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La privation sensorielle représente un excellent cadre pour l’étude de la neuroplasticité puisqu’elle permet de mieux comprendre l’impact de l’expérience sensorielle sur la structure et le fonctionnement du cerveau. En contexte de privation auditive, de nombreuses études de neuroimagerie fonctionnelle ont mis en évidence le recrutement des aires auditives pour le traitement visuel et tactile. Toutefois, les mécanismes qui sous-tendent ce transfert intermodal d’informations sensorielles ne sont toujours pas clairs. De plus, la surdité est une privation sensorielle qui permet particulièrement l’étude de l’expérience langagière sur les circuits neuronaux impliqués dans le traitement du langage. En effet, certaines personnes sourdes acquerront le langage oral alors que d’autres apprendront plutôt la langue des signes, une modalité de communication entièrement visuospatiale et motrice. Cependant, malgré la découverte de différences fonctionnelles dans le traitement et la production de la langue des signes comparée à la langue orale, peu d’études ont investigué la structure des faisceaux langagiers chez les personnes sourdes. Conséquemment, cette thèse doctorale vise à approfondir notre compréhension du phénomène de neuroplasticité du cerveau grâce à l’exploration de l’architecture de la matière blanche des systèmes sensoriels et du système langagier en contexte de surdité. Dans l’article 1, nous avons utilisé l’approche de la théorie des graphes pour décrire le réseau de connexions de matière blanche qui relient les aires sensorielles et associatives entre elles et au cerveau entier en contexte de surdité. L’analyse des caractéristiques globales des graphes révèle que le réseau des personnes sourdes semble conservé des propriétés d’intégration et de ségrégation similaires à celui des personnes entendantes. Au niveau des caractéristiques locales, les analyses bayésiennes ont offert un support modéré à l’hypothèse d’une centralité plus élevée dans certaines aires visuelles et associatives chez les personnes sourdes comparées aux personnes entendantes. Finalement, une corrélation significative a été établie entre le degré de sévérité et la centralité d’une région visuelle. Ainsi, nos résultats suggèrent d’abord que qu’un même réseau structurel puisse sous-tendre différents circuits de traitement sensoriel. Au niveau local, notre étude supporte, dans une certaine mesure, l’hypothèse d’une neuroplasticité intramodale compensatoire dépendante de l’usage augmentée des habiletés visuelles et visuospatiales sur lesquelles les personnes sourdes s’appuient au quotidien. Finalement, cet article a mis en lumière l’importance de considérer les caractéristiques de la surdité dans les études de la neuroplasticité. Dans l’article 2, nous avons étudié l’impact de la privation sensorielle auditive et de l’expérience langagière sur les faisceaux de matière blanche composant le système langagier. Nous avons d’abord procédé à une analyse des composantes principales qui nous a permis de créer deux nouvelles mesures liées à 1) la caractéristique d’entrave à la diffusion, et à 2) la complexité du tissu de matière blanche. Nous avons retrouvé une augmentation de la complexité des fibres au sein des voies dorsales du système langagier chez les personnes sourdes utilisant la langue des signes. Nous proposons que cela puisse soutenir l’usage d’articulateurs (doigts, mains, bras) plus larges et spatialement complexes. Cet article a mis en évidence l’importance de l’étude de l’expérience langagière en contexte de surdité pour une meilleure compréhension des mécanismes de neuroplasticité structurelle. Globalement, ces travaux nous permettent une meilleure appréciation de la structure du réseau de matière blanche qui supporte le traitement sensoriel et langagier en contexte de privation auditive. Cette thèse doctorale s’inscrit de façon intéressante au sein des théories modernes des mécanismes sous-tendant la neuroplasticité fonctionnelle. Elle fait également démonstration claire de la pertinence de l’étude de la matière blanche dans l’investigation des habiletés neuroplastiques du cerveau., Sensory deprivation represents an excellent setting for the study of neuroplasticity since it allows for a better understanding of the impact of sensory experience on brain structure and function. In the context of auditory deprivation, numerous functional neuroimaging studies have demonstrated the recruitment of auditory areas for visual and tactile processing. However, the mechanisms underlying this intermodal transfer of sensory information are still unclear. Moreover, deafness is a sensory deprivation that particularly allows the study of language experience on the neural circuits involved in language processing. Indeed, some deaf people will acquire oral language while others will learn sign language, an entirely visuospatial and motor communication modality. However, despite the discovery of functional differences in the processing and production of sign language compared to oral language, few studies have investigated the structure of language bundles in deaf individuals. Consequently, this doctoral thesis aims to further our understanding of the phenomenon of brain neuroplasticity by exploring the white matter architecture of sensory and language systems in the context of deafness. In article 1, we used a graph theory approach to describe the network of white matter connections that link sensory and associative areas to each other and to the whole brain in the context of deafness. Analysis of the global characteristics of the graphs reveals that the network of deaf individuals appears to retain similar integration and segregation properties to that of hearing individuals. At the level of local features, Bayesian analyses offered moderate support to the hypothesis of higher centrality in certain visual and associative areas in deaf people compared to hearing people. Finally, a significant correlation was found between the degree of severity and the centrality of a visual area. Thus, our results first suggest that the same structural network may underlie different sensory processing circuits. At the local level, our study supports, to some extent, the hypothesis of compensatory intramodal neuroplasticity dependent on the augmented use of visual and visuospatial skills on which deaf individuals rely in their daily lives. Finally, this article highlighted the importance of considering the characteristics of deafness in studies of neuroplasticity. In article 2, we investigated the impact of auditory sensory deprivation and language experience on the white matter bundles comprising the language system. We first performed a principal component analysis that allowed us to create two new measures related to 1) the diffusion hindrance feature, and 2) the complexity of the white matter tissue. We found an increase in fiber complexity within the dorsal pathways of the language system in deaf individuals using sign language. We propose that this may support the use of larger, spatially complex articulators (fingers, hands, arms). This paper has highlighted the importance of studying language experience in the context of deafness for a better understanding of structural neuroplasticity mechanisms. Overall, this work allows us to better appreciate the structure of the white matter network that supports sensory and language processing in the context of auditory deprivation. This doctoral thesis is an interesting addition to modern theories of the mechanisms underlying functional neuroplasticity. It also clearly demonstrates the relevance of the study of white matter in the investigation of neuroplastic abilities of the brain., Thèse de doctorat présentée en vue de l'obtention du doctorat en psychologie - recherche intervention, option neuropsychologie clinique (Ph.D)

In the marine realm, many coastal species disperse thanks to ocean currents during their early life stages by drifting propagules (eggs, larvae, fruits, etc.). Such exchanges of individuals or genes induce connectivity, which influences fundamental processes like population dynamics and genetic diversity. In this thesis, we combine Lagrangian modelling of transport processes with biological as well as genetic data observed in the Mediterranean Sea for almost 50 phylogenetically divergent species, to characterise spatial patterns of demographic connectivity and model genetic connectivity arising from consecutive dispersal events. We assess, for the first time, genetic cohesiveness among populations that share a common ancestor and show that it outperforms all previous approaches of gene flow predictions. Our work offers great promises to better understand and evaluate connectivity through passive dispersal, an essential pre-requisite for appropriate management and conservation of marine ecosystems and biodiversity., Dans l’océan, de nombreuses espèces sédentaires dispersent durant leurs premiers stades de vie en relâchant dans la colonne d’eau des cohortes de propagules (œufs, larves, fruits, etc.) qui sont ensuite transportées par les courants marins. La connectivité, processus qui caractérise de tels échanges d’individus et de gènes dans l’espace, est cruciale dans la dynamique démographique et la diversité génétique des populations marines. En combinant des simulations de transport de propagules par les courants marins avec des données biologiques et génétiques observées en mer Méditerranée pour près de 50 espèces différentes, cette thèse a permis de caractériser les patrons spatiaux de connectivité démographique et de définir la connectivité génétique à partir d’événement successifs de dispersion. On a pour la première fois estimé la probabilité pour deux populations de partager des ancêtres communs, ce qui s’avère être le meilleur modèle pour prédire le flux de gènes. Ces travaux proposent de nouvelles avancées méthodologiques favorisant la compréhension de la connectivité multi-échelle qui est essentielle à une bonne gestion et sauvegarde des écosystèmes.

In the central islands of Vanuatu (formerly New Hebrides), there is a practice of "sand drawing" which consists of drawing symmetrical figures on the ground. After drawing a "grid", the artist produces a line with his index finger, without lifting it and without continuously passing over a part of it. Once the drawing is completed, the index finger is returned to the starting point and direction. Based on a re-reading of the first ethnographies relating the existence of the practice of drawing on the sand, and on a survey carried out between 2016 and 2019 between Port-Vila, the island of Maewo and the island of Pentecost, this thesis endeavors to introduce a mathematical model of the practice of drawing on the sand which will then allow for the study of a corpus of drawings ("uli uli") collected in the village of Avatvotu, in the Raga region of the north of Pentecost Island. The reflexion that underlies this work takes as a guideline the practice of sand drawing and aims at bringing to light the links between these artefacts and the relations that the Raga have with their environment or their modes of social organization. The methodology chosen - at the interface of mathematics, computer science and anthropology - has led to the introduction of two key concepts: the "group of motions", as well as a graph labeled on this group named "modeling graph". They provide a mathematical framework that reveals the algorithms and algebraic operations that underlie the creation of designs. Veblen's theorem, which ensures the existence of a decomposition of an Eulerian graph into a union of disjoint-edges cycles, plays a key role in this ethnomathematical study. In North Pentecost, the "uli uli" that can be written as a superposition of cycles could reflect the complexity of the Raga's modes of social organization and ontological conceptions of life., Dans les îles du centre du Vanuatu (anciennement Nouvelles-Hébrides), il existe une pratique de « dessin sur le sable » consistant à dessiner, à même le sol, des figures symétriques. Après avoir tracé une « grille », les praticiens produisent une ligne à l'aide de leur index, sans le lever et sans repasser continûment sur une partie déjà. Une fois le dessin terminé, l'index est revenu au point et dans la direction de départ. Fondée sur un travail de relecture des premières ethnographies relatant l'existence de la pratique de dessin sur le sable, et sur une enquête réalisée entre 2016 et 2019 entre Port-Vila, l'île de Maewo et l'île de Pentecôte, cette thèse s'attache à introduire un modèle mathématique de la pratique de dessin sur le sable qui va ensuite permettre d'étudier un corpus de dessins (« uli uli ») collecté dans le village d'Avatvotu, dans la région Raga du nord de l'île de Pentecôte. La réflexion qui sous-tend ce travail prend comme fil directeur la pratique du dessin sur le sable et cherche à mettre au jour les liens entre ces artéfacts et les relations qu'entretiennent les Raga avec leur environnement ou leurs modes d'organisations sociales. La méthodologie retenue - à la frontière des mathématiques, de l'informatique et de l'anthropologie - a permis d'introduire deux concepts clés : le « groupe des mouvements », ainsi qu'un graphe étiqueté sur ce groupe nommé « graphe de modélisation ». Ils fournissent un cadre mathématique rigoureux permettant de mettre au jour les algorithmes et les opérations algébriques qui sous-tendent la création de dessin. Le théorème de Veblen, qui assure l'existence d'une décomposition d'un graphe eulérien en une union de cycles d'arêtes disjointes, joue dans cette étude ethnomathématique un rôle prépondérant. À Nord-Pentecôte, les « uli uli » décomposables en superpositions de cycles pourraient être le reflet de la complexité des modes d'organisations sociales et des conceptions ontologiques du vivant des Raga.

