Représentations parcimonieuses pour les signaux multivariés

Dans cette thèse, nous étudions les méthodes d'approximation et d'apprentissage qui fournissent des représentations parcimonieuses. Ces méthodes permettent d'analyser des bases de données très redondantes à l'aide de dictionnaires d'atomes appris. Etant adaptés aux données étudiées, ils sont plus performants en qualité de représentation que les dictionnaires classiques dont les atomes sont définis analytiquement. Nous considérons plus particulièrement des signaux multivariés résultant de l'acquisition simultanée de plusieurs grandeurs, comme les signaux EEG ou les signaux de mouvements 2D et 3D. Nous étendons les méthodes de représentations parcimonieuses au modèle multivarié, pour prendre en compte les interactions entre les différentes composantes acquises simultanément. Ce modèle est plus flexible que l'habituel modèle multicanal qui impose une hypothèse de rang 1. Nous étudions des modèles de représentations invariantes : invariance par translation temporelle, invariance par rotation, etc. En ajoutant des degrés de liberté supplémentaires, chaque noyau est potentiellement démultiplié en une famille d'atomes, translatés à tous les échantillons, tournés dans toutes les orientations, etc. Ainsi, un dictionnaire de noyaux invariants génère un dictionnaire d'atomes très redondant, et donc idéal pour représenter les données étudiées redondantes. Toutes ces invariances nécessitent la mise en place de méthodes adaptées à ces modèles. L'invariance par translation temporelle est une propriété incontournable pour l'étude de signaux temporels ayant une variabilité temporelle naturelle. Dans le cas de l'invariance par rotation 2D et 3D, nous constatons l'efficacité de l'approche non-orientée sur celle orientée, même dans le cas où les données ne sont pas tournées. En effet, le modèle non-orienté permet de détecter les invariants des données et assure la robustesse à la rotation quand les données tournent. Nous constatons aussi la reproductibilité des décompositions parcimonieuses sur un dictionnaire appris. Cette propriété générative s'explique par le fait que l'apprentissage de dictionnaire est une généralisation des K-means. D'autre part, nos représentations possèdent de nombreuses invariances, ce qui est idéal pour faire de la classification. Nous étudions donc comment effectuer une classification adaptée au modèle d'invariance par translation, en utilisant des fonctions de groupement consistantes par translation.In this thesis, we study approximation and learning methods which provide sparse representations. These methods allow to analyze very redundant data-bases thanks to learned atoms dictionaries. Being adapted to studied data, they are more efficient in representation quality than classical dictionaries with atoms defined analytically. We consider more particularly multivariate signals coming from the simultaneous acquisition of several quantities, as EEG signals or 2D and 3D motion signals. We extend sparse representation methods to the multivariate model, to take into account interactions between the different components acquired simultaneously. This model is more flexible that the common multichannel one which imposes a hypothesis of rank 1. We study models of invariant representations: invariance to temporal shift, invariance to rotation, etc. Adding supplementary degrees of freedom, each kernel is potentially replicated in an atoms family, translated at all samples, rotated at all orientations, etc. So, a dictionary of invariant kernels generates a very redundant atoms dictionary, thus ideal to represent the redundant studied data. All these invariances require methods adapted to these models. Temporal shift-invariance is an essential property for the study of temporal signals having a natural temporal variability. In the 2D and 3D rotation invariant case, we observe the efficiency of the non-oriented approach over the oriented one, even when data are not revolved. Indeed, the non-oriented model allows to detect data invariants and assures the robustness to rotation when data are revolved. We also observe the reproducibility of the sparse decompositions on a learned dictionary. This generative property is due to the fact that dictionary learning is a generalization of K-means. Moreover, our representations have many invariances that is ideal to make classification. We thus study how to perform a classification adapted to the shift-invariant model, using shift-consistent pooling functions.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Détection automatique de cibles dans des fonds complexes. Pour des images ou séquences d'images

