Dissertations / Theses on the topic 'Théorie du filtrage'

La thèse comporte essentiellement quatre parties. Dans la première partie, la preuve simple de A. Millet et Marta-Sanz-Sole du théorème du support de Stroock-Varadhan dans le cas indépendant du temps est étendue au cas dépendant du temps. Dans la seconde partie, soit (x#t) la solution de l'équation différentielle stochastique x#t = x + #r#i# #=# #1#t#0#i(x#s)dw#i#s + #l#j# #=# #1#t#0$$#j(x#s)odw$$#j#s + #t#0b(x#s)ds nous considérons cette solution comme fonction de w a valeurs dans l'espace l#p des fonctions de w$$ a valeurs dans l'espace des fonctions continues. Le résultat concernant le théorème du support dans ce contexte est établi. Le reste de la thèse est une application de ces idées au filtrage non linéaire : le support de l’espérance conditionnelle déterminée soit par l'équation de Zakai soit par l'équation de Stratonovich est établi, puis nous donnons également le support de la loi conditionnelle du signal x sachant l'observation y, ou le couple (x,y) est donne par dx#t = #r#i# #=# #1#i(x#t)odw#i#t + #l#j# #=# #1$$#j(x#t)ody#j#t + b(x#t)dt dy#t = (x#t)dt + d$$#t, x#0 = x, y#0 = 0, t , 0. 1; dans deux situations différentes. Dans la première on suppose que l'algèbre de lie l($$#1,,$$#l) est commutative. Dans la seconde on suppose que les champs de vecteurs $$#j sont à support compact. Dans la dernière partie on étudie le principe de grandes déviations pour le filtre normalise perturbe obtenu en remplaçant y par y avec tend vers zero.

Les B-splines polynomiales sont couramment utilisées pour définir simplement une fonction spline qui passe "près" de points donnés. Dans le cas où les données sont régulièrement réparties, on apporte, par un traitement préalable des données (convolution avec certains vecteurs à support borné), plus de souplesse à cette opération : on peut alors obtenir une fonction qui passe très près des points -on parle alors de quasi-interpolation- ou au contraire qui filtre les bruits inhérents à ces données on parle alors de filtrage. On montre comment utiliser la méthode de validation croisée pour choisir de façon optimale la force d'un filtrage, qui peut être adaptative, et on propose une méthode de réduction de données, le taux de réduction étant lié à la bande passante du filtre. Ces notions sont ensuite généralisées en dimension quelconque par l'utilisation des B-splines polyharmoniques : après avoir defini les splines polyharmoniques pour des données qui peuvent être en nombre infini, on en donne une expression numériquement plus stable que celle généralement utilisée, et on montre un lien entre splines polyharmoniques d'ordre ou de dimension différents. On définit alors les B-splines polyharmoniques, et on présente leurs propriétés essentielles, très voisines de celles des B-splines polynomiales. On propose l'utilisation de ces B-splines d'une part pour quasi-interpoler ou filtrer des données régulièrement réparties, d'autre part pour déterminer rapidement, par une méthode de subdivision, la spline d'interpolation de ces données. On envisage enfin la généralisation de cette notion de B-spline à des noeuds quelconques et à toute famille de fonctions satisfaisant certaines équations différentielles.

L'étude menée s'appuie sur la théorie de l'estimation robuste et s'articule autour de deux thèmes complémentaires en amélioration d'image : lissage de bruit impulsionnel ou additif centre et accentuation du contraste des contours. La démarche suivie a permis de construire un filtrage d'ordre statistique susceptible de remédier aux principales dégradations qui entachent une image. Ce filtre fonctionne de manière adaptative sur l'image, selon la nature de la région à traiter : en présence de contours, il élimine le flou entachant la raideur de la transition dans une zone uniforme de l'image, il réalise un lissage du bruit.

L'objectif de cette thèse est l'étude d'une sous-classe des théories équationnelles appelée classe des théories syntaxiques. Après avoir introduit les notions de base, un ensemble de règles pour l'unification par décomposition dans les théories syntaxiques est donné. Ensuite, c'est le lien entre syntaxicité et système formel de la logique équationnelle qui est développé. Par ailleurs, un lien entre unification et syntaxicité est exposé. Une conséquence de ce résultat est: une théorie est syntaxique si elle est finitaire pour l'unification. Vient alors la question de savoir si la syntaxicité est une propriété décidable. Nous montrons que ce n'est malheureusement pas le cas, et ceci même en imposant des conditions très restrictives. Un résultat du même ordre est démontre pour la validité uniforme du problème du mot dans les théories syntaxiques. Suite à ces résultats d'indécidabilité, différentes restrictions sont étudiées. Finalement, la décidabilité du filtrage et de l'unification est démontrée pour certaines sous-classes de théories syntaxiques

Les images numériques sont souvent dégradées par un flou et/ou un bruit lors de l'acquisition. L'objectif de cette thèse est de contribuer à un système adaptatif de restauration des images pour en faciliter l'exploitation. La première partie est un travail de synthèse sur les méthodes de filtrage (classiques, semi-automatiques) et de restauration (variationelles). Le contexte est myope car le bruit inconnu est supposé additif, multiplicatif ou impulsionnel. Le seconde partie reprend le schéma des méthodes semi-automatiques. La recherche des zones homogènes est optimisée à partir des critères d'évaluation de la méthode. Les statistiques locales sont intégrées pour améliorer l'identification de la nature du bruit et l'estimation de sa variance. Le filtrage est basé sur la resolution numérique d'une équation d'évolution, le filtre de Lee et des statistiques locales adaptatives. Les statistiques locales et l'optimisation de l'erreur quadratique moyenne sont reprises pour la restauration.

Implantation de différentes méthodes de démonstration automatique basées sur un algorithme de completion rapide appelé SKB et un algorithme de complétion qui privilégie la règle de simplification par rapport à celle de superposition, nous étudions cet algorithme et son implantation. Étude du filtrage pour la simplification et la réécriture des termes

Une crème solaire, ayant pour objectif de filtrer les UV, est un système complexe, à plusieurs phases, contenant deux types de filtres : des filtres dits chimiques - c'est-à-dire des molécules absorbantes - et des réflecteurs (comme le TiO2), protégeant par diffusion de la lumière. Afin d'évaluer l'efficacité des produits, des mesures d'indice de protection (IP ou SPF) existent ; la crème est placée in vivo sur différents phénotypes de peau ou in vitro sur un support plastique en PMMA.Afin de modéliser la protection solaire, nous avons cherché à connaitre la répartition de la crème sur son support. Nous avons pour cela utilisé l'OCT (Tomographie à Cohérence Optique) avec un support plastique métallisé, permettant d'améliorer le contraste des images.Ceci nous a alors permis, en connaissant les paramètres des différents filtres chimiques ou particulaires, de modéliser la transmission de la crème sur son support la peau ou le PMMA. Nous avons pour cela utilisé la méthode différentielle, une méthode de calcul de diffusion de la lumière permettant de traiter une structure bidimensionnelle.Nous avons alors pu comparer nos résultats de calcul avec des mesures de protection, étudier l'influence de quelques caractéristiques des particules comme la taille ou le matériau utilisé, ou bien encore évaluer l'effet de l'hydratation de la couche la plus externe de la peau sur la protection solaire. Nous avons par ailleurs cherché à améliorer la vitesse et le champ d'application des calculs en comparant les résultats obtenus par la méthode différentielle avec d'autres modèles (diffusion de la lumière par des tiges ou théorie de Mie)<br>Sunscreens, an emulsion of several phases, are used as UV filters in order to protect people from sun damages. Filters can be divided in two types: the chemical ones which are organic molecules that absorb selectively ultraviolet light and the physical ones (such as TiO2) which are inorganic particles that scatter and may absorb some of the UV radiation. The sunscreen quality is given by the sun protection factor (SPF), measured in vivo. In order to avoid long and complicated tests, a quick and simple in vitro method, using a plastic substrate, has been established, which gives an approximation of the SPF. In order to model the sunscreen protection, we had to evaluate the sunscreen distribution. We used an OCT (for Optical Coherence Tomography) device, after having spread a metallic thin on the substrate before applying the sunscreen. Theses images helped us to model the cream transmission on the skin or the plastic substrate, using the differential method which can calculate the scattering of light through a 2D structure.We then compared our results to measurements, but also studied the impact of several particles specifications, such as the size or the material of the particle, or study the effect of the skin hydration on the UV protection.Furthermore, we have compared our results to other calculation methods (Mie scattering or scattering by a set of parallel cylinders) in order to improve the calculation time and try a 3D-method

L’objectif principal de cette thèse est l’étude et la formalisation de nouvelles constructions permettant d’augmenter l’expressivité du filtrage et des langages à base de règles en général. Ceci est motivé par le développement de Tom, un système qui enrichit les langages impératifs comme Java et C avec des constructions de haut niveau comme le filtrage et les stratégies. Une première extension que l’on propose est la notion d’anti-patterns, i.e. des motifs qui peuvent contenir des symboles de complément. Nous définissons de manière formelle la sémantique des anti-patterns dans le cas syntaxique et modulo une théorie équationnelle arbitraire. Puis nous étendons la notion classique de filtrage entre les motifs et les termes clos au filtrage entre les anti-patterns et les termes clos (anti-filtrage). Ensuite, nous proposons plusieurs extensions aux constructions de filtrage fournies par Tom. La condition pour l’application d’une règle devient une conjonction ou disjonction de contraintes de filtrage et d’anti-filtrage ainsi que d’autres types de conditions. Les techniques classiques de compilation du filtrage ne sont pas bien adaptées à ces conditions complexes. On propose donc une nouvelle méthode de compilation basée sur des systèmes de réécriture contrôlés par des stratégies. Nous avons complètement réécrit le compilateur de Tom en utilisant cette technique. Tous ces éléments rassemblés constituent un environnement pour décrire et implémenter des transformations de manière élégante et concise. Pour promouvoir son utilisation dans des projets à grand échelle, on développe une technique pour extraire automatiquement des informations structurelles à partir d’une hiérarchie de classes Java. Cela permet l’intégration du filtrage offert par Tom dans n’importe quelle application Java<br>The main objective of this thesis is the study of new constructs and formalisms that increase the expressivity of pattern matching and rule based languages in general. This is motivated by the development of Tom, a system that adds high level constructs such as pattern matching and strategies to languages like Java and C. A first extension that we propose is the notion of anti-patterns, i.e. patterns that may contain complement symbols. We define formally the semantics of anti-patterns both in the syntactic case and modulo an arbitrary equational theory. We then extend the classical notion of matching between patterns and ground terms to matching between anti-patterns and ground terms. We further propose several extensions to the matching constructs provided by Tom. Consequently, the condition for the application of a rule becomes a combination of matching and anti-matching constraints together with other types of conditions. Classical compilation techniques for pattern matching are not very well suited for these complex conditions. Therefore we propose a new compilation method based on rewrite systems controlled by strategies, which provides a high level of modularity. Tom’s compiler has been rewritten from scratch using this technique. All this constitutes a software environment for expressing transformations in a clear and concise way. To promote its use in large scale applications, we propose an approach for extracting automatically structural information from arbitrary Java hierarchies. This allows a seamless integration of Tom’s pattern matching facilities in any application