L’article propose une analyse de la dualité autour de l’équilibre entre retombées et absorptions technologiques pour comprendre l’évolution de la dualité technologique entre les sphères civile et de défense. À l’aide de données de brevets, nous montrons une inversion des tendances entre retombées et absorptions technologiques, et une augmentation des capacités du domaine civil à intégrer les innovations de défense., This paper proposes a duality analysis around the balance between technology spillovers and absorptions to understand the evolution of the technology duality between the civilian and defense spheres. Using patent data, we show a reversal of the trends between technological spillovers and absorptions, and an increase in the capabilities of the civilian domain to integrate defense innovations.

Optimization of the electricity mix with high penetration of renewables : A robust method derived from Bayesian inference and graph theory

The notion of distance, and more generally of dissimilarity, is an important one in data mining, especially in unsupervised approaches. The algorithms belonging to this class of methods aim at grouping objects in an homogeneous way, and many of them rely on a notion of dissimilarity, in order to quantify the proximity between objects. The choice of algorithms as well as that of dissimilarities is not trivial. Several elements can motivate these choices, such as the type of data – homogeneous data or not –, their representation – feature vectors, graphs –, or some of their characteristics – highly correlated, noisy, etc. –. Although many measures exist, their choice can become complex in some specific settings. This leads to additional complexity in data mining tasks. In this thesis, we present a new approach for computing dissimilarities based on random trees. It is an original approach, which has several advantages such as a great versatility. Indeed, using different dissimilarity calculation modules that we can plug to the method, it becomes possible to apply it in various settings. In particular, we present in this document two modules, enabling the computation of dissimilarities - and, in fine, clustering - on data structured as feature vectors, and on data in the form of graphs. We discuss the very promising results obtained by this approach, as well as the numerous perspectives that it opens, such as the computation of dissimilarity in the framework of attributed graphs, through a unified approach.; La notion de distance, et plus généralement de dissimilarité, est une notion importante en fouille de données, tout particulièrement dans les approches non supervisées. Les algorithmes de cette classe de méthodes visant à regrouper de manière homogène des objets, nombre d’entre eux s’appuient sur une notion de dissimilarité, afin de quantifier la proximité entre objets. Le choix des algorithmes ainsi que celui des dissimilarités n’est cependant pas trivial. Plusieurs éléments peuvent motiver ces choix, tels que le type de données – données homogènes ou non –, leur représentation – vecteurs d’attributs, graphes –, ou encore certaines de leurs caractéristiques – fortement corrélées, bruitées, etc. –. Bien que de nombreuses mesures existent, leur choix peut devenir complexe dans certains cadres spécifiques. Ceci entraîne une complexité supplémentaire dans les tâches d’exploration et de fouille des données. Nous présentons dans cette thèse une nouvelle approche permettant le calcul de dissimilarités, basée sur des arbres aléatoires. Il s’agit d’une approche originale dont nous montrons plusieurs avantages, parmi lesquels l’on retrouve une grande versatilité. En effet, par le biais de différents modules de calcul de dissimilarités que nous accolons à la méthode, il devient possible de l’appliquer dans divers cadres. Nous présentons notamment dans ce document deux modules, permettant le calcul de dissimilarités — et, in fine, le clustering — sur des données structurées sous forme de vecteur d’attributs, et sur des données sous forme de graphes. Nous discutons des résultats très prometteurs obtenus par cette approche, ainsi que des nombreuses perspectives ouvertes par cette dernière, telle que le calcul de dissimilarité dans le cadre des graphes attribués, par le biais d’une approche unifiée.

Ce mémoire étudie le jeu de policiers-voleur et contient trois articles, chacun portant sur une classe de graphes spécifique. Dans le premier chapitre, la notation et les définitions de base de la théorie de graphe qui nous serons utiles sont introduites. Bien que chaque article comporte une introduction citant les concepts et résultats pertinents, le premier chapitre de ce mémoire contient aussi une introduction générale au jeu de policiers-voleur et présente certains des résultats majeurs sur ce jeu. Le deuxième chapitre contient l’article écrit avec Seyyed Aliasghar Hosseini et Peter Bradshaw portant sur le jeu de policiers-voleurs sur les graphes de Cayley abéliens. Nous améliorons la borne supérieure sur le cop number de ces graphes en raffinant les méthodes utilisées précédemment par Hamidoune, Frankl et Bradshaw. Le troisième chapitre présente l’article concernant le cop number des graphes 2K2-libres. Plus précisément, il est prouvé que 2 policiers peuvent toujours capturer le voleur sur ces graphes, prouvant ainsi la conjecture de Sivaraman et Testa. Finalement, le quatrième chapitre est l’article écrit avec Samuel Yvon et porte sur les graphes qui ont cop number 4. Nous montrons que tous ces graphes ont au moins 19 sommets. En d’autres mots, 3 policiers peuvent toujours capturer le voleur sur tout graphe avec au plus 18 sommets, ce qui répond par la négative à une question de Andreae formulée en 1986. Un pan important de la preuve est faite par ordinateur; ce mémoire contient donc une annexe comprenant le code utilisé., This thesis studies the game of cops and robbers and consists of three articles, each considering a specific class of graphs. In the first chapter, notation and basic definitions of graph theory are introduced. Al- though each article has an introduction citing the relevant concepts and results, the first chapter of this thesis also contains a general introduction to the game of cops and robbers and presents some of its major results. The second chapter contains the paper written with Seyyed Aliasghar Hosseini and Peter Bradshaw on the game of cops and robbers on abelian Cayley graphs. We improve the upper bound on the cop number of these graphs by refining the methods used previously by Hamidoune, Frankl and Bradshaw. The third chapter presents the paper concerning the cop number of 2K2-free graphs. More precisely, it is proved that 2 cops can always catch the robber on these graphs, proving a conjecture of Sivaraman and Testa. Finally, the fourth chapter is the paper written with Samuel Yvon which deals with graphs of cop number 4. We show that such graphs have at least 19 vertices. In other words, 3 cops can always catch the robber on any graph with at most 18 vertices, which answers in the negative a question by Andreae from 1986. An important part of the proof is by computer; this thesis thus has an appendix containing the code used., Réalisé avec le support financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et du Fonds de Recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT).

This research work focuses on mathematical modeling of the Ebola virus disease, while placing a particular emphasis on control strategies. The models that we propose are carefully analysed thanks to the combined method of Lyapunov and LaSalle, and/or graph therory. Firstly, we focus on an Ebola human-reservoir model with both direct and indirect transmission. Numerically, we show the impact of the manipulation/consumption of bats on the endemicity of the disease in the human population. Furthermore, we dwell on a model of Ebola with contact tracing and isolation. This model is mathematically analysed in the case where any of these control measures is perfect, and in the case where these control measures are imperfect. The numerical analysis of the model shows that a well-designed contact tracing (90% of cases), combined to a perfect isolation is better than any of these measures taken separetely. Afterwards, we pay attention to an Ebola model with vaccination, isolation and education of people to safe burial of the Ebola-deseased individuals. In the case where that pathology is endemic, we address the vaccination and the isolation-safe burial, optimally to reduce its level. Finally, we focus on the dynamics of Ebola in a metapopulation model with the exit screening at the exit-borders of patches. Numerically, we prove that, screening at the exit is less sensitive and can be unfavourable to the patches that implement it. Thus, we suggest screening at the entrance or the combination vaccination-screening at the exit, only implemented in the patch where the disease originated. These problems of optimal controls are resolved mathematically and numerically through the Forward backward sweep method.; Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation mathématique de la maladie à virus Ebola en portant un accent particulier sur les stratégies de contrôle. Les modèles que nous proposons sont rigoureusement analysés grâce à la méthode combinée de Lyapunov et LaSalle, et/ou la théorie des graphes. Dans un premier temps, on s'intéresse à un modèle réservoir-humain d'Ebola avec transmission directe et indirecte. Numériquement, nous montrons l'impact de la manipulation /consommation des chauves-souris infectées sur l'endémicité de la maladie dans la population humaine. Dans un deuxième temps, nous nous appesantissons sur un modèle d'Ebola avec recherche des contacts et isolement. Ce modèle est analysé mathématiquement dans le cas où l'une ou l'autre de ces mesures de contrôle est parfaite, et dans le cas où ces stratégies de contrôle sont imparfaites. L'analyse numérique du modèle nous montre que la recherche des contacts bien menée (à 90% des cas), combinée à un isolement parfait est meilleure que chacune de ces mesures prises séparement. Ensuite, nous nous intéressons à un modèle d'Ebola avec vaccination, isolement et éducation des populations à l'inhumation sans risque des décédés d'Ebola. Dans le cas où cette stratégie de contrôle est endémique, nous adressons la vaccination et l'isolement -inhumation sans risque des décédés de manière optimale, afin de réduire son degré. Enfin, nous nous appesantissons sur la dynamique d'Ebola dans un modèle de métapopulations avec dépistage à la sortie des patchs. Numériquement, nous prouvons que le dépistage à la sortie est peu sensible et peut être défavorable aux patchs qui l'implémentent. Ainsi, nous suggérons un dépistage à l'entrée des patchs ou la combinaison vaccination-dépistage à la sortie, implémentée uniquement dans le patch où la maladie a pris naissance. Ces problèmes optimaux sont résolus mathématiquement et numériquement grâce à la méthode de balayage progressif-retroprogressif.

The dominant theory of knowledge presupposes an a priori knowledge, independent of sensitive experience and logically anterior to it. In contrast, empiricism considers experience as a source of an a posteriori knowledge. Pragmatism makes experience its central concept, and does not dissociate knowledge from the situation.In computer sciences, a priori knowledge is a central object and experience is limited to the representation of an agent's experience. The research on the calculation of situations is limited. The management of customer experience in organisations inherits this state which limits the concept of experience. However, concrete data (a posteriori) is as important as the relations of ideas (a priori). A. N. Whitehead proposes a so-called "organic" model of experience, based on a meretopological calculation of intra-connected spatio-temporal events. Building on input video data, this thesis proposes a calculation of the experience based on the whiteheadian mereotopology; Multiple Objects Tracking to access the spatio-temporal regions of the videos; an algorithm to calculate the meretopological relations between regions with the RCC8 ontology; the use of the Louvain method (graph clustering) to obtain the events in the graph; simplicial complexes to extract the associations of events. The data obtained is not semantic and reveals the spatio-temporal structure of the experience. The data can be reused by more complex systems (interpretation or recognition) for the management of the customer experience., La doctrine dominante de la connaissance suppose une connaissance a priori, indépendante de l’expérience sensible et logiquement antérieure. Inversement, l’empirisme considère l'expérience comme source d’une connaissance a posteriori. Le pragmatisme fait de l'expérience son concept central, et ne dissocie pas la connaissance de la situation. Dans les sciences informatiques la connaissance a priori est un objet central et l’expérience est limitée à la représentation du vécu d’un agent. Les recherches sur le calcul de situations sont limitées. La gestion de l’expérience client des organisations hérite de cet état qui limite le concept d’expérience. Or les données concrètes (a posteriori) sont aussi importantes que les relations d'idées (a priori). A. N. Whitehead propose un modèle dit « organique » de l’expérience, basé sur un calcul méréotopologique d’événements spatio-temporels intra-reliés. À partir de données vidéo en entrée, cette thèse propose un calcul d’expérience basée sur la méréotopologie whiteheadienne ; le Multiple Objects Tracking pour accéder aux régions spatio-temporelles des vidéos ; un algorithme de calcul des relations méréotopologiques entre régions avec le référentiel RCC8 ; l’utilisation de la méthode Louvain (graph clustering) pour obtenir les événements dans le graphe ; les complexes simpliciaux pour dégager les associations d’événements. Les données obtenues ne sont pas sémantisées et révèlent la structure spatio-temporelle de l’expérience. Elles sont réutilisables par des systèmes plus complexes (interprétation ou reconnaissance) pour la gestion de l’expérience client.

