Dissertations / Theses on the topic 'Stimuli de deuxième ordre'

La résolution des équations des contraintes de Reynolds et des flux thermiques turbulents est en différences finies dans le cadre bidimensionnel. Le modèle est appliqué dans un écoulement de canal plan avec élargissement brusque et dans un écoulement stratifié. La méthode numérique s'affranchit de toute méthode artificielle de stabilisation par la résolution directe et implicite du système linéarisé de l'ensemble de la diffusion et des termes source. L'augmentation de la capacité de mélange dans le cas de stratification instable est bien observée par le modèle, de même que le transport de chaleur à contregradient.

Les methodes utilisees pour la stabilisation des systemes d'equations aux derivees partielles sont variees et necessitent des techniques fines d'analyse mathematiques. Dans le cas de systemes de dimension finie avec capteurs et actionneurs co-localises, il est connu que la stabilisabilite est equivalente a la controlabilite exacte du systeme. Ce resultat a ete generalise par a. Haraux pour les systemes de dimension infinie, avec l'hypothese que l'operateur de controle est borne. Le principal resultat de ma these est de generaliser ce resultat a une classe d'operateurs de controle non bornes. Ce type de resultat a des nombreux applications. En effet, au lieu de traiter directement la stabilisabilite, on peut etudier la controlabilite exacte qui en general un probleme plus aise.

Ce mémoire présente une nouvelle méthode d'analyse des courbes de voltampérométrie cyclique. Cette méthode utilise deux algorithmes distincts afin de permettre la caractérisation automatique et précise des pics gaussiens d'oxydoréduction qui sont liés à la concentration des molécules en solution. En premier lieu, des améliorations significatives sont apportées à un algorithme de suppression de la courbe de fond qui fonctionne par approximation polynomiale itérative. Avec les améliorations proposées, l'algorithme isole les pics d'oxydoréduction à partir des mesures de voltampérométrie cyclique automatiquement. La variation de l'amplitude des pics en fonction de la concentration est alors mieux conservée et les erreurs d'estimation sont diminuées par rapport à l'algorithme initial. Ensuite, le développement d'un algorithme qui permet de caractériser des pics gaussiens basé sur l'algorithme de deuxième ordre MUSIC est présenté. Cet algorithme est adapté de manière à caractériser avec une haute précision le nombre, la position, la largeur et l'amplitude des pics d'oxydoréduction. Finalement, les performances de cet algorithme sont comparées à celles d'autres algorithmes similaires à l'aide de courbes simulées et expérimentales. L'algorithme proposé permet une meilleure caractérisation des pics sans chevauchement ainsi que des pics déformés. Il permet aussi de diminuer la fréquence des fausses détections et d'obtenir une haute précision de la mesure de position, et ce même lorsque les signaux sont bruités.
This master's thesis describes a new method for analyzing cyclic voltammetry curves for an efficient peak detection and automatic baseline substraction. This method uses two distinct algorithms for a precise characterization of Gaussian redox peaks which are correlated with molecules' concentration in a solution. First, significant improvements are made to an existing algorithm that uses iterative polynomial approximations to suppress the baseline automatically from the voltammetric curves. With these enhancements, the algorithm extracts redox peaks from cyclic voltammetry measurements automatically and allows a better representation of the variation of peak's amplitude according to concentration. In addition, the approximation errors are reduced compared to the initial algorithm. Then, the development of an algorithm for characterizing Gaussian peaks based on the MUSIC second-order algorithm is presented. This algorithm is adapted to characterize the number, position, width and amplitude of redox peaks with high accuracy. Finally, the performances of this algorithm are compared with those of other similar algorithms using simulated and experimental curves. The suggested algorithm leads to a better characterization of non-overlapping peaks as well as distorted peaks. It also reduces the frequency of false detections and allows the precise measurement of peaks' positions in noisy signals.

Ce travail a porté sur la synthèse de nouveaux matériaux pour des applications en optique non-linéaire du deuxième ordre. Le premier volet a concerné la synthèse à l'échelle de 10 g et la caractérisation complète d'un polymère d'étude réticulable construit autour d'un chromophore azoïque (DR1). Le mécanisme de réticulation a été caractérisé. L'évolution de son spectre UV-visible après réticulation a pu être rationalisée par une étude théorique. Dans un deuxième volet, un nouveau polymère réticulable a été développé, intégrant comme chromophore une porphyrine " push-pull " (1. 06= 3500. 10-30 esu). Une voie de synthèse efficace du polymère a été mise au point. Ce dernier a pu être déposé sur substrat de verre sous forme de films minces. Le troisième volet a concerné la synthèse de complexes de platines comportant dans sa sphère de coordination un ligand riche et un ligand pauvre en électrons. Plusieurs cibles de ce type ont été synthétisées
This work deals with the synthesis of new materials for second order nonlinear optical applications. The first section concerned the synthesis on a 10 g scale and the complete study of a cross-linkable model polymer made of an azo-chromophore (DR1). The cross-linking mechanism has been characterized. The evolution of its UV-vis spectrum has been fully rationalized by a theoretical study. In a second section a new cross-linkable polymer has been developped, which includes a " push-pull " porphyrinic chromophore (1. 06= 3500. 10-30 esu). An efficient synthetic route for the preparation of this polymer has been developped. Thin-films of this material have been spin-coated on glass subtracts. The third section concerned the synthesis of terpyridine platinum complexes acting as a link between an electron-rich and an electron-poor ligand. Several complexes of this kind have been synthesised

Les propriétés non linéaires (ONL) du second ordre des matériaux polymères découlent d'une répartition anisotrope de chromophores actifs dispersés dans une matrice polymère. Après l'obtention d'un milieu non centrosymétrique, par des techniques d'orientation, les chromophores ont tendance à se réorienter pour retourner vers leur état d'équilibre (i. E. Une orientation isotrope). Ceci conduit à l'annihilation des propriétés ONL du second ordre. Une partie de notre étude porte sur l'utilisation de polymères de haute température de transition vitreuse, les polyimides greffés avec un dérivé polaire de l'azobenzène pour retarder la relaxation orientationelle de celui-ci. La stabilité orientationelle du matériau, suivie sur un montage de génération de second harmonique, est très bonne après 10 heures à 120ʿC. Par extrapolation de type Arrhénius, la constante de temps est estimée à plus d'un an à température ambiante. Cette relaxation serait due à une transition sous vitreuse de type b mise en évidence autour de 120ʿC par des mesures de constante diélectrique. Un second point abordé dans le manuscrit concerne le couplage des propriétés ONL et photochromes. En ce qui concerne les matériaux à base de polyimide, nous avons montré que malgré la rigidité de la matrice, il est possible d'y induire des réactions de photoisomérisation trans-cis dans le DR1. Pour le matériau polyimide-DR1, nous avons utilisé l'orientation photo-assistée pour induire un milieu non centrosymétrique avec un taux de dégradation moindre que lors de l'orientation classique thermo-assistée. De manière à réaliser une photo-commutation des propriétés ONL, nous avons synthétisé un diaryléthène substitué avec des groupements donneur et accepteur d'électrons. L'étude des propriétés de ce diaryléthène a été faite en solution et en film de polymère. La photo-commutation a été possible en solution et en matrice de polyméthacrylate de méthyle mais n'a pas été mise en évidence dans les polyimides
The second order non linear optical properties (NLO) of polymers are due to an anisotropic distribution of suitable chromophores inside the polymer matrix. The pre-requisite of a non centrosymmetrical ordering of theses chromophores is still a topical question, because the poled-order decay is an irreversible process which tends to annihilate the nonlinear optical response of the material. One part of this work deals with the use of high Tg side-chain DR 1-polyimide to improve the orientational stability. Relaxation of polar orientation has been related to relaxation processes measured by second harmonic generation. The stability is very good after 10 hours at 120°C and the lifetime at room temperature is estimated to more than one year. This polar relaxation could be due to a sub-Tg transition located around 120°C by dielectric measurements. In a second part, we focus on the coupling of the NLO and photochromism effects. We used the photo-assisted poling method to orient the DR1 inside the polyimide matrix. This method has the advantage to induce no thermal degradation of the NLO active chromophores. Indeed, as thermal poling must be made at temperature near Tg, it usually leads to a substantial chemical degradation of organic chromophore in general and of azobenzene derivatives such as DR1 in particular, specially in polyimides which have Tg near 250°C. To realise a photoswitching of the NLO properties, we have synthesized a diarylethene with electron donnor and acceptor substituents. The studies of its properties has been made in solution and in polymer thin film. It shows the possible photoinduced of the NLO signal of a poly methyl methacrylate film doped with the diarylethene