Les travaux présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans le cadre du projet RaViOLi et traitent du suivi multi-objets pour l’aide à la conduite. Dans ce projet, les capteurs utilisés sont : un radar, un lidar et un système de stéréovision. Chaque capteur fourni une liste d’objets détectés avec leurs coordonnées respectives référencées en distance et en angle par rapport à ce capteur. L’utilisation de ces nformations s’effectue grâce à la théorie des fonctions de croyance, qui permet de transformer ces données en masses de croyance et de les fusionner. Ensuite, un algorithme de mise en correspondance, basé lui aussi sur la théorie des fonctions de croyance, permet de retrouver les objets dans la scène à chaque nouvelle mesure des capteurs. Cette mise en correspondance s’effectue en comparant la liste des objets de l’instant précédent avec la nouvelle provenant des capteurs, il faut alors retrouver les objets correspondants dans les deux listes. Pour cette étape d’association, nous avons repris un algorithme existant, qui avait été développé par M. Rombaut, et que nous avons modifié pour qu’il s’adapte aux contraintes du projet RaViOLi. Nous comparons donc les résultats obtenus par les deux méthodes d’association ainsi que leurs limites et les avantages des modifications que nous avons apportés. Enfin, nous terminons par une étape de prédiction. Une première prédiction de l’évolution de la position des objets est effectuée à t + dt seconde, où dt représente la période d’échantillonnage du capteur. Cette prédiction est utilisée comme une information supplémentaire dans l’étape d’association des objets pour améliorer le suivi. Une seconde prédiction est réalisée à plus long terme t+n secondes, où n dépend de la vitesse du véhicule. Cette prédiction permet de détecter les véhicules potentiellement dangereux et de prévenir le conducteur suffisamment à l’avance pour qu’il puisse réagir. Des tests sont effectués, sur des données synthétiques puis réelles, pour vérifier la robustesse de l’algorithme dans différentes situations<br>This work is a part of the RaViOLi project and is about multi-objects tracking for driver assistance. In this project, the experimental car is fitted with : a radar, a lidar and a stereovision system. A list of detected objects is provided by each sensor including their coordinates given in distance and angle. This information is treated with the belief functions theory which change data in belief masses. Then, a tracking algorithm, also based on belief functions theory, is used to localize again the detected objects in the new objects list provided by the sensors. This association is made by comparing the old objects list to the new one between each sample time, and when an object match in the two lists, it is considered to be the same. An existing tracking algorithm, developed by M. Rombaut, was used and it was modified to fit the constraints of project RaViOLi. A comparison between these two methods of association is shown, as well as their limits and the advantages of the modifications made. Finally, a prediction step is used to predict objects positions at two different times. First, a t + dt second prediction is computed, where dt corresponds to the sampling time of the sensor. This prediction is used as new data in the association step to improve the tracking. Then, a prediction at t + n seconds is done, where n depends of the car speed. Dangerous cars can thus be extracted and an alert can be sent to the driver if necessary. Synthetics and real data are used to test the robustness of the algorithm in several situations

Partant du constat que dans plus en plus d'applications, la taille des données à traiter augmente, il semble pertinent d'utiliser des outils appropriés tels que la théorie des matrices aléatoires dans le régime en grandes dimensions. Plus particulièrement, dans les applications de traitement d'antenne et radar spécifiques STAP et MIMO-STAP, nous nous sommes intéressés au traitement d'un signal d'intérêt corrompu par un bruit additif composé d'une partie dite rang faible et d'un bruit blanc gaussien. Ainsi l'objet de cette thèse est d'étudier dans le régime en grandes dimensions la détection et le filtrage dit rang faible (fonction de projecteurs) pour le traitement d'antenne en utilisant la théorie des matrices aléatoires.La thèse propose alors trois contributions principales, dans le cadre de l'analyse asymptotique de fonctionnelles de projecteurs. Ainsi, premièrement, le régime en grandes dimensions permet ici de déterminer une approximation/prédiction des performances théoriques non asymptotiques, plus précise que ce qui existe actuellement en régime asymptotique classique (le nombre de données d'estimation tends vers l'infini à taille des données fixe). Deuxièmement, deux nouveaux filtres et deux nouveaux détecteurs adaptatifs rang faible ont été proposés et il a été montré qu'ils présentaient de meilleures performances en fonction des paramètres du système en terme de perte en RSB, probabilité de fausse alarme et probabilité de détection. Enfin, les résultats ont été validés sur une application de brouillage, puis appliqués aux traitements radar STAP et MIMO-STAP sparse. L'étude a alors mis en évidence une différence notable avec l'application de brouillage liée aux modèles de matrice de covariance traités dans cette thèse<br>Nowadays, more and more applications deal with increasing dimensions. Thus, it seems relevant to exploit the appropriated tools as the random matrix theory in the large dimensional regime. More particularly, in the specific array processing applications as the STAP and MIMO-STAP radar applications, we were interested in the treatment of a signal of interest corrupted by an additive noise composed of a low rang noise and a white Gaussian. Therefore, the aim of this thesis is to study the low rank filtering and detection (function of projectors) in the large dimensional regime for array processing with random matrix theory tools.This thesis has three main contributions in the context of asymptotic analysis of projector functionals. Thus, the large dimensional regime first allows to determine an approximation/prediction of theoretical non asymptotic performance, much more precise than the literature in the classical asymptotic regime (when the number of estimation data tends to infinity at a fixed dimension). Secondly, two new low rank adaptive filters and detectors have been proposed and it has been shown that they have better performance as a function of the system parameters, in terms of SINR loss, false alarm probability and detection probability. Finally, the results have been validated on a jamming application and have been secondly applied to the STAP and sparse MIMO-STAP processings. Hence, the study highlighted a noticeable difference with the jamming application, related to the covariance matrix models concerned by this thesis

Le présent travail est consacré à l'étude de quelques problèmes de calcul de Malliavin et à l'application de cette théorie au filtrage non linéaire. Elle est divisée en cinq chapitres et une annexe. Le chapitre i est consacré à des généralités sur le calcul de Malliavin et la théorie du filtrage non linéaire. On y expose les idées essentielles de ces deux théories et on rappelle, sans démonstrations, les résultats classiques nécessaires à la lecture des chapitres suivants. Le but des chapitres ii, iii et v est l'étude de diffusions à coefficients dépendant du temps sous certaines conditions. Dans le chapitre ii, on suppose une condition de non dégénérescence exponentielle moins forte que la condition de Hörmander dans une sous-variété de codimension 1. Dans le chapitre iii, on étudie des diffusions engendrées par une infinité de processus de Wiener et dans le chapitre v on considère des diffusions sur des variétés riemanniennes. A chaque fois, on établit un calcul de Malliavin permettant de montrer l'existence d'une densité régulière pour ces diffusions. Les résultats de calcul de Malliavin sont de plus à chaque fois utilisés pour montrer que le filtre non normalisé associé à un système de filtrage non linéaire admettant comme signal la diffusion étudiée dans le chapitre respectif admet une densité régulière. Dans le chapitre iv, on considère un système de filtrage non linéaire ou l'observation dépend d'un bruit blanc d'ordre E. On définit un filtre presque optimal de dimension finie et on montre que l'erreur commise en remplaçant le filtre par le filtre presque optimal est d' ordre E. Dans l'annexe, on établit les équations de filtrage associées à un système de filtrage non linéaire avec un signal de dimension infinie et on donne une forme robuste de l'équation de Zakai, dans le cas où les bruits sont indépendants<br>The aim of this work is to some problems of Malliavin calculus and its application to nonlinear filtering theory. It is divided in five chapters and one appendix. In chapter I we present some generalities on the Malliavin calculus and the theory of nonlinear filtering. We give the main ideas of these two theories and we recall the classical results that we need in the following chapters. The aim of chapters II, III and V is to study diffusions with time dependent coefficients under different conditions. In chapter II we suppose that on a sub-manifold of codimension 1 we have an exponential degenerencence condition, weaker than the general Hörmander condition. In chapter III we study diffusions generated by an infinity of Brownian motions and in chapter V we consider diffusions on riemannian manifolds. In the latter chapters, we establish a Malliavin calculus permitting to prove the existence of a smooth density for these diffusions. Furthermore, the results of Malliavin calculus are used to show that the unnormalized filter associated with a nonlinear filtering system, which admits the diffusion studied in the previous chapter as signal process, has a smooth density. In chapter IV we consider a nonlinear filtering system with an observation process depending on a white noise of order E. We define a suboptimal filter of finite dimension and we show that the error commited by replacing the filter by the suboptimal filter is of order E. In the appendix we derive the filtering equations associated with a nonlinear filering system with an infinite dimensional signal process and we give a robust form of the Zakai equation in the case of non correlated noises

Ce travail concerne l'étude de la détermination de points cibles de mobiles, ces derniers étant soumis à une loi de navigation proportionnelle. Une clarification de la notion de guidage d'un mobile est donnée dans la première partie. La définition des principales lois de guidage classiques mené à la définition des lois de navigation proportionnelle qui apparaissent comme primordiales. Suite à l'étude de la capacité qu'ont les différentes lois de guidage à provoquer la rencontre, la navigation proportionnelle classique est retenue et définit la commande du mobile. En effet, elle provoque la rencontre avec une accélération finie pour la plupart des conditions initiales. Dans la deuxième partie, l'introduction de la théorie de la commande optimale montre le caractère optimal de la navigation proportionnelle lorsque le mobile est proche de la collision. Une variable nous permet de définir l'écart entre la commande du mobile et la commande optimale obéissant à une fonction coût donnée. Elle apparaît comme une caractérisation de la capacité du mobile à atteindre la cible. La dernière partie se place dans le contexte d'un environnement multicible dont les points apparaissent comme des cibles potentielles. La variable de commande précédente est maintenant explicitée à partir de chacune de ces cibles. Les évolutions de cette variable dépendent du point où elle est observée. Il est possible de retrouver parmi ces évolutions celle qui caractérise la cible réelle étudiée dans la seconde partie. Ceci permet de discriminer la cible réelle des cibles potentielles et de résoudre ainsi le problème posé.

Les radars de veille classiques fournissent des mesures de fréquence Doppler et de distance ambigue͏̈s : l'étude présentée dans ce mémoire s'intéresse principalement à l'estimation non ambigüe de la fréquence Doppler de signaux de cibles radar. On commence par rappeler les principes de fonctionnement des radars de veille plans Doppler à impulsions et préciser ainsi les caractéristiques des signaux étudiés et les contraintes imposées aux algorithmes à développer par le domaine d'application. Le problème de l'estimation Doppler ambigue͏̈ (pré-requis à la levée d'ambigui͏̈té) sur un petit nombre de valeurs uniformément échantillonnées est ensuite abordé. Deux types de méthodes sont envisagées : les algorithmes classiques d'estimation fréquentielle et des algorithmes d'estimation de la fréquence Doppler moyenne d'un signal, qui donnent de meilleurs résultats pour des signaux non sinusoi͏̈daux, mais de forme spectrale connue. La contribution majeure de ce travail est consacrée à la levée d'ambigui͏̈té sur les mesures radar par variation de la Fréquence de Répétition des Impultions (échantillonnage non uniforme) : après un rappel sur la levée d'ambigui͏̈té en distance, on s'intéresse au problème de la levée d'ambigui͏̈té Doppler. On étudie d'abord des méthodes existantes pour lesquelles on propose quelques adaptations et on met en évidence certaines limitations. Ensuite, des méthodes originales sont présentées : l'une d'entre elles, adoptant un critère d'estimation par maximum de vraisemblance, permet d'obtenir de bons résultats surtout dans des contextes d'estimation difficiles. Comme bien d'autres méthodes, elle ne s'applique cependant qu'à des signaux de cibles sinusoi͏̈daux. Deux autres méthodes offrent une première solution pour les cas plus complexes de signaux large bande ou multi-composantes. Les performances de ces algorithmes sont évaluées théoriquement et comparées (favorablement) à celles des méthodes classiques par simulations numériques. . .

Dans de nombreux domaines d'applications, tels que l'annulation d’échos acoustiques ou l’égalisation de canaux à grands retards de propagation, il est nécessaire d'identifier de façon adaptative des systèmes à réponse impulsionnelle longue (de quelques centaines a quelques milliers de coefficients). Un tel nombre de coefficients interdit l’utilisation d'algorithmes du type moindres carrés (charge de calcul prohibitive) ou du type gradient stochastique (vitesse de convergence trop faible). L'utilisation d'algorithmes adaptatifs en fréquence permet, d'une part de réduire de façon significative la charge de calcul au moyen de l'algorithme rapide de transformée de Fourier (fft), et d’améliorer la vitesse de convergence d'autre part (orthogonalité de la transformée de Fourier). Dans cette thèse, nous étudions une famille d'algorithmes adaptatifs exploitant le schéma de convolution rapide par blocs en fréquence weighted-overlap-add (wola). Le problème de délai est alors résolu par segmentation en petits blocs de la réponse impulsionnelle du système. De plus, le suréchantillonnage induit par le schéma de convolution wola permet une mise a jour des coefficients du filtre adaptatif à une cadence supérieure à la taille des blocs. Ce degré de liberté supplémentaire améliore de façon significative les performances de l'algorithme tant du point de vue vitesse de convergence que capacité de poursuite. Finalement, l'algorithme déduit de cette démarche et dénommé generalized multi-delay frequency-domain adaptive filter gmdf permet de décrire tout un ensemble d'algorithmes adaptatifs au sein du même formalisme

L'objectif de ce travail est de montrer l'interet de la technologie couches epaisses dans une gamme de frequence allant de 1 ghz a 20 ghz et ceci pour des dispositifs hyperfrequences constitues de lignes de transmissions de type microruban fortement couplees. Dans une premiere partie, une methode d'analyse theorique de ces structures est developpee. Le milieu de propagation est constitue de plusieurs couches de materiaux dielectriques, isotropes et sans pertes. Les deux lignes de transmissions couplees peuvent etre de largeurs differentes et superposees l'une par rapport a l'autre. La seconde partie est consacree a la caracterisation hyperfrequences de la technologie utilisee. Une etude comparative des principaux materiaux existant sur le marche, permet la selection d'un couple entre conductrice, encre dielectrique dont les performances intrinseques permettent d'esperer un bon comportement electrique des dispositifs realises en hyperfrequences. Dans la derniere partie de ce travail, plusieurs circuits d'application sont envisages. Les resultats obtenus permettent d'une part, de valider l'approche theorique decrite dans la premiere partie, et d'autre part, de confirmer les resultats obtenus a partir de la caracterisation systematique de la technologie. Ils demontrent enfin l'interet de ces structures multicouches en hyperfrequences