This fmr paper presents a bilingual and commented version of Joseph Kruskal’s article, On the Shortest Spanning Subtree of a Graph and the Traveling Salesman Problem, published in 1956 in the journal Proceedings of the American Mathematical Society. The author propose an algorithm to find the mnimum spanning tree on a graph. The paper belongd to the large bibliogrzaphy dedicated to the traveling salesman problem.; Ce document du groupe fmr présente une version bilingue et commentée de l'article de Joseph Kruskal, On the Shortest Spanning Subtree of a Graph and the Traveling Salesman Problem, paru en 1956 dans la revue Proceedings of the American Mathematical Society. L'auteur propose un algorithme permettant de trouver l'arbre couvrant minimum d'un graphe et l'article s'inscrit dans la bibliographie fournie consacrée au problème du voyageur de commerce.

This fmr paper presents a bilingual and commented version of William Garrison’s article, Connectivity of the Interstate Highway System, published in 1960 in the journal Papers and Proceedings of the Regional Science Association. To our knowledge, this is one of the earliest uses of graph theory in North American quantitative geography. The interstate highway system is considered as a graph and different measures are proposed, on the graph as a whole and on each of the nodes. The author uses the vocabulary derived from graph theory, he also borrows indicators from other research programs, namely communication networks studies and sociometry.; Ce document du groupe fmr présente une version bilingue et commentée de l'article de William Garrison, Connectivity of the Interstate Highway System, paru en 1960 dans la revue Papers and Proceedings of the Regional Science Association. Il s'agit à notre connaissance d'une des premières utilisations de la théorie des graphes dans la géographie quantitative nord-américaine. Le réseau autoroutier inter-Etats est modélisé sous forme de graphe et différentes mesures sont proposées, sur le graphe dans son ensemble et sur chacun des sommets. Si l'auteur utilise le vocabulaire issu de la théorie des graphes, il emprunte également des indicateurs à d'autres programmes de recherche, qu'il s'agisse de l'étude des réseaux de communications ou de la sociométrie.

International audience; L'objectif de l'article est de proposer des lectures structurales de deux indicateurs de la qualité technologique des brevets : l'originalité et la généralité. Nous les transformons pour ce faire en des objets mathématiquesdes « graphes »et nous insistons sur des amendements et prolongements inspirés par cette nouvelle approche. Dans une première lecture, nous partons des indices originels et nous leur appliquons directement une représentation sous la forme de graphes. Dans une deuxième lecture, nous partons de matrices de flux technologiques et nous reconstruisons les indices de dispersion tels qu'ils ont été conçus initialement. Nous allons même un peu plus loin : nous proposons d'autres indices de la qualité technologique à partir de ces matrices, dont un qui nous semble de portée supérieure pour apprécier cette qualité. ABSTRACT. The aim of this article is to propose the structural readings of two indicators of the technological quality of patents: originality and generality. To do so, we transform them into mathematical objects-graphs-and insist on amendments and extensions inspired by this new approach. In the first reading, we start from the original indices and we directly apply a representation in the form of graphs to them. In the second reading, we start from the technological flow matrices and reconstruct the dispersion indices as they were originally conceived. We go even further by proposing other indices of technological quality from these matrices, including one that seems to have a greater scope for assessing this quality. MOTS-CLÉS. Brevet, technologie, théorie des graphes.

Several key ecological processes for maintaining biodiversity rely upon the ecological connectivity of habitat. Accordingly, connectivity modelling methods have been developed for understanding precisely the influence of connectivity and deriving sound biodiversity conservation measures. Among them, landscape graphs represent habitat networks as sets of habitat patches (nodes) connected by potential dispersal paths (links). Yet, the ecological relevance of these tools required validation from biological data reflecting closely the influence of habitat connectivity. Genetic data allow for such validation as population genetic structure partly depends on dispersal-driven gene flow between habitat patches. Genetic structure can also be modelled as a genetic graph whose nodes correspond to populations while its links are weighted by pairwise genetic differentiation measures. The objective of this PhD project was to bridge landscape and genetic graphs in order to (i) assess the ecological relevance of landscape graphs and (ii) gain knowledge regarding the relationship between habitat connectivity and population genetic structure. After identifying genetic graph construction and analysis methods fitting several research contexts and developing a software package for the joint use of both landscape and genetic graphs, we compared them in two empirical studies. We thereby (i) assessed the respective influence of several components of the habitat connectivity pattern on both genetic diversity and differentiation and (ii) validated the ecological relevance of landscape graphs. We then evidenced that integrating variables deriving from the nodes and links of both types of graphs could improve the inference of the effect of every landscape feature on connectivity. The methods we have developed could find new applications in this field and others. We hope that the results of this thesis will contribute to this., La connectivité écologique des habitats est nécessaire aux processus écologiques assurant le maintien de la biodiversité. Des méthodes ont donc été développées pour la modéliser afin de comprendre précisément son influence et d’orienter les mesures de conservation de la biodiversité. Parmi ces méthodes, les graphes paysagers modélisent un réseau d’habitat sous la forme d’un ensemble de taches d’habitat (noeuds) reliées par des chemins de dispersion potentiels (liens). La validité écologique de ces outils nécessitait néanmoins d’être évaluée à l’aide de données reflétant les réponses biologiques des populations à la connectivité de leurs habitats. Les données génétiques permettent cette validation car la structure génétique des populations dépend notamment des flux de gènes entre leurs taches d’habitat. La structure génétique peut également être modélisée par un graphe génétique dont les noeuds correspondent à des populations et dont les liens sont pondérés par le degré de différenciation génétique entre populations. L’objectif de cette thèse était d’utiliser conjointement des graphes génétiques et paysagers pour (i) évaluer la validité écologique des graphes paysagers et (ii) améliorer notre compréhension de la relation entre connectivité et structure génétique. Après avoir identifié les méthodes de construction et d’analyse des graphes génétiques les plus adaptées à chaque contexte et développé un outil informatique permettant l’utilisation conjointe des graphes génétiques et paysagers, nous les avons comparés dans le cadre de deux études empiriques. Elles ont permis (i) d’évaluer l’influence respective des différentes composantes de la connectivité des habitats sur la diversité et la différenciation génétiques et (ii) de confirmer la validité écologique des graphes paysagers. Nous avons ensuite montré que l’intégration de variables associées à la fois aux noeuds et aux liens de ces deux types de graphes améliorait l’estimation de l’influence des éléments du paysage sur la connectivité. Les méthodes développées dans cette thèse pourraient trouver d’autres applications dans ce champ d’étude comme dans d’autres. Nous espérons que les résultats de cette thèse et l’outil informatique développé y contribueront.

The rise of data generated by sensors and operational tools around water distribution network (WDN) management make these systems more and more complex and in general the events more difficult to predict. The history of data related to the quality of distributed water crossed with the knowledge of network assets, contextual data and temporal parameters lead to study a complex system due to its volume and the existence of interactions between these various type of data which may vary in time and space. This big variety of data is grouped by the use of mathematical graph and allow to represent WDN as a whole and all the events that may arise therein or influence their proper functioning. The graph theory associated with these mathematical graphs allow a structural and spectral analysis of WDN to answer to specific needs and enhance existing process. These graphs are then used to answer the probleme of inference on the nodes of large graph from the observation of data on a small number of nodes. An approach by optminisation algorithm is used to construct a variable of flow on every nodes of a graph (therefore at any point of a physical network) using flow algorithm and data measured in real time by flowmeters. Then, a kernel prediction approach based on a Ridge estimator, which raises spectral analysis problems of a large sparse matrix, allow the inference of a signal measured on specific nodes of a graph at any point of a WDN.; L'essor des données générées par les capteurs et par les outils opérationnels autour de la gestion des réseaux d'alimentation en eau potable (AEP) rendent ces systèmes de plus en plus complexes et de façon générale les événements plus difficiles à appréhender. L'historique de données lié à la qualité de l’eau distribuée croisé avec la connaissance du patrimoine réseau, des données contextuelles et des paramètres temporels amène à étudier un système complexe de par sa volumétrie et l'existence d'interactions entre ces différentes données de natures diverses pouvant varier dans le temps et l’espace. L'utilisation de graphes mathématiques permet de regrouper toute cette diversité et fournit une représentation complète des réseaux AEP ainsi que les évènements pouvant y survenir ou influer sur leur bon fonctionnement. La théorie des graphes associées à ces graphes mathématiques permet une analyse structurelle et spectrale des réseaux ainsi constitués afin de répondre à des problématiques métiers concrètes et d'améliorer des processus internes existants. Ces graphes sont ensuite utilisés pour répondre au problème d'inférence sur les noeuds d'un très grand graphe à partir de l'observation partielle de quelques données sur un faible nombre de noeuds. Une approche par algorithme d'optimisation sur les graphes est utilisée pour construire une variable numérique de débit en tout noeuds du graphe (et donc en tout point du réseau physique) à l'aide d'algorithme de flots et des données issues des débitmètres réseau. Ensuite une approche de prédiction par noyau reposant sur un estimateur pénalisé de type Ridge, qui soulève des problèmes d'analyse spectrale de grande matrice creuse, permet l'inférence d'un signal observé sur un certains nombre de noeuds en tout point d'un réseau AEP.

