance du dispositif, analysée à travers le protocole de mesure, et ses finalités. Trois dispositifs participatifs reposant sur l’utilisation de microcapteurs sont comparés. Nous montrons que cette capacité de guidage du dispositif est variable selon les situations et s’exprime à travers le processus de validation des données et l’objet de la surveillance réalisée par les volontaires distinguant, en particulier, les dispositifs de production de données de ceux destinés à impliquer des publics. There is currently a proliferation of participatory data collection mechanisms. The objective of this article is to analyze the issues at stake in these practices by examining the capacity of a system to guide collective action in collecting data. This is studied according to the characteristics of the structure of governance of the device, analyzed through the measurement protocol, and its aims. Three participatory devices based on the use of microsensors are compared. We show that the guiding capacity of the device varies according to the situation and is expressed through the data validation process and the purpose of the monitoring carried out by the volunteers, distinguishing, in particular, the data production devices from those intended to involved citizens. Actualmente se observa una multiplicación de los mecanismos participativos de recopilación de datos. El objetivo de este artículo es analizar lo que está en juego en estas prácticas, examinando la capacidad de un sistema para orientar la acción colectiva en la recogida de datos. Esto se estudia en función de las características de la estructura de gobierno del dispositivo, analizadas a través del protocolo de medición, y sus objetivos. Se comparan tres dispositivos participativos basados en el uso de microsensores. Demostramos que esta capacidad de orientación del dispositivo varía según la situación y se expresa a través del proceso de validación de los datos y de la finalidad del seguimiento realizado por los voluntarios, distinguiendo, en particular, los dispositivos de producción de datos de los destinados a crear públicos implicados.

El giro participativo en la vigilancia ambiental es el resultado de múltiples evoluciones: sociotécnicas con el auge de lo digital; organizativas con la generalización de las infraestructuras del conocimiento, y políticas con las llamadas a la población para que participe más en la vida pública. En el presente artículo de introducción se muestra que esta participación no se limita a la mayor o menor institucionalidad de la forma en la que se llevan a cabo las iniciativas participativas de monitorización ambiental. La noción de mediación, descomponiendo la arquitectura de dichas iniciativas, la de gobernanza relativa a una visión sistémica de su asignación del poder y, por último, el posicionamiento reflexivo del investigador sociológico que estas implican, permiten resituarlas en los retos a los que se enfrentan sus promotores y observadores. Se trata de restablecer la incertidumbre sobre su alcance, que pesa sobre estos dispositivos de monitorización en este momento de mutación de la vigilancia ambiental. Le tournant participatif de la vigilance environnementale relève d’évolutions multiples, sociotechniques avec l’essor du numérique, organisationnelles avec la généralisation des infrastructures de la connaissance, et politique avec les injonctions envers la population à prendre plus part à la vie publique. Dans cet article introductif, il est montré que cette participation ne se résume pas à la plus ou moins grande collégialité de la façon dont sont menées les initiatives participatives de monitoring environnemental. La notion de médiation, décomposant l’architecture de ces initiatives, celle de gouvernance relative à une vision systémique de leur allocation du pouvoir, et enfin le positionnement réflexif du chercheur sociologue qu’elles impliquent permet de les resituer dans les enjeux auxquels leurs promoteurs et leurs observateurs sont confrontés. Il s’agit de restaurer l’incertitude sur leur portée, pesant sur ces dispositifs de monitoring en ce moment de mutation de la vigilance environnementale. The participatory turn in environmental monitoring is illustrative of several contemporary trends: in the context of political injunctions to participate actively in public life, it brings together sociotechnical changes associated with the multiplication of digital devices and organizational evolutions influenced by the widespread integration of knowledge infrastructures. This introductory article argues that participation in environmental monitoring initiatives cannot be understood by focusing on changes in collegiality that characterize how they are designed and carried out. We propose the concept of mediation as an avenue for exploring the issues that confront those who promote and analyze these initiatives. Mediation provides a way of examining their architecture, their governance in terms of a systemic understanding of how they distribute power, and the reflexive positioning of social science researchers that they imply. Thinking about the uncertainty of the environmental data produced, their heterogeneous nature and their scope of potential use appears a more fruitful line of inquiry.

The participatory turn in environmental monitoring is illustrative of several contemporary trends: in the context of political injunctions to participate actively in public life, it brings together sociotechnical changes associated with the multiplication of digital devices and organizational evolutions influenced by the widespread integration of knowledge infrastructures. This introductory article argues that participation in environmental monitoring initiatives cannot be understood by focusing on changes in collegiality that characterize how they are designed and carried out. We propose the concept of mediation as an avenue for exploring the issues that confront those who promote and analyze these initiatives. Mediation provides a way of examining their architecture, their governance in terms of a systemic understanding of how they distribute power, and the reflexive positioning of social science researchers that they imply. Thinking about the uncertainty of the environmental data produced, their heterogeneous nature and their scope of potential use appears a more fruitful line of inquiry. Le tournant participatif de la vigilance environnementale relève d’évolutions multiples, sociotechniques avec l’essor du numérique, organisationnelles avec la généralisation des infrastructures de la connaissance, et politique avec les injonctions envers la population à prendre plus part à la vie publique. Dans cet article introductif, il est montré que cette participation ne se résume pas à la plus ou moins grande collégialité de la façon dont sont menées les initiatives participatives de monitoring environnemental. La notion de médiation, décomposant l’architecture de ces initiatives, celle de gouvernance relative à une vision systémique de leur allocation du pouvoir, et enfin le positionnement réflexif du chercheur sociologue qu’elles impliquent permet de les resituer dans les enjeux auxquels leurs promoteurs et leurs observateurs sont confrontés. Il s’agit de restaurer l’incertitude sur leur portée, pesant sur ces dispositifs de monitoring en ce moment de mutation de la vigilance environnementale. El giro participativo en la vigilancia ambiental es el resultado de múltiples evoluciones: sociotécnicas con el auge de lo digital; organizativas con la generalización de las infraestructuras del conocimiento, y políticas con las llamadas a la población para que participe más en la vida pública. En el presente artículo de introducción se muestra que esta participación no se limita a la mayor o menor institucionalidad de la forma en la que se llevan a cabo las iniciativas participativas de monitorización ambiental. La noción de mediación, descomponiendo la arquitectura de dichas iniciativas, la de gobernanza relativa a una visión sistémica de su asignación del poder y, por último, el posicionamiento reflexivo del investigador sociológico que estas implican, permiten resituarlas en los retos a los que se enfrentan sus promotores y observadores. Se trata de restablecer la incertidumbre sobre su alcance, que pesa sobre estos dispositivos de monitorización en este momento de mutación de la vigilancia ambiental.