Les systèmes intelligents sont de plus en plus présents dans notre société à l’instar des systèmes de surveillance et de protection de sites civils ou militaires. Leur but est de détecter les intrus et remonter une alarme ou une menace à un opérateur distant. Dans nos travaux, nous nous intéressons à de tels systèmes avec comme objectif de gérer au mieux la qualité de l’information présentée à l’opérateur en termes de fiabilité et précision. Nous nous concentrons sur la modalité image en vue de gérer des détections à la fois incertaines et imprécises de façon à présenter des objets fiables à l’opérateur.Pour préciser notre problème nous posons les contraintes suivantes. La première est que le système soit modulaire, l’une des briques (ou sous-fonctions) du système étant la détection de fragments correspondant potentiellement à des objets. Notre deuxième contrainte est alors de n’utiliser que des informations issues de la géométrie des détections fragmentaires : localisation spatiale dans l’image et taille des détections. Une menace est alors supposée d’autant plus importante que les détections sont de tailles importantes et temporellement persistantes.Le cadre formel choisi est la théorie des fonctions de croyance qui permet de modéliser des données à la fois imprécises et incertaines. Les contributions de cette thèse concernent la représentation des objets en termes de localisation imprécise et incertaine et le filtrage des objets.La représentation pertinente des informations est un point clé pour les problèmes d’estimation ou la prise de décision. Une bonne représentation se reconnaît au fait qu’en découlent des critères simples et performants pour résoudre des sous-problèmes. La représentation proposée dans cette thèse a été valorisée par le fait qu’un critère d’association entre nouvelles détections (fragments) et objets en construction, a pu être défini d’une façon simple et rigoureuse. Rappelons que cette association est une étape clé pour de nombreux problèmes impliquant des données non étiquettées, ce qui étend notre contribution au-delà de l’application considérée.Le filtrage des données est utilisé dans de nombreuses méthodes ou algorithmes pour robustifier les résultats en s’appuyant sur la redondance attendue des données s’opposant à l’inconsistance du bruit. Nous avons alors formulé ce problème en termes d’estimation dynamique d’un cadre de discernement contenant les ‘vraies hypothèses’. Ce cadre est estimé dynamiquement avec la prise en compte de nouvelles données (ou observations) permettant de détecter deux principaux types d’erreurs : la duplication de certaines hypothèses (objets dans notre application), la présence de fausses alarmes (dues au bruit ou aux fausses détections dans notre cas).Pour finir nous montrons la possibilité de coupler nos briques de construction des objets et de filtrage de ces derniers avec une brique de suivi utilisant des informations plus haut niveau, telle que les algorithmes de tracking classiques de traitement d’image.Mots clés: théorie des fonctions des croyances, association de données, filtrage<br>Intelligent systems are more and more present in our society, like the systems of surveillance and civilian or military sites protection. Their purpose is to detect intruders and present the alarms or threats to a distant operator. In our work, we are interested in such systems with the aim to better handle the quality of information presented to the operator in terms of reliability and precision. We focus on the image modality and we have to handle detections that are both uncertain and imprecise in order to present reliable objects to the operator.To specify our problem, we consider the following constraints. The first one is that the system is modular; one subpart of the system is the detection of fragments corresponding potentially to objects. Our second constraint is then to use only information derived from the geometry of these fragmentary detections: spatial location in the image and size of the detections. Then, a threat is supposed all the more important as the detections have an important size and are temporally persistent.The chosen formal framework is the belief functions theory that allows modeling imprecise and uncertain data. The contributions of this thesis deal with the objects representation in terms of imprecise and uncertain location of the objects and object filtering.The pertinent representation of information is a key point for estimation problems and decision making. A representation is good when simple and efficient criteria for the resolution of sub problems can be derived. The representation proposed has allowed us to derive, in a simple and rigorous way, an association criterion between new detections (fragments) and objects under construction. We remind that this association is a key step for several problems with unlabelled data that extends our contribution beyond of the considered application.Data filtering is used in many methods and algorithms to robustify the results using the expected data redundancy versus the noise inconsistency. Then, we formulated our problem in terms of dynamic estimation of a discernment frame including the 'true hypotheses'. This frame is dynamically estimated taking into account the new data (or observations) that allow us to detect two main types of errors, namely the duplication of some hypotheses (objects in our application) and the presence of false alarms (due to noise or false detections in our case).Finally, we show the possibility of coupling our sub-functions dealing with object construction and their filtering with a tracking process using higher level information such as classical tracking algorithm in image processing.Keywords: belief functions theory, data association, filtering

Les objets structurés à l'échelle sub-longueur d'onde sont le siège d'interactions lumière-matière permettant d'obtenir des résonances d'amplitude extraordinaire localisées spectralement. Ils permettent ainsi la réalisation de filtres spectraux dans l'infrarouge. Pour améliorer les performances de ces filtres et ce, notamment en termes d'efficacité de réjection, j'ai étudié au cours de ma thèse la superposition de structures sub-longueur d'onde identiques mettant en jeu des modes évanescents et propagatifs. J'ai ainsi mis en évidence la présence d'une extinction extraordinaire de la transmission ou de la réflexion lorsque les structures sont en champ proche. L'origine de ce phénomène est révélée dans ce manuscrit grâce à la mise en place d'une approche heuristique basée sur la formule de Mason et la traduction des interactions entre les modes propagatifs et évanescents en graphes de fluence. J'ai ainsi pu établir des règles de conception qui ouvrent la voie vers le design de structures filtrantes hautes performances à forte efficacité de réjection hors bande passante. De manière à valider cette étude théorique, j'ai conçu et fabriqué une structure encapsulée dans du diélectrique qui a permis de démontrer la fonction d'amélioration de l'efficacité de réjection dans les structures superposées. Parallèlement, j'ai cherché à étudier l'agilité spectrale de cette extinction extraordinaire en superposant dynamiquement deux structures filtrantes par le biais d'actionneurs piézoélectriques. Véritable challenge expérimental, ce banc a nécessité la mise en place d'une procédure d'alignement originale des réseaux sub-longueur d'onde pour une mise en champ proche par assemblage<br>Devices structured to the sub-wavelength scale are the subject of light-matter interactions that enable spectrally localized resonances with extraordinary amplitude. Thus, they allow the realization of spectral filters in the infrared range. To improve those filters performances and more particularly regarding the rejection efficiency, I have studied during my PhD the superposition of identical sub-wavelength structures that bring propagative and evanescent modes into play. This way, I have evidenced the presence of an extraordinary extinction of either the transmission or the reflection when the structures are in near-field. The extraordinary extinction's origins is revealed in the manuscript using a phenomenological approach based on the combination of Mason's rule with signal flow graphs that translate interactions between propagative and evanescent modes. This way, I have been able to establish conception rules that pave the way to the design of high performances filtering structures with strong rejection efficiency out of the band pass. To be able to confirm this theoretical study, I have then designed and built a structure encapsulated into dielectric which has allowed to demonstrate the improvement on the rejection efficiency for cascaded structures. At the same time, I tried to investigate the spectral agility of the extraordinary extinction by dynamically superimposing two filtering structures using piezoelectric actuators. True experimental challenge, this optical bench has required the development of an original alignment protocol to be able to assemble the two sub-wavelength gratings in near field

De nombreuses situations physiques relèvent de modèle d'état, dont l'évolution est aléatoire et non linéaire. La modélisation et le filtrage doivent suivre la dynamique de ces modèles non linéaires, même en cas de ruptures. Les changements de modèles aléatoires doivent être pris en compte. Certaines situations introduisent des lois de probabilité multimodales, qui ne peuvent être traitées par les techniques de filtrage de Kalman-Bucy: les lois gaussiennes sont unimodales. De plus, quelles que soient les hypothèses gaussiennes sur les lois a priori, le caractère gaussien des lois a posteriori, est perdu en raison de l'évolution non linéaire. La methodologie originale du filtrage par densités approchées est présentée. Celle-ci introduit des lois de probabilité a priori, et a posteriori, multimodales. Un principe de maximum d'entropie sous contraintes linéaires, assure la fermeture des équations du filtre et permet l'approximation des lois de probabilité à l'aide de densités exponentielles, dont le logarithme est développé linéairement sur des fonctions à choisir astucieusement. La mise à jour utilise la méthode bayesienne de calcul des lois a posteriori. La méthode appliquée sur un modèle d'état sinusoïdal révèle les transitions entre les deux attracteurs liés au modèle (situation typique des chaos déterministes). L'étude de l'état de modèles non linéaires faisant intervenir des évolutions markoviennes conduit à dépasser la seule étude des moments d'ordre deux pour utiliser les moments d'ordre supérieur

Cette thèse est consacrée à l'estimation d'état dans des modèles non linéaires. Dans la première partie de ce mémoire, nous traitons les modèles linéaires et les modèles non linéaires dans un cadre unifié en prenant trois points de vue différents: la méthode des moindres carrés, l'approche Bayésiene et l'approche de la théorie de l'information. Nous présentons ensuite le principe du filtrage particulaire. Le filtre particulaire peut être considéré comme une approximation du filtre Bayésien récursif. Les performances du filtre particulaire dépendent fortement du choix de la distribution d'importance. Nous introduisons deux nouveaux algorithmes de filtrage non linéaire permettant d'améliorer les performances du filtre particulaire. Dans le premier algorithme, nous proposons une méthode d'échantillonnage où chaque particule génère plusieurs sous-particules et on sélectionne la sous-particule dont la vraisemblance conditionnelle est maximale. Quand la variance de bruit d'état est forte, cette méthode fonctionne mieux que les filtres particulaires classiques. Dans le second algorithme, nous introduisons un modèle auxiliaire et nous utilisons des filtres "unscented" pour générer la distribution d'importance dans le filtre particulaire. Lorsque la variance du bruit d'observation est faible, nous montrons que notre méthode a de meilleures performances que les filtres particulaires classiques<br>This thesis is devoted to state estimation in models nonlinear. In the first part of this dissertation, we treat the linear and the nonlinear models in a unified framework corresponding to three different directions: the least squares approach, the Bayesian approach and the information theoretic approach. Then, we present the principle of the particle filter. The particle filter can be regarded as an approximation of the recursive Bayesian filter. The performance of the particle filter depends heavily on the choice of the importance distribution. The most popular choice is to use the transition prior function and it leads to the bootstrap filter. Then we introduce two new nonlinear filtering algorithms to improve the performances of the particle filter. In the first algorithm, we propose a method of sampling in which each particle produces sub-particles and we choose the sub-particle whose likelihood is maximum. When the variance of the state noise is large, this method outperforms the classic particle filter. In the second algorithm, we introduce an auxiliary model and we use an unscented Kalman filter with this auxiliary model to generate the importance distribution in the particle filter. When the variance of observation noise is small, this method outperforms the particle filters

La thèse est composée de six chapitre plus la notation et les référence : 144 pages, 36 annexes plus un nombre important de figures. Dans les trois premiers chapitres, on a survolé la littérature des filtres en treillis conventionnels, montré tout ce qui existe en ce qui concerne les filtres triangulaires et souligné les points permettant l'accès à l'étude en multivoie. On a montré les problèmes d'antenne. Dans le chapitre 4, on a démontré dans le cas stationnaire l'algorithme de Levinson multivoie (normalisé), la structure en treillis multivoie (normalisé) de la matrice de Toeplitz par bloc et celle de la matrice elle-même (algorithme de Schur multivoie (normalisé). De telles existences statistiques sous l'espérance mathématique signifie que les filtres en treillis multivoie sont les modèles statistiques propres en multivoie. Dans le chapitre 5, on a démontré que les structures et les algorithmes des filtres adaptatifs en treillis multivoie des moindres carrés (normalisés) s'obtiennent de manière naturelle avec la notion de récursion en espace en adoptant l'approche de la projection. Parmi ces algorithmes, la version normalisée est rmarquable car cela signifie qu'il n'est plus nécessaire de calculer l'inverse de la racine carrée de matrices en temps réel. Dans le chapitre 6, on a présenté l'application au suivi du bruit thermique d'un réacteur et l'application aux signaux de courant de Foucault. On a rappelé les méthodes de bande étroite en donnant un exemple d'estimation. On a proposé l'estimation direction-fréquence d'une idée inspirée du filtrage adaptatif de Capon. Pour le filtrage adaptatif d'antenne, on a proposé les filtres adaptatifs en treillis multivoie des moindres carrés comme les alternatives de l'algorithme du gradient avec contraintes et de l'algorithme du gradient sans contraintes et présenté une série d'applications effectives. La contribution à l'application en antenne réside dans les faits suivants : 1) l'existence des solutions algorithmes adaptives des moindres carrés (normalisées) en cas de bande large : 2) les filtres en treillis multivoie décomposent dans le cas stationnaire comme dans le cas adaptatif l'espace total engendré par les observations d'antenne spatio-temporelles. La thèse se termine par les conclusions et les perspectives.