Episodic memory reflects the ability to recollect information of a personal event about “what” happened, “where” and “when or in which context”. This memory, complex in terms of multisensory information, makes possible to singularize closed episodes, emerges without training and is long-lasting in time. These essential characteristics have never been used simultaneously in animal models, limiting the understanding of mechanisms that underlie the formation and recall of these particular remote memories. Among mechanisms of plasticity related to learning and memory, adult neurogenesis in the olfactory bulb (OB) and dentate gyrus (DG) of the hippocampus has a critical role in different consolidation processes. However, its role in these different brain regions has never been compared for incidental, complex and remote memory, such as episodic memory. First, we have characterized remote episodic memory in rats using a paradigm recently developed by our team. Rats are exposed to two life episodes during which they form an episodic memory association of olfactory, spatial and contextual information. Despite a high sensibility to interference during recall, this memory is robust since most rats remember episodes over a long period of time, but as in humans, content of the memory varies according to individual. As different memory profiles are stable and reproducible, we sought their origin. A computational model correlating data of episode encoding with data of recall shows the critical importance from the first episode of the negative value related to olfactory information. Then, we have determined brain networks which are associated with recall of remote episodic memory according to its content. Using cellular imaging analysis of c-Fos and Zif268 in 23 brain regions of rats with different memory profiles, we show that episodic memory recall recruits a large cortical network (prefrontal and retrosplenial), the entire dorsal hippocampus and habenula. The major difference between the complete versus incomplete episodic recollection network seems to be based on the activation of regions involved in emotional information processing (medial orbitofrontal cortex, ventral CA1 and basolateral amygdala), whose recruitment is directly correlated with the accuracy of the integrated recollection performance. Using graph theory, we show different brain communication networks depending on whether the memory is complete or not, and depending on brain networks activated during recall reflecting the state of the memory (c-Fos) versus networks inducing synaptic plasticity that would reflect post-recall fate of memory (Zif268). Finally, we determined the role of adult neurogenesis in OB versus DG in the formation and recall of remote episodic memory. Using cellular imaging analysis, we show that only DG newborn neurons are selected during episode encoding for long-term survival, whereas only OB newborn neurons are recruited during recall of remote memory. Using a new model of adult neurogenesis suppression with Small Animal Radiation Research Platform (SARRP) system, we show a severe alteration of episodic recollection in all irradiated rats, with greater deficits for OB irradiated rats for which the overall accuracy of recollection is impaired. My thesis work provides new elements on the fate of remote episodic memories in rats, on the organization and cooperation of the brain networks underlying memory recall and on the contribution of newly generated neurons within the engram of this memory; La mémoire épisodique consiste en la formation d’une représentation d’un évènement vécu sur ce qu’il s’est passé (« Quoi »), à quel endroit (« Où ») et dans quel contexte («Quand/Dans quel contexte»). Cette mémoire riche en informations multisensorielles, se forme sans entrainement en permettant de singulariser des épisodes parfois proches et de s’en rappeler à très long terme. Ces caractéristiques essentielles n’ont jamais été modélisées simultanément chez l’animal, ce qui limite la recherche des mécanismes sous-tendant la formation et le rappel de ces souvenirs anciens si particuliers. Parmi les mécanismes de plasticité liés à l’apprentissage et à la mémoire, la neurogenèse adulte dans le bulbe olfactif (BO) et le gyrus denté (GD) de l’hippocampe a un rôle majeur dans différentes étapes de la consolidation. Cependant, son implication dans ces régions relativement différentes n’a jamais été comparée pour une mémoire incidente, complexe et ancienne comme la mémoire épisodique. Premièrement, nous avons caractérisé la mémoire épisodique ancienne chez le rat grâce à un paradigme récemment développé dans l’équipe. Les rats sont exposés à deux épisodes de vie durant lesquels ils forment une mémoire épisodique associant des informations olfactives, spatiales et contextuelles. Malgré une sensibilité aux interférences lors du rappel, cette mémoire est robuste car la majorité des rats se souviennent des épisodes à très long terme. Mais comme chez l’Homme, le contenu du souvenir varie en fonction des individus. Ces différents profils de mémoire étant stables et reproductibles, nous avons cherché leur origine. Un travail de modélisation croisant des variables de l’encodage des épisodes et du rappel montre l’importance de la valeur négative liée à l’information olfactive, et ce dès le premier épisode. Deuxièmement, nous avons déterminé les réseaux cérébraux associés au rappel du souvenir épisodique ancien en fonction de son contenu. Une analyse en imagerie de c-Fos et Zif268 dans 23 régions cérébrales de rats ayant différents profils mnésiques, montre que le rappel épisodique global recrute un réseau cortical large (préfrontal et rétrosplénial), l’hippocampe dorsal et l’habenula. La différence entre le réseau de la recollection épisodique complète versus incomplète semble être basée sur l’activation de régions impliquées dans le traitement émotionnel des informations (cortex orbitofrontal médian, CA1 ventral et amygdale basolatérale), dont le recrutement est directement corrélé au niveau de performances de recollection. Une analyse de connectivité fonctionnelle de graphes montre des réseaux de communication complètement différents selon si le souvenir est complet ou non, et selon si l’on considère les réseaux activés lors du rappel reflétant l’état du souvenir (c-Fos) versus les réseaux induisant de la plasticité synaptique qui reflèteraient plus le devenir du souvenir post-rappel (Zif268). Troisièmement, nous avons déterminé le rôle de la neurogenèse adulte dans le BO versus le GD dans la formation et le rappel d’une mémoire épisodique ancienne. Nous montrons en imagerie cellulaire, que seuls les nouveaux neurones du GD dorsal sont sélectionnés au moment de l’encodage pour survivre à long terme, alors que seuls les nouveaux neurones du BO sont activés lors du rappel épisodique ancien. Grâce à un nouveau modèle de blocage de la neurogenèse adulte développé avec un système SARRP (Small Animal Radiation Research Platform), nous montrons une altération sévère de la recollection épisodique chez l’ensemble des rats irradiés, avec des déficits qui semblent plus importants chez les rats irradiés BO pour qui la précision globale du souvenir est altérée. Mon travail de thèse fournit des éléments nouveaux sur le devenir des souvenirs épisodiques anciens chez le rat, l’organisation et la coopération des réseaux cérébraux qui sous-tendent le rappel mnésique et sur la contribution des nouveaux neurones adultes dans l’engramme de cette mémoire

Our thesis revolves around the epistemological and didactic study and analysis of discrete mathematics in higher education with a focus on graph theory. Identifying the teaching potential in discrete mathematics for higher education has shown to be little explored in the field of mathematics education. We are therefore interested in the following questions: How does research in mathematics education study discrete mathematics? What is the underlying epistemology in discrete mathematics used in higher education? To carry out our study, we conducted a state of the art in didactics of mathematics. We then conducted a contemporary exploration of an epistemological nature, by interviewing researchers in discrete mathematics. We also used a praxeological approach and mobilized the outil/objet dialectic to analyze three major groups of problems in graph theory in a selection of academic books. The results of our experimentations were compared to those of the state of the art. The results of the thesis highlight the richness of the field in terms of the "logos" block, particularly in terms of proofs, algorithms, modeling, and complexities of different nature, as well as a heterogeneity among the academic books. The results of this research represent a step towards the construction of didactics of discrete mathematics in higher education.; Notre thèse est centrée principalement sur l’étude et l’analyse épistémologiques et didactiques des mathématiques discrètes dans l’enseignement supérieur avec un focus sur la théorie des graphes. Identifier les potentialités d’enseignement en mathématiques discrètes pour le supérieur est une question peu explorée en didactique des mathématiques. Nous nous interrogeons ainsi sur les points suivants : Comment les recherches en didactique des mathématiques étudient les mathématiques discrètes ? Quelle est l’épistémologie sous-jacente dans des ouvrages en mathématiques discrètes utilisés dans le supérieur ? Pour mener à bien notre étude, nous avons conduit un état de l’art en didactique des mathématiques. Nous avons ensuite organisé une exploration contemporaine de nature épistémologique, en interrogeant des chercheurs en mathématiques discrètes. Nous avons également utilisé une approche praxéologique et mobilisé la dialectique outil/objet pour analyser trois grands types de problèmes en théorie des graphes dans une sélection d’ouvrages universitaires. L’ensemble des résultats des expérimentations a été confronté à l’état de l’art. Les résultats de la thèse mettent en évidence une richesse du domaine en termes de bloc « logos », notamment au niveau des preuves, algorithmes et modélisation, des complexités de différentes natures, ainsi qu’une hétérogénéité suivant les ouvrages universitaires. Les résultats de cette recherche représentent un pas vers la construction d’une didactique des mathématiques discrètes dans l’enseignement supérieur.

Episodic memory reflects the ability to recollect information of a personal event about “what” happened, “where” and “when or in which context”. This memory, complex in terms of multisensory information, makes possible to singularize closed episodes, emerges without training and is long-lasting in time. These essential characteristics have never been used simultaneously in animal models, limiting the understanding of mechanisms that underlie the formation and recall of these particular remote memories. Among mechanisms of plasticity related to learning and memory, adult neurogenesis in the olfactory bulb (OB) and dentate gyrus (DG) of the hippocampus has a critical role in different consolidation processes. However, its role in these different brain regions has never been compared for incidental, complex and remote memory, such as episodic memory. First, we have characterized remote episodic memory in rats using a paradigm recently developed by our team. Rats are exposed to two life episodes during which they form an episodic memory association of olfactory, spatial and contextual information. Despite a high sensibility to interference during recall, this memory is robust since most rats remember episodes over a long period of time, but as in humans, content of the memory varies according to individual. As different memory profiles are stable and reproducible, we sought their origin. A computational model correlating data of episode encoding with data of recall shows the critical importance from the first episode of the negative value related to olfactory information. Then, we have determined brain networks which are associated with recall of remote episodic memory according to its content. Using cellular imaging analysis of c-Fos and Zif268 in 23 brain regions of rats with different memory profiles, we show that episodic memory recall recruits a large cortical network (prefrontal and retrosplenial), the entire dorsal hippocampus and habenula. The major difference between the complete versus incomplete episodic recollection network seems to be based on the activation of regions involved in emotional information processing (medial orbitofrontal cortex, ventral CA1 and basolateral amygdala), whose recruitment is directly correlated with the accuracy of the integrated recollection performance. Using graph theory, we show different brain communication networks depending on whether the memory is complete or not, and depending on brain networks activated during recall reflecting the state of the memory (c-Fos) versus networks inducing synaptic plasticity that would reflect post-recall fate of memory (Zif268). Finally, we determined the role of adult neurogenesis in OB versus DG in the formation and recall of remote episodic memory. Using cellular imaging analysis, we show that only DG newborn neurons are selected during episode encoding for long-term survival, whereas only OB newborn neurons are recruited during recall of remote memory. Using a new model of adult neurogenesis suppression with Small Animal Radiation Research Platform (SARRP) system, we show a severe alteration of episodic recollection in all irradiated rats, with greater deficits for OB irradiated rats for which the overall accuracy of recollection is impaired. My thesis work provides new elements on the fate of remote episodic memories in rats, on the organization and cooperation of the brain networks underlying memory recall and on the contribution of newly generated neurons within the engram of this memory, La mémoire épisodique consiste en la formation d’une représentation d’un évènement vécu sur ce qu’il s’est passé (« Quoi »), à quel endroit (« Où ») et dans quel contexte («Quand/Dans quel contexte»). Cette mémoire riche en informations multisensorielles, se forme sans entrainement en permettant de singulariser des épisodes parfois proches et de s’en rappeler à très long terme. Ces caractéristiques essentielles n’ont jamais été modélisées simultanément chez l’animal, ce qui limite la recherche des mécanismes sous-tendant la formation et le rappel de ces souvenirs anciens si particuliers. Parmi les mécanismes de plasticité liés à l’apprentissage et à la mémoire, la neurogenèse adulte dans le bulbe olfactif (BO) et le gyrus denté (GD) de l’hippocampe a un rôle majeur dans différentes étapes de la consolidation. Cependant, son implication dans ces régions relativement différentes n’a jamais été comparée pour une mémoire incidente, complexe et ancienne comme la mémoire épisodique. Premièrement, nous avons caractérisé la mémoire épisodique ancienne chez le rat grâce à un paradigme récemment développé dans l’équipe. Les rats sont exposés à deux épisodes de vie durant lesquels ils forment une mémoire épisodique associant des informations olfactives, spatiales et contextuelles. Malgré une sensibilité aux interférences lors du rappel, cette mémoire est robuste car la majorité des rats se souviennent des épisodes à très long terme. Mais comme chez l’Homme, le contenu du souvenir varie en fonction des individus. Ces différents profils de mémoire étant stables et reproductibles, nous avons cherché leur origine. Un travail de modélisation croisant des variables de l’encodage des épisodes et du rappel montre l’importance de la valeur négative liée à l’information olfactive, et ce dès le premier épisode. Deuxièmement, nous avons déterminé les réseaux cérébraux associés au rappel du souvenir épisodique ancien en fonction de son contenu. Une analyse en imagerie de c-Fos et Zif268 dans 23 régions cérébrales de rats ayant différents profils mnésiques, montre que le rappel épisodique global recrute un réseau cortical large (préfrontal et rétrosplénial), l’hippocampe dorsal et l’habenula. La différence entre le réseau de la recollection épisodique complète versus incomplète semble être basée sur l’activation de régions impliquées dans le traitement émotionnel des informations (cortex orbitofrontal médian, CA1 ventral et amygdale basolatérale), dont le recrutement est directement corrélé au niveau de performances de recollection. Une analyse de connectivité fonctionnelle de graphes montre des réseaux de communication complètement différents selon si le souvenir est complet ou non, et selon si l’on considère les réseaux activés lors du rappel reflétant l’état du souvenir (c-Fos) versus les réseaux induisant de la plasticité synaptique qui reflèteraient plus le devenir du souvenir post-rappel (Zif268). Troisièmement, nous avons déterminé le rôle de la neurogenèse adulte dans le BO versus le GD dans la formation et le rappel d’une mémoire épisodique ancienne. Nous montrons en imagerie cellulaire, que seuls les nouveaux neurones du GD dorsal sont sélectionnés au moment de l’encodage pour survivre à long terme, alors que seuls les nouveaux neurones du BO sont activés lors du rappel épisodique ancien. Grâce à un nouveau modèle de blocage de la neurogenèse adulte développé avec un système SARRP (Small Animal Radiation Research Platform), nous montrons une altération sévère de la recollection épisodique chez l’ensemble des rats irradiés, avec des déficits qui semblent plus importants chez les rats irradiés BO pour qui la précision globale du souvenir est altérée. Mon travail de thèse fournit des éléments nouveaux sur le devenir des souvenirs épisodiques anciens chez le rat, l’organisation et la coopération des réseaux cérébraux qui sous-tendent le rappel mnésique et sur la contribution des nouveaux neurones adultes dans l’engramme de cette mémoire