International audience; Distributed Optical Fiber Sensors (DOFS) are gaining interest for structural health monitoring applications. Recently, they have been successfully used to monitor the strain profiles at the interface between concrete and steel or composite rebars during pullout tests. In the framework of durability studies on Glass Fiber-Reinforced Polymer reinforcing bars (rebars), this method offers interesting perspectives for monitoring the evolution of the concrete/rebar bond behavior under accelerated ageing conditions. However, the durability of the bonded DOFS instrumentation itself should be investigated in a preliminary stage, to assess possible alteration of its performance over aging, which would raise questions about the validity of strain measurements in the long term. This article presents the first results of an experimental program aiming to address this specific issue. In this work, steel rebars were equipped with bonded optical fibers. Half-length of the instrumented rebars was subjected to hydrothermal ageing by immersion in an alkaline solution, while the remaining length was exposed to standard laboratory conditions. After exposure, the rebars were tested in tension and the DOFS strain profiles were simultaneously measured. These strain profiles were then compared to reference measurements performed before ageing, providing insights on the influence of the ageing conditions on the response of the DOFS.

Mobile crowdsensing is an emerging and promising paradigm that has attracted much attention in recent years, especially for environmental monitoring. Coupled with the power of low-cost wireless sensor networks (WSN), it leverages population density to collect extensive data in many applications, such as air pollution and urban heat islands (UHI) monitoring. In fact, air pollution and UHI are one of the main problems that still suffer from a lack of characterization due to the limitations of traditional assessment methods employed in terms of cost, network size, and flexibility. Mobile crowdsensing and WSN aim at filling this gap by enabling large-scale deployments to improve the local knowledge of these phenomena on the one hand, while simultaneously involving the citizens in the process on the other hand. In this thesis, we mainly consider the air quality monitoring application with a mobile crowdsensing approach, while focusing on three main parts: 1) the design of low-cost participatory air quality monitoring systems; 2) the analysis of dense data from low-cost WSNs and their contribution to the fine-grained mapping of air quality; 3) the selection of the participants’ paths in order to improve the knowledge of the phenomenon while taking into account the constraints of travel distance and sensor errors. Through this work, we aim to show the potential of using low-cost WSN coupled with participatory sensing for air quality monitoring. In this vein, we carry out substantial experimental work on the design of a participatory air quality monitoring system from scratch. We provide engineering guidelines regarding the design of low-cost participatory environmental monitoring platforms. Moreover, we conduct extensive validation tests to evaluate the performance of our sensor nodes. In addition, we perform analysis on our sensors’ data and propose a general framework that allows the comparison of different regression and data assimilation strategies, based on numerical simulations and an adequate estimation of simulation and sensing error covariances. We also explore the impact of the sensing rate on the energy consumption and the mapping error. Furthermore, we tackle the problem of route selection in participatory sensing and propose two new approaches that take into account the participants’ constraints and the characteristics of air quality monitoring using low-cost WSN.; La mesure mobile par la foule (aussi appelé mobile crowdsensing) est un paradigme émergent et prometteur qui a attiré beaucoup d’attention ces dernières années, notamment dans le domaine de la surveillance de l’environnement. Couplé à la puissance des réseaux de capteurs sans fil (RCSF) à bas coût, il permet de tirer parti de la densité de la population pour collecter de nombreuses données dans de nombreuses applications, telles que la surveillance de la pollution de l’air et des îlots de chaleur urbains (ICU). En effet, la pollution de l’air et les ICUs sont parmi les principaux problèmes qui souffrent encore d’un manque de caractérisation en raison des limites des méthodes d’évaluation traditionnelles en termes de coût, de taille de réseau et de flexibilité. Le mobile crowdsensing et les RCSFs visent à combler cette lacune en permettant des déploiements à grande échelle afin d’améliorer la connaissance locale du phénomène, tout en impliquant les citoyens dans le processus de suivi de celui-ci. Dans cette thèse, nous considérons l’application de surveillance de la qualité de l’air avec une approche de crowdsensing mobile, tout en nous concentrant sur trois axes principaux : 1) la conception de systèmes de surveillance de la qualité de l’air participatifs et à faible coût ; 2) l’analyse de données denses issues de micro-capteurs à bas coût et leur apport à la cartographie fine de la qualité de l’air ; 3) la sélection des chemins des participants afin d’améliorer la connaissance du phénomène tout en prenant en compte différentes contraintes. À travers ce travail, nous souhaitons montrer le potentiel de l’utilisation de RCSF à faible coût couplé à la mesure participative dans la surveillance de la qualité de l’air. Dans cette optique, nous réalisons un travail expérimental poussé sur la conception d’un système participatif de surveillance de la qualité de l’air. Nous fournissons des recommandations d’ingénierie concernant la conception de plateformes de surveillance environnementale participative à faible coût. En outre, nous effectuons des tests de validation approfondis pour évaluer les performances de nos nœuds de capteurs. De plus, nous analysons les données collectées par nos capteurs et proposons un framework général qui permet de comparer différentes stratégies de régression et d’assimilation de données, à l’aide de simulations numériques et d’une estimation adéquate des covariances des erreurs de simulation et de mesure. Nous explorons également l’impact de la fréquence de mesure sur la consommation d’énergie et l’erreur de cartographie. Enfin, nous nous intéressons au problème de sélection de routes dans le cadre de la mesure participative et proposons deux nouvelles approches qui prennent en compte les contraintes des participants et les caractéristiques de la surveillance de la qualité de l’air à l’aide de RCSF à faible coût.