During this PHD, we developped an detection algorithm. Our principal objective was to detect small targets in a complex background like clouds for example.For this, we used the spatial covariate structure of the real images.First, we developped a collection of models for this covariate structure. Then, we selected a special model in the previous collection. Once the model selected, we applied the likelihood ratio test to detect the potential targets.We finally studied the performances of our algorithm by testing it on simulated and real images.L'objectif principal de ces travaux de thèse a été la mise en place d'un algorithme de détection de cibles sous-résolues pour des images infra-rouges de ciel.Pour cela, nous avons d'abord cherché à modéliser les images réelles dont nous disposions. Après une étude de ces images, nous avons proposé plusieurs modèles gaussiens prenant en compte la covariance spatiale. Dans ces modèles, nous avons supposé que les images pouvaient être segmentées en zones stationnaires. Dans chaque zone, nous avons supposé une structure forte sur la matrice de covariance (comme les modèles auto-régressifs en deux dimensions par exemple).Il a ensuite fallu choisir entre ces modèles. Pour cela, nous avons appliqué une méthode de sélection de modèles par critère de vraisemblance pénalisée introduite par Birgé et Massart. Nous avons obtenu comme résultats théoriques une inégalité oracle qui a permis de démontrer les propriétés statistiques du modèle choisi. Une fois le modèle sélectionné, nous avons pu bâtir un test de détection. Nous nous sommes inspirés de la théorie de Neyman-Pearson et du test du rapport de vraisemblance généralisé. Notre contrainte principale a été le respect du taux de fausses alarmes par image. Pour le garantir, nous avons appris le comportement du test sur les images réelles pour en déduire le seuil à appliquer.~~Nous avons ensuite remarqué que le comportement de ce test variait fortement selon la texture de l'image : image de ciel bleu uniforme, image de nuage très texturé, etc. Après avoir caractérisé les différentes textures rencontrées avec les coefficients de scattering de Stéphane Mallat, nous avons décidé de classer ces textures. Le seuil appliqué lors de la détection a alors été adapté à la texture locale du fond. Nous avons finalement mesuré les performances de cet algorithme sur des images réelles et nous les avons comparées à d'autres méthodes de détection.Mots-clés: Détection, Covariance spatiale, Sélection de modèles, Apprentissage, Classification non supervisée