The research conducted in this thesis focuses on the diagnosis of complex wired networks using distributed reflectometry. It aims to develop new distributed diagnostic techniques for complex networks that allow data fusion as well as communication between reflectometers to detect, locate and characterize electrical faults (soft and hard faults). This collaboration between reflectometers solves the problem of fault location ambiguity and improves the quality of diagnosis. The first contribution is the development of a graph theory-based method for combining data between distributed reflectometers, thus facilitating the location of the fault. Then, the amplitude of the reflected signal is used to identify the type of fault and estimate its impedance. The latter is based on the regeneration of the signal by compensating for the degradation suffered by the diagnosis signal during its propagation through the network. The second contribution enables data fusion between distributed reflectometers in complex networks affected by multiple faults. To achieve this objective, two methods have been proposed and developed: the first is based on genetic algorithms (GA) and the second is based on neural networks (RN). These tools combined with distributed reflectometryallow automatic detection, location, and characterization of several faults in different types and topologies of wired networks. The third contribution proposes the use of information-carrying diagnosis signal to integrate communication between distributed reflectometers. It properly uses the phases of the MCTDR multi-carrier signal to transmit data. This communication ensures the exchange of useful information (such as fault location and amplitude) between reflectometers on the state of the cables, thus enabling data fusion and unambiguous fault location. Interference problems between the reflectometers are also addressed when they simultaneously inject their test signals into the network. These studies illustrate the efficiency and applicability of the proposed methods. They also demonstrate their potential to improve the performance of the current wired diagnosis systems to meet the need and the problem of detecting and locating faults that manufacturers and users face today in electrical systems to improve their operational safety., Les recherches menées dans cette thèse portent sur le diagnostic de réseaux filaires complexes à l’aide de la réflectométrie distribuée. L’objectif est de développer de nouvelles technologies de diagnostic en ligne, distribuées des réseaux complexes permettant la fusion de données ainsi que la communication entre les réflectomètres pour détecter, localiser et caractériser les défauts électriques (francs et non francs). Cette collaboration entre les réflectomètres permet de résoudre le problème d’ambiguïté de localisation des défauts et d’améliorer la qualité du diagnostic. La première contribution concerne la proposition d’une méthode basée sur la théorie des graphes permettant la combinaison de données entre les réflectomètres distribués afin de faciliter la localisation d’un défaut. L’amplitude du signal réfléchi est ensuite utilisée pour identifier le type du défaut et estimer son impédance. Cette estimation est basée sur la régénération du signal en compensant la dégradation subie par le signal de diagnostic au cours de sa propagation à travers le réseau. La deuxième contribution permet la fusion des données de réflectomètres distribués dans des réseaux complexes affectés par de multiples défauts. Pour atteindre cet objectif, deux méthodes ont été proposées et développées : la première est basée sur les algorithmes génétiques (AG) et la deuxième est basée sur les réseaux de neurones (RN). Ces outils combinés avec la réflectométrie distribuée permettent la détection automatique, la localisation et la caractérisation de plusieurs défauts dans différents types et topologies des réseaux filaires. La troisième contribution propose d’intégrer la communication entre les réflectomètres via le signal de diagnostic porteur d’informations. Elle utilise adéquatement les phases du signal multiporteuses MCTDR pour transmettre des données. Cette communication assure l’échange d’informations utiles entre les réflectomètres sur l’état des câbles, permettant ainsi la fusion de données et la localisation des défauts sans ambiguïtés. Les problèmes d’interférence entre les réflectomètres sont également abordés lorsqu’ils injectent simultanément leurs signaux de test dans le réseau. Ces travaux de thèse ont montré l’efficacité des méthodes proposées pour améliorer les performances des systèmes de diagnostic filaire actuels en termes de diagnostic de certains défauts encore difficiles à détecter aujourd’hui, et d’assurer la sécurité de fonctionnement des systèmes électriques.

This work takes part in the field of translational research. Our aim was to explore thepost-lesional brain plasticity necessary to recover consciousness after a traumatic coma.The study of resting state functional connectivity, meaning the temporal correlation ofBOLD signal (blood oxygenation level dependent) between remote cerebral areas, wasapplied to severe traumatic brain injured (sTBI) patients.Using graph method, we explored the diagnosis and prognosis value of resting statefunctional connectivity during recovery of consciousness after a traumatic coma.Thirty six sTBI patients were studied in a cross sectional and a longitudinal design.We recorded a resting state functional MRI sequence while sTBI patients were eitherconscious or in altered state of consciousness when discharged from intensive care unit(ICU). A second fMRI was recorded after one month spent in a post-ICU rehabilitationunit.Our analysis focused on a hub disruption index (HDI) which expresses the reallocationof functional connections inside the graph. In the brain network, the hubs, which are definedas highly connected to the brain network in healthy subjects, have been characterizedwith integration, segregation and centrality metrics for information transfer.Our results suggest that the topological disruption of functional hubs is an objectivemapping of the brain network changes that correlates with post-TBI neurological recovery.Indeed, in our group analysis, the hub disruption index of the post TBI brainnetwork was sensitive to the state of consciousness and to its recovery during a onemonth follow-up. This index was also relevant to predict the level of disability 6 monthsafter injury.The computation of connectivity data in a metadata, the hub disruption index ofthe brain network, enhances the classical approach describing the post-traumatic brainplasticity as a loss and recovery of connectivity in one or several cortical networks. Therecovery of the brain network ability to compute local information in the functionalhubs could be necessary to recover consciousness after a traumatic coma. This resultis original as the recent litterature, based on the information integration theory andthe global workspace theory of consciousness, is considering severe TBI as a long rangeconnectivity disruption inducing a functional integration impairment.This pilot study was necessary prior to the assessment of the HDI on a single-subjectlevel and to quantifie the response of brain injured patients with disorder of consciousnessto several therapeutic options (psychostimulant drugs, electrical stimulation..)., Ce travail doctoral s’inscrit dans le champ de la recherche translationnelle. Nous avonsvoulu explorer la plasticité cérébrale post-lésionnelle qui sous-tend la restauration de la conscience après un coma traumatique. L’étude de la connectivité fonctionnelle de repos, c’est à dire de la corrélation temporelle du signal BOLD (blood oxygenationlevel dependent) entre régions cérébrales, a été appliquée à une cohorte de 36 patients traumatisés crâniens graves sortant de réanimation. A cette date, les patients pouvaient se trouver en état de conscience altérée ou être conscients. Nous avons réalisé une étude transversale et longitudinale : une 1ère IRM fonctionnelle en condition de veille de repos était réalisée à la sortie des soins intensifs et une seconde après un séjour de un moisen rééducation post-réanimation. Ainsi, à l’aide de la méthode des graphes, nous avons exploré l’intérêt diagnostique et pronostique de la connectivité fonctionnelle lors de la réémergence de la conscience après coma traumatique.Nous avons centré notre analyse sur un index de perturbation des hubs qui traduitla redistribution des connexions fonctionnelles dans le graphe. Les hubs du réseau cérébral,qui physiologiquement concentrent le plus de connexions, ont été caractérisésavec plusieurs métriques d’intégration, de ségrégation et de centralité dans le transfertd’information.Nos résultats suggèrent qu’une perturbation de la topologie des hubs fonctionnels estobjectivement "cartographiable" et qu’elle est corrélée à l’évolution neurologique cliniqueaprès agression cérébrale. En effet, notre étude a montré que, chez le traumatisé crâniengrave adulte, ce marqueur de perturbation fonctionnelle du réseau cérébral est sensible,dans une analyse de groupe, à l’état de conscience (patients conscients vs en état deconscience altérée) et à sa restauration au cours du temps. L’index de perturbation deshubs est également sensible à une autre dimension clinique : la prédiction du handicap neurologique à 6 mois post-coma.La computation des données de connectivité en une méta-donnée, l’index de perturbationdes hubs de l’ensemble du réseau cérébral, permet d’aller plus loin qu’un modèle descriptif de la plasticité cérébrale après coma (d’altération ou de restitution de connectivité dans un ou plusieurs réseaux). Ainsi, la restitution de la capacité du cerveau à traiterde l’information locale dans les hubs fonctionnels serait nécessaire à la ré-émergence de la conscience après coma traumatique. Ce résultat est original car dans la littérature actuelle, basée sur les théories de l’espace de travail global et de l’intégration de l’information,l’atteinte traumatique cérébrale est modélisée comme une altération de laconnectivité à longue distance et donc de l’intégration fonctionnelle.Cette étude pilote était un pré-requis pour évaluer à l’avenir cet index de perturbation fonctionnelle cérébrale à l’échelle individuelle et objectiver la réponse thérapeutique(psychostimulants, électrostimulation cérébrale....) de patients en état de conscience altérée.

