Modélisation et représentation dans l'espace des phénomènes photoniques inélastiques en biophotonique

Ce présent mémoire s’intéresse à la modélisation mathématique pour aborder la spatialité de signaux de spectroscopie Raman et de fluorescence dans des problématiques d’assistance au diagnostic et d’aide à l’instrumentation. Dans un premier temps, ce mémoire expose une technique de simulation adaptée à un large spectre d’interaction photon-matière basée sur la résolution par tracé de chemin Monté-Carlo pour des domaines discrets. L’algorithme développé, le parcours caché des photons, supporte notamment les phénomènes linéaires, soit l’absorption et l’émission spontanée, les diffusions élastiques et inélastiques (Raman), les réflexions, les réfractions et la fluorescence. Le modèle a été conçu dans l’objectif d’être adapté à la complexité des milieux biologiques, soit la complexité des interactions et des géométries. La représentation discrète de l’espace est réalisée par Marching Cube et l’ensemble des phénomènes est simulé simultanément, pour plusieurs longueurs d’onde discrètes, afin de supporter les interactions entre les phénomènes (diaphonie) et de produire une solution physiquement exacte. La solution a été implémentée dans un format de calcul générique sur un processeur graphique par adaptation du pipeline 3D. L’algorithme présenté aborde aussi des méthodes pour limiter l’utilisation de la mémoire afin de présenter une solution non prohibitive aux phénomènes Raman et de fluorescence à plusieurs longueurs d’onde. De plus, la solution proposée intègre une caméra, une visualisation de la fluence et une visualisation 3D des photons afin d’être adaptée au domaine de la biophysique. Finalement, les algorithmes développés sont validés par la prédiction de résultats déterminés selon une base théorique et expérimentale. Le simulateur propose une méthode théorique pour calibrer les instruments de mesure optiques et pour évaluer la portée d'un signal. Dans un second temps, ce mémoire propose des méthodes de réduction de dimensionnalité pour optimiser la reconnaissance automatisée de volumes de données rattachés à des modalités optiques dans un contexte biomédical. Deux modalités optiques sont plus spécialement visées, soit la microscopie Raman et la tomographie en cohérence optique. Dans le premier cas, un outil effectuant des analyses chimiométriques a été mis au point pour reproduire les images de coloration histologique avec la microscopie traditionnelle. L’algorithme a été proposé pour des échantillons fixés sur des lames d’aluminium.----------Abstract This master’s thesis focuses on mathematical modelling to address the spatiality of Raman spectroscopy and fluorescence signals to assist instrumentation and diagnostics. Firstly, this thesis presents a simulation technique adapted to a broad spectrum of photon-matter interaction based on the Monte Carlo path tracing resolution for discrete domains. The developed algorithm, the hidden path of photons, notably supports linear phenomena, namely absorption and spontaneous emission, elastic and inelastic scattering (Raman), reflections, refractions and fluorescence. The model was designed with the objective of being adapted to the complexity of biological environments, of interactions and of geometries. The discrete representation of space is performed by Marching Cube and the set of phenomena is simulated simultaneously, for several discrete wavelengths, in order to support the interactions between the phenomena (crosstalk) and to produce a physically exact solution. The solution has been implemented in a general-purpose processing on graphics processing units format by adaptation of the 3D pipeline. The presented algorithm also addresses methods to limit the use of memory in order to present a non-prohibitive solution to Raman diffusion and fluorescence at several wavelengths. In addition, the proposed solution integrates a camera, a visualization of fluence and a 3D visualization of photons to be adapted to the field of biophysics. Finally, the algorithms developed are validated by the prediction of known results on a theoretical and empirical basis. The simulator represents a theoretical method for calibrating optical measuring instruments and determining the spatial range of a signal. Secondly, this thesis proposes dimensionality reduction methods to optimize the automated recognition of data volumes related to optical modalities in biomedical contexts. Two optical modalities are more specifically targeted, namely Raman microscopy and optical coherence tomography. In the first case, a tool performing chemometrics analysis was developed to reproduce histologic staining images with traditional microscopy. The algorithm has been proposed for samples fixed on aluminium microscope slides. By evaluating the contribution of the measured signal on an empty slide, algorithm seeks to evaluate the drop in concentration of the compounds of interest, making analogy to the gradual transparency in histology, thus offering a more faithful representation

Modélisation informatique de structures dynamiques de segments textuels pour l'analyse de corpus