Significant volumes of cementitious materials are used in the nuclear industry to design nuclear power plants containment facilities or surface storage installations for radioactive waste for example. The increasing volume of radioactive waste produced raises the question of a deep geological disposal facility such as Cigéo (industrial center for geological storage of radioactive waste). This type of facility would require various cementitious materials and the ageing of these materials is a major safety issue. The evolution of the mechanical behavior of cementitious structures is mainly the result of physico-chemical disturbances. Although the majority of reactive mechanisms are now understood in a physico-chemically satisfactory manner, the question of monitoring the chemical evolution of cementitious materials and more specifically, of the pore water, remains a very limited field of research in spite of the primordial stakes that it covers. The pH is indeed a reliable and powerful indicator of the state of deterioration of cementitious material structures and its measurement remains of major interest in the continuous monitoring of concrete aging. The majority of methods developed to measure the high pH of concrete (pH = 10.5-13.5) are destructive methods and standard electrochemical probes are not suited for in situ pH measurement, over long periods of time. With regards to optical probes, some systems have been developed in the literature, but they are not applicable for real-time monitoring of high pH variation (> 13). The research work exposed here relates to the development of a pH optode for in situ measurement in cementitious materials, from the hydration to the material ageing. In order to achieve this, a naphthalimide derivative has been selected and perylene derivatives with amine or guanidine functions have been synthesized in order to obtain fluorescent pH probes. The pH probes photophysical and photochemical properties have been characterized in solution. These novel pH probes have been entrapped or bound to various polymer matrices such as hydrogels (polyvinyl alcohol crosslinked with glutaraldehyde or Hydromed D4), or cellulose in order to obtain robust materials, permeable to water and analytes. These materials response to pH variations has been studied. Finally, an optical bench was designed in order to develop a reliable optical pH measurement tool including an internal reference. pH measurements were carried out on the surface of low-pH cement pastes with a short response time of around 100 s and a ±0.1 pH unit precision. Issues regarding the pore water accessibility of cementitious materials and specific interactions between pH probes and solid matrices has been highlighted and outlooks for in situ pH measurement are discussed., D’importants volumes de matériaux cimentaires sont utilisés dans le secteur de l’industrie nucléaire, pour la conception des enceintes de confinement de réacteurs de centrales ou le stockage de déchets radioactifs en surface par exemple. L’augmentation du volume de déchets radioactifs produits appelle à considérer un scénario de stockage géologique profond des déchets nucléaires avec le projet Cigéo (centre industriel de stockage géologique de déchets radioactifs), dont les infrastructures seraient constituées d’une variété de matériaux cimentaires. L’évolution et le vieillissement de ces matériaux cimentaires, principalement leur durabilité mécanique sous différentes contraintes environnementales correspond à un enjeu de sûreté majeur. L'évolution du comportement mécanique des structures cimentaires est principalement la résultante des perturbations physico-chimiques, dont les mécanismes réactifs sont désormais appréhendés de façon satisfaisante. Cependant, le suivi de l'évolution chimique des matériaux cimentaires et notamment de la solution porale reste un champ de recherche assez peu exploré malgré les enjeux primordiaux qu'il présente. Le pH est en effet un indicateur fiable et puissant de l'état d'altération des structures en matériaux cimentaires et sa mesure demeure d'un intérêt majeur dans le cadre du suivi en continu du vieillissement du béton. La majorité des méthodes de mesure du pH hautement basique du béton (pH = 10,5-13,5) constituent des méthodes destructives et les sondes électrochimiques largement utilisées ne sont pas applicables pour des mesures in situ dans le béton, sur des temps longs. En ce qui concerne les sondes optiques, un certain nombre de systèmes ont été développés dans la littérature, mais ils ne sont pas applicables pour le suivi en temps réel de variation de hauts pH (> 13). Les travaux menés durant cette thèse ont visé à concevoir et tester une optode de pH afin de suivre in situ le vieillissement de matériau cimentaire depuis la prise jusqu'à plusieurs mois/années. Pour ceci, un dérivé naphthalimide a été sélectionné et des dérivés pérylène présentant des fonctions amine ou guanidine ont été synthétisées afin de constituer des sondes de pH fluorescentes. Les propriétés photophysiques et photochimiques des sondes ont été étudiées en solution. Dans un deuxième temps, ces sondes de pH innovantes ont été séquestrées ou greffées sur différentes matrices polymère tels que des hydrogels d’alcool polyvinylique réticulés avec le glutaraldéhyde, un polyuréthane commercial (HydroMed D4) ou la cellulose, afin de constituer un matériau résistant, perméable à l’eau et aux analytes, dont la réponse aux variations de pH a été caractérisée. Enfin un banc optique permettant la mesure du pH a été développé et optimisé afin de constituer un outil de mesure du pH fiable et robuste avec l’inclusion d’une référence interne. Ainsi, le pH de pâtes de ciment bas pH a été mesuré en surface au jeune âge, avec un temps de réponse d’environ 100 s et une précision de ±0,1 unité de pH. Des problématiques d’accessibilité à l’eau porale des matériaux cimentaires et d’interactions spécifiques entre les sondes moléculaires de pH et les matrices solides ont été mises en évidence. Des perspectives pour la mesure du pH in situ sont présentées.

Maintenance and protection of road infrastructures (RIs) are increasingly exposed to natural hazards. This requires an effective risk assessment and mitigation methodologies considering a suitable resilience approach. Accordingly, several research projects focusing on RIs have developed resilience frameworks built on anticipatory, absorptive, restorative, and adaptive capacities. Among these, PANOPTIS conceptual resilience framework deals with scenarios linked to disastrous events based on actual data-driven from sensors (terrestrial and airborne). The main aim of PANOPTIS is minimizing service interruptions and quickly recovering with a holistic approach through an integrated platform with structural and geotechnical simulation tools. This paper presents the use of sensors-based monitoring systems: skid resistance measurements through novel mobile and passive road sensors for road surface; and in-situ measurements by a remote-real-time-automated monitoring of corrosion velocity in steel rebars of reinforced concrete bridge structures. Data collected from sensors are processed using automated algorithms to assess the monitored RI states depending on various alert thresholds of control parameters for each application (e.g., corrosion rate and velocity, ice percentage, road surface friction, etc.). These parameters are integrated in a specific platform provided to support decisions-making owners, in this case RI operators. These RI operational monitoring systems contribute in the assessment of RI resilience, in particular for resilience indicators related to the anticipatory capacity of the system. Monitoring data plays a key role in risk reduction and control strategies against negative impacts of disruptive scenario, and to build resilience improving the continuity of RI service. Besides that, broadened idea of the monitoring on-site data reliability is presented.