Les phénomènes de l'optique non linéaire permettent de réaliser des dispositifs plus efficaces et plus compacts assurant des fonctions telles que la conversion de fréquence ou le traitement du signal. Cependant, les applications dans le domaine de photonique nécessitent la synthèse des matériaux performants et spécifiques. En raison de leur facilité de mise en oeuvre et de leur possibilité d'optimisation, des composés organiques conjugués de type push-pull ont été synthétisés. Ce travail de thèse concerne, en première partie, l'étude des propriétés optiques linéaires et non linéaires des molécules photochromiques, de type azobenzène, associées à des systèmes polymériques. Ensuite, une nouvelle structure moléculaire à base de la molécule 'la quinoléine' a été étudiée. Ces systèmes à fort transfert de charge intramoléculaire représentent des matériaux mieux adaptés et des candidats intéressants pour ce domaine. Une étude expérimentale et théorique des propriétés de ces molécules a été effectuée au moyen de différentes techniques (SHG, THG, Z-scan, Effet Kerr Optique) en utilisant des sources laser impulsionnels (532nm et 1064 nm). Des bons résultats ont été obtenus, montrent l'influence des processus de transfert d'électrons ainsi que l'effet des groupements donneurs et accepteurs d'électrons sur l'amélioration des propriétés optique non linéaire du deuxième et du troisième ordre.

Ce travail de thèse est consacré aux études théoriques et expérimentales des effets optiques non linéaires du second et troisième ordre photo induits dans de nouveaux complexes alkynyls à base de ruthénium. L’objectif principal de ce travail est de déterminer l’influence des structures chimiques des composés organométalliques fonctionnalisées sur les propriétés optiques non linéaires du 2ème et 3ème ordre à l’aide des techniques de poling optique de génération du second harmonique (PISHG), de génération du second harmonique optique induite acoustiquement (AIOSHG) et du mélange quatre ondes dégénéré (DFWM). Nous avons démontré l’influence de la matrice sur la cinétique des processus optiques non linéaires du 3ème ordre dans les complexes organométalliques. Nous avons démontré que l’incorporation des dérivés ruthénium-alkynyl dans des matrices polymères (PVK et PMMA) entraîne une augmentation des propriétés optique non linéaires et que leur rôle est crucial dans la compréhension des phénomènes observés. Un bon accord entre les résultats expérimentaux et les simulations est obtenu. Il s’agit d’une contribution à la fois importante et utile dans le domaine des matériaux fonctionnels car nous avons démontré que ces composés sont multifonctionnels et l’originalité de ce travail consiste surtout en un choix judicieux des composés suivant leur potentialité d’application en optoélectronique
The thesis is devoted to the theoretical and experimental studies of Photo-induced second and third order optical effects in ruthenium alkynyl push pull complexes. The main goal of this work was to determine the influence of the chemical structures of the organometallic compounds on the second and third-order nonlinear optical properties using optically and acoustically induced second harmonic generation (AISHG) and degenerate four wave mixing (DFWM) experiments. The investigation of kinetics of the third order nonlinear optical processes in organometallic complexes is also presented. The alkynyl ruthenium derivatives were embedded in polymethyl methacrylate (PMMA) and polyvinylcarbazole (PVK) polymer matrix. We showed that the influence of the polymer matrix play crucial role for the kinetics of the observed behaviour in the Ru-containing chromophore. The originality of this work consists especially on judicious choice of studied compound according to their potential applications in optoelectronics. We showed a good correlation between the chemical structures and the nonlinear optical properties. We also demonstrate their potentiality for the applications in nonlinear optics (SHG, AISHG,THG) and recently as like optical memories in picoseconds regime

Cette these est consacree a l'etude de quelques problemes econometriques associes a la modelisation de l'heterogeneite des comportements individuels lorsque l'on travaille avec des donnees micro-economiques en panel. Elle poursuit un double objectif : d'une part, proposer et discuter une extension du modele a erreurs composees standard permettant de prendre en compte et de rendre compte de phenomenes d'heterogeneite individuelle variables, et d'autre part, fournir pour l'estimation et la mise a l'epreuve de la specification du modele propose un ensemble coherent de procedures d'estimation et de tests prenant explicitement en compte une possible mauvaise specification de la forme d'heterogeneite modelisee. La these est composee de quatre chapitres. Dans un cadre qui depasse largement - mais inclut comme cas particulier - les modeles a erreurs composees, le premier chapitre etablit les conditions sous lesquelles les estimateurs de type pseudo-maximum de vraisemblance au deuxieme ordre d'un modele semi-parametrique a l'ordre 2 sont robustes a une mauvaise specification de la variance conditionnelle, et etudie leurs proprietes asymptotiques. Dans le meme cadre general que le chapitre 1, le second chapitre decrit comment, a partir d'un tel estimateur, tirer parti de l'approche 'm-test' pour tester de maniere extensive, avec ou sans hypothese alternative clairement definie, la specification des modeles semi- parametriques a l'ordre 2. Le troisieme chapitre expose et discute l'extension proposee du modele a erreurs composees standard et montre, en s'appuyant sur les resultats theoriques generaux des deux premiers chapitres, comment estimer et tester de facon robuste ce modele. Finalement, le quatrieme chapitre illustre l'interet pratique des resultats degages. Cette illustration, qui consiste en l'estimation et le test de la specification de fonctions de production, est basee sur un panel incomplet de 824 entreprises francaises observees sur la periode 1979-1988 (5201 observations)
This thesis considers some econometric issues associated with the modelisation of the heterogeneity of individual behaviors when working with microeconomic panel data. Its purpose is twofold. First, to propose and discuss an extension of the standard error components model which allows to take into account and account for phenomenons of variable heterogeneity. Second, to provide, for its estimation and specification testing, a set of integrated inferential procedures taking explicitly into account a possible misspecification of the assumed form of heterogeneity. The thesis is composed of four chapters. In a very general framework which includes error components models as a special case, chapter 1 establishes the conditions under which second order pseudo-maximum likelihood estimators of a second order semi-parametric model are robust to conditional variance misspecification, and investigates their asymptotic properties. Remaining in the same general framework than chapter 1, chapter 2 describes how, from such a robust estimator, to take advantage of the 'm-testing' approach to extensively test, with or without explicit alternative, the specification of second order semi-parametric models. Chapter 3 exposes and discusses the proposed extension of the standard error components model and, using the general results obtained in the first two chapters, shows how to estimate and test this model in a robust way. Finally, chapter 4 illustrates the practical usefulness of the provided results. This illustration consists in production functions estimation and specification testing, and is based on an incomplete panel dataset of 824 french firms observed over the period 1979-1988 (5201 observations)

