Modélisation de l'interprétation des pianistes & applications d'auto-encodeurs sur des modèles temporels

Ce mémoire traite d'abord du problème de la modélisation de l'interprétation des pianistes à l'aide de l'apprentissage machine. Il s'occupe ensuite de présenter de nouveaux modèles temporels qui utilisent des auto-encodeurs pour améliorer l'apprentissage de séquences. Dans un premier temps, nous présentons le travail préalablement fait dans le domaine de la modélisation de l'expressivité musicale, notamment les modèles statistiques du professeur Widmer. Nous parlons ensuite de notre ensemble de données, unique au monde, qu'il a été nécessaire de créer pour accomplir notre tâche. Cet ensemble est composé de 13 pianistes différents enregistrés sur le fameux piano Bösendorfer 290SE. Enfin, nous expliquons en détail les résultats de l'apprentissage de réseaux de neurones et de réseaux de neurones récurrents. Ceux-ci sont appliqués sur les données mentionnées pour apprendre les variations expressives propres à un style de musique. Dans un deuxième temps, ce mémoire aborde la découverte de modèles statistiques expérimentaux qui impliquent l'utilisation d'auto-encodeurs sur des réseaux de neurones récurrents. Pour pouvoir tester la limite de leur capacité d'apprentissage, nous utilisons deux ensembles de données artificielles développées à l'Université de Toronto.

Essais sur les frictions financières dans les modèles d'équilibre général dynamique

Cette thèse examine les effets des imperfections des marchés financiers sur la macroéconomie. Plus particulièrement, elle se penche sur les conséquences de la faillite dans les contrats financiers dans une perspective d'équilibre général dynamique. Le premier papier construit un modèle qui utilise l'avantage comparatif des banques dans la gestion des situations de détresse financière pour expliquer le choix des firmes entre les prêts bancaires et les prêts du marché financier. Le modèle réussit à expliquer pourquoi les firmes plus petites préfèrent le financement bancaire et pourquoi les prêts bancaires sont plus répandus en Europe. Le premier fait est expliqué par le lien négatif entre la valeur nette de l'entreprise et la probabilité de faire faillite. Le deuxième fait s'explique par le coût fixe d'émission de bons plus élevé en Europe. Le deuxième papier examine l'interaction entre les contraintes de financement affectant les ménages et les firmes. Une interaction positive pourrait amplifier et augmenter la persistance de l'effet d'un choc agrégé sur l'économie. Je construis un nouveau modèle qui contient des primes de financement externes pour les firmes et les ménages. Dans le modèle de base avec prix et salaires flexibles, j'obtiens une faible interaction négative entre les coûts de financement des firmes et des ménages. Le facteur clé qui explique ce résultat est l'effet du changement contre cyclique du coût de financement des ménages sur leur offre de travail et leur demande de prêts. Dans une période d'expansion, cet effet augmente les taux d'intérêt, réduit l'investissement et augmente le coût de financement des entreprises. Le troisième papier ajoute les contraintes de financement des banques dans un modèle macroéconomiques avec des prêts hypothécaires et des fluctuations dans les prix de l'immobilier. Les banques dans le modèle ne peuvent pas complètement diversifier leurs prêts, ce qui génère un lien entre les risques de faillite des ménages et des banques. Il y a deux effets contraires des cycles économiques qui affectent la prime de financement externe de la banque. Premièrement, il y a un lien positif entre le risque de faillite des banques et des emprunteurs qui contribue à rendre le coût de financement externe des banques contre cyclique. Deuxiément, le lissage de la consommation par les ménages rend la proportion de financement externe des banques pro cyclique, ce qui tend à rendre le coût de financement bancaire pro cyclique. En combinant ces deux effets, le modèle peut reproduire des profits bancaires et des ratios d'endettement bancaires pro cycliques comme dans les données, mais pour des chocs non-financiers les frictions de financement bancaire dans le modèle n'ont pas un effet quantitativement significatif sur les principales variables agrégées comme la consommation ou l'investissement.