International audience; There is currently a proliferation of participatory data collection mechanisms. The objective of this article is to analyze the issues at stake in these practices by examining the capacity of a system to guide collective action in collecting data. This is studied according to the characteristics of the structure of governance of the device, analyzed through the measurement protocol, and its aims. Three participatory devices based on the use of microsensors are compared. We show that the guiding capacity of the device varies according to the situation and is expressed through the data validation process and the purpose of the monitoring carried out by the volunteers, distinguishing, in particular, the data production devices from those intended to involved citizens. Actualmente se observa una multiplicacion de los mecanismos participativos de recopilacion de datos. El objetivo de este articulo es analizar lo que esta en juego en estas practicas, examinando la capacidad de un sistema para orientar la accion colectiva en la recogida de datos. Esto se estudia en funcion de las caracteristicas de la estructura de gobierno del dispositivo, analizadas a traves del protocolo de medicion, y sus objetivos. Se comparan tres dispositivos participativos basados en el uso de microsensores. Demostramos que esta capacidad de orientacion del dispositivo varia segun la situacion y se expresa a traves del proceso de validacion de los datos y de la finalidad del seguimiento realizado por los voluntarios, distinguiendo, en particular, los dispositivos de produccion de datos de los destinados a crear publicos implicados.; Actualmente se observa una multiplicación de los mecanismos participativos de recopilación de datos. El objetivo de este artículo es analizar lo que está en juego en estas prácticas, examinando la capacidad de un sistema para orientar la acción colectiva en la recogida de datos. Esto se estudia en función de las características de la estructura de gobierno del dispositivo, analizadas a través del protocolo de medición, y sus objetivos. Se comparan tres dispositivos participativos basados en el uso de microsensores. Demostramos que esta capacidad de orientación del dispositivo varía según la situación y se expresa a través del proceso de validación de los datos y de la finalidad del seguimiento realizado por los voluntarios, distinguiendo, en particular, los dispositivos de producción de datos de los destinados a crear públicos implicados.; On observe actuellement une multiplication des dispositifs participatifs de collecte des données. L’objectif de cet article est d’analyser les enjeux de ces pratiques en interrogeant la capacité d’un dispositif à orienter l’action collective de collecte. Celle-ci est étudiée en fonction des caractéristiques de la structure de gouvernance du dispositif, analysée à travers le protocole de mesure, et ses finalités. Trois dispositifs participatifs reposant sur l’utilisation de microcapteurs sont comparés. Nous montrons que cette capacité de guidage du dispositif est variable selon les situations et s’exprime à travers le processus de validation des données et l’objet de la surveillance réalisée par les volontaires distinguant, en particulier, les dispositifs de production de données de ceux destinés à impliquer des publics.

Grâce à une technologie innovante, l'architecture NEMS-MS (NanoElectroMechanical System-Mass Spectrometry) est capable de mesurer la masse de nanoparticules d'origines naturelles ou artificielles dans une gamme (MDa-GDa) difficilement accessible en spectrométrie de masse conventionnelle. Sa miniaturisation lui permettrait de s'exporter hors du laboratoire mais nécessite d'adapter la lentille aérodynamique utilisée pour focaliser les particules sur le capteur NEMS. Ce travail présente donc la caractérisation numérique de la lentille du système - validée expérimentalement - et propose une méthode d'optimisation tenant compte des paramètres système (pression, débit) pour sa miniaturisation., Thanks to an innovative technology, the NEMS-MS (NanoElectroMechanical System-Mass Spectrometry) is capable of measuring the mass of natural or artificial nanoparticles in a challenging range for conventional mass spectrometry (MDa-GDa). Its miniaturization would allow performing measurements outside of the laboratory but requires adapting the aerodynamic lens used to focus particles on the NEMS sensor. Thus, this work presents the numerical study of the lens and proposes an optimization method for its miniaturization, considering the system parameters (pressure, flowrate).

A plenoptic sensor enables the capture of a light field : it spatially and angularly samples the light rays coming from a scene, unlike a conventional image sensor which only allows spatial sampling. This offers more possibilities in terms of image processing. For example, one can refocus the image after its acquisition. It is also possible to correct lens' aberrations, or calculate a depth map in a passive way. The angular sampling is achieved by placing multiple sub-pixels under a single microlens of the sensor. This thesis focuses on the case where a microlens covers a patch of 2x2 sub-pixels, called a quad-pixel. This is the evolution of the so-called dual-pixel developped by Canon in 2012, mainly used to drive the autofocus of their cameras. Its object is to link two of the three aspects of the imaging system, the pixels on the one hand, and the image processing on the other hand. The lens used to produce the image on the sensor is not studied here. First, I present simulations at pixel level, mainly using 1.75 microns subpixels. Given the defined metric performance, I present some solutions in order to improve the performance of the pixels. Based on these simulations, I decided to modify a ray tracing renderer in order to take into account the diffraction in microlenses. It then made it possible to generate synthetic images and thus study the image processing algorithms. I show that microlens diffraction tends to degrades the algorithms' performance by studying the case of aberration correction of the main lens. I also present multiple ways to use a quad-pixel, using deep learning techniques and neural networks, such as debayering or diffraction removal. Finally, I present and characterize a quad-pixel prototype made especially for this thesis., Un capteur plénoptique permet de capturer un champ de lumière c'est-à-dire d'échantillonner spatialement et angulairement les rayons lumineux provenant d'une scène, contrairement à un capteur d'image classique qui permet uniquement un échantillonage spatial. Cela offre des possibilités plus poussées en termes de traitement d'images. On peut par exemple refaire la mise au point après la prise de vue, corriger les aberrations de l'objectif, ou calculer une carte de profondeur de manière passive. L'échantillonnage angulaire est produit en plaçant plusieurs sous-pixels sous une même microlentille du capteur. Cette thèse concerne un capteur quad-pixel où une microlentille recouvre un patch de 2x2 sous-pixels. Il s'agit de l'évolution des capteurs "dual-pixels" développés par Canon en 2012, principalement utilisés pour contrôler l'autofocus de leurs appareils photographiques.Elle a pour objectif de tisser des liens entre deux des trois aspects du système d'imagerie, les pixels d'une part, et le traitement de l'images d'autre part. L'optique utilisée pour produire l'image sur le capteur est laissée de coté. Je présente d'abord des simulations au niveau des pixels, principalement en utilisant des sous-pixels de 1.75 microns. A partir du critère de performance défini, je présente des pistes d'amélioration des pixels. En me basant sur ces simulations, j'ai modifié un outil de rendu d'images en lancé de rayons qui permet de prendre en compte la diffraction dans les microlentilles. Je montre que la diffraction due à la microlentille dégrade les performances des algorithmes, je prends pour exemple le cas de la correction des aberrations de l'objectif principal. Cet outil a de plus permis de générer des images puis d'étudier les algorithmes de traitement d'images. Je présente plusieurs pistes d'utilisation d'un quad-pixel à l'aide des techniques d'apprentissage profond et de réseaux de neurones, comme par exemple le dématriçage couleur ou la correction de la diffraction. Enfin, je présente et caractérise un prototype quad-pixel réalisé dans le cadre de cette thèse.

The paper presents a comparison of the concentration methods conventional jig, air jig, and sensor-based sorting to treat construction and demolition waste. All tests were made with concrete, brick, and gypsum particles and the tests aim to separate these materials into different size ranges, depending on the method. The equipment tested, conventional jig, air jig, and sensor-based sorting present good results to concentrate construction and demolition waste particles, with different concentrations and mass recoveries. The results show particularly good mass recoveries and particle concentration for conventional jig, especially for concrete and gypsum particles. Sensor-based sorting should preferably use concentration circuits for best results.