Intégration de Réseaux de Neurones pour la Télémétrie Laser

Grandes lignes : Un réseau de neurones est une architecture paramétrable composée de plusieurs modules appelés neurones. Ils peuvent être utilisés pour compenser des variations non souhaitées de certains phénomènes physiques ou pour effectuer des tâches de discrimination. Un réseau de neurones a été intégré en technologie CMOS basse tension pour être implanté au sein d'un télémètre laser par déphasage. Deux études ont été menées en parallèle. La première consiste à lever l'indétermination sur la mesure de distance déduite de la mesure de déphasage. La seconde étude permet la classification de différents types de surfaces à partir de deux signaux issus du télémètre. Résumé détaillé : Un réseau de neurones a la faculté de pouvoir être entraîné afin d'accomplir une tâche d'approximation de fonction ou de classification à partir d'un nombre limité de données sur un intervalle bien défini. L'objectif de cette thèse est de montrer l'intérêt d'adapter les réseaux de neurones à un type de système optoélectronique de mesure de distance, la télémétrie laser par déphasage. La première partie de ce manuscrit développe de manière succincte leurs diverses propriétés et aptitudes, en particulier leur reconfigurabilité par l'intermédiaire de leurs paramètres et leur capacité à être intégré directement au sein de l'application. La technique de mesure par télémétrie laser par déphasage est développée dans le deuxième chapitre et comparée à d'autres techniques télémétriques. Le troisième chapitre montre qu'un réseau de neurones permet d'améliorer nettement le fonctionnement du télémètre. Une première étude met en valeur sa capacité à accroître la plage de mesure de distance sans modifier la résolution. Elle est réalisée à partir de mesures expérimentales afin de prouver le réel intérêt de la méthode comportementale développée. La deuxième étude ouvre une nouvelle perspective relative à l'utilisation d'un télémètre laser par déphasage, celle d'effectuer la classification de différents types de surfaces sur des plages de distances et d'angles d'incidence variables. Pour valider expérimentalement ces deux études, les cellules de base du neurone de type perceptron multi-couches ont été simulées puis implantées de manière analogique. Les phases de simulation, de conception et de test du neurone analogique sont détaillées dans le quatrième chapitre. Un démonstrateur du réseau de neurones global a été réalisé à partir de neurones élémentaires intégrés mis en parallèle. Une étude de la conception des mêmes cellules en numérique est détaillée succinctement dans le cinquième chapitre afin de justifier les avantages associés à chaque type d'intégration. Le dernier chapitre présente les phases d'entraînement et de validation expérimentales du réseau intégré pour les deux applications souhaitées. Ces phases de calibrage sont effectuées extérieurement à l'ASIC, par l'intermédiaire de l'équation de transfert déterminée après caractérisation expérimentale et qualification du réseau de neurones global. Les résultats expérimentaux issus de la première étude montrent qu'il est possible d'obtenir à partir des signaux de sorties du télémètre et du réseau de neurones, une mesure de distance de précision (50µm) sur un intervalle de mesure 3 fois plus important que celui limité à la mesure du déphasage. Concernant l'application de discrimination de surfaces, le réseau de neurones analogique implanté est capable de classer quatre types de cibles sur l'intervalle [0.5m ; 1.25m] pour un angle d'incidence pouvant varier de - π /6 à + π /6. ABSTRACT : Outline : A neural network is a trainable structure composed by modules called neurons. They may be used in order to compensate adverse variations of physical phenomenon or to achieve discrimination tasks. Two studies were held in order to integrate a neural network in low voltage CMOS technology in a phase-shift laser rangefinder. The first one consists in raising the indecision on distance measurement deduced from the phase-shift measurement. The aim of the second study is to classify different kinds of surfaces using two signals issued from the rangefinder. Detailed abstract : A neural network has the capability to be trained in order to approximate functions or to achieve classification from a limited number of data on a well defined interval. The first part of the manuscript develops succinctly their various properties and aptitudes, particularly their reconfigurability through they parameters and their capability to be integrated directly in the application. The aim of this thesis is to demonstrate the interest of adapting neural networks to a type of distance measurement optoelectronic system, the phase-shift laser rangefinding. This measurement technique is developed in the second chapter and compared to other rangefinding techniques. The third chapter demonstrates that a neural network allows to improve considerably the rangefinder functioning. A first study highlights its capability to increase the distance measurement range without modifying the resolution. It is achieved from experimental measurements, in order to prove the real interest of the developed behavioural method. In a second study, the same neural network structure is used in order to show its capability to discriminate different types of surfaces on variable distance and incidence angle ranges. The main cells of the multi-layer perceptron-type neuron were simulated then implanted in analog. A conception study of the same cells in digital were achieved in order to justify the advantages associated to each type of integration. The simulation, conception and test stages are detailed in the fourth chapter. The whole neural network were achieved from elementary integrated neurons in parallel. The digital version of the neuron is succinctly detailed then compared to the analog structure in the fifth chapter. The last part of the thesis presents the behavioural and test training and validation phases of the integrated network for the two developed applications. These calibrage phases are achieved off-chip through the transfer equation issued from experimental characterisation and qualification of the whole neural network. Thus, by combining the signals provided by the phasemeter and the neural network outputs, it is possible to reach a distance measurement with high resolution (50µm) on a measurement range three times wider than the one limited by the phase-shift measurement. Concerning the surfaces discrimination application, the implanted analog neural network is capable of classifying four types of targets on the interval [0.5m ; 1.25m] for a incidence angle varying between - π /6 and + π /

Utilisation d'une grille commune d'indicateurs de développement durable : un classement des 25 plus grandes municipalités québécoises

Dans ce mémoire, nous abordons le thème des indicateurs de développement durable (IDD) et de leur application à l'échelle des municipalités. L'utilisation d'IDD pose de nombreux problèmes qui résultent principalement : i) des multiples interprétations du développement durable au niveau conceptuel et ii) de l'absence d'un cadre de référence solidement établi en matière de production et de diffusion d'indicateurs au niveau méthodologique. Pour y remédier, nous proposons une approche permettant de garantir un minimum de cohérence entre les systèmes d'informations et de suivi du développement durable d'une municipalité à l'autre et d'une échelle décisionnelle à l'autre. Elle consiste à élaborer une grille commune d'IDD à la fois utile aux municipalités et autres parties prenantes et pertinente sur le plan scientifique. Les IDD sont notamment organisés et agrégés en deux branches, l'une environnementale et l'autre socio-économique, pour refléter deux perceptions du développement durable souvent observées dans un contexte municipal. Nous appliquons cette grille de manière à établir différents classements des 25 plus grandes municipalités québécoises en matière de développement durable. Ces classements permettent d'observer qu'il existe généralement une asymétrie entre les scores environnementaux et socio-économiques des municipalités. Ainsi, les villes-centres compensent des scores socio-économiques faibles par des scores environnementaux élevés, tandis que la plupart des municipalités de banlieues ainsi que des villes régionales ont tendance à compenser des scores environnementaux plus faibles par des scores socio-économiques plus élevés. À l'aide d'une analyse-graphique utilisant les diagrammes en radar, nous identifions les facteurs qui influencent chacun des scores et soulignons le problème de compensation entre les indicateurs. Nous terminons ce mémoire en précisant les principales contributions d'une grille commune d'IDD et les limites de son pouvoir analytique. Elle peut généralement servir i) de signal aux autorités municipales; ii) d'information accessible pour le public et iii) de repères aux initiatives d'évaluation des échelles décisionnelles supérieures (régionale, provinciale) afin de rejoindre les priorités des municipalités. \ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Développement durable, indicateurs, municipalités, classemen