Par le principe du temps vol, un système émettant un pulse peut mesurer à quelle distance se trouve des cibles en calculant les délais d'arrivée des échos retournés par les obstacles. Des situations de détection complexes doivent être résolues, telles que deux cibles dont les échos se superposent partiellement. L'algorithme de détection développé a donc pour objectif de distinguer des cibles rapprochées entre elles, de façon fiable et précise, avec une bonne immunité au bruit, sur des signaux exclusivement réels, où seule l'information sur l'amplitude de l'enveloppe du signal est disponible. L'algorithme développé sera basé sur l'algorithme MUSIC. Ce dernier est inutilisable tel quel, dû à la nature des signaux. Une adaptation est tout d'abord élaborée, puis optimisée. Cette version de l'algorithme surpasse les performances des algorithmes de notre partenaire industriel et des méthodes de détection généralement employées et est en mesure de distinguer les échos de cibles rapprochées entre elles.
By using the time-of-flight principle, a system emitting a pulse is able to measure the distance of a target by calculating the echoes' delays returned by the obstacles. Some complex detection situations must be solved, such as two targets producing overlapping echoes. The goal of the detection algorithm is to distinguish targets with overlapping echoes, with a good precision and a good immunity to noise, using real signals, which only the enveloppe's amplitude information is available. The created algorithm is based on the MUSIC algorithm. The later is not working as it is, because of the signals' properties. An adaptation is created, and then optimized. The most substantial improvement comes from the decorrelation processing applied on the signals' covariance matrix. The effect is a decorrelation of the sources, allowing the algorithm to distinguish targets with overlapping echoes. Also, most of the decorrelation techniques help to detect echoes with low SNRs. Another improvement concerns the measurement resolution, which is better than just the sample period. The algorithm's performances exceed those of our industrial partner algorithms and those of commonly used detection methods. The ultimate goal of the project is to integrate the developped algorithm into our industrial partner's system. It has to be real time application, and to respect the cost and ressources constaints of the system. Consequently, some optimizations of the algorithm were required. Some specific properties of the covariance matrix allowed a decrease of the memory space to save its data. This way, the number of matrix's data saved represents less than 5% of the initial covariance matrix. Another optimization is done by using an iterative method for the eigenvalue decomposition, accelerating significantly the processing time. Finally, the algorithm 'sperformances coming out of the comparative tests completed between the adapted MUSIC algorithm and our industrial partner's algorithms demonstrate that the project's goals are fullfilled. The developped algorithm can solve the situation where two targets produce overlapping echoes, while providing a good noise immunity.

Ce travail porte sur la synthèse et l'étude de molécules potentiellement actives en optique non linéaire (ONL). Les chromophores pour l'ONL de 2ème ordre possèdent un groupement donneur d et un groupement accepteur a séparés par un espaceur conjugué e (d-e-a), d étant ici un groupement 1,3-dithiole-2-ylidene diversement substitué en position 4,5. Dans le but d'améliorer les performances non linéaires de ces molécules, on fait varier: i) le nombre de doubles liaisons conjuguées de l'espaceur e, ii) la nature de l'accepteur a (groupes carbonyle, carboxyalkyle, gem dicyano, p-nitrophenyle, 5-nitrothien-2-yle). Les analogues polyéniques du tetrathiafulvalène de structure (d-e-d) constituent, quant à eux, les chromophores pour l'ONL de 3ème ordre. Les hyperpolarisabilités et évaluées respectivement par les méthodes EFISH (electric field induced second harmonic) et DFWM (degenerate four wave mixing) présentent des valeurs relativement élevées. Ces mesures ont permis l'optimisation structurale d'un chromophore de 2#e#m#e ordre. Celui-ci est ensuite fonctionnalise en vue d'obtenir des polymères greffes, l'objectif étant d'atténuer au mieux le phénomène de relaxation orientationnelle du matériau au cours du temps. Les etudes préliminaires illustrant cette approche sont presentées.

Ce travail propose une étude de l'influence des hétérogénéités élastoplastiques sur les champs de contraintes et déformations microscopiques dans les polycristaux mono-et biphasés. Les grandeurs locales sont calculées à l'aide de l'approximation autocohérente de l'équation intégrale cinématique reliant grandeurs locales et globales. Le calcul des déformations dans le domaine élastique permet de mettre en évidence l'origine des contraintes du deuxième ordre et de simuler de facon parfaite les courbes de mesure par diffraction des rayons X pour des matériaux isotropes et présentant des textures cristallographiques et morphologiques. Les calculs et les mesures de diffraction menés en parallèle pour des déformations plastiques en traction simple montrent que le modèle est également capable de prédire les contraintes résiduelles, leurs évolutions et leurs influences sur les courbes de diffraction. Le modèle simple de l'inclusion dans une matrice permet d'expliquer qualitativement le dédoublement des courbes de diffraction de matériaux multiphasés lié à des traitements de surface, mais également de le relier à la morphologie des constituants pour des déformations macrohomogènes
The aim of this work is to study influences of elastoplastic heterogeneities on microscopic stress and strain fields in one - and two phased polycrystals. Local stresses and strains are calculated owing to the self consistant scheme of cinematic integral equation linking local and global strains. Elastic strain calculations allow to show second order stresses and to simulate perfectly X-ray diffraction experiments on isotropic materials and materials with crystallographic and morphologic texture. Parallel calculations and diffraction experiments after tensile plastic déformations show that the model is able to predict residual stresses and their evolution during plastic straining, and their influences on X-ray diffraction experiments. The simple model based on the problem of an inclusion in a matrix allows to explain qualitatively the splitting of X-ray diffraction curves after surface machining in multiphased materials, and to link it to the morphology of the constituents for global homogeneous strains

La première partie de cette thèse (articles 1 et 2) est consacrée à l'étude du comportement asymptotique des solutions de dynamiques du second ordre avec dissipation evanescente. La deuxième partie de cette thése (articles 3 à 6) est consacrée à l'étude de plusieurs algorithmes de type proximal. Nous montrons que ces algorithmes convergent vers des solutions de certains problèmes de minimisation. Dans chaque cas, une application est donnée dans le cadre de la décomposition de domaine pour les EDP.

Proliferation of cyanobacteria is a growing problem in lacustrine environment that results in rapid degradation of water quality. Moreover, certain cyanobacteria species produce harmful toxins. Phycocyanin (PC) is a photosynthetic pigment typical of cyanobacteria and affects the water color: it is therefore possible to study them using remote sensing. At least three algorithms to estimate PC concentration ([PC]) have been published, but their relative errors are important, especially for lower concentration. In this study, we are presenting the results of a new algorithm that uses the second order variability (anomalies) of water's reflectance spectrum to estimate [PC]. This method has never been used in lacustrine environment. The dataset used to develop and validate the algorithm was obtained between 2001 and 2005 in 57 different lakes and reservoirs of the Netherlands and Spain. The performance of the second order algorithm is equivalent or better than the three previously published algorithms. For the subset were [PC] > 32 mg m[superscript -3], the contribution of the second order term (R[superscript 2] =0.68 and RMSE=0.25) seems to improve considerably the first order algorithm (R[superscript 2] =0.50 and RMSE=0.35). The accuracy of the second order algorithm for [PC] > 32 mg m[superscript -3] is superior to the one calculated for the whole dataset (R[superscript 2] =0.69 and RMSE=0.44). The algorithm can also be adapted to the bands of satellite sensor MERIS for the study of cyanobacteria. The application of this algorithm to a MERIS image acquired the 29 August 2010 taken over the Missisquoi Bay (Quebec, Canada) demonstrates the potential of this new algorithm for a future cyanobacteria' monitoring system. Note that all the statistical results presented above are for the logarithm of [PC] and the units of the RMSE are log(mg/m[superscript 3]).