This work takes part in the field of translational research. Our aim was to explore thepost-lesional brain plasticity necessary to recover consciousness after a traumatic coma.The study of resting state functional connectivity, meaning the temporal correlation ofBOLD signal (blood oxygenation level dependent) between remote cerebral areas, wasapplied to severe traumatic brain injured (sTBI) patients.Using graph method, we explored the diagnosis and prognosis value of resting statefunctional connectivity during recovery of consciousness after a traumatic coma.Thirty six sTBI patients were studied in a cross sectional and a longitudinal design.We recorded a resting state functional MRI sequence while sTBI patients were eitherconscious or in altered state of consciousness when discharged from intensive care unit(ICU). A second fMRI was recorded after one month spent in a post-ICU rehabilitationunit.Our analysis focused on a hub disruption index (HDI) which expresses the reallocationof functional connections inside the graph. In the brain network, the hubs, which are definedas highly connected to the brain network in healthy subjects, have been characterizedwith integration, segregation and centrality metrics for information transfer.Our results suggest that the topological disruption of functional hubs is an objectivemapping of the brain network changes that correlates with post-TBI neurological recovery.Indeed, in our group analysis, the hub disruption index of the post TBI brainnetwork was sensitive to the state of consciousness and to its recovery during a onemonth follow-up. This index was also relevant to predict the level of disability 6 monthsafter injury.The computation of connectivity data in a metadata, the hub disruption index ofthe brain network, enhances the classical approach describing the post-traumatic brainplasticity as a loss and recovery of connectivity in one or several cortical networks. Therecovery of the brain network ability to compute local information in the functionalhubs could be necessary to recover consciousness after a traumatic coma. This resultis original as the recent litterature, based on the information integration theory andthe global workspace theory of consciousness, is considering severe TBI as a long rangeconnectivity disruption inducing a functional integration impairment.This pilot study was necessary prior to the assessment of the HDI on a single-subjectlevel and to quantifie the response of brain injured patients with disorder of consciousnessto several therapeutic options (psychostimulant drugs, electrical stimulation..).; Ce travail doctoral s’inscrit dans le champ de la recherche translationnelle. Nous avonsvoulu explorer la plasticité cérébrale post-lésionnelle qui sous-tend la restauration de la conscience après un coma traumatique. L’étude de la connectivité fonctionnelle de repos, c’est à dire de la corrélation temporelle du signal BOLD (blood oxygenationlevel dependent) entre régions cérébrales, a été appliquée à une cohorte de 36 patients traumatisés crâniens graves sortant de réanimation. A cette date, les patients pouvaient se trouver en état de conscience altérée ou être conscients. Nous avons réalisé une étude transversale et longitudinale : une 1ère IRM fonctionnelle en condition de veille de repos était réalisée à la sortie des soins intensifs et une seconde après un séjour de un moisen rééducation post-réanimation. Ainsi, à l’aide de la méthode des graphes, nous avons exploré l’intérêt diagnostique et pronostique de la connectivité fonctionnelle lors de la réémergence de la conscience après coma traumatique.Nous avons centré notre analyse sur un index de perturbation des hubs qui traduitla redistribution des connexions fonctionnelles dans le graphe. Les hubs du réseau cérébral,qui physiologiquement concentrent le plus de connexions, ont été caractérisésavec plusieurs métriques d’intégration, de ségrégation et de centralité dans le transfertd’information.Nos résultats suggèrent qu’une perturbation de la topologie des hubs fonctionnels estobjectivement "cartographiable" et qu’elle est corrélée à l’évolution neurologique cliniqueaprès agression cérébrale. En effet, notre étude a montré que, chez le traumatisé crâniengrave adulte, ce marqueur de perturbation fonctionnelle du réseau cérébral est sensible,dans une analyse de groupe, à l’état de conscience (patients conscients vs en état deconscience altérée) et à sa restauration au cours du temps. L’index de perturbation deshubs est également sensible à une autre dimension clinique : la prédiction du handicap neurologique à 6 mois post-coma.La computation des données de connectivité en une méta-donnée, l’index de perturbationdes hubs de l’ensemble du réseau cérébral, permet d’aller plus loin qu’un modèle descriptif de la plasticité cérébrale après coma (d’altération ou de restitution de connectivité dans un ou plusieurs réseaux). Ainsi, la restitution de la capacité du cerveau à traiterde l’information locale dans les hubs fonctionnels serait nécessaire à la ré-émergence de la conscience après coma traumatique. Ce résultat est original car dans la littérature actuelle, basée sur les théories de l’espace de travail global et de l’intégration de l’information,l’atteinte traumatique cérébrale est modélisée comme une altération de laconnectivité à longue distance et donc de l’intégration fonctionnelle.Cette étude pilote était un pré-requis pour évaluer à l’avenir cet index de perturbation fonctionnelle cérébrale à l’échelle individuelle et objectiver la réponse thérapeutique(psychostimulants, électrostimulation cérébrale....) de patients en état de conscience altérée.

This thesis aims to explore the relationship between the morphology of street networks and the accessibility offered to individuals during their trips in the urban space. The accessibility is defined as a set of favourable conditions for traveling (e.g. short distances to cover, low congestion level). This relationship is the subject of much tacit knowledge in the urban design community. Typical network morphologies or typical interventions on existing networks are recommended by urban designers, for the accessibility conditions they are supposed to offer. However, the actual effects of these recommendations on accessibility conditions are little evaluated in a formalized and systematic way. To compensate for this lack, we choose to adopt a quantitative approach based on graph theory. This allows an analysis of the morphology and accessibility conditions of networks by means of descriptors calculated on graphs, and then the study of the relationship between morphological and accessibility descriptors. Our work is exploratory. It concerns a set of ten empirical case studies, chosen for their representativity of theoretical cases recommended in urban design. We have constituted two corpuses of study. The first brings together networks with a typical morphology. This is the case of organic networks such as Paris in the Middle Ages, grid networks like Manhattan, and tree-like networks like in some American suburbs. The second corpus is made up of successive states of a network in which typical interventions, recommended in the literature, have been carried out. In this case, it concerns the creation of star-shaped breakthroughs in the street network of Paris in the 19th century. The quantitative description of the morphological characteristics and the accessibility conditions, carried out on the two corpuses, reveals some specificities of each typical network and intervention analyzed, both in terms of morphology and accessibility. Furthermore, our results allow us to identify trends in the relationship between the morphological characteristics of the studied networks and their accessibility conditions. In particular, we show that these trends are more marked for the corpus of networks with a typical morphology than for the Parisian network at different dates : in Paris, strong variations in morphological descriptors are often accompanied by weak variations in accessibility descriptors. From a thematic point of view, this result suggests that the major works carried out in the 19th century by Haussmann certainly affected the morphology of the street network, but had a little effect on the accessibility conditions offered by this network. Eventually, we conclude that the adoption of a quantitative approach to deal with the relationship between the morphology of a street network and its accessibility conditions requires a back and forth movement between the knowledge and interpretations specific to urban design and the methods and measures from other disciplines, in this case network science., Cette thèse vise à explorer la relation entre la morphologie des réseaux viaires et l’accessibilité qui s’offre aux individus lors de leurs déplacements dans l’espace urbain. L’accessibilité est ici définie comme un ensemble de conditions favorables aux déplacements (de faibles distances à parcourir, un faible niveau d’encombrement, …). Cette relation fait l’objet de nombreuses connaissances tacites en urbanisme. Des morphologies viaires types ou des interventions sur des réseaux existants sont préconisées en urbanisme pour les conditions d’accessibilité qu’elles sont supposées offrir. Toutefois, les effets réels de ces morphologies et de ces interventions sur les conditions d’accessibilité sont peu évalués de manière formalisée et systématique. Pour pallier ce manque, nous choisissons d’adopter une approche quantitative basée sur la théorie des graphes. Celle-ci permet une analyse de la morphologie et des conditions d’accessibilité des réseaux au moyen de descripteurs calculés sur ces graphes, puis l’étude de la relation entre descripteurs morphologiques et descripteurs d’accessibilité. Notre travail est exploratoire. Il porte sur un ensemble de dix cas d’étude empiriques, choisis pour être représentatifs de cas théoriques préconisés en urbanisme. Nous avons constitué deux corpus d’étude. Le premier rassemble des réseaux à la morphologie type. C’est le cas des réseaux organiques tels que celui de Paris au Moyen Age, des réseaux quadrillés tels que celui de Manhattan, et des réseaux arborescents tels que celui des banlieues suburbaines étasuniennes. Le second corpus est constitué des états successifs d’un réseau dans lequel ont été menées des interventions types, préconisées dans la littérature. En l’occurrence, il s’agit de la création de percées en étoile dans le réseau viaire de Paris au XIXe siècle. La description quantitative des caractéristiques morphologiques et des conditions d’accessibilité, menée sur les deux corpus, révèle des spécificités de chacun des réseaux et des interventions types analysés, tant en termes de morphologie qu’en termes d’accessibilité. Nos résultats permettent également d’identifier des tendances quant au lien entre les caractéristiques morphologiques des réseaux étudiés et leurs conditions d’accessibilité. Nous montrons notamment que ces tendances sont plus marquées pour le corpus de réseaux à la morphologie type, que pour le réseau parisien à différentes dates : à Paris, de fortes variations dans les descripteurs morphologiques s’accompagnent souvent de faibles variations dans les descripteurs d’accessibilité. D’un point de vue thématique, ce résultat suggère que les grands travaux menés au XIXe siècle par Haussmann ont certes affecté la morphologie du réseau viaire, mais ont eu un faible effet sur les conditions d’accessibilité offertes par ce réseau. Enfin, nous concluons que l’adoption d’une approche quantitative pour traiter de la relation entre la morphologie d’un réseau viaire et ses conditions d’accessibilité nécessite des allers retours, entre les savoirs et interprétations propres à l’urbanisme, et les méthodes et mesures issues d’autres disciplines, en l’occurrence de la Science des réseaux.