Planification de perception et de mission en environnement incertain : Application à la détection et à la reconnaissance de cibles par un hélicoptère autonome

Mobile and aerial robots are faced to the need of planning actions with incomplete information about the state of theworld. In this context, this thesis proposes a modeling and resolution framework for perception and mission planningproblems where an autonomous helicopter must detect and recognize targets in an uncertain and partially observableenvironment. We founded our work on Partially Observable Markov Decision Processes (POMDPs), because it proposes ageneral optimization framework for perception and decision tasks under long-term horizon. A special attention is given tothe outputs of the image processing algorithm in order to model its uncertain behavior as a probabilistic observationfunction. A critical study on the POMDP model and its optimization criterion is also conducted. In order to respect safetyconstraints of aerial robots, we then propose an approach to properly handle action feasibility constraints in partiallyobservable domains: the AC-POMDP model, which distinguishes between the verification of environmental properties andthe information about targets' nature. Furthermore, we propose a framework to optimize and execute POMDP policies inparallel under time constraints. This framework is based on anticipated and probabilistic optimization of future executionstates of the system. Finally, we embedded this algorithmic framework on-board Onera's autonomous helicopters, andperformed real flight experiments for multi-target detection and recognition missions.Les agents robotiques mobiles ou aériens sont confrontés au besoin de planifier des actions avec information incomplète sur l'état du monde. Dans ce contexte, cette thèse propose un cadre de modélisation et de résolution de problèmes de planification de perception et de mission pour un drone hélicoptère qui évolue dans un environnement incertain et partiellement observé afin de détecter et de reconnaître des cibles. Nous avons fondé notre travail sur les Processus Décisionnels Markoviens Partiellement Observables (POMDP), car ils proposent un schéma d'optimisation général pour les tâches de perception et de décision à long terme. Une attention particulière est donnée à la modélisation des sorties incertaines de l'algorithme de traitement d'image en tant que fonction d'observation. Une analyse critique de la mise en oeuvre en pratique du modèle POMDP et du critère d'optimisation associé est proposée. Afin de respecter les contraintes de sécurité et de sûreté de nos robots aériens, nous proposons ensuite une approche pour tenir compte des propriétés de faisabilité d'actions dans des domaines partiellement observables : le modèle AC-POMDP, qui sépare l'information concernant la vérification des propriétés du modèle, de celle qui renseigne sur la nature des cibles. Enfin, nous proposons un cadre d'optimisation et d'exécution en parallèle de politiques POMDP en temps contraint. Ce cadre est basé sur une optimisation anticipée et probabilisée des états d'exécution futurs du système. Nous avons embarqué ce cadre algorithmique sur les hélicoptères autonomes de l'Onera, et l'avons testé en vol et en environnement réel sur une mission de détection et reconnaissance de cibles

Co-création marketing de produit avec les consommateurs : quelle(s) cible(s) choisir ?