Histoire de l'interprétation de la transition néolithique : évolution des théories, modèles et hypothèses

Ce mémoire reconstitue l’histoire des théories, modèles et hypothèses qui ont été formulés, principalement en archéologie, afin d’expliquer la naissance de l’agriculture qui correspond, du point de vue chronologique, à la transition (ou révolution) néolithique. Ces schèmes explicatifs sont décrits chronologiquement depuis la naissance de l’archéologie préhistorique, dans la première moitié du XIXe siècle, jusqu’à maintenant. Ils sont classifiés en fonction des principales écoles qui ont joué un rôle prédominant en archéologie préhistorique depuis son origine, soit : l’évolutionnisme multilinéaire, l’école culturelle-historique, le processualisme, le néodarwinisme et le postprocessualisme. Les théories spécifiques (dites de « niveau mitoyen » ou « régionales ») qui ont été avancées par ces écoles sont présentées dans leur ordre chronologique, soit (principalement) : les théories de la dessiccation ou de l’oasis, des flancs de colline, de la périphérie, du stress démographique, du festin compétitif, de la révolution des symboles, etc. Ce mémoire pose enfin les jalons d’une théorie multifactorielle qui intègre ou synthétise les principaux facteurs qui ont pu influer sur la naissance de l’agriculture et sur la transition néolithique.

Analyse bayésienne et classification pour modèles continus modifiés à zéro

Les modèles à sur-représentation de zéros discrets et continus ont une large gamme d'applications et leurs propriétés sont bien connues. Bien qu'il existe des travaux portant sur les modèles discrets à sous-représentation de zéro et modifiés à zéro, la formulation usuelle des modèles continus à sur-représentation -- un mélange entre une densité continue et une masse de Dirac -- empêche de les généraliser afin de couvrir le cas de la sous-représentation de zéros. Une formulation alternative des modèles continus à sur-représentation de zéros, pouvant aisément être généralisée au cas de la sous-représentation, est présentée ici. L'estimation est d'abord abordée sous le paradigme classique, et plusieurs méthodes d'obtention des estimateurs du maximum de vraisemblance sont proposées. Le problème de l'estimation ponctuelle est également considéré du point de vue bayésien. Des tests d'hypothèses classiques et bayésiens visant à déterminer si des données sont à sur- ou sous-représentation de zéros sont présentées. Les méthodes d'estimation et de tests sont aussi évaluées au moyen d'études de simulation et appliquées à des données de précipitation agrégées. Les diverses méthodes s'accordent sur la sous-représentation de zéros des données, démontrant la pertinence du modèle proposé. Nous considérons ensuite la classification d'échantillons de données à sous-représentation de zéros. De telles données étant fortement non normales, il est possible de croire que les méthodes courantes de détermination du nombre de grappes s'avèrent peu performantes. Nous affirmons que la classification bayésienne, basée sur la distribution marginale des observations, tiendrait compte des particularités du modèle, ce qui se traduirait par une meilleure performance. Plusieurs méthodes de classification sont comparées au moyen d'une étude de simulation, et la méthode proposée est appliquée à des données de précipitation agrégées provenant de 28 stations de mesure en Colombie-Britannique.

Calculs de modèles d'atmosphères hors-ETL avec métaux pour les étoiles de type sdO : le cas particulier de SDSS J1600+0748