Une formulation de jauge non-abélienne pour les hamiltoniens Rashba et Dresselhaus, relevants dans l’électronique de spin des matériaux non centrosymétriques est développée. Les champs de jauge définis sont proportionnels aux générateurs SU(2) et aux gradients des potentiels extrinsèque et intrinsèque d’origine, ce qui se traduit par une structure U(1) × SU(2). Nous avons déduit du lagrangien correspondant les équations du mouvement et les courants de spin conservés. On montre que la présence obligatoire d’un terme de masse de type Proca fixe la jauge et résout en conséquence la dépendance de la jauge dans le courant de spin et donc les ambiguïtés du courant de spin rapportées dans la littérature. Nous avons analysé certaines conséquences topologiques, mettant l’accent sur les modéles d’interféromètres et l’apparition de conditions de quantification semblables à celles de l’effet Hall quantique entier. Un dispositif de filtrage de spin par interférences est proposé dans un gaz d’électrons quasi-bidimensionnels GaAs/AlGaAs qui possède à la fois les couplages Rashba et Dresselhaus et un champ magnétique externe appliqué. Nous proposons un interféromètre de Mach Zehnder, accessible en électronique expérimentale et nous déterminons les conditions de filtrage de spin parfait. Nous trouvons deux régimes de filtrage de spin, celui où le filtrage est réalisé dans la base de quantification du faisceau entrant, qui tire parti de la nature purement non-abélien de rotations de spin, et l’autre, où l’on a besoin d’un axe préférentiel incliné pour observer le spineur de sortie polarisé. Nous étudions les états électroniques d’un anneau mésoscopique en présence de couplage spin-orbite Rashba et d’un champ de jauge U(1). Un couplage à un conducteur idéal est mis en oeuvre à la suite de la sonde de tension de Büttiker. Les courants permanents de charge et de spin sont calculés en présence de l’interaction SO et le couplage du réservoir pour deux scénarios distincts de la fraction d’électrons de remplissage. La dégradation des courants permanents dépend de manière uniforme du couplage du réservoir. Le problème des courants permanents de charge et de spin est également considéré sur un disque de Corbino construit à partir d’une feuille de graphène. L’hamiltonien en coordonnées cylindriques est soigneusement examinée afin de refléter hermiticité et la covariance. Nous utilisons la définition de la réponse linéaire afin de déterminer les courants persistants. Nous déterminons aussi les polarisations de spin et de pseudospin associées à ces courants d’équilibre. Les courants maximaux sont protégés contre les effets thermiques, ce qui les rend observables à des températures facilement accessibles<br>A non-Abelian gauge formulation for the Rashba and Dresselhaus hamiltonians, relevant in spintronics of non-centrosymmetric materials, is studied. The gauge fields defined are proportional to the SU(2) generators and also to potential gradients of extrinsic and intrinsic origin which results in a U(1) × SU(2) formulation. We derived from the corresponding lagrangian the equations of motion and conserved spin currents. It is shown that the mandatory presence of a Proca mass type term fixes the gauge and solves in consequence the gauge dependence of the spin current and therefore the ambiguities of the spin current reported in the literature. The invariant gauge subgroup of this theory will be studied. We will analyze some topological consequences of the gauge formulation of Rashba and Dresselhaus focusing on interferometers models and quantization conditions similar to the integer quantum Hall effect. A Spin filtering device, through quantum spin interference, is addressed in a quasi-2 dimensional GaAs/AlGaAs electron gas that has both Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings and an applied external magnetic field. We propose an experimentally feasible electronic Mach Zehnder Interferometer that determines perfect spin filtering conditions. We find two spin filtering regimes, one where filtering is achieved in the original incoming quantization basis, that takes advantage of the purely non-Abelian nature of spin rotations, and the other, where one needs a tilted preferential axis to observe the polarized output spinor. We also address the electronic states of a mesoscopic ring in the presence of Rashba Spin Orbit coupling and a U(1) gauge field. Spin symmetric coupling to an ideal lead is implemented following Büttiker’s voltage probe. The spin and charge persistent currents are computed in the presence of the SO interaction and the reservoir coupling for two distinct scenarios of the electron filling fraction. The degradation of the persistent currents depends uniformly on the reservoir coupling but due to the fact that currents emerge from different depths of the fermi sea, they depend non uniformly in temperature, “shielding” the currents with a protective gap. Finally the problem of persistent charge and spin currents is addressed on a Corbino disk built from a graphene sheet. We consistently derive the Hamiltonian including kinetic, intrinsic (ISO) and Rashba spin-orbit interactions in cylindrical coordinates. The Hamiltonian is carefully considered to reflect hermiticity and covariance. We use the linear response definition in order to determine the charge persistent currents. We also determine the spin and pseudo spin polarizations associated with such equilibrium currents. For the intrinsic case one can also compute the correct currents by properly defining the bare velocity operator associated with ISO problem or alternatively the ISO group velocity operator associated with the free case. Charge currents for both SO couplings reach maximal values in the vicinity of half integer flux quanta. Such maximal currents are protected from thermal effects because contributing levels plunge (~1K) into the Fermi sea at half integer flux values. Such a mechanism, makes them observable at readily accessible temperatures. Spin currents only arise for the Rashba coupling, due to the spin symmetry of the ISO spectrum. For the Rashba coupling, spin currents are canceled at half integer fluxes but they remain finite in the vicinity, and the same scenario above protects spin currents<br>Se estudia una formulación de calibre no abeliana de los hamiltonianos Rashba y Dresselhaus, relevantes en espintrónica de materiales no centrosim étricos. Los campos de calibre definidos son proporcionales a los generadores SU(2) y también a los gradientes de potencial de origen extrínseco e intrínseco que se traducen en una formulación U(1) × SU(2). Derivamos del Lagrangiano correspondiente las ecuaciones del movimiento y las corrientes de espín conservadas. Se demuestra que la presencia obligatoria de un término de masa tipo Proca fija el calibre y resuelve en consecuencia la dependencia de calibre en la corriente de esp´n y, por lo tanto, las ambig¨uedades asociadas a la definición de la corriente de espín reportadas en la literatura. Se estudia el subgrupo invariante de esta teoría. Analizamos algunas de las consecuencias topológicas de la formulación de calibre de Rashba y Dresselhaus centrándonos en modelos de interferómetros y condiciones de cuantización similares al efecto Hall cuántico entero. Se propone un dispositivo de filtrado de espín basado en interferencia cuántica de espín, en un gas de electrones cuasi-bidimiensional GaAs/AlGaAs que posee acoplamientos spin-órbita tanto Rashba como Dresselhaus y un campo magnético externo aplicado. Proponemos un interferómetro electrónico tipo Mach-Zehnder experimentalmente factible que determina perfectamente las condiciones de filtrado de espín. Nos encontramos con dos regímenes, un primer régimen donde se logra el filtrar en la base original de cuantización, que toma ventaja de la naturaleza puramente no abeliana de las rotaciones de esín, y el otro, donde se necesita un eje preferencial inclinado (tilted) para observar el espinor polarizado de salida. Estudiamos los estados electrónicos de un anillo mesoscópico en presencia de acoplamiento espín orbita tipo Rashba y un campo de calibre U(1). El acoplamiento simétrico en espín a un cable ideal se implementa siguiendo el procedimiento de punta de prueba de B¨uttiker. La corrientes persistentes de carga y de espín se calculan en presencia de la interacción SO acopladas con un reservorio, tomando en cuenta dos escenarios distintos para de la fracción de electrones de llenado. La degradación de las corrientes persistentes depende de manera uniforme del acoplamiento con el reservorio debido al hecho de que las corrientes emergen de diferentes profundidades del mar de Fermi, y por lo tanto para algunos regímenes particulares de flujo magnético dependen de manera no uniforme de la temperatura, produciendo un “ blindaje” de las corrientes frente a la temperatura mediante una brecha de energía protectora. Se aborda el problema de las corrientes persistentes de carga y espín en un disco Corbino, construido a partir de una hoja de grafeno. Consistentemente derivamos el Hamiltoniano incluyendo su parte cinética, interacciones espín - órbita intrínseca (ISO) y Rashba en coordenadas cilíndricas. El Hamiltoniano es construido cuidadosamente para reflejar la hermeticidad y covariancia. Utilizamos teoría de respuesta lineal con el fin de determinar las corrientes persistentes de carga. También determinamos las polarizaciones de espín y de pseudoespín asociados con estas corrientes de equilibrio. Para el caso intrínseco también se pueden calcular las corrientes definiendo correctamente el operador velocidad (bare) y calculando con las funciones de onda ISO o alternativamente, el operador de velocidad de grupo ISO para las funciones de onda libres. Las corrientes de carga para ambos acoplamientos SO alcanzan valores máximos en las proximidades de semi-enteros de cuantos de flujo. Tales corrientes máximas están protegidos de los efectos térmicos ya que los niveles que contribuyen se hunden (~ 1K) en el mar de Fermi para valores semi-enteros de flujo. Este mecanismo los hace observable a temperaturas de fácil acceso. Las corrientes de espín sólo surgen en presencia de acoplamiento Rashba, debido a la simetría de espín del espectro ISO. [...]

La thèse a trait à l’implémentation d’architectures neuronales sur cible FPGA pour la commande de systèmes de l’électronique de puissance dédiés à l’amélioration de la qualité de l’énergie dans un réseau de distribution électrique. Pour répondre à cette problématique qualité, le filtre actif parallèle (FAP) a été retenu notamment à cause des contraintes normatives plus exigeantes sur la compensation des harmoniques de courants. Dans une perspective d’optimisation des ressources nécessaires pour une implantation numérique sur FPGA, nous avons adopté une approche méthodologique associant conception modulaire et adéquation algorithme architecture. L’implication des techniques neuromimétiques pour la constitution d’une architecture de commande adaptative, a permis d’améliorer les performances du FAP dans diverses conditions de fonctionnement des sources d’énergie et des charges du réseau électrique. De nouvelles approches élaborées pour l’identification des perturbations et la compensation d’énergie réactive ont ainsi été testées en simulation et analysées. Les bons résultats obtenus se traduisent en termes de réduction du temps d’exécution des algorithmes et de la surface occupée dans le FPGA, utilisé comme cible unique d’implantation. La validation expérimentale de cette approche que nous avons baptisée « FPGA alone » nous a permis de caractériser cette solution d’implantation dans l’optique d’une comparaison avec des solutions de type DSP ou mixte DSP/FPGA habituellement utilisées pour cette application<br>The present PhD thesis deals with FPGA implementation of neural architectures to control power electronics systems dedicated to power quality improvement in a distribution grid. For this purpose, the active power filter (APF) was retained in particular because of the more demanding normative constraints on the compensation of harmonics currents. For area efficient implementation, we adopted a methodological approach associating modular design and algorithm architecture matching. Neural networks techniques have been applied to build an adaptive control in order to improve AFP performances under various utility conditions. New approaches for harmonics identification and reactive power compensation were tested in simulation and analyzed. As results, execution time of the algorithms and hardware requirements in the FPGA, used as single implementation target, have been significantly reduced. The experimental validation of this approach that we baptized "FPGA alone", enabled us to characterize this implementation solution for a purpose of a comparison with other solutions such as DSP or DSP/FPGA, usually used for this application