La co-création de produits avec les consommateurs représente un axe majeur d’innovation pour les entreprises. Cependant, la question du choix de la cible à privilégier pour une co-création efficace reste en suspens. Cette recherche souhaite apporter une réponse en confrontant deux approches opposées : le crowdsourcing vs. le ciblage de certains segments de consommateurs tels que les lead-users (LU) et les emergent-nature consumers (EN). Pour répondre à cette problématique, une étude préliminaire suivie de trois études empiriques structure cette recherche. La première étude (N = 133) répond au problème d’identification des LU dans le domaine de la grande consommation en démontrant la supériorité d’une échelle de mesure face à d’autres concurrentes. La deuxième étude (N = 456) met en avant les principales motivations qui poussent les LU et les EN à co-créer et, dans le même temps, montre que ces mêmes individus sont compétents et prêts à s’engager dans des actions de co-création avec les entreprises. La troisième étude (N = 400 et N = 800), basée sur une quasi-expérimentation, révèle que le produit développé par un petit groupe de LU est globalement plus attractif que le produit développé suivant l’approche de crowdsourcing. En outre, cette dernière étude montre que les produits développés par les LU sont plus attractifs que ceux des EN. L’ensemble de ces résultats plaide en faveur du ciblage des LU pour la co-création de nouveaux produits et offre des perspectives managériales prometteuses. Enfin, ce travail doctoral apporte, de surcroît, un éclairage théorique sur le concept de co-création et ses différentes formes.In order to innovate, companies are increasingly relying on product co-creation with consumers. However, choosing the right target for an effective co-creation remains an unresolved issue. In this research, two contrasting approaches are compared: crowdsourcing vs. targeting specific consumers such as lead-users (LU) and emergent-nature consumers (EN). To address this problem, a preliminary study was conducted, followed by three empirical studies. The first study (N = 133) focuses on the identification of LU in the domain of consumer goods and highlights the superiority of one measurement scale among others. The second study (N = 456) throws light on the main motivations that drive LU and EN to co-create and, at the same time, shows that these two targets are competent and willing to engage in co-creation activities with firms. Based on a quasi-experimentation, the third study (N = 400 and N = 800), reveals that the products developed by a small group of LU are generally more attractive than the products developed using crowdsourcing. In addition, this final study shows that the products developed by LU are more attractive than those developed by EN. All of these results suggest that companies should target LU for the co-creation of their new products and, offer promising managerial perspectives. Finally, this doctoral work provides new theoretical insights on the concept of co-creation and its various forms

Apports des données radar à haute répétitivité et à haute résolution du capteur Sentinel-1 pour la caractérisation de l'état hydrique des surfaces agricoles dans les régions sud-méditerranéennes

Le suivi de l'irrigation est un enjeu important pour l'optimisation de l'irrigation. L'humidité superficielle (SSM) est une variable clé pour la gestion de l'irrigation. De plus, la détection précoce du stress hydrique peut contribuer à une utilisation optimale de l'eau agricole. Les données radar en bande C ont montré un grand potentiel pour le suivi des conditions hydriques du sol et de la végétation. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif général d'évaluer les potentialités des données radar bande C pour suivre le fonctionnement hydrique des céréales irriguées. Nos objectifs spécifiques sont : (1) développer une nouvelle approche pour l'inversion de la SSM en utilisant uniquement les données radar ; (2) proposer une méthodologie pour l'estimation des quantités et des dates d'irrigation à l'échelle de la parcelle sur la base de ces nouveaux produits de SSM ; (3) étudier les potentialités de la réponse radar bande C pour le suivi du fonctionnement physiologique et, in fine, la détection du stress hydrique. En préliminaire à l'inversion, les séries temporelles de données Sentinel-1, notamment le coefficient de rétrodiffusion (sigma^0), le rapport de polarisation (PR) et la cohérence interférométrique (rho) sont interprétées à l'aide de données expérimentales collectées sur des parcelles de blé irriguées au Maroc. Les résultats montrent que rho et PR sont fortement liés au développement de la végétation alors que la dynamique de sigma^0 suit les variations de SSM pendant les premiers stades de croissance du blé. En outre, les changements drastiques de la géométrie du couvert associés à la phase d'épiaison ont un fort impact sur sigma^0. Les résultats montrent que le modèle Water Cloud (WCM) est capable de reproduire le cycle saisonnier de Sentinel-1. Grâce à une configuration multicouche du modèle Karam, le 2ème cycle est attribué à la diffusion de volume au sein de la couche des épis. Dans un 2ème temps, une nouvelle approche basée sur l'inversion du WCM pour estimer la SSM a été proposée en utilisant uniquement les données radar Sentinel-1. Dans ce but, les descripteurs de la végétation : la biomasse aérienne (AGB) et le contenu en eau de la végétation ont été estimés à partir de rho et PR. Les meilleurs résultats d'inversion de SSM sont obtenus en utilisant la relation entre rho_VV et l'AGB (R = 0.82 et RMSE = 0.05 m3/m3). Les produits SSM sont assimilés dans la FAO-56 par une technique de filtrage particulaire pour estimer les dates et les quantités d'irrigation. Premièrement, des expériences jumelles sont conçues pour évaluer l'impact de certains paramètres de l'approche. La méthode est ensuite évaluée en utilisant des mesures in situ de SSM avec 3 temps de revisite différents (3, 6 et 12 jours). Enfin, les produits de SSM Sentinel-1 dérivés par l'approche rho_VV-AGB sont utilisés. L'utilisation de données in situ permet d'obtenir de bons résultats. Avec une observation tous les 6 jours, les quantités saisonnières sont inversés avec R > 0.98 et RMSE 0.98 and RMSE < 32 mm. Similarly, over the flood-irrigated fields, more than 70% of the events are correctly detected. Using the SSM products derived from Sentinel-1, the statistics are still acceptable. For the drip-irrigated fields, the 15-day cumulative amounts are estimated with R = 0.64 and RMSE = 28.7 mm; metrics close to those obtained using in situ data (R = 0.74 and RMSE = 24.8 mm). Finally, the last part is devoted to the preliminary analysis of in situ radar acquisition by the C-band antennas installed on a wheat field in Morocco. The analysis of the fully polarimetric acquisitions (sigma^0 and rho) with a time step of 15 min reveals the existence of a diurnal cycle of rho whose amplitude evolves with the development of the canopy. The drop in rho at dawn is concomitant with the increase in evapotranspiration. In contrast, the lowest coherence values at the end of the afternoon are rather related to wind peaks