Le sujet principal de cette thèse est l'étude des procédés permettant d'intégrer la souplesse aux méthodes d'optimisation combinatoire. En effet, les méthodes déployées pour la résolution des problèmes d'optimisation se montrent de plus en plus efficaces mais le plus souvent très spécialisées, c'est-à-dire utilisables uniquement dans le cadre de l'application visée. A la moindre évolution du problème -en particulier l'ajout ou la modification d'une contrainte- elles deviennent beaucoup moins performantes voire inexploitables. Nous analysons donc quels sont les moyens existants pour rendre les algorithmes aptes à traiter des problèmes dont toutes les caractéristiques ne sont pas déterminées lors de la mise au point des programmes voués à les résoudre. Notre but est ici d'évaluer dans quelle mesure il est possible, en considérant au départ ce besoin de souplesse et de robustesse aux modifications, de développer des méthodes aptes à traiter des problèmes soumis à des contraintes très hétérogènes, évoluant au cours du temps, et ce sans sacrifier à la performance. Nous tentons de résorber ces difficultés grâce à divers champs d'activité. En effet, une des solutions couramment utilisée pour allier efficacité et souplesse est de méler les différentes techniques de recherche opérationnelle et de programmation par contraintes. C'est la raison pour laquelle nous commençons par étudier les méthodes hybridant ces deux types de méthodes. Nous exposons et modélisons ensuite le problème de dimensionnement de réseaux de communications soumis à de très nombreuses cpntraintes, principale application utilisée pour tester nos différentes hypothèses et expérimentations. Nous proposons u ne architecture de résolution pour ce problème fourni par France telecom R & D qui concerne les réseaux privés reliant les différents sites d'une même société. Une partie de cette architecture de résolution concerne la recherche de plus courts chemins contraints. Nous proposons une méthode permettant de générer aléatoirement des chemins uniformément sur l'ensemble des plus courts chemins contraints de coûts minimum du graphe donné en entrée, assurant ainsi une certaine diversité dans ces chemins. Nous étudions par la suite l'utilisation de la logique comme langage d'expression des contraintes. En effet, un premier obstacle se pose lorsqu'il s'agit d'exprimer le problème. On doit trouver une formalisation du problème permettant d'énoncer n'importe quelle contrainte, les contraintes connues comme celles qui apparaîtront au cours du temps. En ce qui concerne la résolution, nous examinons notamment la traduction des formules logiques vers différents paradigmes tels que les automates d'arbres ou le langage de spécifications NP-SPEC, langage de règles permettant d'interpréter automatiquement le problème décrit en logique comme instance du problème SAT. Enfin, nous présentons les résultats et analyses des expérimentations effectuées sur le problème cible. En particulier, nous étudions dans quelle mesure l'architecture proposée permet de traiter efficacement des versions différentes d'un problème de base, soumis à de nombreuses contraintes hétérogènes et dont on ne connait au départ pas toutes les caractéristiques
The main subject of this thesis is the study of the integration of flexibility and robustness to optimization methods. Indeed, the resolution of the difficult problems of optimization become more and more effective. However, to reach this effectiveness, the techniques are often very dedicated to an application. There are thus very effective methods of resolution but when an evolution of the problem occure, for instance addition or modification of aconstraint, these methods become much less powerful or even unusable. We thus analyse which are the existing means to make algorithms able to deal with problems whose all characteristics are not given at the time of the development of resolution programs. Our goal is to evaluate how it is possible to develop algorithms able to deal with problems subjected to very heterogeneous constraints, moving in the time, without loss of performance. We attempt to solve these difficulties thanks to various fields of research. Indeed, one of the solutions usually used to combine effectiveness and flexibility is to mix techniques ofs operations research and constraints programming. This is why we start by studying the methods hybridizing these two types of methods. We then expose and model the problem of communication networks design, which is the main application used to test our various hypothesis and experiments. We propose an architecture of resolution for this problem provided by France Telecom R & D which relates to private networks connecting the differents sites of a whole compagny. Part of this architecture of resolution relates to the search of constrainted shortest paths. We propose a method allowing to generate randoms paths uinformly on the set of the constrained shortest paths, thus ensuring some diversity in these paths. We study thereafter the use of logic at the same time like language of expression of the constraints. Indeed, expressing all the constraints pose the first obstacle. A formalization of the problem must be found to state any constraint, the known ones as those which will appear in the future. With regard to the resolution, we examine in particular the translation of the logical formulas towards various paradigms such as tree automatons or the language of specifications NP-SPEC, language of rules allowing to automatically translate the problem described in logic to SAT problem. Finally, we present the results and analyses of the experiments carried out on the target problem. In partucular, we evaluate if the suggested architecture allows to treat different versions from a basic problem, subjected to many heterogeneous constraints and whose characteristics are not known at the beginning

Les capacités de résistance de l'argilite Callovo-Oxfordian (COx), qui est une roche hôte potentielle pour le dépôt souterrain profond de déchets radioactifs de haute activité en France, sont étudiées. À une échelle microscopique, des micros pores peuvent être observés dans la matrice. Une première étape d'homogénéisation a été réalisée afin d'évaluer le critère de résistance de la matrice. L'analyse microstructurale de ce matériau à quelques centaines d'échelle, référencée échelle échelle mésoscopique, montre une matrice argileuse et une distribution aléatoire d'inclusions minérales (quartz et calcite).Dans le but de déterminer le domaine de résistance à l'argilite COx, un premier outil numérique a été développé dans le contexte du comportement élastoplastique de la matrice. Plusieurs modèles morphologiques du volume élémentaire représentatif ont été considérés, et soumis à un chargement incrémental dans des conditions périodiques jusqu'à la charge limite. A la suite de ce calcul élastoplastique, un point de la frontière du domaine de résistance est obtenu. Ce dernier est alors obtenu par des calculs élastoplastiques successifs.Une alternative aux simulations élastoplastique directes, des approches cinématiques et statiques du calcul à la rupture sont réalisées. Une méthode du type éléments finis basée sur la construction d'un champ de contrainte (dans l'approche statique) et d'un champ de vitesse (dans l'approche cinématique) est développé dans un outil numérique permettant de calculer une limite inférieure et une limite supérieure de domaine de résistance
The strength capacities of Callovo-Oxfordian (COx) argillite which is a potential host rock for the deep underground repository of high-level radioactive waste in France are investigated. At a micro-scale, micro-pores can be observed in the matrix. A first strength homogenization step has been performed in order to evaluate the matrix strength criteria. The microstructure analysis of this material at some hundreds of micromet scale, referred at meso-scale, shows a clay matrix and a random distribution of mineral inclusions (quartz and calcite).Aiming to the determination of COx argillite strength domain, an FEM numerical tool has been developed in the context of the elastoplastic behavior of the matrix. Several morphological patterns of the representative elementary volume have been considered and subjected to an incremental loading in periodic conditions until collapse occurs. As a result of such elastoplastic calculation, one point of the boundary of the strength domain is obtained. The latter then could be reached by successive elastoplastic calculations.As an alternative to direct elastoplastic simulations, kinematic and static approaches of limit analysis are performed. The stress-based (static approach) and the velocity-based (kinematic approach) finite element method are used to develop a numerical tool able to derive a lower bound and upper bound of strength domain, respectively