Ce mémoire de thèse traite du filtrage et de la commande des systèmes non linéaires décrits par des équations différentielles stochastiques au sens d'Itô dont la diffusion est commandée par un bruit qui intervient de manière multiplicative avec l'état. Dans ce manuscrit, nous avons cherché à relaxer les conditions de stabilité utilisées dans la littérature en employant la stabilité exponentielle presque sûre, aussi appelée stabilité exponentielle avec une probabilité de un. Un nouveau théorème sur la stabilité exponentielle presque sûre du point d'équilibre d'une classe de systèmes stochastiques non linéaires triangulaires est proposé: la stabilité de l'ensemble du système est assurée par la stabilité de chaque sous-système considéré isolément. Ce théorème est appliqué au filtrage des systèmes stochastiques avec des bruits multiplicatifs. Des conditions pour le rejet asymptotique des perturbations intervenant dans une équation différentielle stochastique avec des bruits multiplicatifs sont proposées avec un taux de convergence exponentielle presque sûre garanti. Un correcteur, par retour d’état et par retour de sortie, de type bang-bang est synthétisé pour une classe de systèmes non linéaires stochastiques avec la stabilité exponentielle presque sûre. Le lemme borné réel pour les systèmes stochastiques algébro-différentiels avec des bruits multiplicatifs est formulé, ainsi que le développement de la formule d'Itô pour ces systèmes. Un correcteur H-infini par retour de sortie est synthétisé pour ces systèmes avec la stabilité exponentielle en moyenne quadratique. Un observateur pour ces systèmes est proposé avec la stabilité exponentielle presque sûre<br>This thesis deals with the filtering and control of nonlinear systems described by Itô stochastic differential equations whose diffusion is controlled by a noise which is multiplied with the state vector. In this manuscript, the goal is to relax the conditions of stability used in the literature using the almost sure exponential stability, also called exponential stability with probability equal to one. A new theorem on the almost sure exponential stability of the equilibrium point of a class of triangular nonlinear stochastic systems is proposed: the stability of the whole system is ensured by the stability of each decoupled subsystem. This theorem is applied to the filtering of stochastics systems with multiplicative noises. Conditions for asymptotic rejection of perturbations occurring in a stochastic differential equation with multiplicative noises have been proposed. The considered stability is the almost sure exponential one. A bound of the Lyapunov exponent ensures the almost sure convergence rate to zero for the state of the system. A bang-bang control law is synthesized for a class of stochastic nonlinear systems in two cases: (i) state feedback and (ii) measured output feedback with an observer. The used stability is the almost sure exponential one. The bounded real lemma is developed for stochastic algebro-differential systems with multiplicative noises and the Itô formula given for thèse systems. This approach has been used for the synthesis of an H-ihfinity measured output feedback control law with the exponential mean square stability. An observer for nonlinear stochastic algebro-differential systems was proposed using the almost sure exponential stability

L'objet de ce travail est l'élaboration d'une méthode permettant d'obtenir<br />des informations géodynamiques à partir des variations à longues périodes<br />du mouvement du satellite artificiel. Les phénomènes à courtes périodes<br />sont parfois difficiles à modéliser précisément, et sont toujours<br />à l'origine de difficultés numériques lors de l'intégration du sytème différentiel du mouvement sur de longues périodes de temps. C'est pourquoi nous proposons d'étudier directement la partie du mouvement ne contenant pas de variations à courtes périodes (périodes inférieures à 1 jour).<br /> Dans l'évolution des variables qui décrivent le mouvement du satellite, il est possible de séparer artificiellement les variations à courtes périodes et les variations à longues périodes (y compris les variations séculaires). Ces dernières décrivent un mouvement fictif que nous désignons par mouvement moyen centré. Nous donnons un algorithme permettant de construire le système différentiel décrivant le mouvement moyen centré par transformation analytique du système initial. Pour la plupart des perturbations, nous avons pu utiliser le formalisme hamiltonien et la théorie des transformations canoniques par méthode de Lie. Nous avons ainsi traité les perturbations dues au potentiel terrestre, à un troisième corps (Lune, Soleil, planétes), aux marées terrestres et océaniques. Cela a nécessité des calculs algébriques très volumineux que nous avons réalisés à l'aide d'un manipulateur de séries.<br />Le système différentiel moyen obtenu peut être intégré numériquement avec un très grand pas de calcul (environ 12 heures au lieu de quelques minutes pour le sytème initial). Le temps de calcul est ainsi divisé par un facteur supérieur à 10 (le gain diffère selon les perturbations) et les erreurs numériques sont insignifiantes. Des calculs précis sur des arcs continus de plusieurs dizaines d'années deviennent alors beaucoup plus accessibles. Les résultats issus de l'intégration peuvent être comparés à des observations<br />convenablement prétraitées. Des observations simulées nous ont permis<br />de valider la méthode.

Le marché des communications sans fil a connu un essor considérable ces dernières années, soutenu par une forte demande de systèmes monolithiques pouvant assurer à la fois un fonctionnement à hautes performances et à moindre coût. Dans ce contexte, la technologie CMOS reste encore la meilleure candidate grâce à sa forte capacité d’intégration et à son faible coût de fabrication. Des efforts de conception ont conduit à des optimisations des méthodes classiques, afin de tenir compte des diverses contraintes et aboutir aux performances requises par les nouvelles applications sans fil. Ce travail de thèse s’intègre dans ce cadre, ayant pour objectif de proposer une méthode de conception de filtres polyphases monolithiques au sein des récepteurs radiofréquences (RF). Dans un premier temps, le travail s’est focalisé sur l’étude des différents standards de télécommunication actuels et des architectures de réception associées, et dans un deuxième temps, sur l’analyse et la modélisation des filtres polyphases complexes. Ces études ont permis, d’une part, de mettre en évidence l’intérêt d’utiliser des filtres polyphases aussi bien dans la réjection du signal image que dans la génération de signaux en quadrature précis, et d’autre part, de déduire leurs contraintes de conception, notamment en termes d’appariement de gain et de phase, ainsi que des effets des éléments parasites. La méthode de conception proposée a été validée via la réalisation de circuits de test, en technologie CMOS. La suite de ce travail de thèse est consacrée à la proposition de nouvelles structures de filtres polyphases ajustables, dédiées aux applications multi-standards. Une validation globale est finalement effectuée à travers une intégration des filtres polyphases monolithiques conçus au sein d’une chaîne de réception RF<br>The rapid growth of wireless communication systems has led to a demand for low-cost, low-power and high-performance radiofrequency (RF) receivers. Many efforts are competing to increase the integration level of the RF functions in a low-cost silicon process, such as CMOS. This PhD thesis deals with design and characterization of monolithic CMOS polyphase filters. Those polyphase filters represent an efficient solution for high image rejection and great accuracy quadrature generation in RF receiver front-ends. The first part of this thesis sets a state of the art of actual wireless communication standards and RF receiver architectures. It introduces the importance of the image frequency suppression as an essential performance criterion in RF receivers. The second part presents a complete analysis of polyphase filters, which is used to calibrate the optimal components values and to quantify the component mismatch impact in the Image Rejection Ratio (IRR) degradation. The next part focuses on component matching techniques and interconnection line modeling, together with layout symmetry, to be taken into account in order to reduce the non-idealities impact (mismatch, parasitic capacitance and resistor). Those studies result in a proposition of a complete design method, aiming to optimize the polyphase filter design and to improve its performances. The evaluation of the proposed method is carried out with some test-cases in full CMOS technology. The final part of this thesis presents two proposed topologies of tunable polyphase filters that can be used in multi-standard applications. Then, a receiver front-end, integrating polyphase filters, is designed in order to validate and confirm the proposed solutions

Dans ce travail, l'auteur met au point une strategie de controle de vitesse d'une machine asynchrone. L'objectif poursuivi est de s'affranchir de certaines hypotheses emises dans les commandes classiques de tels processus: utilisation d'un capteur mecanique, separation des modes electriques et mecaniques, et flux stationnaire. La prise en compte du couplage des modes conduit alors a une modelisation non lineaire du processus. L'absence de capteur de vitesse necessite l'observation de celle-ci et du couple de charge. Dans ce contexte, la definition de la strategie de commande a demande au prealable une etude des reperes de modelisation, une comparaison des methodes d'observation deterministes et stochastiques, ainsi qu'une analyse detaillee de l'observabilite. La commande proposee est constituee d'un filtre de kalman etendu et d'une regulation non lineaire basee sur la methode du decouplage entree-sortie. Le filtre etendu permet l'estimation robuste des courants, des flux, de la vitesse et du couple de charge pour un fonctionnement avec ou sans capteur de vitesse. La regulation non lineaire garantit une commande precise de la vitesse en presence d'un flux variable. Ces etudes ont abouti a la realisation d'un variateur asynchrone, dont la commande a ete implantee sur un microprocesseur a structure risc (dsp32c). Les resultats obtenus montrent de tres bonnes performances statiques et dynamiques du variateur et confirment la robustesse de la commande sur toute la plage de vitesse meme en l'absence d'un capteur de vitesse

Cette thèse aborde la coopération possible entre des systèmes de perception embarqués grâce à l’utilisation de technologies de télécommunications dans le but de diminuer le risque routier et d’améliorer les systèmes d’aide à la conduite. Après avoir reconstruit son environnement proche (carte locale), chaque véhicule équipé communique sa carte locale aux autres afin de pouvoir construire une carte dite étendue. Après avoir montré que des communications de type alerte contribuent à la diminution du risque routier, cette thèse propose une étude sur l’utilisation de communications généralisées permettant la construction de cartes étendues. Les limites des communications montrent que les informations échangées peuvent présenter de très forts retards. Ce constat amène la nécessité de la construction d’une étape de fusion de données robuste. Pour cela, la construction de cartes étendues est décomposée en deux étapes : une étape de recalage des informations et une étape d’association. La première étape cherche à recaler les informations présentes dans deux cartes différentes. Pour cela, différentes variantes du filtre de Kalman ont été étudiées afin de trouver l’algorithme qui convient le mieux à notre problématique. Ensuite, il convient d’associer entre eux les différents objets présents dans les deux cartes. Cette étape se fonde sur la théorie de l’évidence. Le système peut ne pas prendre de décision dans le cas d’un conflit trop fort entre les différentes informations<br>This thesis studies the cooperation between embedded perception systems thanks to communication in order to improve the road safety. After having rebuild the close environment (local map), equipped vehicles exchange the local maps in order to build an extended map. After having shown that warning communications improve the road safety, this thesis studies the use of general communications allowing the construction of extended maps. The limits of communication show that exchanged data can be strongly delayed or can be unavailable. Thus a robust data fusion step is needed. To carry out this fusion, the construction of extended maps is split into two steps: a predictive step and an associative step. For the predictive step, we carry out a comparison of several Kalman filters for non-linear system in order to ensure the best algorithm to our problematic. Then, when data from two local maps are retiming and represented in the same space, objects resulting from the two local maps are associated thanks to an algorithm based on the belief theory. One good property of this algorithm is that if the conflict between data is strong, the system can take no decision

Ce mémoire porte sur le développement de techniques de détection d'anomalies dans les réseaux de communication, basées sur des méthodes probabilistes et possibilistes. Les méthodes probabilistes reposent essentiellement sur des techniques statistiques robustes, notamment le filtrage de Kalman, les modèles de mixtures de gaussiennes, les modèles de Markov cachés, et également sur l'analyse en composants principaux et ses variantes. Les méthodes possibilistes utilisent la théorie des ensembles flous et des distributions de possibilité. Contrairement aux travaux existant dans la littérature, le processus d'innovation (variable de décision) à la sortie du filtre de Kalman est supposé être une mixture de distributions normales, plutôt qu'un simple bruit blanc. Ceci permet d'appliquer des méthodes de clustering non supervisées afin de montrer que les anomalies pourront être détectées dans un petit nombre de clusters, formant le sous espace du comportement anormal du système. L'étude et l'analyse des dépendances temporelles dans la variable de décision, à l'aide de modèles markoviens cachés et l'algorithme de Viterbi permet de montrer clairement que la séparation des clusters en sous espace normal et sous espace anormal, peut être réalisée efficacement. Par ailleurs, ces travaux ont pour autres objectifs, de montrer que les méthodes de filtre de Kalman peuvent donner des résultats robustes et des performances meilleures que celles basées sur l'analyse en composants principaux, lesquelles, sont très sensibles aux paramètres initiaux de calibrage. Les principaux résultats obtenus à travers cette démarche résultent de l'analyse de certains critères de performances, notamment le taux de faux positifs et la probabilité de détection. L'utilisation de courbe ROC (Receiver Operating Characteristics) permet d'étudier et d'illustrer convenablement le compromis entre ces deux critères. Par ailleurs, cette thèse montre qu'il est possible de construire des modèles adéquats de détection d'anomalies basées sur une combinaison robuste d'outils probabilistes et de méthodes issues de la théorie des possibilités. Les validations sont réalisées sur des traces collectées (au niveau des couches protocolaires IP, TCP et UDP) sur des réseaux réels.