Amélioration de la résolution en imagerie ultrasonore

L'imagerie ultrasonore est une modalité d'imagerie médicale couramment utilisée pour l'établissement de diagnostics de thérapie ou de suivi divers (croissance du fœtus, détection de certains cancers, assistance à la réalisation d'actes thérapeutiques). Si cette modalité dispose de nombreux avantages comme son innocuité, sa facilité d'utilisation et son faible coût, elle souffre cependant d'une résolution spatiale limitée quand on la compare à d'autres modalités comme l'imagerie par résonance magnétique. L'amélioration de la résolution des images ultrasonores est un défi de taille et de très nombreux travaux ont depuis longtemps exploré des approches instrumentales portant sur l'optimisation du dispositif d'acquisition. L'imagerie échographique haute résolution permet ainsi d'atteindre cet objectif à l'aide de sondes particulières mais se trouve aujourd'hui confrontée à des limitations d'ordre physique et technologique. L'objet de cette thèse est d'adopter une stratégie de post-traitement afin de contourner ces contraintes inhérentes aux approches instrumentales. Dans ce contexte, nous présentons deux approches pour l'amélioration de la résolution des images ultrasonores, selon que les données disponibles prennent la forme d'une séquence d'images ou d'une image unique. Dans le premier cas, l'adaptation d'une technique d'estimation du mouvement originellement proposée pour l'élastographie nous permet d'établir un cadre de reconstruction haute résolution efficace dédié à la modalité qui nous intéresse. Cette approche est évaluée à l'aide d'une simulation réaliste d'images ultrasonores avant d'être appliquée à des données in vivo. Nous proposons ensuite, dans le cadre du traitement d'une seule image, deux méthodes de déconvolution rapide pour l'amélioration de la résolution. Ces approches prennent en compte, suivant leur disponibilité, certaines informations a priori sur les conditions d'acquisition comme la réponse impulsionnelle spatiale du système. Les résultats sont caractérisés dans un premier temps à l'aide de données synthétiques et sont ensuite validés sur des images in vivoUltrasound imaging is a medical imaging modality commonly involved in various therapeutic and monitoring diagnoses such as fetal growth, cancer detection or image-guided intervention. Despite its harmless, easy-to-use and cost-effective features, ultrasound imaging has some intrinsic limitations regarding its spatial resolution, especially compared to other modalities such as magnetic resonance imaging. Improving the spatial resolution of ultrasound images is an up-to-date challenge and many works have long studied instrumentation approaches dealing with the optimisation of the acquisition device. High resolution ultrasound imaging achieves this goal through the use of specific probes but is now facing physical and technological limitations. The goal of this thesis is to make use of post-processing techniques in order to circumvent the inherent constraints of instrumental approaches. In this framework, we present two approaches for the resolution enhancement of ultrasound images, depending on whether the available data is composed of an image sequence or a single image. In the former case, we show that the adaptation of a motion estimation technique originally proposed for elastography makes it possible to design an effective high-resolution reconstruction framework dedicated to ultrasound imaging. This approach is first assessed using a realistic simulation of ultrasound images and then used for the processing of in vivo data. In the latter case, dealing with the restoration of a single image, we develop two fast deconvolution methods for the resolution enhancement task. These approaches take into account, according to their availability, specific a priori information about the image acquisition process such as the system spatial impulse response. Results are performed with synthetic data and extended to in vivo ultrasound image

A method to evaluate the energy consumption of suburban neighbourhoods. Prospects for a sustainable suburban renewal in Wallonia.