Over the past decades, biodiversity erosion has speeded up and become a global environmental concern since. Anthropization has led to. The mitigation hierarchy (avoidance, reduction and offsetting of impacts) is a regulatory tool implemented in a context of habitat destruction and fragmentation, disrupting species’ life cycle. The objective is to achieve “no net loss” of biodiversity following urban development. Although biodiversity conservation regulations have recently better addressed ecosystem functioning, the mitigation hierarchy is still being implemented with little concern for the spatial configuration of ecosystems in the landscape. This thesis hypothesizes that the major difficulties encountered by stakeholders are, in part, methodological and technical. Situating our research at the knowledge-action interface, we propose a methodological framework based on several modeling approaches, to respond to the different scientific and operational challenges. This thesis joins forces with other scientific projects and stakeholders’ networks by exploring complementary axes. To this end, we first integrate spatio-temporal issues of biodiversity into overall mitigation hierarchy application, focusing on potential impacts and dimensioning at “territorial development project” scale through a case study on the new stadium in Lyon (Southern France). Combining species distributions models and spatial graphs improves habitat connectivity and therefore the design of the development projects. Next, we demonstrate the positive impacts on peri-urban habitat connectivity of pooling and anticipating offsets in the suburbs of Lyon. In the last part, we demonstrate the implications of an anticipated and planned approach to the mitigation hierarchy on a planning scale. We consider both ecological connectivity and urban dynamics, in an attempt to minimize the ecological impacts of urban sprawl by avoiding urbanization of areas of highest ecological value and then enhance the application of biodiversity offsetting. This method is tested on projections for the Toulouse conurbation (Southern France) by 2040. Thus, this thesis presents an overall approach that can help to increase habitat connectivity and to improve the design of territorial development projects at different spatial and temporal scales. This methodology is based on freeware available to all practitioners. It will serve planners, designers, and decision-makers needing to ensure that there are no significant or irreversible effects on biodiversity, and environmental authorities making sure that all environmental issues are taken into account in the design of development projects.; La biodiversité est confrontée à une érosion accélérée et est devenue une préoccupation environnementale mondiale ces dernières décennies. En France, la séquence Éviter–Réduire–Compenser (ERC) est un des outils réglementaires mis en place dans un contexte de destruction et de fragmentation des habitats d’espèces. Elle permet le développement des territoires tout en visant une absence de perte nette de biodiversité. Cependant, malgré les récentes évolutions réglementaires européennes et françaises, le triptyque ERC présente de nombreuses limites et enjeux d’ordre opérationnel. En positionnant nos travaux à l’interface entre recherche et opérationnalité, nous proposons un cadre méthodologique basé sur plusieurs approches de modélisation afin d’améliorer les processus d’évaluation et décisionnels aux différentes étapes d’aménagement, de la planification à l’opérationnel au moment de l’autorisation des projets. Dans une première partie du travail, nous intégrons les enjeux spatio-temporels de la biodiversité à l’ensemble de la séquence ERC, de l’évaluation des impacts potentiels au dimensionnement des mesures écologiques. À partir du cas précis de l’aménagement du Grand Stade de Lyon, nous montrons l’intérêt de combiner les modèles de distribution d’espèces et les graphes paysager pour identifier les réseaux écologiques et poser un cadre de calcul de l’équivalence écologique basé sur le volet fonctionnel de la biodiversité. Intégrer les dimensions spatiales et temporelles permet d’accroitre la connectivité des habitats et améliorer la conception des projets. Nous montrons ensuite qu’organiser la compensation à l’échelle des territoires en les intégrant aux réseaux écologiques améliore davantage les bénéfices et réduit le risque d’échecs des mesures. Notre démarche est présentée dans le contexte périurbain de l’Ouest de Lyon. Enfin, nous démontrons les implications d’une démarche anticipée et planifiée de la séquence ERC dans la planification stratégique des territoires. Pour cela, nous montrons dans le cadre de la Métropole de Toulouse l’intérêt d’étudier conjointement les dynamiques urbaines et écologiques pour mettre en place une stratégie de conservation de la biodiversité à l’horizon 2040 en assurant l’absence de perte nette sur les habitats d’espèces et leur connectivité selon différentes trajectoires d’urbanisation et de ratio de compensation. Cette thèse offre une approche globale pour orienter les décideurs et améliorer la prise en compte des fonctionnalités écologiques à différentes échelles spatiales et temporelles dans l’aménagement des territoires et l’application de la séquence ERC. Ce travail est basé sur des logiciels novateurs et accessibles pour tous les acteurs et constitue une contribution intéressante à l’appui des maitres d’ouvrage qui souhaitent s’assurer de l’absence d'effets significatifs ou irréversibles sur la biodiversité, et des autorités environnementales qui veillent à ce que l’ensemble des enjeux environnementaux soient bien pris en compte dans la conception des projets d’aménagement.

Over the past decades, biodiversity erosion has speeded up and become a global environmental concern since. Anthropization has led to. The mitigation hierarchy (avoidance, reduction and offsetting of impacts) is a regulatory tool implemented in a context of habitat destruction and fragmentation, disrupting species’ life cycle. The objective is to achieve “no net loss” of biodiversity following urban development. Although biodiversity conservation regulations have recently better addressed ecosystem functioning, the mitigation hierarchy is still being implemented with little concern for the spatial configuration of ecosystems in the landscape. This thesis hypothesizes that the major difficulties encountered by stakeholders are, in part, methodological and technical. Situating our research at the knowledge-action interface, we propose a methodological framework based on several modeling approaches, to respond to the different scientific and operational challenges. This thesis joins forces with other scientific projects and stakeholders’ networks by exploring complementary axes. To this end, we first integrate spatio-temporal issues of biodiversity into overall mitigation hierarchy application, focusing on potential impacts and dimensioning at “territorial development project” scale through a case study on the new stadium in Lyon (Southern France). Combining species distributions models and spatial graphs improves habitat connectivity and therefore the design of the development projects. Next, we demonstrate the positive impacts on peri-urban habitat connectivity of pooling and anticipating offsets in the suburbs of Lyon. In the last part, we demonstrate the implications of an anticipated and planned approach to the mitigation hierarchy on a planning scale. We consider both ecological connectivity and urban dynamics, in an attempt to minimize the ecological impacts of urban sprawl by avoiding urbanization of areas of highest ecological value and then enhance the application of biodiversity offsetting. This method is tested on projections for the Toulouse conurbation (Southern France) by 2040. Thus, this thesis presents an overall approach that can help to increase habitat connectivity and to improve the design of territorial development projects at different spatial and temporal scales. This methodology is based on freeware available to all practitioners. It will serve planners, designers, and decision-makers needing to ensure that there are no significant or irreversible effects on biodiversity, and environmental authorities making sure that all environmental issues are taken into account in the design of development projects.; La biodiversité est confrontée à une érosion accélérée et est devenue une préoccupation environnementale mondiale ces dernières décennies. En France, la séquence Éviter–Réduire–Compenser (ERC) est un des outils réglementaires mis en place dans un contexte de destruction et de fragmentation des habitats d’espèces. Elle permet le développement des territoires tout en visant une absence de perte nette de biodiversité. Cependant, malgré les récentes évolutions réglementaires européennes et françaises, le triptyque ERC présente de nombreuses limites et enjeux d’ordre opérationnel. En positionnant nos travaux à l’interface entre recherche et opérationnalité, nous proposons un cadre méthodologique basé sur plusieurs approches de modélisation afin d’améliorer les processus d’évaluation et décisionnels aux différentes étapes d’aménagement, de la planification à l’opérationnel au moment de l’autorisation des projets. Dans une première partie du travail, nous intégrons les enjeux spatio-temporels de la biodiversité à l’ensemble de la séquence ERC, de l’évaluation des impacts potentiels au dimensionnement des mesures écologiques. À partir du cas précis de l’aménagement du Grand Stade de Lyon, nous montrons l’intérêt de combiner les modèles de distribution d’espèces et les graphes paysager pour identifier les réseaux écologiques et poser un cadre de calcul de l’équivalence écologique basé sur le volet fonctionnel de la biodiversité. Intégrer les dimensions spatiales et temporelles permet d’accroitre la connectivité des habitats et améliorer la conception des projets. Nous montrons ensuite qu’organiser la compensation à l’échelle des territoires en les intégrant aux réseaux écologiques améliore davantage les bénéfices et réduit le risque d’échecs des mesures. Notre démarche est présentée dans le contexte périurbain de l’Ouest de Lyon. Enfin, nous démontrons les implications d’une démarche anticipée et planifiée de la séquence ERC dans la planification stratégique des territoires. Pour cela, nous montrons dans le cadre de la Métropole de Toulouse l’intérêt d’étudier conjointement les dynamiques urbaines et écologiques pour mettre en place une stratégie de conservation de la biodiversité à l’horizon 2040 en assurant l’absence de perte nette sur les habitats d’espèces et leur connectivité selon différentes trajectoires d’urbanisation et de ratio de compensation. Cette thèse offre une approche globale pour orienter les décideurs et améliorer la prise en compte des fonctionnalités écologiques à différentes échelles spatiales et temporelles dans l’aménagement des territoires et l’application de la séquence ERC. Ce travail est basé sur des logiciels novateurs et accessibles pour tous les acteurs et constitue une contribution intéressante à l’appui des maitres d’ouvrage qui souhaitent s’assurer de l’absence d'effets significatifs ou irréversibles sur la biodiversité, et des autorités environnementales qui veillent à ce que l’ensemble des enjeux environnementaux soient bien pris en compte dans la conception des projets d’aménagement.

The Internet of Things (IoT) has been on the rise for several years now. Following recent attacks on these systems, studies have shown that most of these devices were not sufficiently secured. The ideal solution to this problem would be to provide security mechanisms on all IoT devices however, this solution is not always achievable.An alternative strategy to secure these systems would be to deploy security services at the edge of the network to bring the security mechanisms as close as possible to unsecured devices.The purpose of this thesis is to design an adaptive security framework for IoT devices relying on security services positioning. This work is divided into three contributions, each of which affects different aspects of our approach.The first contribution provides a strategy for deploying security services that minimizes the cost of deployment. This method expresses our positioning constraints into a graph problem which we suggest solving using graph theory.The second contribution formalizes the service placement problems and models them into an ontology. The latter is then used to solve those problems and to compare their different solutions.The third contribution focuses on security services that implement \textit{whitebox} cryptography. In this contribution, we present a mechanism for anchoring these implementations on an IoT network to prevent code lifting attacks and device theft.Finally, we present an adaptive security framework for IoT objects in which we position all the contributions made during this thesis., Depuis maintenant plusieurs années, nous assistons à l'essor de l'Internet des Objets (IdO ou IoT en anglais). Suite à de récentes attaques sur ces systèmes, les études ont démontré que la sécurité de ces appareils était majoritairement insuffisante. Afin de remédier à ce problème, nous devrions idéalement mettre en place des mécanismes de sécurité sur l'ensemble des périphériques IoT, cependant cette solution n'est pas toujours envisageable.Une approche alternative, pour sécuriser ces systèmes, consiste à déployer des services de sécurité en bordure du réseau afin de rapprocher les mécanismes de sécurité au plus près des périphériques non sécurisés.Le but de cette thèse est de constituer un framework de sécurisation adaptative des objets de l'IoT qui repose sur le positionnement de services de sécurité. Ce travail se décompose en trois contributions qui touchent chacune des aspects différents de notre approche.La première contribution élabore une stratégie de déploiement de services de sécurité qui minimise leurs coûts de déploiement. Cette approche traduit nos contraintes de positionnement sous la forme d'un problème de graphes que nous proposons de résoudre à l'aide d'outils de théorie des graphes.La seconde contribution formalise les problèmes de placement de services pour les modéliser sous la forme d'une ontologie. Cette dernière est alors utilisée pour résoudre ces problèmes et permettre de comparer leurs différentes solutions.La troisième contribution se focalise sur les services de sécurité qui implémentent de la cryptographie \textit{whitebox}. Dans cette contribution, nous proposons un mécanisme d'ancrage de ces implémentations sur un réseau IoT afin de prévenir les attaques par extraction de code ainsi que le vol du périphérique.Finalement, nous proposons un framework de sécurisation adaptative des objets de l'IoT dans lequel nous positionnons l'ensemble des contributions réalisées pendant cette thèse.

Cet article comprend une étude faisant pour objet une extension du vieux problème de huit reines, L'étude s'appuie sur trois heuristiques pour perfectionner le rendement produit par la machine face à ce problème considéré NP-complet., https://zenodo.org/record/3874195#.Xtc6OkAzbIU, {"references":["Preuve de la date du depôt: https://shared.getmailspring.com/thread/a9284695-c85b-4973-b296-cb0f75a235e7/t:f5NJLB5z6DrL9ec1rAVPgYA4AeN8Fcc5iMuAJXoQK-1598988074868"]}

Our work deals with the teaching practices of university mathematics professors. These concur specificities: the articulation between teaching and research is an example. We seek to characterize the research impact in the teaching practices at university. We have chosen to explore this theme through the lens of the interaction with resources for teaching graph theory. The choice of graph theory is due to the fact that it is a branch of mathematics that belongs to "contemporary" mathematics, and that is taught in a wide spectrum of university majors in Lebanon as in France. Our methodology first draws on interviews with university professors. We rely on the documentational approach, in particular the concept of the scheme of use of resources to characterize the interactions of university professors with resources issued from teaching and research. We also analyze resources designed collectively by some of the university professors interviewed using the concept of connectivity, followed by observations of sessions by a university professor, one of the designers of the resources analyzed. We have shown that a comparison of the processes of the design of resources and their implementation in class allows us to characterize the various factors that impact the practices of university professors., Notre travail porte sur les pratiques d’enseignement des enseignants-chercheurs en mathématiques à l’université. Celles-ci admettent des spécificités : l’articulation entre les activités d’enseignement et de recherche en est un exemple. Nous cherchons à caractériser la place de l’activité de recherche dans les pratiques d’enseignement des enseignants-chercheurs. Nous avons fait le choix d’explorer cette thématique à partir de l’interaction avec les ressources pour l’enseignement de la théorie des graphes. Le choix de la théorie des graphes est lié au fait qu’elle s’inscrit dans le cadre des mathématiques « contemporaines », et qu’elle est enseignée dans un large spectre de formations au Liban comme en France. Notre méthodologie prend appui tout d’abord sur des entretiens avec des enseignants-chercheurs. Nous nous appuyons sur l’approche documentaire du didactique, en particulier le concept de schème d’utilisation de ressources pour caractériser leurs interactions avec des ressources issues de l’enseignement et de la recherche. Nous proposons par ailleurs une analyse de ressources conçues collectivement par des enseignants-chercheurs interviewés avec appui sur le concept de « connectivité », suivie par des observations de séances d’une enseignante-chercheure, faisant partie des concepteurs des ressources analysées. Nous avons mis en évidence qu’une mise en regard des processus de conception des ressources et des processus de leur mise en oeuvre nous permet de caractériser des différents facteurs qui impactent les pratiques des enseignants-chercheurs.