Face au problème de la surcharge d'information, le filtrage collaboratif a pour principe d'exploiter les évaluations que des utilisateurs ont faites de certains documents, afin de recommander ces mêmes documents à d'autres utilisateurs proches de lui, et sans qu'il soit nécessaire d'analyser le contenu des documents. C'est ainsi qu'émerge la notion de communauté, définie comme un groupe de personnes qui partagent en général les mêmes centres d'intérêt. De notre point de vue, la problématique du filtrage collaboratif consiste à gérer de façon intelligente des communautés puisque, selon son principe de base, la qualité des recommandations dépend fondamentalement de la qualité des communautés formées par le système.<br />Le premier aspect de la gestion des communautés à étudier est la capacité des utilisateurs à percevoir des communautés. D'une part, la perception des communautés permet d'améliorer la confiance des utilisateurs dans les recommandations générées à partir de ces communautés, et par conséquent de les motiver à fournir des évaluations sur lesquelles appuyer la formation des communautés pour le filtrage collaboratif. D'autre part, cette capacité autorise les utilisateurs à explorer d'autres communautés potentiellement intéressantes.<br />Le second aspect à prendre en compte est les informations sur lesquelles appuyer la formation des communautés. On voit dans la réalité qu'une personne reçoit souvent toutes sortes de recommandations intéressantes de ses proches, de ses collègues de travail, etc. Nous émettons donc l'hypothèse que la multiplicité des critères pour former des communautés, incluant profession, centres d'intérêt, historique des évaluations, etc., peut être exploitée pour enrichir les recommandations générées pour un utilisateur.<br />Enfin, les communautés d'un utilisateur évoluent au cours du temps. En raison de la multiplicité des critères, la qualité du positionnement des utilisateurs au sein des communautés est conditionnée par la qualité des valeurs données pour chaque utilisateur à chaque critère. Certains critères demandent beaucoup d'efforts de la part des utilisateurs, et peuvent être coûteux également pour le système, d'où des difficultés à positionner les utilisateurs dans des communautés.<br />Ainsi, pour la gestion des communautés dans un système de filtrage collaboratif, nous proposons le modèle des espaces de communautés qui présente les caractéristiques suivantes : gestion des communautés explicites, formation multiple des communautés selon divers critères et stratégie de positionnement des utilisateurs au sein des communautés.<br />L'intégration de notre modèle des espaces de communautés dans un système de filtrage collaboratif permet donc d'améliorer l'exploitation des communautés formées à partir des critères disponibles dans les profils des utilisateurs. Nous présentons la plateforme du filtrage collaboratif COCoFil2 comme la mise en œuvre du modèle proposé ainsi que nos travaux de validation sur un jeu de données réelles.

Dans les modeles meteorologiques, l'hypothese d'evolution lineaire des erreurs d'estimation permet d'emprunter au filtre de kalman etendu l'equation d'evolution des covariances d'erreur, afin d'estimer l'incertitude des previsions. L'evolution des covariances d'erreur peut s'interpreter en termes de dynamique (instabilite et modes optimaux) en reecrivant l'equation correspondante sous forme adjointe, qui permet aussi des economies de calcul. Dans un systeme d'assimilation sequentielle, dynamique barotrope et effet conjoint des observations permettent de montrer que, malgre certains problemes de modelisation, les covariances d'erreur de prevision obtenues permettraient d'ameliorer l'utilisation des donnees. Cela ne serait praticable qu'en utilisant des approximations numeriques. La methode des increments de prevision et les sentinelles illustrent les notions d'adjoint et de covariances

Le thème des travaux est l'élaboration et le suivi de situation dans un monde dynamique pouvant évoluer librement, dans le cadre de missions de surveillance, de reconnaissance ou de renseignement. Le problème central de la reconnaissance de situations est la mise en correspondance des données visuelles avec des modèles d'actions et d'enchaînements temporels d'actions, définis a priori et censés décrire au mieux les situations susceptibles d'être observées dans l'environnement considéré. Il est renforcé par un problème de rigidité des modèles et de l'algorithme de mise en correspondance. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse est de proposer un système d'élaboration et de suivi de situation, au niveau symbolique, capable de prendre en compte, d'une part, les imperfections de données et, d'autre part, les écarts existant entre les comportements réels et les comportements prédéfinis dans les modèles. La construction d'un tel système, désigné sous le nom d'estimateur symbolique, a été réalisée en deux étapes : spécification et formalisation. Un premier ensemble de spécifications a été déduit de l'étude du système conçu dans le cadre du projet PERCEPTION et d'approches récentes de la reconnaissance d'actions. Des spécifications plus précises ont été déduites de la confrontation du filtre de Kalman et des processus de révision et de mise à jour d'ensembles de croyances, les deux types de démarches présentant des points communs avec le problème du suivi de situation. L'estimateur symbolique construit en réponse aux spécifications est un processus en deux étapes, prédiction et recalage, qui autorise des mises en correspondance données-modèles imparfaites. Il manipule des relations de préférences qualitatives, qui représentent l'incertitude sur la situation en cours de l'environnement. Le principe de l'estimateur ainsi défini est appliqué à la surveillance d'un parking.

Le travail de cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'utilisation de la vision pour la réalisation de tâches robotiques et concerne plus particulièrement les aspects de poursuite de cible par asservissement visuel. Nous nous sommes intéressé au cas d'objets mobiles, et plus particulièrement à l'estimation du mouvement de ces objets, nécessaire pour une exécution satisfaisante des tâches de poursuite. La qualité de poursuite est en effet grandement améliorée grâce à une estimation robuste du mouvement. Pour réaliser l'estimation, nous proposons une approche nouvelle, basée sur l'aspect adaptatif du filtrage de Kalman. Contrairement au filtre classique de Kalman, ce filtre n'utilise aucun modèle ni connaissance a priori. La représentation d'état est adaptée en permanence en fonction des observations courantes pour représenter au mieux la dynamique du système. Il s'agit d'une approche modulaire à modèle multiple. Plusieurs filtres sont utilisés et la probabilité pour chacun de calculer l'estimation optimale est déterminée par apprentissage. Un réseau de neurones, sur cette base statistique, supervise l'ensemble des filtres et permet de compenser le caractère non stationnaire des mouvements de l'objet mobile. Les informations visuelles estimées servent à contrôler les déplacements du robot. Des extensions de la carte auto-organisatrice de Kohonen à sorties supervisées servent à approximer la transformation sensori-motrice du système robot-vision. La relation apprise se trouve dès lors à l'origine de la loi de commande du robot. L'apprentissage est entièrement réalisé en contexte, en exploitant les corrélations sensori-motrices durant les mouvements des robots. Les méthodes présentées dans cette thèse ont été validées en simulation et par des expérimentations réalisées sur une plate-forme robotique réelle.

Cette thèse porte sur l'application des techniques de filtrage statistiques au radar passif. L'objectif de cette thèse est d'adapter les méthodes à somme de gaussiennes et les méthodes particulaires pour la détection et/ou la poursuite dans un contexte multi-cible. Nous nous intéressons aux problématiques liées à des cibles fortement manoeuvrantes à rapport signal sur bruit pouvant être très faible. En guise d'application, la radio FM et la télévision numérique DVB-T seront exploitées comme sources d'opportunité par le système de localisation passive. Dans un premier temps, cette thèse récapitule l'état de l'art dans le domaine du radar passif, du filtrage statistique et des approches conventionnelles de pistage radar à base de données seuillées. Dans un deuxième temps, cette thèse explore l'apport du filtrage particulaire en radar passif. Avec une modélisation convenable du problème de poursuite d'une cible sous la forme d'un système dynamique non-linéaire, nous montrons comment le filtrage particulaire, appliqué sur les sorties bruitées (non-seuillées) du corrélateur, améliore les performances en terme de poursuite par rapport aux approches conventionnelles. Une extension au cas multi-cible est également traitée. L'ingrédient essentiel de l'algorithme proposé est l'intégration d'un système de synchronisation de l'instant d'échantillonnage du corrélateur (et le cas échéant de la fréquence de corrélation) qui permet à l'algorithme particulaire de compenser automatiquement la dynamique des cibles. Dans un troisième temps, nous exposons un nouveau système de détection/poursuite multi cible basé sur le filtrage bayésien avec la méthodologie "track-before-detect". Ce système est implémenté par une approximation à base de somme de gaussiennes ou une approximation à base de filtrage particulaire. Nous proposons également une technique d'annulation successive d'interférence qui permet de gérer la présence de lobes secondaires importants. Des simulations utilisant un signal radio FM, ont permis de confirmer le potentiel du système de détection/poursuite proposé.

Ce travail concerne la détection de défauts sur les systèmes sujets à des changements de mode de fonctionnement. Le système réel est modélisé par un système à commutation markovienne qui est représenté par un ensemble de modèles de fonctionnement (fonctionnements normaux et anormaux) et par une matrice de probabilité de transition de Markov qui contient les probabilités de passage d'un modèle de fonctionnement à un autre. Cette représentation offre un cadre idéal à l'application des méthodes d'estimation multi-modèle. L'intérêt d'utiliser ce type d'estimateurs réside dans le fait qu'en plus de l'estimation de l'état du système, les estimateurs multi-modèles procurent la probabilité d'occurrence ou d'activation de chaque modèle de fonctionnement. Ces probabilités peuvent alors être utilisées pour la détection de défaut. Dans ce travail, nous avons utilisé les spécificités de l'estimation multi-modèle afin de procéder à la détection et l'isolation des défauts qui peuvent affecter un système linéaire. Plusieurs améliorations et aménagements ont été apportés à ce type d'estimateurs dans le but d'augmenter les performances du diagnostic.

Les forêts tropicales abritent une immense diversité d'arbres, y compris à de très petites échelles spatiales. Cette diversité défie l'idée selon laquelle, dans des conditions environnementales données, une espèce devrait être la mieux adaptée et exclure progressivement toutes les autres. Les écologues ont élaboré de nombreuses hypothèses pour expliquer le maintien d'une si grande diversité locale. Un facteur principal freine le test de ces hypothèses : l'absence de méthodes robustes permettant de relier les théories et connaissances sur la forêt tropicale aux données de terrain, afin de les comparer. Cette thèse vise donc à développer des tests plus puissants des hypothèses de coexistence d'espèces. Il y est mis en évidence l'impact des filtres environnementaux à l'échelle régionale, ainsi que locale sur la structure des communautés. Cela permet de rejeter, pour la première fois de manière rigoureuse, l'hypothèse de neutralité, qui vise à expliquer la coexistence locale d'espèces en supposant leur équivalence fonctionnelle. Cette observation nourrit le développement d'un nouveau modèle dynamique visant à décrire ce filtrage environnemental à partir de caractéristiques des espèces, comme leurs traits fonctionnels, et son application à des données de terrain y est discutée. Enfin, les liens évolutifs entre les espèces sont une information potentiellement riche sur leur manière de coexister. Dans cette optique, il est montré comment intégrer ces liens évolutifs dans le test de la théorie neutraliste de la biodiversité. Les modèles dynamiques étudiés au cours de cette thèse sont dénommées, en termes mathématiques, des marches aléatoires. Elles y sont analysées en grande partie grâce à une méthode statistique appelée Approximate Bayesian Computation, qui ouvre de nouvelles perspectives pour l'étude des modèles dynamiques en écologie<br>Tropical forests contain a huge diversity of trees, even at small spatial scales. This diversity challenges the idea that, in given environmental conditions, one species should be better suited to this particular environment and progressively exclude all other species. Ecologists have proposed various hypotheses to explain diversity maintenance. One element prevents the test of these hypotheses: the lack of robust methods to link available theories and knowledge on tropical forests to field data, so as to compare different hypotheses. This thesis thus aims at developing more efficient tests of coexistence mechanisms. It is shown that environment filters tree communities at both the regional and local scales. This rejects, for the first time rigorously, the neutrality hypothesis, which aims at explaining species local coexistence in assuming their functional equivalence. This finding stimulates the development of a new dynamical model describing environmental filtering on the basis of species characteristics, such as functional traits. Applications to field data are discussed. Finally, evolutionary relationships among coexisting species contain potentially useful information on their ability to coexist. In this vein, it is shown how to integrate these evolutionary relationships in the test of the neutral theory of biodiversity. The dynamical models studied during this thesis are called, in mathematical terms, random walks. They have been mainly studied here thanks to a statistical technique called Approximate Bayesian Computation, which opens new perspectives for the study of dynamical models in ecology