The process of urban sprawl, which commonly describes physically expanding urban areas, is a major issue for sustainable development. Urban sprawl is known to represent a significant contribution to the overall energy consumption of a territory for energy needs in buildings and for transportation. In this context, the thesis focuses on the energy assessment of existing suburban neighborhoods. The assessment includes two parts: (1) a computational approach combining dynamic simulation tools and a database of building typologies to determine the energy consumed in heating and (2) an empirical approach to assess the energy consumed by transportation systems (home-to-work and home-to-school journeys). The links between the spatial structure of the territory and energy use for commuting are highlighted. Several renewal strategies are proposed to improve energy efficiency in existing suburban neighborhoods. There investigate the thermal retrofitting of existing neighborhoods, the built density and demolition/reconstruction processes together with the location of the neighborhoods. Urban structure acts upon travel energy consumption for commuting. A good mix between work, schools and dwellings at the local scale, which allows reduced travel distances, is a good strategy to reduce transport energy consumption, whereas means of transport used is only of little impact. Student travel behaviors are specific to the level of education and the type of neighborhood. Finally, the thesis discusses the practical implications of the research to operationalize a suburban renewal that articulates energy efficiency of buildings and neighborhoods but also energy efficiency of the urban structure.L’étalement urbain monofonctionnel et peu dense de la fonction résidentielle constitue un des phénomènes les plus marquants de l’évolution de nos territoires depuis la révolution industrielle. Selon un rapport de l’Agence Européenne pour l’Environnement (2006), l’étalement urbain menace, par sa rapidité et sa constance, l’équilibre environnemental, social et économique de l’Europe. La question énergétique, en particulier, est centrale et concerne directement ce modèle de développement, tant en termes de bâti que de mobilité car les territoires périurbains sont très dépendants de l'automobile. Partant des hypothèses que la crise énergétique est un élément déclencheur pour interroger la mutation des espaces périurbains vers un modèle plus durable et que les modèles de la ville compacte et de la ville diffuse ne peuvent répondre aux enjeux rencontrés, la thèse aborde la question du recyclage des quartiers périurbains existants, sous l'angle énergétique. Une instrumentation permettant de quantifier les consommations énergétiques relatives au chauffage des bâtiments et aux déplacements des personnes, à l’échelle des quartiers, est d’abord développée. Sur cette base, l’efficacité énergétique du modèle périurbain wallon et les conditions de sa mutation vers des quartiers périurbains plus durables sont investiguées. Deux leviers d’actions sont mobilisés dans le cadre de cette intervention : la forme urbaine et la mobilité. La forme urbaine, d’abord, est étudiée en complémentarité de l’échelle du bâtiment individuel car les mesures apportées à l’échelle du bâtiment (renforcement de l’isolation, recours à des énergies renouvelables, etc.) ne sont pas en mesure de répondre, seules, à l’ampleur des enjeux énergétiques qui touchent les territoires périurbains. La mobilité, ensuite, car l’étalement urbain est entretenu et favorisé, en grande partie, par la capacité des ménages à se déplacer individuellement, rapidement et sur de grandes distances. A cet effet, deux indicateurs principaux sont développés et discutés : les besoins de chauffage de différents types de formes périurbaines et un indice de performance des déplacements qui prend en compte distance parcourue, fréquence et mode de transport. Des variations paramétriques sont réalisées sur des quartiers représentatifs pour déterminer les paramètres les plus influents. Sur cette base, des scénarios de renouvellement des quartiers périurbains sont proposés et leur impact énergétique potentiel quantifié. Ces scénarios abordent la rénovation énergétique des quartiers, la densification et la démolition / reconstruction. Ils montrent, qu’outre l’efficacité énergétique des bâtiments, les caractéristiques relatives à la forme urbaine ont un impact significatif sur les consommations. L’impact de la structure territoriale (définie comme la conjonction de la localisation spatiale des emplois, des commerces, etc., la distribution spatiale de la population selon son lieu de résidence et les infrastructures) sur les consommations d’énergie relatives aux déplacements des personnes est enfin investiguée sur l’ensemble du territoire régional, en abordant l’influence de la localisation résidentielle sur les déplacements domicile-travail et sur les déplacements scolaires. La génération de mobilité est fortement liée à la localisation spatiale des lieux émetteurs et récepteurs de flux (résidences, emplois, écoles). Une approche locale permet d’identifier, hors des agglomérations principales, des noyaux secondaires qui présentent également des consommations faibles pour les déplacements. La mixité fonctionnelle en particulier permet, mieux que la densité de logements, d’expliquer la variation des consommations d’énergie pour les déplacements. La distance parcourue a un impact considérable sur les consommations d’énergie pour les déplacements alors que le mode de transport utilisé n’a qu’une influence relativement faible. Les comportements de mobilité pour les déplacements scolaires présentent des spécificités propres selon le niveau de scolarité considéré mais restent nettement moins consommateurs que les déplacements domicile-travail. La thèse se conclut par la discussion des incidences pratiques de la recherche pour l’opérationnalisation d’un renouvellement périurbain qui s’articule autour de l’efficacité énergétique des bâtiments et des quartiers et de l’efficacité énergétique de l’urbanisation. L’aménagement du territoire doit créer des conditions favorables pour orienter les activités et les investissements au bon endroit et pour favoriser des formes urbaines plus efficaces