Le secteur de communications sécurisés et portables connait une véritable révolution avec l’apparition des plateformes dites radios logiciels (Software Defined Radios, SDRs). Les performances exceptionnelles de ces systèmes sont les résultats d’une interaction assez complexe et souvent peu évidente entre le logiciel embarqué, le circuit de traitement numérique et les blocs mixtes analogiques/RF. Cette complexité limite la testabilité du produit fini. La méthodologie de test utilisée actuellement a atteint ses limites dues au cout élevé, le long temps de test et le bas degré de généralisation. De plus, les plateformes SDRs peuvent évoluer sur le terrain et elles vont supporter des standards et des scénarios qui n’ont pas été considérés pendant le la phase de conception. Donc, une stratégie de test sur le terrain (en ligne) n’est plus une caractéristique optionnelle mais une nécessité. Dans ce contexte, le but de notre recherche est d’inventer et développer une méthodologie de test capable de garantir le bon fonctionnement d’une plateforme SDR après la production et pendant sa vie. Notre objectif final est de réduire le coût du test en profitant de la reconfigurabilité de la plateforme. Pour les radios tactiques qui doivent être mises à jour sur le terrain sans équipement spécial, les stratégies Built-In Self-Test (BIST) sont, sans doute, la seule moyenne de garantir la conformité aux spécifications. Dans cette mémoire, nous introduisons une nouvelle architecture de test RF BIST qui utilise la technique de de sous-échantillonnage nonuniform à la sortie de l’émetteur (TX) d’une SDR afin d’évaluer la conformité de la masque spectrale. Notre solution s’appuie sur une implémentation autonome, est modulable et peut être appliquée pour le test sur le terrain avec des modifications minimes. Par rapport aux autres techniques de test analogiques/RF, cet approche ne dépends pas de la architecture du TX, ni d’un modèle ad-hoc, ce qui est idéale pour le test des SDRs
The advent of increasingly powerful Integrated Circuits (IC) has led to the emergence of the Software Defined Radio (SDR) concept, which brought the sector of secured mobile communications into a new era. The outstanding performance of these systems results from optimal trade-offs among advanced analog/Radio Frequency (RF) circuitry, high-speed reconfigurable digital hardware and sophisticated real-time software. The inherent sophistication of such platforms poses a challenging problem for product testing. Currently deployed industrial test strategies face rising obstacles due to the costlier RF test equipment, longer test time and lack of flexibility. Moreover, an SDR platform is field-upgradeable, which means it will support standards and scenarii not considered during the design phase. Therefore, an in-field test strategy is not anymore 'a nice to have' feature but a mandatory requirement. In this context, our research aims to invent and develop a new test methodology able to guarantee the correct functioning of the SDR platform post-fabrication and over its operational lifetime. The overall aim of our efforts is to reduce post-manufacture test cost of SDR transceivers by leveraging the reconfigurability of the platform.For tactical radio units that must be field-upgradeable without specialized equipment, Built-in Self-Test (BIST) schemes are arguably the only way to ensure continued compliance to specifications. In this study we introduce a novel RF BIST architecture which uses Periodically Nonuniform Sampling (PNS2) of the transmitter (TX) output to evaluate compliance to spectral mask specifications. Our solution supports a stand-alone implementation, is scalable across a wide set of complex specifications and can be easily applied for in-field testing with small added hardware. Compared to existing analog/RF test techniques, this approach is not limited to a given TX architecture and does not rely on an ad-hoc TX model, which makes it ideal for SDR testing

Le contexte de ce travail est le contrôle optimal géométrique appliqué à la mécanique céleste et au contrôle quantique. On s'est tout d'abord intéressé au problème de transfert orbital de satellite autour de la Terre à consommation minimale, qui amena à la réalisation du code HamPath, permettant tout d'abord la résolution de problèmes de contrôle optimal dont la loi de commande est lisse. Il se base sur le Principe du Maximum de Pontryagin (PMP) et sur la notion de point conjugué. Ce programme combine méthodes de tir, méthodes homotopiques différentielles et calcul des conditions d'optimalité du deuxième ordre. Nous nous intéressons par la suite au contrôle quantique. On étudie tout d'abord le contrôle d'un système composé de deux types de particules de spin 1/2 ayant des temps de relaxation différents et dont la dynamique est gouvernée par les équations de Bloch. Ces deux sous-systèmes, correspondant aux deux types de particules, sont couplés par un même contrôle (un champ electromagnétique), le but étant alors d'amener la magnétisation des particules du premier type à zéro tout en maximisant celle du second (dans un système de coordonnées bien choisi). Ce modèle intervient en imagerie médicale par Résonance Magnétique Nucléaire et consiste à maximiser le contraste entre deux régions d'une même image. L'utilisation des outils géométriques et numériques aura permis de donner une très bonne synthèse sous-optimale pour deux cas particuliers (mélange sang oxygéné/désoxygéné et liquide cérébrospinal/eau). La dernière contribution de cette thèse porte sur l'étude d'un système quantique à deux niveaux d'énergie dont la dynamique est régie par les équations de Lindblad. Le modèle est basé sur la minimisation d'énergie du transfert. On se restreint à un cas particulier pour lequel le Hamiltonien donné par le PMP est Liouville intégrable. On décrit alors les lieux conjugué et de coupure pour ce problème riemannien avec dérive.

L'article "A systematic search for nonrelativistic systems with dynamical symetries, Part I" publié il y a à peu près 50 ans a commencé une classification de ce qui est maintenant appelé les systèmes superintégrables. Il était dévoué aux systèmes dans l'espace Euclidien ayant plus d'intégrales de mouvement que de degrés de liberté. Les intégrales étaient toutes supposées de second ordre en quantité de mouvement. Dans ce mémoire, sont présentés de nouveaux résultats sur la superintégrabilité de second ordre qui sont pertinents à l'étude de la superintégrabilité d'ordre supérieur et de la superintégrabilité de systèmes ayant des potentiels vecteurs ou des particules avec spin.
The article "A systematic search for nonrelativistic systems with dynamical symetries, Part I" published about 50 years ago started the classification of what is now called superintegrable systems. It was devoted to systems in Euclidean space with more integrals of motion than degrees of freedom. The integrals were all assumed to be second order polynomials in the particle momentum. Here we present some further results on second order superintegrability that are relevant for studies of higher order superintegrability and for superintegrability for systems with vector potentials or for particles with spin.

La perception visuelle ne se résume pas à la simple perception des variations de la quantité de lumière qui atteint la rétine. L’image naturelle est en effet composée de variation de contraste et de texture que l’on qualifie d’information de deuxième ordre (en opposition à l’information de premier ordre : luminance). Il a été démontré chez plusieurs espèces qu’un mouvement de deuxième ordre (variation spatiotemporelle du contraste ou de la texture) est aisément détecté. Les modèles de détection du mouvement tel le modèle d’énergie d’Adelson et Bergen ne permettent pas d’expliquer ces résultats, car le mouvement de deuxième ordre n’implique aucune variation de la luminance. Il existe trois modèles expliquant la détection du mouvement de deuxième ordre : la présence d’une circuiterie de type filter-rectify-filter, un mécanisme de feature-tracking ou simplement l’existence de non-linéarités précoces dans le traitement visuel. Par ailleurs, il a été proposé que l’information visuelle de deuxième ordre soit traitée par une circuiterie neuronale distincte de celle qui traite du premier ordre. Bon nombre d’études réfutent cependant cette théorie et s’entendent sur le fait qu’il n’y aurait qu’une séparation partielle à bas niveau. Les études électrophysiologiques sur la perception du mouvement de deuxième ordre ont principalement été effectuées chez le singe et le chat. Chez le chat, toutefois, seules les aires visuelles primaires (17 et 18) ont été extensivement étudiées. L’implication dans le traitement du deuxième ordre de l’aire dédiée à la perception du mouvement, le Sulcus syprasylvien postéro-médian latéral (PMLS), n’est pas encore connue. Pour ce faire, nous avons étudié les profils de réponse des neurones du PMLS évoqués par des stimuli dont la composante dynamique était de deuxième ordre. Les profils de réponses au mouvement de deuxième ordre sont très similaires au premier ordre, bien que moins sensibles. Nos données suggèrent que la perception du mouvement par le PMLS serait de type form-cue invariant. En somme, les résultats démontrent que le PMLS permet un traitement plus complexe du mouvement du deuxième ordre et sont en accord avec son rôle privilégié dans la perception du mouvement.
Visual perception is not limited to the perception of the quantity of light that reaches the retina. The natural scene is in fact composed of contrast and texture variations which are classified as second-order information (in opposition to first-order for luminance). Moreover, second-order motion (spatiotemporal variation of contrast or texture) can easily be detected in several different species even though it cannot be explained by motion detection mechanisms such as the energy model (Adelson and Bergen). Indeed, second-order motion does not involve any luminance variation and cannot be detected by a classical receptor field based on an energy model. Three models are proposed for second-order detection: a filter-rectify-filter circuit, feature-tracking mechanisms or the presence of early non-linearity in the visual system. It was suggested that first- and second-order decoding are performed by distinct pathways. This theory is still debated, but it is generally accepted that they may be partially separated in the early stages of the visual systems. The majority of electrophysiological studies on second-order perception were performed on monkeys and cats. However, even if the cat’s area 17 and 18 responses were greatly studied, the motion dedicated region, the Posteromedial lateral suprasylvian sulcus (PMLS), is still to be evaluated. We performed extracellular recordings in the PMLS to measure the response profiles of its composing neurons to second-order motion. PMLS first- and second-order profiles are similar, but second-order tunings are less selective. Our data suggest that the PMLS performs form-cue invariant processing and accomplishes a more complex decoding of second-order motion.