La détection de la peau dans les images en couleur joue un rôle très important pour de nombreux problèmes de reconnaissance de formes. Citons la détection de visages ou encore la détection de corps humain dans une image. La résolution partielle de ces problèmes permet de faire des progrès dans les applications suivantes : le filtrage de l'internet, afin, par exemple, de signaler les images pornographiques, l'indexation par le contenu de catalogues d'images, ou encore la visioconférence, en permettant le suivi des visages dans des séquences d'images. Nous disposons d'une large collection d'images qui ont été étiquetées manuellement. Ainsi, chaque pixel de chaque image de cette collection admet un label binaire : "peau" ou "non-peau". Nous considérons successivement trois modèles probabilistes de complexité croissante pour la détection de la peau. Chaque modèle est un modèle de maximum d'entropie sur la moyenne. Tout d'abord, les contraintes ne portent que sur les lois marginales des couleurs pour chaque pixels. Puis, nous ajoutons des contraintes sur les lois jointes des labels binaires - "peau" ou "non-peau" - des pixels voisins. Le modèle obtenu est alors un champs de Markov<br>Dans un troisième temps, nous ajoutons des contraintes sur les couleurs des pixels voisins. Le modèle obtenu est à nouveau un champs de Markov mais contenant un très grand nombre de paramètres. Afin, aussi bien d'estimer les paramètres de ces modèles que d'effectuer de l'inférence, c'est à dire, étant donné une image couleur, calculer la probabilité pour chaque pixel qu'il corresponde à de la peau, nous proposons d'approximer, localement, le graphe associé aux pixels par un arbre. On dispose alors de l'algorithme "iterative scaling" pour l'estimation des paramètres et de l'algorithme "belief propagation" pour l'inférence. Nous avons effectué de nombreuses études expérimentales afin d'évaluer les performances respectives des différents modèles, en particulier en modifiant la taille et la géométrie des arbres. Dans le cas du projet européen Poesia, nous avons utilisé notre détecteur de peau en entrée d'un système de classification utlisant la méthode des réseaux neuronaux pour bloquer les pages webs indésirable pour les enfants. Nous avons obtenu des résultats extrèmement encourageants

Cette étude a pour cadre l’extraction de paramètres caractérisant la dynamique d’organes en mouvement à partir de séquences d’images tridimensionnelles acquises en imagerie cardiaque et thoracique. Notre approche s’appuie sur une technique de recalage non-linéaire 3D paramétrique dans une représentation multirésolution et multiéchelle. Nous constatons les limites de l'approche 3D pour le suivi de mouvement dans une séquence d’images et la nécessité d’introduire des contraintes temporelles. Nous avons d'abord contribué à la construction d’un modèle dynamique probabiliste des 4 cavités cardiaques. Le modèle géométrique des structures est constitué d’un ensemble de marqueurs qui décrit l’évolution des surfaces cardiaques. Un échantillonnage des trajectoires de ces marqueurs adapté à la séquence d’images à traiter permet d’obtenir, pour chacun des instants, un modèle statistique composé d’une forme moyenne et de variations estimées par une méthode de fenêtrage de Parzen. Un modèle d’état paramétrique et continu des transformations spatio-temporelles est ensuite introduit. Un algorithme basé sur le filtrage de Kalman estime les paramètres de ce modèle sous la contrainte de périodicité du mouvement. L’avantage principal de cette méthode est de prendre en compte de manière globale l’ensemble des images de la séquence. Le cadre théorique proposé permet également l’adaptation locale de la complexité du modèle au mouvement à estimer. Afin de diminuer les temps de calcul, une version parallèle et diverses stratégies ont été mises en œuvre. Enfin, une évaluation de l’influence des paramètres est proposée sur des cas synthétiques et réels<br>The motivation of this study is the extraction of quantitative parameters characterizing the dynamics of moving organs from three-dimensional cardiac and thoracic image sequences. Our approach is based on non-linear parametric registration technique. The deformation model, known as free form deformation transformation, is based on a hierachical multi-scale parametric representation using B-Spline basis functions. We quickly noticed the limits of this 3D approach for motion estimation and tracking in sequences and the need for introducing temporal constraints. First of all, we contributed to the construction of a probabilistic dynamic model of the 4 cardiac chambers. The geometrical model of the structures consists of a set of pseudo-markers which describe the evolution of cardiac surfaces. A sampling of the trajectories of these pseudo-markers is adapted to the image sequence of images. This results in a statistical model made up of an average shape and variations estimated by Parzen windowing at each time points. A parametric and continuous state model of the spatio-temporal transformations is introduced. An algorithm based on the Kalman filter estimates the parameters of this model under the constraint of motion periodicity. The principal advantage of this method is to take into account all the images in the sequence. This proposed framework allows the contextual adaptation of the complexity of the motion model. In order to decrease computing times, a parallel version and various strategies were implemented, in particular on a multiprocessors architecture. Lastly, an evaluation of the parameters influence is proposed on synthetic and real cases

Le contexte général de ces travaux de recherche est celui des robots mobiles autonomes appelés à évoluer dans des environnements structurés et partiellement cartographiés en 2D. Ce document porte sur la synthèse de tâches sûres par prise en compte explicite des incertitudes de localisation, de contrôle, et de modélisation. La prise en compte de ces différentes incertitudes rend possible la génération de chemin sûrs, ayant de fortes chances d'être exécutés correctement. Afin de modéliser correctement les différentes incertitudes inhérentes au problème, il nous est apparu essentiel de mettre en avant les imbrications fortes existant entre planification et contrôle d'exécution. C'est pourquoi, au début du manuscrit, nous présentons une technique statistique d'estimation d'état classiquement utilisée en navigation : le filtre de Kalman étendu. Celui-ci sera utilisé dès la phase de planification, à partir de mesures simulées, afin d'estimer les incertitudes en configuration qui apparaitront lors de la navigation. A partir de ces incertitudes, nous indiquerons alors de quelle façon il est possible de calculer de manière formelle l'imprécision sur le contrôle. Cette dernière permet la définition d'un couloir au sein duquel le robot est assuré de rester lors de la navigation. Nous montrons alors de quelle manière des chemins sûrs peuvent être générés, à l'aide de l'imprécision sur le contrôle et d'un algorithme de parcours de graphe. L'imprécision sur le modèle de l'environnement est alors gérée de manière implicite par le planificateur à l'aide du concept de cartes locales. La méthode proposée, ainsi que les divers algorithmes développés, ont été validés en simulation ainsi que sur la plateforme mobile Robuter du laboratoire Heudiasyc.

L'anémométrie laser à effet Doppler (ALD), dont l'utilisation est très répandue en mécanique des fluides, peut aussi être utilisée pour la mesure de vitesse particulaire acoustique. La nature vectorielle de cette grandeur permet de caractériser les champs à structure complexe ce qui autorise, par exemple, l'étude de phénomènes acoustiques au voisinage de parois vibrantes ou de discontinuités géométriques. L'ALD offre, pour ce type de problème. Le double avantage de présenter une bonne résolution spatiale de la mesure et de ne perttirber que faiblement le champ à explorer. Le Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine (LAUM) est équipé d'un banc de mesure conçu pour la mesure de vitesse acoustique. Depuis près de huit ans. Les recherches se sont orientées vers la validation expérimentale de cette technique ainsi que vers l'élaboration de méthodes de traitement des signaux propres à extraire la vitesse particulaire dans lin contexte de traitement différé et avec l'hypothèse d'un signal Doppler d'amplittide constante. Cependant, pour que l'ALD soit exploitable efficacement il est indispensable de concevoir un système de mesure. Simple d'utilisation, permettant d'accéder rapidement à la vitesse acoustique et prenant en compte la nature variable de l'amplitude du signal Doppler. L'objectif de cette étude est donc de proposer des méthodes de traitement du signal adaptées à l'estimation de la vitesse particulaire acoustique, dans le cas d'une excitation sinusoi͏̈dale. Et de définir une architecture matérielle et logiciens indispensable à cette mesure. Celle-ci s'opère à partir des composantes en phase et en quadrature du signal Doppler ramené-es en bande de base à l'aide d"un dispositif de démodulation analogique spécialement développé pour cette application. Trois estimateurs sont alors proposés: le premier est basé sur le calcul de la dérivée de la phase du signal Doppler. Sa principale vocation consiste à initialiser une deuxième méthode d'estimation basée sur la recherche du maximum de vraisemblance. Le filtrage de Kalman étendu cmontrent l'influence des paramètres du problème sur la qualité des estimations. Par la suite. Des simulations statistiques de --\,Ionte-Carlo permettent d'évaluer la qualité des trois méthodes. Une estimation sommaire des complexités algorithmiques des estimateurs complète également cette phase dévaluation. Enfin. La validation expérimentale des techniques d'estimation s"articule autour de deux ex- périences Dans un premier temps, la mesure de la vitesse de déplacement sinusoi͏̈dale d'une pointe d'aiguille montée dans un pot vibrant permet de coiifronter les résultats obtenus par ALD à ceux que donne un vibromètre laser. Dans un second temps. La mesure de vitesses particulaires acoustiques rayonnées par un haut-parleur électrodynamique, est proposée. Les valeurs issues de la mesure en champ libre par ALD sont alors coniparées à celles des vitesses de référence obtenues à l'aide de la méthode du doublet microphonique<br>Laser Doppler Anemometry (LDA), which is widely used in fluid mechanics, can also be used in order to measure acoustic particle velocity. The knowledge of this vector quantity could be especially useful to characterize a complex acoustic field, allowing for example the study of phenomena close to vibrating surfaces or around duct discontinuities. In addition, LDA ensures, for this kind of problem, theoretically non-invasive velocity measurements with an excellent spatial résolution. The Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine (LAUM) is equipped with a system designed for acoustic velocity measurement. For nearly eight years, research has been directed towards the experimental assessment of this technique and the development of signal processing methods based on post-processing techniques, with the assomption of a constant amplitude Doppler signal. However, in order to design a more integrated set-up, furthermore easy to manipulate, it is essential to design a system providing real-time measurements of acoustic velocity and taking into account the varying amplitude of the Doppler signal. This research work offers signal processing methods adapted to the estimation of acoustic particle velocity, for a sine-wave excitation, and defines hardware and software architectures suited to this measurement. The latter is performed with the help of the in-phase and the quadrature components of the Doppler signal, which is downshifted thanks to an analog quadrature demodulation technique especially designed for this application. Three estimators are then proposed: the first is based on the Doppler phase derivation, and is the starting point of a second method based on maximum likelihood estimation. The extended Kalman filter is the third method explored. Finally, the approximated, though accurate, analytical forms of the Cramer-Rao bounds show the influence of the parameters on the quality of the estimations. Estimator performance is then illustrated by means of statistical Monte-Carlo simulations. An assessment of the complexity of these algorithms also supplements this evaluation. Finally, the assessment of the estimation technique is obtained thanks to two experiments. Firstly, the measurement of the sinusoidal velocity of the displacement of a needle assembled in a vibration exciter allows the comparison of the results obtained by LDA with those obtained with a laser vibrometer. Then, the measurement of the acoustic particle velocity field radiated by a loudspeaker, is proposed. The measurements obtained in free field by LDA are then compared with the reference velocities obtained using a sound intensity probe