Over the past decades, biodiversity erosion has speeded up and become a global environmental concern since. Anthropization has led to. The mitigation hierarchy (avoidance, reduction and offsetting of impacts) is a regulatory tool implemented in a context of habitat destruction and fragmentation, disrupting species’ life cycle. The objective is to achieve “no net loss” of biodiversity following urban development. Although biodiversity conservation regulations have recently better addressed ecosystem functioning, the mitigation hierarchy is still being implemented with little concern for the spatial configuration of ecosystems in the landscape. This thesis hypothesizes that the major difficulties encountered by stakeholders are, in part, methodological and technical. Situating our research at the knowledge-action interface, we propose a methodological framework based on several modeling approaches, to respond to the different scientific and operational challenges. This thesis joins forces with other scientific projects and stakeholders’ networks by exploring complementary axes. To this end, we first integrate spatio-temporal issues of biodiversity into overall mitigation hierarchy application, focusing on potential impacts and dimensioning at “territorial development project” scale through a case study on the new stadium in Lyon (Southern France). Combining species distributions models and spatial graphs improves habitat connectivity and therefore the design of the development projects. Next, we demonstrate the positive impacts on peri-urban habitat connectivity of pooling and anticipating offsets in the suburbs of Lyon. In the last part, we demonstrate the implications of an anticipated and planned approach to the mitigation hierarchy on a planning scale. We consider both ecological connectivity and urban dynamics, in an attempt to minimize the ecological impacts of urban sprawl by avoiding urbanization of areas of highest ecological value and then enhance the application of biodiversity offsetting. This method is tested on projections for the Toulouse conurbation (Southern France) by 2040. Thus, this thesis presents an overall approach that can help to increase habitat connectivity and to improve the design of territorial development projects at different spatial and temporal scales. This methodology is based on freeware available to all practitioners. It will serve planners, designers, and decision-makers needing to ensure that there are no significant or irreversible effects on biodiversity, and environmental authorities making sure that all environmental issues are taken into account in the design of development projects., La biodiversité est confrontée à une érosion accélérée et est devenue une préoccupation environnementale mondiale ces dernières décennies. En France, la séquence Éviter–Réduire–Compenser (ERC) est un des outils réglementaires mis en place dans un contexte de destruction et de fragmentation des habitats d’espèces. Elle permet le développement des territoires tout en visant une absence de perte nette de biodiversité. Cependant, malgré les récentes évolutions réglementaires européennes et françaises, le triptyque ERC présente de nombreuses limites et enjeux d’ordre opérationnel. En positionnant nos travaux à l’interface entre recherche et opérationnalité, nous proposons un cadre méthodologique basé sur plusieurs approches de modélisation afin d’améliorer les processus d’évaluation et décisionnels aux différentes étapes d’aménagement, de la planification à l’opérationnel au moment de l’autorisation des projets. Dans une première partie du travail, nous intégrons les enjeux spatio-temporels de la biodiversité à l’ensemble de la séquence ERC, de l’évaluation des impacts potentiels au dimensionnement des mesures écologiques. À partir du cas précis de l’aménagement du Grand Stade de Lyon, nous montrons l’intérêt de combiner les modèles de distribution d’espèces et les graphes paysager pour identifier les réseaux écologiques et poser un cadre de calcul de l’équivalence écologique basé sur le volet fonctionnel de la biodiversité. Intégrer les dimensions spatiales et temporelles permet d’accroitre la connectivité des habitats et améliorer la conception des projets. Nous montrons ensuite qu’organiser la compensation à l’échelle des territoires en les intégrant aux réseaux écologiques améliore davantage les bénéfices et réduit le risque d’échecs des mesures. Notre démarche est présentée dans le contexte périurbain de l’Ouest de Lyon. Enfin, nous démontrons les implications d’une démarche anticipée et planifiée de la séquence ERC dans la planification stratégique des territoires. Pour cela, nous montrons dans le cadre de la Métropole de Toulouse l’intérêt d’étudier conjointement les dynamiques urbaines et écologiques pour mettre en place une stratégie de conservation de la biodiversité à l’horizon 2040 en assurant l’absence de perte nette sur les habitats d’espèces et leur connectivité selon différentes trajectoires d’urbanisation et de ratio de compensation. Cette thèse offre une approche globale pour orienter les décideurs et améliorer la prise en compte des fonctionnalités écologiques à différentes échelles spatiales et temporelles dans l’aménagement des territoires et l’application de la séquence ERC. Ce travail est basé sur des logiciels novateurs et accessibles pour tous les acteurs et constitue une contribution intéressante à l’appui des maitres d’ouvrage qui souhaitent s’assurer de l’absence d'effets significatifs ou irréversibles sur la biodiversité, et des autorités environnementales qui veillent à ce que l’ensemble des enjeux environnementaux soient bien pris en compte dans la conception des projets d’aménagement.

International audience; The 18th century constitutes a major change in the relation between small cities and roads. This work is based on two different databases, the nodes of the postal roads digitalized at different dates between 1708 and 1833 and the populations of cities between 1700 and 1831 (the smallest cities being under-represented in these sources in the beginning of the period). Using different indicators or statistical models, we are interested in two different patterns that emerge in the second half of the 18th century: A dramatic change in the functional relation space, with the shrinking of the north of France and the circumvention of mountains; An integration city networks at a French scale, through a top-down process (the emergence of new hub cities that become necessary transport stages for luxury trade) and a bottom-up process (the emergence of the new administrative “chefs-lieux” after the Revolution). These different analyses are based on theoretical hypothesis suggested by historians, such as Bernard Lepetit.; Notre contribution s’attache à montrer que le 18ème siècle constitue un tournant majeur dans la relation entre les petites villes et la route. Nous nous appuyons sur l’exploration de deux bases de données : les relais des routes de la poste à cheval, numérisés dans un Système d’Information Géographique de 1708 à 1833 et la population des villes de 1700 à 1831 (les petites villes étant peu représentées dans ces sources en début de période). Par l’analyse de graphes et la modélisation, nous nous intéressons à deux changements principaux. Tout d’abord, une transformation forte de l’espace des échanges inter-urbains, caractérisée par la contraction du nord de la France et l’évitement des reliefs montagneux ; ensuite, une intégration progressive des réseaux de villes à l’échelon de la France entière, qui s’opère à la fois par le haut (émergence de grands carrefours nationaux permettant la circulation des produits du commerce de luxe) et par le bas (mise en place d’une trame dense et régulière de chefs-lieux de départements après la Révolution) ; Les principales hypothèses théoriques qui guident nos analyses sont issues des travaux des historiens, notamment Bernard Lepetit.

International audience; The aim of this article is to analyze the coopetition behavior of maritime firms in their alliance strategy. Through social network theory and graphs theory, we have tried to structure the coopetition links between shipowners, based on the calculation of a set of indicators describing the attributes and relational structure of these alliances.; L’objectif de cet article est d’analyser le comportement de coopétition des firmes maritimes dans leur stratégie d’alliance. Via la théorie du réseau social et celle des graphes, nous avons essayé de structurer les liens de coopétition entre les armateurs, en nous basant sur le calcul d'un ensemble d'indicateurs décrivant les attributs et la structure relationnelle de ces alliances.

Kinases belong to a family of proteins greatly involved in several aspects of cell control including division or signaling. They are often associated with serious pathologies such as cancer. Therefore, they represent important therapeutic targets in medicinal chemistry. Currently, it has become difficult to design new innovative kinase inhibitors, particularly since the active site of these proteins share a great similarity causing selectivity issues. One of the main used experimental method is fragment-based drug design. Thus, we developed our own software, Frags2Drugs, which uses this approach to build bioactive molecules. Frags2Drugs relies on publicly available experimental data, especially co-crystallized ligands bound to protein kinase structure. We first developed a new fragmentation method to acquire our library composed of thousands of three-dimensional fragments. Our library is then stored as a graph object where each fragment corresponds to a node and each relation, representing a possible chemical bond between fragments, to a link between the two concerned nodes. We have afterwards developed an algorithm to calculate all possible combinations between each available fragment, directly in the binding site of the target. Our program Frags2Drugs can quickly create thousands of molecules from an initial user-defined fragment (the seed). In addition, many methods for filtering the results, in order to retain only the most promising compounds, were also implemented. The software were validated on three protein kinases involved in different cancers. The proposed molecules were then synthesized and show excellent in vitro activity., La famille des protéines kinases est impliquée dans plusieurs processus de contrôle des cellules, comme la division ou la signalisation cellulaire. Elle est souvent associée à des pathologies graves, dont le cancer, et représente ainsi une famille de cibles thérapeutiques importantes en chimie médicinale. A l’heure actuelle, il est difficile de concevoir des inhibiteurs de protéines kinases novateurs, notamment par manque de sélectivité du fait de la grande similarité existant entre les sites actifs de ces protéines. Une méthode expérimentale ayant fait ses preuves et aujourd’hui largement utilisée dans la conception de composés innovants est l’approche par fragments. Nous avons donc développé notre propre logiciel, Frags2Drugs, qui utilise cette approche pour construire des molécules bioactives. Frags2Drugs repose sur les données expérimentales disponibles publiquement, plus particulièrement sur les structures des ligands co-cristallisés avec des protéines kinases. Nous avons tout d’abord élaboré une méthode de fragmentation de ces ligands afin d’obtenir une librairie de plusieurs milliers de fragments tridimensionnels. Cette librairie est alors stockée sous la forme d'un graphe où chaque fragment est modélisé par un nœud et chaque relation entre deux fragments, représentant une liaison chimique possible entre eux, par une arête. Nous avons ensuite développé un algorithme permettant de calculer toutes les combinaisons possibles de tous les fragments disponibles, et ce directement dans le site actif de la cible. Notre programme Frags2Drugs peut créer rapidement des milliers de molécules à partir d’un fragment initial défini par l’utilisateur. De plus, de nombreuses méthodes ont été implémentées pour filtrer les résultats afin de ne conserver que les composés les plus prometteurs. Le logiciel a été validé sur trois protéines kinases impliquées dans différents cancers. Les molécules proposées ont ensuite été synthétisées et ont montré d’excellentes activités in vitro.