International audience; Nous proposons dans cette étude une méthode de mesure du champ électrique directe dans un IRM 7T. La mesure absolue et vectorielle est effectuée au moyen d'une sonde électrooptique. La sonde utilisée est entièrement diélectrique, amagnétique et ne perturbe pas l'acquisition de l'image.

International audience; Cet article présente une méthode de captation de vibrations à partir de fibre optiques, inspirée des télécommunications optiquesà très haut débit et longue distance. Nous y détaillons le principe du cohérent-MIMO : un capteurà diversité de polarisation avec source laser cohérente, qui permet la captation de phénomènes mécaniques large bande.

International audience; L'objectif de ces travaux est d'utiliser le principe de la conversion électro-optique pour remplacer des câbles coaxiaux en IRM. Cette étude présente une comparaison d'images obtenues par transmission optique ou galvanique du signal, puis les caractéristiques du modulateur utilisé ainsi que celles d'un modulateur sans tension de biais qui permettrait le développement d'un capteur passif à liaison optique avec modulateur embarqué.

ICE Seminar, PARIS, FRANCE, 04-/02/2021 - 04/02/2021; Over the past 15 years, there has been an exponential growth of new technologies for indoor positioning and navigation. Unlike GNSS technology, which has become the leading solution for outdoor positioning, no technology has taken the lead indoors. With the price drop of radio beacons, we see massive deployment of beacons' networks for positioning. Image processing is progressing fast thanks to machine learning techniques that improve the rendering of very low-cost cameras. More and more smart devices embed inertial sensors providing autonomous navigation options. These are only a few of the technologies deployed. Hybridizing technologies to find the best compromise between accuracy, cost and energy consumption is at the heart of ongoing development. The nature of sensors in the infrastructure or smart devices, specific use cases requirements and privacy concerns about geolocated data are all features used to choose the right technologies to hybridize. Adopting a ubiquitous approach that combines dead reckoning and absolute positioning while recognizing the application and environmental context is certainly a strong trend in current developments and research. Given the great diversity of existing positioning systems and ways of presenting their performance, it seems almost impossible to provide a clear comparison of localization performance. The key to this comparison certainly lies in experimental comparative trials, in the same context and on identical scenarios. This approach started several years ago with international positioning competitions. This talk will review main indoor positioning technologies according to several comparison criteria. It will also exploit the results of the 2018 Indoor Positioning Indoor Navigation(IPIN) international competition that took place in a 9'000m² shopping mall (Atlantis) in Nantes (France) where 49 teams competed.

Skid resistance is a significant feature that provides consistent traffic safety management for road pavements. An appropriate level of Skid resistance describes the contribution that the pavement surface makes to tire/road friction, and the surface of the road pavement can reduce vehicle operation cost, traffic accidents, and fatalities, particularly in wet conditions. Wet conditions decrease the level of the skid resistance (pavement friction), and this may lead to serious struggles related to driving on the road pavement (e.g., skidding or hydroplaning), which contributes to higher crash rates. The knowledge of skid resistance is essential to ensure reliable traffic management in transportation systems. Thus, a suitable methodology of skid resistance measurement and the understanding of the characterization of the road pavement are key to allow safe driving conditions. This paper presents a critical review on the current state of the art of the research conducted on skid resistance measurement techniques, taking into account field-based and laboratory-based methodologies, and novel road sensors with regard to various practices of skid resistance, factors influencing the skid resistance, the concept of the minimum skid resistance and thresholds. In conclusion, new trends that are relevant to data collection approaches and innovative procedures to further describe the data treatment are discussed to achieve better understanding, more accurate data interoperability, and proper measurement of skid resistance.

Simultaneous Localization and Mapping is now widely adopted by many applications, and researchers have produced very dense literature on this topic. With the advent of smart devices, embedding cameras, inertial measurement units, visual SLAM (vSLAM), and visual-inertial SLAM (viSLAM) are enabling novel general public applications. In this context, this paper conducts a review of popular SLAM approaches with a focus on vSLAM/viSLAM, both at fundamental and experimental levels. It starts with a structured overview of existing vSLAM and viSLAM designs and continues with a new classification of a dozen main state-of-the-art methods. A chronological survey of viSLAM’s development highlights the historical milestones and presents more recent methods into a classification. Finally, the performance of vSLAM is experimentally assessed for the use case of pedestrian pose estimation with a handheld device in urban environments. The performance of five open-source methods Vins-Mono, ROVIO, ORB-SLAM2, DSO, and LSD-SLAM is compared using the EuRoC MAV dataset and a new visual-inertial dataset corresponding to urban pedestrian navigation. A detailed analysis of the computation results identifies the strengths and weaknesses for each method. Globally, ORB-SLAM2 appears to be the most promising algorithm to address the challenges of urban pedestrian navigation, tested with two datasets.

Open Access book; This book presents the advancements made in applied metrology in the field of Urban Drainage and Storm water Management over the past two decades in scientific research as well as in practical applications. Given the broadness of this subject (measuring principles, uncertainty in data, data validation, data storage and communication, design, maintenance and management of monitoring networks, technical details of sensor technology), the focus is on water quantity and a sound metrological basis. The book offers common ground for academics and practitioners when setting up monitoring projects in urban drainage and storm water management. This will enable an easier exchange of results so as to allow for a faster scientific progress in the field. A second, but equally important goal, is to allow practitioners access to scientific developments and gained experience when it comes to monitoring urban drainage and storm water systems. In-depth descriptions of international case studies covering all aspects discussed in the book are presented, along with self-training exercises and codes available for readers on a companion website. Numerous detailed examples are given in the book, with corresponding open-source codes and training files available to download here. ISBN: 9781789060102 (Paperback) ISBN: 9781789060119 (eBook); La connaissance des niveaux d'eau et des rejets dans les systèmes de drainage urbain et de gestion des eaux pluviales (UDSM) est d'une importance capitale pour comprendre leur fonctionnement et leurs processus, pour évaluer leurs performances et pour fournir des données pour la modélisation. Dans ce chapitre, consacré principalement aux réseaux souterrains d'égouts unitaires et séparatifs, diverses méthodes et technologies sont décrites et discutées. Après une introduction aux aspects importants à prendre en compte lors de la mesure des rejets dans les réseaux d'égouts, les parties suivantes sont présentées successivement : (i) mesure du niveau d'eau à l'aide de règles, de capteurs de pression, d'ultrasons et de radars, (ii) mesure de la vitesse d'écoulement à l'aide de capteurs à ultrasons, Doppler, profileurs de vitesse, à surface libre et électromagnétiques, (iii) mesure directe du débit à l'aide d'appareils pré-calibrés, de modèles à l'échelle physique, de modélisation numérique de la dynamique des fluides et de l'utilisation de stations de pompage, et (iv) détection et/ou mesure de l'infiltration et de l'exfiltration dans les égouts, à l'aide de mesures de débit ou de pression, d'expériences de traçage, de détection de la température distribuée et de méthodes géophysiques.