Les personnes ayant un trouble du spectre autistique (TSA) manifestent des particularités perceptives. En vision, des travaux influents chez les adultes ont mené à l’élaboration d’un modèle explicatif du fonctionnement perceptif autistique qui suggère que l’efficacité du traitement visuel varie en fonction de la complexité des réseaux neuronaux impliqués (Hypothèse spécifique à la complexité). Ainsi, lorsque plusieurs aires corticales sont recrutées pour traiter un stimulus complexe (e.g., modulations de texture; attributs de deuxième ordre), les adultes autistes démontrent une sensibilité diminuée. À l’inverse, lorsque le traitement repose principalement sur le cortex visuel primaire V1 (e.g., modulations locales de luminance; attributs de premier ordre), leur sensibilité est augmentée (matériel statique) ou intacte (matériel dynamique). Cette dissociation de performance est spécifique aux TSA et peut s’expliquer, entre autre, par une connectivité atypique au sein de leur cortex visuel. Les mécanismes neuronaux précis demeurent néanmoins méconnus. De plus, on ignore si cette signature perceptuelle est présente à l’enfance, information cruciale pour les théories perceptives de l’autisme. Le premier volet de cette thèse cherche à vérifier, à l’aide de la psychophysique et l’électrophysiologie, si la double dissociation de performance entre les attributs statiques de premier et deuxième ordre se retrouve également chez les enfants autistes d’âge scolaire. Le second volet vise à évaluer chez les enfants autistes l’intégrité des connexions visuelles descendantes impliquées dans le traitement des textures. À cet effet, une composante électrophysiologique reflétant principalement des processus de rétroaction corticale a été obtenue lors d’une tâche de ségrégation des textures. Les résultats comportementaux obtenus à l’étude 1 révèlent des seuils sensoriels similaires entre les enfants typiques et autistes à l’égard des stimuli définis par des variations de luminance et de texture. Quant aux données électrophysiologiques, il n’y a pas de différence de groupe en ce qui concerne le traitement cérébral associé aux stimuli définis par des variations de luminance. Cependant, contrairement aux enfants typiques, les enfants autistes ne démontrent pas une augmentation systématique d’activité cérébrale en réponse aux stimuli définis par des variations de texture pendant les fenêtres temporelles préférentiellement associées au traitement de deuxième ordre. Ces différences d’activation émergent après 200 ms et engagent les aires visuelles extrastriées des régions occipito-temporales et pariétales. Concernant la connectivité cérébrale, l’étude 2 indique que les connexions visuelles descendantes sont fortement asymétriques chez les enfants autistes, en défaveur de la région occipito-temporale droite. Ceci diffère des enfants typiques pour qui le signal électrophysiologique reflétant l’intégration visuo-corticale est similaire entre l’hémisphère gauche et droit du cerveau. En somme, en accord avec l’hypothèse spécifique à la complexité, la représentation corticale du traitement de deuxième ordre (texture) est atypiquement diminuée chez les enfants autistes, et un des mécanismes cérébraux impliqués est une altération des processus de rétroaction visuelle entre les aires visuelles de haut et bas niveau. En revanche, contrairement aux résultats obtenus chez les adultes, il n’y a aucun indice qui laisse suggérer la présence de mécanismes supérieurs pour le traitement de premier ordre (luminance) chez les enfants autistes.
Atypical perceptual information processing is commonly described in Autism Spectrum Disorders (ASD). In the visual modality, influential work with autistic adults suggests altered connectivity within specialized local networks defining the response properties of stimulus-driven mechanisms. This has led to the development of a hypothesis that stipulates that the efficiency of autistic visual perception is contingent on the complexity of the neural network involved (Complexity-specific hypothesis). When several cortical areas must communicate with each other (as in texture-defined perception, also called second-order), reduced sensitivity to visual input is observed in autistic individuals. In contrast, when visual processing predominately relies on the primary visual cortex V1 (as in luminance-defined perception, also called first-order), their sensitivity is either enhanced (stationary stimuli) or intact (moving stimuli). This dissociation in performance is unique to ASD and suggests atypical connectivity within their visual cortex. The precise type of neural alteration remains unknown, however. In addition, studies focusing on younger individuals are needed to define the developmental trajectories of perceptual abilities in autism. This issue is crucial for perceptual theories of ASD. The first experiment aims to investigate whether the dissociation regarding first- and second-order spatial vision is also present in school-aged children with autism. We combined the use of behavioural (psychophysics) and neuroimaging (visual evoked potentials: VEPs) methods. The second experiment was designed to assess the integrity of one type of neural connections that are known to be involved in texture processing: feedback processes from extrastriate areas towards lower hierarchical levels (V1). As such, we used a visual texture segregation task and isolated a texture-segregation specific VEP component that mainly reflects feedback modulation in the visual cortex. Behavioural measures from the first experiment do not reveal differences in visual thresholds between typically developing and autistic children for both luminance- and texture-defined stimuli. With respect to electrophysiology, there is no group difference in brain activity associated with luminance-defined stimuli. However, unlike typical children, autistic children do not reliably show reliable enhancements of brain activity in response to texture-defined stimuli during time-windows more closely associated with second-order processing. These differences emerge after 200 msec post-stimulation and mainly involve extrastriate areas located over occipito-temporal and parietal scalp areas. Regarding the second experiment, the texture-segregation specific VEP component is found to be greatly diminished over the right as compared to the left occipito-lateral cortex in autism, while it shows no hemispheric asymmetry in typically developing children. In summary, in line with the complexity-specific hypothesis, cortical representation of second-order attributes (texture) is atypically reduced in autistic children. This thesis further reveals that altered feedback from extrastriate visual areas to lower areas (V1) is one of the neuronal mechanisms involved in atypical texture processing. In contrast, contrary to the results obtained in adults with autism, first-order vision (luminance) is not found to be superior in autistic children.