Cette thèse se propose pour objectif de caractériser la capacité théorique du canal ionosphérique et d'améliorer l'estimation du canal, dans une technique de réception numérique par voie ionosphérique, appelée turbo-égalisation. La capacité a été traitée par Lee et Ozarow pour les canaux radio-mobiles TDMA : ceux-ci supposent que l'atténuation d'amplitude de chaque trajet suit une loi de Rayleigh, sans toutefois, préciser les paramètres de cette loi. C'est pourquoi la première partie de ce travail présente une extension des travaux de Lee et d'Ozarow pour les canaux non-stationnaires, tel que le canal ionosphérique. Une expression théorique générale de la capacité a été mise en place en fonction de l'étalement Doppler, ce qui contribua, de façon fort intéressante, à la caractérisation des canaux ionosphériques. Elle permet, en effet, de donner une idée claire sur la limite théorique du débit transmissible par voie ionosphérique en présence d'étalement Doppler et d'interférences entre symboles, créés par les trajets multiples. Cette étude théorique a été finalisée par une application d'estimation de la capacité sur une réalisation réelle du canal ionosphérique, effectuée le jour de l'éclipse solaire du 11 août 1999. Une deuxième partie, étudie et caractérise les estimateurs susceptibles d'être utilisés dans une chaîne de réception ionosphérique à base de turbo-égalisation. En effet, les estimateurs du gradient stochastique (GS) Least Mean Squared (LMS), les algorithmes des moindres carrés récursifs (MCR) Recursive Least Squared (RLS) et le filtre de Kalman (KF) ont fait l'objet d'optimisations des paramètres et de comparaisons, dans un contexte ionosphérique réel et simulé. Ces optimisations et ces comparaisons, nous ont permis de retenir les estimateurs MCR et Kalman comme les plus performants dans un contexte ionosphérique non stationnaire. Enfin, la dernière partie de cette thèse concerne l'implémentation de la turbo-égalisation à base de l'égaliseur linéaire MMSE à entrées sorties souples Soft Input Soft Output (SISO) et des estimateurs MCR et Kalman sur le canal ionosphérique réel et simulé. Le format des trames utilisé a suivi les spécifications de la norme STANAG 4285, nécessaire dans la conception des modems hautes fréquences (HF). Les performances, mesurées en taux d'erreurs par bit et erreurs d'estimation, ont été évaluées par variation du rapport signal à bruit et de l'étalement Doppler. L'estimation par filtre de Kalman a favorisé la réception de façon plus performante que l'algorithme RLS<br>The aim of this thesis is to characterize the theoretical capacity of the HF ionospheric channels and to improve the estimate in a receiver based on turbo-equalization. The capacity was treated by Lee and Ozarow for TDMA radio-communications using the hypothesis that each path attenuation is a Rayleigh random variable. This hypothesis is used without specifying any parameter. In a first part, this thesis presents an extension of Lee and Ozarow results for the non-stationary environments such as the ionospheric channel. A general theoretical capacity formula versus the Doppler spread is developed and it is an interesting contribution for the non-stationary channels. This one makes it possible to give a clear idea on the theoretical achievable bit rate of an ionospheric link affected by Doppler spread and inter symbol Interferences (ISI). The theoretical approach was finalized by an application to a real ionospheric communications link realized during the eclipse day (August 11, 1999). In a second part of this thesis, we studied and characterize the estimators likely to be used in the ionospheric turbo-equalizer based on linear filtering. Indeed, the estimators, such as Least Mean Squared (LMS), Recursive Least Squared (RLS) and Kalman filters (KF), were the subject of optimizations and comparisons in a real and simulated ionospheric environments. The optimization and comparisons, enabled us to choose the RLS and the Kalman estimators as being most performant (powerful) in the non stationary ionospheric channel. In a second part of this thesis, we studied and characterize the estimators likely to be used in the ionospheric turbo-equalizer based on linear filtering. Indeed, the estimators, such as Least Mean Squared (LMS), Recursive Least Squared (RLS) and Kalman filters (KF), were the subject of optimizations and comparisons in a real and simulated ionospheric environments. The optimization and comparisons, enabled us to choose the RLS and the Kalman estimators as being most performant (powerful) in the non stationary ionospheric channel. The last part of this thesis relates to the implementation of MMSE turbo-equalizer based on Soft Input Soft Output SISO principal and on RLS and Kalman estimators in the real and simulated ionospheric channel. The transmission is continie in time and the frame pattern is based on the STANAG 4285 HF modem specifications. The performances in bit error rate and the Mean Squared Error (MSE) were evaluated versus signal to noise ratio and Doppler spread. With respect to bit error rate and mean squared error, the estimations based on Kalman filter was more powerful than that using RLS algorithm

Le filtre particulaire "aléatoire", bien connu aujourd'hui, est basé sur une interprétation par processus de branchement du générateur de filtrage non-linéaire. Sa généralité permet d'aborder tout problème d'estimation dynamique sans restriction concernant la nature des équations d'état ou des densités de probabilité. Cette technique procède par simulation numérique aléatoire des flots du système dynamique au moyen de particules de Dirac, corrigées par les observations et adaptées à l'évolution des connaissances a posteriori de l'état. Des évolutions successives de ce procédé ont montré l'intérêt des particules gaussiennes étendues pour la réduction du coût algorithmique et l'amélioration des performances du filtre. D'autre part, la supériorité du branchement/sélection déterministe s'est manifestée dans le cas de bruit source à valeurs discrètes, notamment pour l'estimation au sens du maximum de vraisemblance. Ce mémoire étend l'utilisation des particules déterministes de Gauss, principalement pour le maximum de vraisemblance, au cas général comprenant les bruits de dynamique continus. Il dote la technique particulaire "déterministe" d'une procédure optimisant le maillage particulaire de l'espace des bruits, ainsi que d'une contrainte de "non-recouvrement" des particules étendues assurant l'économie maximale. Une synthèse des principales variantes du filtrage particulaire, permettant d'établir un état des lieux de ces techniques, de leurs différences et points communs, y est proposée sans prétention d'exhaustivité. Concernant l'efficacité applicative, un récepteur particulaire "déterministe" des signaux radar, est proposé pour la détection/poursuite de cibles fortement manœuvrantes sous faible observation. Les performances de ce récepteur sont, d'abord illustrées par des simulations réalistes, puis comparées, sur données réelles issues d'expérimentations militaires, à celles du filtre à particule aléatoires de Dirac. La seconde application concerne le positionnement GPS de récepteur à forte dynamique. .<br>Particle filter is now a well-known numeric solution for the non-linear estimation problem. Based on a reinterpretation of Stratonovich non-linear filtering equation as the generator of branching process, it provides a general finite-dimensional solution to the non-linear filtering problem. Previous improvement of the method point out, in one hand, the benefit of Gaussian particles for the state space dynamic representation, and in the other one, the economy of the deterministic sampling, especially in the maximum likelihood case. We therefore present here a maximum likelihood deterministic particle filter generalized to the continuous state space case, using extended Gauss particles. This particle filter was completed with optimization steps, such as non-overlapping selection to guarantee optimal use of computational resources. Besides deterministic particle filter description first part of this report presents a "non-exhaustive" survey of non-linear filtering methods and particularly "Random" particles ones. High performances of the proposed filtering method are illustrated through two applications of interest: Radar detection and tracking of maneuvering target: where performances are studied, until real data provided by military experimentations, and compared to "random" particles ones. GPS receiver: where tracking problem is firstly addressed under high dynamic noises. Then acquisition one is solved with similar dynamics constraints by a modified signal processing structure. .

Ce mémoire présente une méthode d'association crédibiliste de données dans le contexte du suivi multi-objet par un système de perception multi-capteur hétérogènes. La méthode d'association proposée est formulée dans le cadre du monde ouvert considéré comme non exhaustif et dans le contexte des modèles de Fonctions de Croyance Transférables. La détection des phénomènes d'apparition et de disparition des objets est réalisée par une analyse spécifique de la masse conflictuelle résultante de la phase de combinaison des informations. Afin de valider la méthode d'association proposée, nous nous sommes placés dans le cadre d'une application de suivi d'individus par un système de perception bimodal audio et vidéo. L'étape de validation est réalisée sur la combinaison de données réelles et de données synthétisées. Les résultats de ces simulations sont très encourageants et témoignent de l'efficacité de notre nouvelle méthode d'association.

Un signal GPS est modulé par une porteuse et est étalé par un code pseudo aléatoire. Sa puissance, qui est portée en dessous du niveau du bruit, ne peut pas être directement mesurée. Les estimateurs classiques de la littérature utilisent les paramètres statistiques du maximum de la corrélation, obtenus après le désétalement du signal pour mesurer la puissance du signal reçu. Ces estimateurs nécessitent une longue période d'intégration pour être précis. De plus, ils ne tiennent pas compte de l'effet de la fréquence Doppler et du nombre de satellites visibles sur la statistique du maximum de la corrélation. Ces effets perturbateurs faussent l'estimation de la valeur C/N0 et limitent les applications qui utilisent cette grandeur telle que la réflectométrie des signaux GNSS. Ce travail de thèse propose un estimateur du rapport signal à bruit propre à chaque satellite, à partir d'un signal GPS L1. Pour présenter cet estimateur, nous avons adopté une approche en deux étapes. On suppose dans la première étape que le signal GPS est numérisé sur 1 bit, et on établit une fonction reliant l'amplitude du signal reçu au maximum de corrélation. Cette fonction non linéaire est déduite de l'architecture radio du récepteur GPS et des paramètres du signal qui sont : la fréquence Doppler et le déphasage du signal reçu. En effet, le rapport signal à bruit est une mesure relative, et pour pouvoir estimer l'amplitude du signal, on suppose que le bruit est blanc, gaussien, centré et de variance unitaire. La fonction proposée étant fortement non linéaire, nous proposons dans une deuxième étape, un estimateur dynamique de l'amplitude du signal, qui utilise le filtrage d'état non linéaire et les observations du maximum de la corrélation. Deux filtres sont évalués à cet effet ; le friltrage de Kalman sans parfum et le filtrage particulaire<br>A gps signal es modulated by a carrier and is spreaded by a pseudo random code. Its power, which is carried below the level of noise, can't be directly measured. Conventional estimators literature using the statistical parameters of the maximum of the correlation, obtained after despreading of the signal to measure the received signal strength. These estimators require a long period of integration to be precise. Moreover, they do not take into account the effect of the Doppler frequency and the number of visible satellites on the statistical maximum of the correlation. These disruptive effects falsify the estimated value of C/N0 and limit the applications of the reflectometry. This thesis proposes an estimator of the signal to noise ratio own to each satellite, from a GPS L1 signal. To present this estimator, we have adopted a two-step approach. it is assumed in the first stage that the GPS signal is digitized on 1 bit, and sets a function relating the amplitude of the signal received to maximum correlation knowing the parameters of the GPS signal which are : the Doppler frequency and the phase shift of the received signal. indeed, the signal to noise ratio is a relative measure, and to estimate the signal amplitude is assumed that the noise is white, Gaussian, centered and unit variance. The proposed function is highly non-linear. We propose in a second step a dynamic estimator of the signal amplitude, which uses the non-linear state filter and the observations of the maximum correlation. Two filters are assessed in this case the Unscented Kalman filter and a particle filter

L'apprentissage par renforcement est la réponse du domaine de l'apprentissage numérique au problème du contrôle optimal. Dans ce paradigme, un agent informatique apprend à contrôler un environnement en interagissant avec ce dernier. Il reçoit régulièrement une information locale de la qualité du contrôle effectué sous la forme d'une récompense numérique (ou signal de renforcement), et son objectif est de maximiser une fonction cumulante de ces récompenses sur le long terme, généralement modélisée par une fonction dite de valeur. Le choix des actions appliquées à l'environnement en fonction de sa configuration est appelé une politique, et la fonction de valeur quantifie donc la qualité de cette politique. Ce parangon est très général, et permet de s'intéresser à un grand nombre d'applications, comme la gestion des flux de gaz dans un complexe sidérurgique, que nous abordons dans ce manuscrit. Cependant, sa mise en application pratique peut être difficile. Notamment, lorsque la description de l'environnement à contrôler est trop grande, une représentation exacte de la fonction de valeur (ou de la politique) n'est pas possible. Dans ce cas se pose le problème de la généralisation (ou de l'approximation de fonction de valeur) : il faut d'une part concevoir des algorithmes dont la complexité algorithmique ne soit pas trop grande, et d'autre part être capable d'inférer le comportement à suivre pour une configuration de l'environnement inconnue lorsque des situations proches ont déjà été expérimentées. C'est le problème principal que nous traitons dans ce manuscrit, en proposant une approche inspirée du filtrage de Kalman.

L'objectif de cette thèse est l'étude et le développement de techniques d'observation des systèmes dynamiques non linéaires. Apres avoir rappelé quelques concepts fondamentaux sur la stabilité et l'observabilité des systèmes dynamiques, puis passé en revue les principales techniques d'observation existantes, nous nous sommes intéresses à la synthèse d'estimateurs de type kalman étendu pour les systèmes non linéaires temps-discret. Dans ce contexte, nous avons proposé et étudié la convergence de plusieurs algorithmes : analyse de la convergence du filtre de kalman étendu classique dans un cadre déterministe, synthèse et étude de la convergence d'observateurs de type kalman étendu (oke) d'ordre réduit, synthèse et étude de la convergence d'un oke pour les systèmes non linéaires singuliers, et enfin synthèse et étude de la convergence d'un oke séparé état-biais. Les algorithmes proposés sont simples a mettre en œuvre, fiables, et s'adressent à de larges classes de systèmes non linéaires. L'analyse de la stabilité de chacun d'entre eux repose sur une nouvelle technique de linéarisation exacte au premier ordre du système. La méthode consiste à paramétrer l'analyse de convergence par des matrices diagonales inconnues, modélisant les différents résidus issus de la linéarisation au premier ordre du système. L'introduction d'un tel paramétrage nous a permis de donner des conditions suffisantes de convergence, et d'établir les connections entre le choix de certaines matrices de pondération et l'amélioration des performances des estimateurs. La validité et l'applicabilité de notre approche ont été démontrées, d'abord en simulation sur un problème d'identification non linéaire, puis sur des problèmes d'observation de procèdes physiques tels que les machines asynchrones, les bioprocédés ou le problème de trajectographie passive, et enfin sur des données réelles dans le cadre de l'estimation séparée état-paramètres d'un robot expérimental scara.