The use of bicycles is regaining popularity, especially in city centers where they can be used as quickly as cars and reduce carbon footprint. However, in these dense urban environments, navigation methods based on GNSS technologies do not provide sufficient accuracy for cyclist navigation and safety. To mitigate the challenges of indoor-like surroundings, a new positioning algorithm: BIKES (Bicycle Itinerancy Kalman filter with Embedded Sensors) was developed. This extended Kalman filter processes deeply degraded GNSS data to update velocity and position estimates with differential computation approaches working even in degraded environments. GNSS signals are combined with inertial and magnetic data to continuously estimate the trajectory when GNSS is unavailable. BIKES' performance was tested in real-life conditions on a 3 km long path in the city center downtown Nantes and compared to Google Fused Location Provider estimates. A mean positioning error below 1 m with a 0.5 m standard deviation is achieved. These results are 4 times better than the Google solution. This algorithm allows also distinguishing if the cyclist is riding on a bike path, the sidewalk, or the road, which is critical for guidance systems.

The use of radio frequency identification (RFID) technology is gaining in popularity. Contactless payment, transportation cards, or even anti-shop-lifting alarms are daily used examples of this technology. These wireless solutions that store identification data even find their application to replace the barcode label. An RFID tag is placed on an object and store more data that just its model identifier like its serial number, producer, expiry date, ... In industrial field, the cost of these so-called passive tags is reduced by the absence of battery. They generally use the EPC (Electronic Product Code) protocol of generation 2, branded as “RAIN”, which works in UHF band (Ultra High Frequencies). To provide more information on the tagged product, this communication protocol allows tag designers to add several sensing features. Thus, the reading can bring back more information on the state of the spoiling product. Today, many sensing tag solutions designed by academics still exceed regulatory limits imposed by governments in terms of power and/or frequency. Our goal is to propose a solution that is suited to industrial partners needs. To do so, we design a sensing tag whose measurement process is compliant with governmental guidelines and propose a signal conditioning compatible with conventional and standard-compliant UHF RFID readers. In this work, the application targets the field of agri-food logistics. Indeed, the sensor-tag measures a combination of volatile elements released in the closed food packaging and gives indications of the degradation of the food. In collaboration with multiple industrial partners, several validations were conducted in an operational environment., L’utilisation de la technologie d’identification par radiofréquence (RFID) gagne en popularité. Le paiement sans contact, les cartes de transports, ou encore les alarmes anti-vols sont des exemples avec une utilisation quasiment journalière. Ces solutions de stockage d’information d’identification sans fil trouvent même leurs applications pour remplacer le code-barre par une étiquette RFID. En effet, pour une utilisation industrielle, le coût de ces étiquettes dites passives est réduit par l’absence de batterie. Elles utilisent généralement le protocole EPC de génération 2 qui fonctionne en bande UHF (Ultra-Hautes Fréquences). Pour apporter plus d’information sur le produit étiqueté, ce protocole de communication autorise les concepteurs d’étiquette à y adjoindre une fonction capteur. Ainsi, la lecture peut remonter des informations sur l’état du produit. Aujourd’hui encore, beaucoup de solutions d’étiquettes-capteurs conçus par le milieu académique dépassent les limites imposées par les gouvernements en termes de puissance et/ou de fréquence. Notre but est de proposer une solution adaptée au terrain des professionnels. Pour cela, nous avons conçu une étiquette-capteur dont le processus de mesure est conforme aux directives gouvernementales et proposons un conditionnement du signal compatible avec les lecteurs RFID UHF conventionnel et standard. Dans ce travail, l’application cible le domaine de la logistique agro-alimentaire. En effet, l’étiquette-capteur mesure une combinaison d’éléments volatiles libérés dans l’emballage alimentaire fermé donnant alors un état de la dégradation de l’aliment. De concert avec un partenaire industriel, une validation a été menée dans un environnement opérationnel.

Extensive research studies have been conducted in recent years to exploit the complementarity among multisensor (or multimodal) remote sensing data for prominent applications such as land cover mapping. In order to make a step further with respect to previous studies, which investigate multitemporal SAR and optical data or multitemporal/multiscale optical combinations, here, we propose a deep learning framework that simultaneously integrates all these input sources, specifically multitemporal SAR/optical data and fine-scale optical information at their native temporal and spatial resolutions. Our proposal relies on a patch-based multibranch convolutional neural network (CNN) that exploits different per-source encoders to deal with the specificity of the input signals. In addition, we introduce a new self-distillation strategy to boost the per-source analyses and exploit the interplay among the different input sources. This new strategy leverages the final prediction of the multisource framework to guide the learning of the per-source CNN encoders supporting the network to learn from itself. Experiments are carried out on two real-world benchmarks, namely, the Reunion island (a French overseas department) and the Dordogne study site (a southwest department in France), where the annotated reference data were collected under operational constraints (sparsely annotated ground-truth data). Obtained results providing an overall classification accuracy of about 94% (respectively, 88%) on the Reunion island (respectively, the Dordogne) study site highlight the effectiveness of our framework based on CNNs and self-distillation to combine heterogeneous multisensor remote sensing data and confirm the benefit of multimodal analysis for downstream tasks such as land cover mapping.

International audience; An underwater volcanic eruption off the Vava'u island group in Tonga on 7 August 2019 resulted in the creation of floating pumice on the ocean's surface extending over an area of 150 km2. The pumice's far-reaching effects from its origin in the Tonga region to Fiji and the methods of automatic detection using satellite imagery are described, making it possible to track the westward drift of the pumice raft over 43 days. Level 2 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS), Sentinel-3 Ocean and Land Color Instrument (OLCI), and Sentinel-3 Sea and Land Surface Temperature Radiometer (SLSTR) imagery of sea surface temperature, chlorophyll-a concentration, quasi-surface (i.e., Rayleigh-corrected) reflectance,and remote sensing reflectance were used to distinguish consolidated and fragmented rafts as well as discolored and mesotrophic waters. The rafts were detected by a 1 to 3.5°C enhancement in the MODIS-derived "sea surface temperature" due to the emissivity difference of the raft material. Large plumes of discolored waters, characterized by higher satellite reflectance/backscattering of particles in the blue than surrounding waters (and corresponding to either submersed pumice or associated white minerals), were associated with the rafts. The discolored waters had relatively lower chlorophyll-a concentration, but this was artificial, resulting from the higher blue/red reflectance ratio caused by the reflective pumice particles. Mesotrophic waters were scarce in the region of the pumice rafts, presumably due to the absence of phytoplanktonic response to a silicium-rich pumice environment in these tropical oligotrophic environments. As beach accumulations around Pacific islands surrounded by coral shoals are a recurrent phenomenon that finds its origin far east in the ocean along the Tongan trench, monitoring the events from space, as demonstrated for the 7 August 2019 eruption, might help mitigate their potential economic impacts.