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) a des effets complexes sur plusieurs fonctions cérébrales, dont l’évaluation et le suivi peuvent être difficiles. Les problèmes visuels et les troubles de l’équilibre font partie des plaintes fréquemment rencontrées après un TCCL. En outre, ces problèmes peuvent continuer à affecter les personnes ayant eu un TCCL longtemps après la phase aiguë du traumatisme. Cependant, les évaluations cliniques conventionnelles de la vision et de l’équilibre ne permettent pas, la plupart du temps, d’objectiver ces symptômes, surtout lorsqu’ils s’installent durablement. De plus, il n’existe pas, à notre connaissance, d’étude longitudinale ayant étudié les déficits visuels perceptifs, en tant que tels, ni les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL, chez l’adulte. L’objectif de ce projet était donc de déterminer la nature et la durée des effets d’un tel traumatisme sur la perception visuelle et sur la stabilité posturale, en évaluant des adultes TCCL et contrôles sur une période d’un an. Les mêmes sujets, exactement, ont participé aux deux expériences, qui ont été menées les mêmes jours pour chacun des sujets. L’impact du TCCL sur la perception visuelle de réseaux sinusoïdaux définis par des attributs de premier et de second ordre a d’abord été étudié. Quinze adultes diagnostiqués TCCL ont été évalués 15 jours, 3 mois et 12 mois après leur traumatisme. Quinze adultes contrôles appariés ont été évalués à des périodes identiques. Des temps de réaction (TR) de détection de clignotement et de discrimination de direction de mouvement ont été mesurés. Les niveaux de contraste des stimuli de premier et de second ordre ont été ajustés pour qu’ils aient une visibilité comparable, et les moyennes, médianes, écarts-types (ET) et écarts interquartiles (EIQ) des TR correspondant aux bonnes réponses ont été calculés. Le niveau de symptômes a également été évalué pour le comparer aux données de TR. De façon générale, les TR des TCCL étaient plus longs et plus variables (plus grands ET et EIQ) que ceux des contrôles. De plus, les TR des TCCL étaient plus courts pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, et plus variables pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, dans la condition de discrimination de mouvement. Ces observations se sont répétées au cours des trois sessions. Le niveau de symptômes des TCCL était supérieur à celui des participants contrôles, et malgré une amélioration, cet écart est resté significatif sur la période d’un an qui a suivi le traumatisme. La seconde expérience, elle, était destinée à évaluer l’impact du TCCL sur le contrôle postural. Pour cela, nous avons mesuré l’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur et l’instabilité posturale (au moyen de la vitesse quadratique moyenne (VQM) des oscillations posturales) en position debout, les pieds joints, sur une surface ferme, dans cinq conditions différentes : les yeux fermés, et dans un tunnel virtuel tridimensionnel soit statique, soit oscillant de façon sinusoïdale dans la direction antéropostérieure à trois vitesses différentes. Des mesures d’équilibre dérivées de tests cliniques, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) et le Balance Error Scoring System (BESS) ont également été utilisées. Les participants diagnostiqués TCCL présentaient une plus grande instabilité posturale (une plus grande VQM des oscillations posturales) que les participants contrôles 2 semaines et 3 mois après le traumatisme, toutes conditions confondues. Ces troubles de l’équilibre secondaires au TCCL n’étaient plus présents un an après le traumatisme. Ces résultats suggèrent également que les déficits affectant les processus d’intégration visuelle mis en évidence dans la première expérience ont pu contribuer aux troubles de l’équilibre secondaires au TCCL. L’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur de même que les mesures dérivées des tests cliniques d’évaluation de l’équilibre (BOT-2 et BESS) ne se sont pas révélées être des mesures sensibles pour quantifier le déficit postural chez les sujets TCCL. L’association des mesures de TR à la perception des propriétés spécifiques des stimuli s’est révélée être à la fois une méthode de mesure particulièrement sensible aux anomalies visuomotrices secondaires à un TCCL, et un outil précis d’investigation des mécanismes sous-jacents à ces anomalies qui surviennent lorsque le cerveau est exposé à un traumatisme léger. De la même façon, les mesures d’instabilité posturale se sont révélées suffisamment sensibles pour permettre de mesurer les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL. Ainsi, le développement de tests de dépistage basés sur ces résultats et destinés à l’évaluation du TCCL dès ses premières étapes apparaît particulièrement intéressant. Il semble également primordial d’examiner les relations entre de tels déficits et la réalisation d’activités de la vie quotidienne, telles que les activités scolaires, professionnelles ou sportives, pour déterminer les impacts fonctionnels que peuvent avoir ces troubles des fonctions visuomotrice et du contrôle de l’équilibre.
Mild traumatic brain injury (mTBI) has complex effects on several brain functions that can be difficult to assess and follow-up. Visual and balance problems are frequently reported after an mTBI. Furthermore, these problems can still affect mTBI individuals far beyond the acute stage of injury. However, standard clinical assessments of vision and balance most often fail to objectivize these symptoms, especially if they are lingering. Moreover, to our knowledge, no longitudinal study investigated either mTBI-related deficits of visual perception per se, or mTBI-related balance deficits in adults. The aim of this project was to determine the nature and duration of the effects of such a traumatism on visual perception as well as on postural stability, by evaluating mTBI and control adults over a one-year period. Exactly the same subjects participated in both experiments, which took place on the same days for every subject. The impact of mTBI on the visual perception of sine-wave gratings defined by first-and second-order characteristics was, first, investigated. Fifteen adults diagnosed with mTBI were assessed at 15 days, 3 months and 12 months after injury. Fifteen matched controls followed the same testing schedule. Reaction times (RTs) for flicker detection and motion direction discrimination were measured. Stimulus contrast of first- and second-order patterns was equated to control for visibility, and correct-response RT means, standard deviations (SDs), medians, and interquartile ranges (IQRs) were calculated. The level of symptoms was also evaluated to compare it to RT data. In general in mTBI, RTs were longer and more variable (ie., larger SDs and IQRs), than those of controls. In addition, mTBI participants’ RTs to first-order stimuli were shorter than those to second-order stimuli, and more irregular for first- than for second-order stimuli in the motion condition. All these observations were made over the 3 sessions. The level of symptoms observed in mTBI was higher than that of control participants and this difference did also persist up to one year after the brain injury, despite an improvement. The second experiment, then, investigated the impact of mTBI on postural control. To achieve that, antero-posterior body sway amplitude (BSA) and postural instability (given by body sway velocity root mean square, vRMS) during upright stance, feet together, on a firm surface, were measured in five different conditions: with eyes closed and in a 3D virtual reality tunnel, either static or sinusoidally moving in the antero-posterior direction at 3 different velocities. Balance measures derived from clinical tests, Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) and Balance Error Scoring System (BESS), were also used. Participants diagnosed with mTBI exhibited more postural instability (i.e. higher body sway vRMS) than control participants at 2 weeks and at 3 months post-injury, regardless of the testing condition. These mTBI-related balance deficits were no longer present one year postinjury. These results also suggest that visual processing impairments revealed in the first experiment might have contributed to mTBI-related balance deficits. Anteroposterior BSA as well as measures derived from clinical tests for balance assessment did not appear to be sensitive enough to quantify postural deficits of mTBI participants. The combination of RT measures with particular stimulus properties appeared to be a highly sensitive method for measuring mTBI-induced visuomotor anomalies, and to provide a fine probe of the underlying mechanisms when the brain is exposed to mild trauma. Likewise, postural instability measures prove to be sensitive enough for measuring mTBI-induced balance deficits. Developing screening tests in this respect intended for early post-mTBI use would be of interest. Also, studying relationships of such deficits with performance in daily life activities, such as school, work, or sports, is crucial in order to determine the functional impacts of these alterations in visuomotor and balance functions.

La perception visuelle du mouvement est essentielle à l’exécution de déplacements sécuritaires ainsi qu’à l’interaction efficace avec notre environnement. C’est pourquoi il est nécessaire de comprendre la nature des mécanismes responsables de l’analyse de l’information sur le mouvement, ainsi que l’effet du vieillissement sur la réponse de ces mécanismes. Deux études seront présentées. La première avait pour but l’analyse des mécanismes responsables de la perception du mouvement de rotation fractale, nouveau stimulus introduit par Benton, O’Brien & Curran (2007). Ce type de stimulus a été créé afin d’isoler les mécanismes sensibles à la forme. Plusieurs auteurs ont suggéré que les mécanismes sensibles au mouvement de deuxième ordre utiliseraient les indices de position afin d’extraire l’information sur le mouvement (Seiffert & Cavanagh, 1998). Ainsi, la présente étude visait à déterminer si la rotation fractale est analysée par de tels mécanismes. Les résultats obtenus suggèrent que les mécanismes sensibles à la rotation fractale seraient basés sur l’orientation; tandis que ceux sensibles à la rotation de premier ordre, basés sur l’énergie. De plus, une certaine dissociation des mécanismes responsables du traitement de la rotation fractale et de premier ordre serait présente. La deuxième étude avait pour but, quant à elle, d’établir l’effet du vieillissement sur l’intégration du mouvement de premier et deuxième ordre. Les résultats indiquent que les mécanismes sensibles au mouvement de deuxième ordre seraient davantage affectés, comparativement à ceux de premier ordre. Ainsi, les fonctions visuelles requérant une intégration corticale de plus haut niveau seraient davantage affectées par l’effet du vieillissement.
Motion perception ensures the execution of safe navigation, as well as efficient interaction with the environment. As such, it is essential to understand the nature of mechanisms ensuring motion perception, as well as effects of aging on their response. Two studies will be presented. The first aimed at identifying the nature of mechanisms responsible for the perception of fractal rotation, a novel stimulus introduced by Benton et al. (2007). This stimulus has been created to isolate form sensitive mechanisms. Several authors have suggested that second-order motion sensitive mechanisms use position cues to extract motion (Seiffert & Cavanagh, 1998). Hence, the following study aimed at determining whether fractal rotation is analyzed by such mechanisms or not. Results suggest fractal rotation sensitive mechanisms use orientation changes, whereas first-order sensitive mechanisms use energy. Moreover, dissociation between first-order and fractal rotation mechanisms has been observed. The second study aimed at establishing the effect of aging on first- and second-order motion integration. Results indicate second-order sensitive mechanisms would be more affected by aging, than first-order mechanisms. Accordingly, visual functions requiring higher order cortical integration are more likely to be more affected by aging.