The objective of the thesis is to propose a data-processing model to represent, build and exploit textualstructures. The suggested model relies on a «type/token» form of text representation extended bysystems of lexical and contextual annotations. This model's establishment was carried out in the SATOsoftware -- of which the functionalities and the internal organization are presented. Reference to anumber of works give an account of the development and use of the software in various contexts.The formal assumption of the textual and discursive structures find an ally in the beaconing XMLlanguage and the proposals of the Text Encoding Initiative (TEI). Formally, the structures built on thetextual segments correspond to graphs. In a development driven textual analysis context, these graphsare multiple and partially deployed. Their resolution, within the fastening of the nodes to textualsegments or that of other graphs, is a dynamic process which can be sustained by various dataprocessingmechanisms. Examples drawn from textual linguistics are used to illustrate the principles ofstructural annotation. Prospective considerations for the data-processing establishment of amanagement system of the structural annotation are also exposed.L'objectif de la thèse est de proposer un modèle informatique pour représenter, construire et exploiterdes structures textuelles. Le modèle proposé s'appuie sur une représentation du texte sous la forme d'unplan lexique/occurrences augmenté de systèmes d'annotations lexicales et contextuelles, modèle dontune implantation a été réalisée dans le logiciel SATO dont on présente les fonctionnalités etl'organisation interne. La présentation d'un certain nombre de travaux rendent compte dudéveloppement et de l'utilisation du logiciel dans divers contextes.La prise en charge formelle des structures textuelles et discursives trouve un allié dans le langage debalisage XML et dans les propositions de la Text Encoding Initiative (TEI). Formellement, lesstructures construites sur les segments textuels correspondent à des graphes. Dans le contexte d'uneanalyse textuelle en élaboration, ces graphes sont multiples et partiellement déployés. La résolution deces graphes, au sens du rattachement des noeuds à des segments textuels ou à des noeuds d'autresgraphes, est un processus dynamique qui peut être soutenu par divers mécanismes informatiques. Desexemples tirés de la linguistique textuelle servent à illustrer les principes de l'annotation structurelle.Des considérations prospectives sur une implantation informatique d'un système de gestion del'annotation structurelle sont aussi exposées

Modélisation de l'apprenant : application d'un modèle cognitif au développement d'un système d'apprentissage

Bien que le diagnostic des erreurs des apprenants soit central à toute stratégie d'intervention correctrice relevant au mode d'évaluation dans un système d'apprentissage, trop souvent, la prise d'information qui l'accompagne est incomplète ou incertaine. Ajoutons aussi le problème de la modélisation dans un contexte d'apprentissage où on ne peut observer directement ce qui se passe dans la tête d'un apprenant, ni de savoir avec certitude son plan de raisonnement, ni le but qu'il cherche à accomplir. Il s'ensuit une réduction de l'efficacité des interventions pédagogiques qui limite les apprentissages scolaires. Cette thèse apporte des solutions à cette problématique. Elle consiste en la conception et le développement d'un Système Tutoriel Intelligent pour le Diagnostic des Erreurs en Soustraction (TIDES). Elle s'inscrit dans une perspective d'évaluation diagnostique des compétences et connaissances arithmétiques en utilisant une approche originale qui vise à modéliser l'apprenant dans une situation d'apprentissage où les informations sur cet apprenant sont potentiellement incomplètes ou incertaines. Dans cette thèse, nous présentons la conception, le développement et une mise à l'essai du système TIDES. Le design de ce système est basé sur un modèle cognitif, la théorie d'apprentissage ACT-R d'Anderson, capable d'analyser le comportement d'un apprenant et de savoir son état cognitif. Le choix de ce design est discuté et justifié aussi. L'architecture du système TIDES comporte au moins trois modules: un module qui permet de spécifier des tâches à l'apprenant, un module d'analyse qui permet d'analyser les actions de l'apprenant et un module de diagnostic qui permet d'inférer les informations sur l'apprenant, d'évaluer ses compétences impliquées dans une tâche d'apprentissage, de détecter sa stratégie mise en œuvre, en s'appuyant sur une méthode de reconnaissance de plan, de prédire sa prochaine action la plus probable et de savoir avec exactitude les causes réelles de ses erreurs. Les caractéristiques du système TIDES sont décrites en détail dans la thèse. La méthodologie d'une mise à l'essai du système avec une vingtaine d'élèves est présentée et les données recueillies dans cette mise à l'essai sont regroupées et analysées. L'ensemble des résultats obtenus indique que le système TIDES offre le potentiel d'analyser et de diagnostiquer les erreurs des apprenants de façon plus précise, et donne effectivement lieu à un apprentissage conforme à celui qui était prévu en se basant sur la méthode originale adoptée. Enfin, nous proposerons des améliorations possibles (extension du système TIDES à l'aide des réseaux bayésiens) que nous présenterons comme explorées mais non encore complètement intégrées dans l'état actuel du système TIDES et aussi non évaluées. Il s'agit en fait de déterminer à quelles conditions le modèle bayésien peut être intégré à un système d'apprentissage, en tant que système tutoriel intelligent et dont le domaine d'apprentissage est l'arithmétique. \ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Intelligence artificielle, environnement interactif pour l'apprentissage humain, système tutoriel intelligent, théories d'apprentissage, Modèle d'Anderson ACT-R, modélisation d'un apprenant, analyse des erreurs, diagnostic des erreurs, modélisation statistique et réseaux bayésiens