National audience; Les objets connectés (Internet of Things – IoT) ne sont pas des systèmes qui sont destinés à se connecter directement à Internet mais qui interagissent avec d’autres objets ou avec l’être humain, en Machine-toMachine (M2M), ou via les terminaux communicants que sont les smartphones, les tablettes, les smart TV. C’est un magnifique terrain de jeu qui permet de manipuler les systèmes embarqués (du type Arduino) équipés de capteurs qui interagissent avec un serveur sur le Cloud (manipulation des concepts sur le réseau) et où les données sont récupérées sur des tableaux de bord (développement de logiciel avec une interface graphique homme-machine - IHM).

National audience; Le carrefour aérodigestif coordonne plusieurs fonctions volontaires, spontanées et réflexes, rendant particulièrement complexe la compréhension de son contrôle neurologique et l’interprétation des explorations des troubles fonctionnels impliquant cette région [1]. Peu de travaux ont une approche holistique des fonctions du carrefour, leur intrication devant être compatible avec l’efficacité de chacune d’entre elles [2]. Un dispositif non-invasif permettant d’identifier, quantifier et décrire automatiquement les différents événements survenant au niveau de la gorge s’avèrerait intéressant pour étudier les interactions entre ses fonctions vitales et la gestion de la parole [3]. L’objectif de ce travail est de savoir si un tel système automatique peut identifier les différents bruits de gorge chez un sujet sain. Onze sujets sains (sex-ratio H/F=1,2) ont participé à l’étude, avec un âge moyen de 42,8ans +/-15,7. Nous avons mesuré leur activité motrice cervicale sous forme de fichier audios, et de capteurs vibro-acoustiques montés sur collier cervical, lors de 14 tâches différentes de phonation (voyelle tenue, mot bisyllabique, phrase courte), déglutition (salive, liquide, yaourt), mécanismes de protection (toux, hemmage) et respiration volontaires (respirations forcées), sous contrôle vidéo anonymisé. Les fichiers ont été découpés selon l’ordre des tâches par deux investigateurs différents.Ces segments audios ont permis de modéliser les différents événements par Modèle de Markov Cachés (toolbox HTK [4]). Après une phase d’initiation par Viterbi, une réestimation par Baum-Welch est réalisée. La reconnaissance Viterbi a été effectuée avec une grammaire libre ou contrainte. Les résultats de détection des algorithmes ont été interprétés avec les matrices de confusion, le taux de détections correctes, et la précision qui prend en compte les erreurs d’insertions. Avec une grammaire libre, l’algorithme actuel présente un taux de détections correctes de 83,44% mais une précision moins bonne (- 220,86% du fait du grand nombre d’insertions). Avec une grammaire contrainte, le taux de réponses correctes est affaibli (77,15%) mais la précision améliorée (56,62%). Les événements les mieux détectés sont les déglutitions d’eau, les productions du mot ou de la phrase. La mauvaise précision est liée surtout aux insertions attribuées aux événements spontanées (respiration, déglutition de salive), favorisé par la variabilité inter-investigateur du séquençage des fichiers audios, notamment des événements spontanés. Ces premiers résultats nous encouragent dans le développement de tests standardisés en utilisant une grammaire contrainte. La prise en compte des capteurs de mouvements devrait permettre de renforcer la robustesse de l’algorithme. Disposer de plus d’enregistrements permettrait également d’envisager d’autres méthodes d’apprentissage, par exemple des réseaux profonds récurrents.

Forum Acusticum, LYON, FRANCE, 07-/12/2020 - 11/12/2020; Within the meaning of the European Directive 2002/49/EC, noise assessment relies on the production of strategic noise maps for large cities that are entirely based on numerical simulations. The relevancy of these maps is debatable owing to unquantified uncertainties and to the consideration of a limited number of sound sources. Noise observatories could provide a more complete representation of the sound environments, especially where other kind of sound sources dominates. However, the wide variety of soundscapes from one place to the other requires to rely on a sufficiently high number of devices and consequently to low-cost sensors. The deployment of such sensors for the purpose of environmental noise monitoring is investigated within the framework of the CENSE project that aims at proposing an innovative methodology for producing upgraded noise maps from both simulations and mesurements. A series of innovative noise sensors has been especially designed as part of this research project that are based on MEMS microphones and low consumption microcontrollers, with a cloud connection to central remote servers through a hybrid wireless/wired communication network and power-line communication systems offered by the public lighting network. The designed noise sensors have been qualified under various meteorological conditions in a climate chamber in order to check the potential sensor drift according to both the temperature and relative humidity with a controlled sound load. This communication presents the promising results issued from this experimental campaign and highlights the suitability of the designed sensors for the purpose of environmental noise monitoring.

Color and multispectral image sensors contain several acquisition channels characterized by their spectral responses. On one hand, the choice of these ones influences the functional performance of the sensor by changing its color and spectral accuracy. On the other hand, it affects noise amplification occurring when raw images are processed. This thesis contains a geometrical analysis of this phenomenon and proposes a method to optimize spectral responses.Multispectral images allow to simulate raw acquisitions from theoretical sensors and to test processing steps. Using an acquisition bench, a new dataset has been published containing 22 multispectral images covering the absorption range of silicon (400-1050 nm).Then, I developed a geometrical approach to describe noise amplification based on a graphical representation of signals/noise at raw, spectral and color levels. I concluded that inter-channel correlations are the main cause of the amplification.Based on this geometrical representation, I created a simple decorrelation method respecting positivity constraint, adapted to the computation of theoretical spectral responses. I used this method to compute optimized responses for a color sensor and I extended the principle to multispectral applications.To go further, I used a model of mesopic vision domain to relax colorimetry in a controlled way while increasing signal to noise ratio of the image. Then I showed that the geometrical approach could be extended to other issues like image demosaicing., Les capteurs d'images couleurs et multispectraux contiennent plusieurs canaux d'acquisition caractérisés par des réponses spectrales. Le choix de celles-ci détermine les performances fonctionnelles de l’imageur en agissant sur la qualité de la reconstruction couleur ou spectrale effectuée. Ce choix agit également sur l’amplification du bruit survenant lors du traitement de l'image brute. Cette thèse consiste en une analyse géométrique de ce phénomène et propose une méthode d'optimisation des réponses spectrales.L'exposé contient des simulations réalisées sur des images multispectrales permettant de simuler des acquisitions brutes et de tester des étapes de traitement. Grâce à un banc d’acquisition, une nouvelle base de donnée a été publiée contenant 22 images multispectrales couvrant toute la gamme d’absorption du silicium (400-1050 nm). Ensuite, j’ai développé une approche géométrique permettant de décrire le phénomène d’amplification en se basant sur une représentation graphique des signaux/bruits bruts, spectraux et couleurs. J’ai ainsi conclu que les corrélations entre canaux constituent la principale cause d’amplification.Cette représentation géométrique du problème m’a, ensuite, permis d’élaborer une méthode simple de décorrélation respectant la contrainte de positivité, adaptée au calcul de réponses spectrales théoriques. J'ai alors calculé des réponses spectrales optimisées pour la couleur puis j'ai étendu le principe au cas de l'imagerie multispectrale.Pour aller plus loin, j’ai montré comment utiliser une modélisation du domaine de vision mésopique pour relaxer la colorimétrie de l’image de manière contrôlée en augmentant son rapport signal sur bruit. Enfin j’ai étendu la modélisation géométrique à d’autres problématiques comme celle du dématriçage de l’image.