Organisations et Territoires

RESPONSABILITÉ SOCIALE, GOUVERNANCE DES ORGANISATIONS ET DÉVELOPPEMENT DURABLE L'engagement des UQ pour l'innovation en régions - Marc-Urbain Proulx Les dérives des marchés financiers - Martin Gauthier et Vincent Morin La gouvernance d'entreprise au Canada : un domaine en transition - Imen Latrous, Marc-André Morency, Salmata Ouedraogo et Jeanne Simard Accréditation des cadres de premier niveau : a-t-on ouvert une boite de Pandore? - Daniel Gagnon Le lien entre la Loi sur le développement durable et la Loi sur la qualité de l'environnement : sa nature et sa portée - Denis Bourque La démarche de développement durable : un processus intégrateur des enjeux sociaux et environnementaux dans les organisations - Olivier Riffon GESTION DES ORGANISATIONS ET GESTION DE PROJET Rémunération et congédiement des entraîneurs-chefs sur la performance d'équipes de sport professionnel : cas de la Ligue nationale de hockey (LNH) - Julien Bousquet et Thierno Diallo Les conditions de succès d'une restructuration organisationnelle : une étude exploratoire réalisée dans le secteur manufacturier québécois - Olivier Gagnon Gestion de projet et co-construction : utopie ou voie du succès? Une réflexion exploratoire - Christophe Leyrie et Sonia Boivin Cohabitation de la structure organisationnelle fonctionnelle avec la structure dite de « projet » : identification des meilleures pratiques de gestion - Jocelyne Gélinas L'analyse factorielle exploratoire et son utilisation dans l'examen des phénomènes sociocomportementaux : quelques clarifications méthodologiques - Eric Jean MARKETING STRATÉGIQUE ET COMPORTEMENT HUMAIN « Consommation collaborative » ou la rencontre improbable entre organisations, communautés et individus - Myriam Ertz Nostalgie 2.0 - Damien Hallegatte Le marketing : les actions stratégiques les plus modifiées chez les PME moyennement expérimentées (MEXTN) et expérimentées (EXTN) en période de turbulence négative (2007-2010) - Lise Plourde, Thierry Gagnon et Louis Dussault La prévision de la demande, un outil stratégique négligé par les détaillants - Joëlle Bouchard COMPTABILITÉ ET FISCALITÉ Les mesures financières hors normes - La profession comptable pourrait bien détenir la solution - Isabelle Lemay et Daniel Tremblay Vers une simplification du système fiscal? - Éric Bélanger et Marie-Eve Tremblay Corruption et fiscalité abusive internationales - Des pratiques onéreuses pour les entreprises - Benoît Lapointe SANTÉ, SÉCURITÉ ET BIEN-ÊTRE AU TRAVAIL La violence au travail subie par les gestionnaires en sécurité incendie au Québec - Laetitia Larouche et Jacinthe Douesnard Santé et sécurité du travail au Saguenay-Lac-St-Jean : pour un regard exhaustif - Cheikh Faye et Ibrahima Pouye BIBLIOTHÈQUE PAUL-ÉMILE BOULET Le rôle du bibliothécaire dans la recherche au sein du Département des sciences économiques et administratives de l'Université du Québec à Chicoutimi - Sébastien Leblanc-Proulx et Marie-Ève Ruest Les unités de recherche Propositions doctorales en management de projet