Las colocaciones léxicas en el lenguaje jurídico del derecho civil francés

El objeto de la tesis es el estudio de las colocaciones en el lenguaje jurídico, centrando nuestro trabajo en la lengua utilizada en el derecho civil francés. La diferencia entre lengua de especialidad y lengua general se basa fundamentalmente en el contenido de la especialidad, en los términos que sirven para designar los conceptos propios de la misma y en el tipo de discurso empleado. El lenguaje jurídico está compuesto por el conjunto de términos que designan los conceptos jurídicos y, aunque tiene unas características comunes, sin embargo, cada una de las especialidades del derecho tiene las suyas propias. En primer lugar abordamos las particularidades del lenguaje jurídico desde un punto de vista histórico, exponiendo su trayectoria y su evolución, para mostrar sus características como lengua de especialidad. En segundo lugar analizamos el concepto lingüístico de « colocación », las diferentes teorías existentes y su aplicación en el lenguaje jurídico. El término « colocación » se utiliza para definir aquellas concurrencias léxicas restringidas que se dan entre dos lexemas para formar un sintagma: La colocación es una combinación de al menos dos componentes, en donde uno (la base) determina el otro (colocativo) con el que puede ser combinado. Este fenómeno es aceptado como central en la competencia lingüística de los hablantes nativos y tiene mucha importancia para la enseñanza de lenguas extranjeras, la traducción y la lexicografía. Desde el punto de vista lingüístico, el estudio de las colocaciones plantea el problema de la irregularidad en la lengua. Los fenómenos colocativos, incluso cuando conservan una parte de motivación semántica, parecen situarse principalmente del lado de la idiosincrasia de la lengua más que en sus irregularidades. Para alcanzar el objetivo de nuestra investigación sobre las colocaciones y su aplicación en el lenguaje jurídico, nos hemos centrado en cinco tipos de colocaciones: sustantivo + adjetivo, verbo +sustantivo, verbo + adverbio, adverbio + adjetivo y sustantivo + (preposición)+ sustantivo. En el marco de nuestra tesis y como parte esencial de la misma, hemos creado el corpus lingüístico FRJUR, que contiene textos seleccionados en el dominio del francés jurídico, subdominio derecho civil, debidamente codificados y organizados

Las colocaciones léxicas en el lenguaje jurídico del derecho civil francés

Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Filología, Departamento de Filología Francesa, leída el 05-05-2007El objeto de la tesis es el estudio de las colocaciones en el lenguaje jurídico, centrando nuestro trabajo en la lengua utilizada en el derecho civil francés. La diferencia entre lengua de especialidad y lengua general se basa fundamentalmente en el contenido de la especialidad, en los términos que sirven para designar los conceptos propios de la misma y en el tipo de discurso empleado. El lenguaje jurídico está compuesto por el conjunto de términos que designan los conceptos jurídicos y, aunque tiene unas características comunes, sin embargo, cada una de las especialidades del derecho tiene las suyas propias. En primer lugar abordamos las particularidades del lenguaje jurídico desde un punto de vista histórico, exponiendo su trayectoria y su evolución, para mostrar sus características como lengua de especialidad. En segundo lugar analizamos el concepto lingüístico de « colocación », las diferentes teorías existentes y su aplicación en el lenguaje jurídico. El término « colocación » se utiliza para definir aquellas concurrencias léxicas restringidas que se dan entre dos lexemas para formar un sintagma: La colocación es una combinación de al menos dos componentes, en donde uno (la base) determina el otro (colocativo) con el que puede ser combinado. Este fenómeno es aceptado como central en la competencia lingüística de los hablantes nativos y tiene mucha importancia para la enseñanza de lenguas extranjeras, la traducción y la lexicografía. Desde el punto de vista lingüístico, el estudio de las colocaciones plantea el problema de la irregularidad en la lengua. Los fenómenos colocativos, incluso cuando conservan una parte de motivación semántica, parecen situarse principalmente del lado de la idiosincrasia de la lengua más que en sus irregularidades. Para alcanzar el objetivo de nuestra investigación sobre las colocaciones y su aplicación en el lenguaje jurídico, nos hemos centrado en cinco tipos de colocaciones: sustantivo + adjetivo, verbo +sustantivo, verbo + adverbio, adverbio + adjetivo y sustantivo + (preposición)+ sustantivo. En el marco de nuestra tesis y como parte esencial de la misma, hemos creado el corpus lingüístico FRJUR, que contiene textos seleccionados en el dominio del francés jurídico, subdominio derecho civil, debidamente codificados y organizados.Depto. de Estudios Románicos, Franceses, Italianos y TraducciónFac. de FilologíaTRUEpu

Análisis medio de algoritmos de reducción sobre árboles

Tesis Univ. Compl. Madrid. Dpto. Informática y Automática. Dirigida por J. M. Steyaert, leída el 11 de enero de 1988.Sección Deptal. de Sistemas Informáticos y ComputaciónFac. de Ciencias MatemáticasTRUEProQuestpu

Análisis medio de algoritmos de reducción sobre árboles

Tesis Univ. Compl. Madrid. Dpto. Informática y Automática. Dirigida por J. M. Steyaert, leída el 11 de enero de 1988.Sección Deptal. de Sistemas Informáticos y ComputaciónFac. de Ciencias MatemáticasTRUEProQuestpu