The growing development of smart objects offers new opportunities for locating the connected traveler. However, tracking the pedestrian's trajectory remains problematic and navigation applications do not propose to track the traveller's trajectory on a multimodal scale autonomously. This work focuses on the implementation of a single solution capable of locating the user according to different travel modes and whatever the environment, using inertial,magnetic and GNSS sensors. In a first step, a new method for locating the cyclist is implemented. GNSS phase measurements are used to correct the velocity vector by time differences and themovement direction is constrained using inertial signals. These elements were used in a second time and adapted to implement a new method of pedestrian localization with a handheld sensor. The PDR approach which is an inertial navigation technique using dead reckoning is parameterized in an extended Kalman filter. An innovative update merging the device attitude estimation and a statistical estimation of the walking direction allows to correct the walking direction prediction and to obtain a consistent and smoothed estimate. GNSS measurements are used to correct the velocity vector, orientation, step length and absolute position. Finally, a multimodal approach is proposed and the management of transitions between the different algorithms, assisted by the use of an innovative sensor, is studied. Multimodal experiments in real conditions are conducted to analyze the performance of the proposed solution.; Le développement croissant d'objets intelligents offre de nouvelles opportunités de localisation du voyageur connecté. Cependant, le suivi de la trajectoire du piéton reste problématique et les applications de navigation ne proposent pas de suivre la trajectoire du voyageur à l'échelle multimodale de façon autonome. Ce travail s'intéresse à la mise en place d'une solution unique capable de localiser l'utilisateur selon différents modes de déplacement et quel que soit l'environnement, à partir de capteurs inertiels, magnétiques et GNSS. Dans un premier temps, une nouvelle méthode de localisation du cycliste est mise en place. Les mesures de phases GNSS sont utilisées pour corriger le vecteur vitesse par différences temporelles et la direction de déplacement est contrainte à l'aide des signaux inertiels. Ces éléments ont été utilisés dans un second temps et adaptés pour mettre en place une nouvelle méthode de localisation du piéton avec un capteur en main. L'approche PDR qui est une technique de navigation inertielle à l'estime est paramétrée dans un filtre de Kalman étendu. Une mise à jour innovante fusionnant l'estimation de l'attitude du boîtier et une estimation statistique de la direction de marche permet de corriger l'estimation du cap de marche et d'obtenir une estimation cohérente et lissée. Les mesures GNSS sont utilisées pour corriger le vecteur vitesse, l'orientation, la longueur de pas et la position absolue. Enfin, une approche multimodale est proposée et la gestion des transitions entre les différents algorithmes, assistée par l'utilisation d'un capteur innovant, est étudiée. Des validations expérimentales multimodales en conditions réelles sont conduites pour analyser les performances d'estimation de la solution proposée.

The growing development of smart objects offers new opportunities for locating the connected traveler. However, tracking the pedestrian's trajectory remains problematic and navigation applications do not propose to track the traveller's trajectory on a multimodal scale autonomously. This work focuses on the implementation of a single solution capable of locating the user according to different travel modes and whatever the environment, using inertial,magnetic and GNSS sensors. In a first step, a new method for locating the cyclist is implemented. GNSS phase measurements are used to correct the velocity vector by time differences and themovement direction is constrained using inertial signals. These elements were used in a second time and adapted to implement a new method of pedestrian localization with a handheld sensor. The PDR approach which is an inertial navigation technique using dead reckoning is parameterized in an extended Kalman filter. An innovative update merging the device attitude estimation and a statistical estimation of the walking direction allows to correct the walking direction prediction and to obtain a consistent and smoothed estimate. GNSS measurements are used to correct the velocity vector, orientation, step length and absolute position. Finally, a multimodal approach is proposed and the management of transitions between the different algorithms, assisted by the use of an innovative sensor, is studied. Multimodal experiments in real conditions are conducted to analyze the performance of the proposed solution., Le développement croissant d'objets intelligents offre de nouvelles opportunités de localisation du voyageur connecté. Cependant, le suivi de la trajectoire du piéton reste problématique et les applications de navigation ne proposent pas de suivre la trajectoire du voyageur à l'échelle multimodale de façon autonome. Ce travail s'intéresse à la mise en place d'une solution unique capable de localiser l'utilisateur selon différents modes de déplacement et quel que soit l'environnement, à partir de capteurs inertiels, magnétiques et GNSS. Dans un premier temps, une nouvelle méthode de localisation du cycliste est mise en place. Les mesures de phases GNSS sont utilisées pour corriger le vecteur vitesse par différences temporelles et la direction de déplacement est contrainte à l'aide des signaux inertiels. Ces éléments ont été utilisés dans un second temps et adaptés pour mettre en place une nouvelle méthode de localisation du piéton avec un capteur en main. L'approche PDR qui est une technique de navigation inertielle à l'estime est paramétrée dans un filtre de Kalman étendu. Une mise à jour innovante fusionnant l'estimation de l'attitude du boîtier et une estimation statistique de la direction de marche permet de corriger l'estimation du cap de marche et d'obtenir une estimation cohérente et lissée. Les mesures GNSS sont utilisées pour corriger le vecteur vitesse, l'orientation, la longueur de pas et la position absolue. Enfin, une approche multimodale est proposée et la gestion des transitions entre les différents algorithmes, assistée par l'utilisation d'un capteur innovant, est étudiée. Des validations expérimentales multimodales en conditions réelles sont conduites pour analyser les performances d'estimation de la solution proposée.