Dans ce travail, les fonctions d'utilité des gérants de portefeuilles sont élicitées et leurs degrés d'aversion aux pertes mesurés sous l'hypothèse de la théorie des prospects (1992) et suivant la méthode non-paramétrique d'Abdellaoui et al. (2006). Les résultats obtenus sur le terrain corroborent les résultats obtenus par ces derniers au laboratoire quant à la concavité de la fonction d'utilité pour les gains et la convexité pour les pertes. En ce qui concerne l'aversion aux pertes, nos observations confirment son existence; néanmoins, le gérant de portefeuilles médian est moins averse aux pertes que l'étudiant médian. Les conditions qui caractérisent une expérience réelle du marché mais qui sont difficiles à reproduire dans le contexte artificiel du laboratoire pourraient expliquer les différences de comportement: notamment, la volatilité du marché boursier, les compensations incitatives de Wall Street et le fait que les gérants de portefeuilles acquièrent sur le terrain une gamme de formation et un haut niveau de connaissance qui font qu'ils évaluent les enjeux différenmment des étudiants. La fonction d'utilité doit néanmoins, refléter les préférences de l'individu et l'utilité ne doit pas changer selon la méthode utilisée. En effet, l'étude qualitative des préférences d'étudiants en MBA suivant la méthode non-paramétrique de Baucells et Heukamp (2006) confirme les résultats d'Abdellaoui et al. (2006) pour étudiants. Il est à noter cependant que les étudiants changent de préférence (ne sont plus averses aux pertes mais recherchent le gain) quand l'une des deux loteries offre une plus grande probabilité globale de gain ou une plus grande probabilité de gain maximal combinée avec une perte extrême limitée.

Certaines recherches ont investigué le traitement visuel de bas et de plus hauts niveaux chez des personnes neurotypiques et chez des personnes ayant un trouble du spectre de l’autisme (TSA). Cependant, l’interaction développementale entre chacun de ces niveaux du traitement visuel n’est toujours pas bien comprise. La présente thèse a donc deux objectifs principaux. Le premier objectif (Étude 1) est d’évaluer l’interaction développementale entre l’analyse visuelle de bas niveaux et de niveaux intermédiaires à travers différentes périodes développementales (âge scolaire, adolescence et âge adulte). Le second objectif (Étude 2) est d’évaluer la relation fonctionnelle entre le traitement visuel de bas niveaux et de niveaux intermédiaires chez des adolescents et des adultes ayant un TSA. Ces deux objectifs ont été évalué en utilisant les mêmes stimuli et procédures. Plus précisément, la sensibilité de formes circulaires complexes (Formes de Fréquences Radiales ou FFR), définies par de la luminance ou par de la texture, a été mesurée avec une procédure à choix forcés à deux alternatives. Les résultats de la première étude ont illustré que l’information locale des FFR sous-jacents aux processus visuels de niveaux intermédiaires, affecte différemment la sensibilité à travers des périodes développementales distinctes. Plus précisément, lorsque le contour est défini par de la luminance, la performance des enfants est plus faible comparativement à celle des adolescents et des adultes pour les FFR sollicitant la perception globale. Lorsque les FFR sont définies par la texture, la sensibilité des enfants est plus faible comparativement à celle des adolescents et des adultes pour les conditions locales et globales. Par conséquent, le type d’information locale, qui définit les éléments locaux de la forme globale, influence la période à laquelle la sensibilité visuelle atteint un niveau développemental similaire à celle identifiée chez les adultes. Il est possible qu’une faible intégration visuelle entre les mécanismes de bas et de niveaux intermédiaires explique la sensibilité réduite des FFR chez les enfants. Ceci peut être attribué à des connexions descendantes et horizontales immatures ainsi qu’au sous-développement de certaines aires cérébrales du système visuel. Les résultats de la deuxième étude ont démontré que la sensibilité visuelle en autisme est influencée par la manipulation de l’information locale. Plus précisément, en présence de luminance, la sensibilité est seulement affectée pour les conditions sollicitant un traitement local chez les personnes avec un TSA. Cependant, en présence de texture, la sensibilité est réduite pour le traitement visuel global et local. Ces résultats suggèrent que la perception de formes en autisme est reliée à l’efficacité à laquelle les éléments locaux (luminance versus texture) sont traités. Les connexions latérales et ascendantes / descendantes des aires visuelles primaires sont possiblement tributaires d’un déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs, influençant ainsi l’efficacité à laquelle l’information visuelle de luminance et de texture est traitée en autisme. Ces résultats supportent l’hypothèse selon laquelle les altérations de la perception visuelle de bas niveaux (local) sont à l’origine des atypies de plus hauts niveaux chez les personnes avec un TSA.
Most studies investigating visual perception in typically developing populations and in Autism Spectrum Disorder (ASD) have assessed lower- (local) and higher-levels (global) of processing in isolation. However, much less is known about the developmental interactions between mechanisms mediating early- and intermediate-level vision in both typically developing populations and in ASD. Based on such premise, the present thesis had two main objectives. The first objective (Study 1) was to evaluate the developmental interplay between low- and intermediate-levels of visual analysis at different periods of typical development (school-age, adolescence and adulthood). The second objective (Study 2) was to evaluate the functional relationship between low- and intermediate-levels of visual analysis in adolescents and adults diagnosed with ASD. Common methodologies were used to assess both objectives. Specifically, sensitivity to slightly curved circles (Radial Frequency Patterns or RFP), defined by luminance or texture information, was measured using a two alternative temporal forced choice procedure. Results obtained in Study 1 demonstrated that local information defining a RFP (mediated by intermediate visual mechanisms) differentially affected sensitivity at different periods of development. Specifically, when the contour was luminance-defined, children performed worse when compared to adolescents and adults only when RFPs targeted a global processing style (few deformations along the RFP’s contour). When RFPs were texture-defined, children’s sensitivity was worse compared to that of adolescents and adults for both local and global conditions. Therefore, timing of adult-like sensitivity to RFPs is dependent on the type of local physical elements defining its global shape. Poor visual integration between low and intermediate visual mechanisms, which could be attributed to immature feedback and horizontal connections as well as under-developed visual cortical areas, may account for such reduced sensitivity in children. Results obtained from Study 2 demonstrated that manipulating the local physical elements of RFPs impacts visual sensitivity in ASD. Specifically, sensitivity to RFPs is unaffected in ASD only when visual analysis is dependent on local deformations of luminance-defined contours. However, sensitivity is reduced for both local and global visual analysis when shapes are texture-defined. Such results suggest that intermediate-level, shape perception in ASD is functionally related to the efficacy with which local physical elements (luminance versus texture) are processed. It is possible that abnormal lateral or feed-forward / feedback connectivity within primary visual areas in ASD, which possibly arise from excitatory / inhibitory signalling imbalance, accounts for differential efficacy with which luminance and texture information is processed in ASD. These results support the hypothesis that atypical higher-level perception in ASD, when present, may have early (local) visual origins.