Nous présentons nos grilles de modèles d'atmosphères pour les étoiles sous-naines chaudes de type O (sdO) soit : des modèles classiques hors-ETL H, He, des modèles hors-ETL avec, en plus, du C, N, O et finalement des modèles incluant C, N, O, Fe. En utilisant les raies de Balmer et d'hélium dans le domaine du visible, nous avons fait des comparaisons entre les spectres théoriques de nos différentes grilles afin de caractériser les effets des métaux. On trouve que ces effets dépendent à la fois de la température et de la gravité. De plus, l'abondance d'hélium a une influence importante sur les effets des métaux; une abondance d'hélium faible (log N(He)/N(H) < -1,5) occasionne des effets assez importants alors qu'une abondance plus élevée tend à réduire ces mêmes effets. Nous avons aussi trouvé que l'ajout du fer (en abondance solaire) ne cause que des changements relativement faibles à la structure en température et, par le fait même, aux profils des raies d'hydrogène et d'hélium, par rapport aux changements déjà produits par le C, N, O (en abondance solaire). Nous avons utilisé nos grilles pour faire une analyse spectroscopique du spectre à haut signal sur bruit (180) et basse résolution (9 Å) de SDSS J160043.6+074802.9 obtenu au télescope Bok. Notre meilleure ajustement a été obtenu avec notre grille de spectres synthétiques incluant C, N, O et Fe en quantité solaire, menant aux paramètres suivants : Teff = 68 500 ± 1770 K, log g = 6,09 ± 0,07, and log N(He)/N(H) = -0,64 ± 0,05, où les incertitudes proviennent uniquement de la procédure d'ajustement. Ces paramètres atmosphériques, particulièrement la valeur de l'abondance d'hélium, placent notre étoile dans une région où les effets des métaux ne sont pas très marqués.

Lecture pragmatique de trois contes québécois contemporains : Jos Gallant d’André Lemelin, Ti Pinge de Joujou Turenne, L’entrain à vapeur de Fred Pellerin

Dans ce mémoire, les contes de trois conteurs contemporains du Québec – Jos Gallant d’André Lemelin, Ti Pinge de Joujou Turenne et L’entrain à vapeur, de Fred Pellerin – font avant tout l’objet d’une lecture pragmatique afin de mieux comprendre comment le conteur, qui emploie le canevas en spectacle, transmet une fiction à un auditoire ou à un lectorat. L’étude présente d’abord une analyse comparative de chacune des prestations avec la version publiée d’un même récit et met ainsi en relief leurs points de convergence et de divergence. Selon l’hypothèse avancée, l’analyse de la prestation des conteurs qui suivent un canevas révèlerait comment s’y manifestent les dimensions performatives et les articulations du discours fictionnel. Corrélativement, l’examen des rapports entre le conteur et son public permet ensuite de s’interroger sur le statut du narrateur et de voir en quoi et comment, durant la performance, la fiction est partagée avec l’auditoire. L’analyse des énoncés performatifs, inspirés des travaux de Kerbrat-Orechionni et la dynamique de vectorisation proposée par Pavis pour l’étude de la gestuelle, des mimiques et de la voix, sont mises à contribution et visent également à dégager les outils pouvant servir à l’analyse des spectacles de contes. Au terme de cette recherche, l’auteure démontre les avantages liés au canevas, notamment en ce qui concerne les interactions qu’il favorise avec le public et dans la liberté qu’il procure, en permettant de modifier ou d’adapter le discours et les ressources expressives du conteur à chacune de ses représentations.

Désambiguisation de sens par modèles de contextes et son application à la Recherche d’Information

Il est connu que les problèmes d'ambiguïté de la langue ont un effet néfaste sur les résultats des systèmes de Recherche d'Information (RI). Toutefois, les efforts de recherche visant à intégrer des techniques de Désambiguisation de Sens (DS) à la RI n'ont pas porté fruit. La plupart des études sur le sujet obtiennent effectivement des résultats négatifs ou peu convaincants. De plus, des investigations basées sur l'ajout d'ambiguïté artificielle concluent qu'il faudrait une très haute précision de désambiguation pour arriver à un effet positif. Ce mémoire vise à développer de nouvelles approches plus performantes et efficaces, se concentrant sur l'utilisation de statistiques de cooccurrence afin de construire des modèles de contexte. Ces modèles pourront ensuite servir à effectuer une discrimination de sens entre une requête et les documents d'une collection. Dans ce mémoire à deux parties, nous ferons tout d'abord une investigation de la force de la relation entre un mot et les mots présents dans son contexte, proposant une méthode d'apprentissage du poids d'un mot de contexte en fonction de sa distance du mot modélisé dans le document. Cette méthode repose sur l'idée que des modèles de contextes faits à partir d'échantillons aléatoires de mots en contexte devraient être similaires. Des expériences en anglais et en japonais montrent que la force de relation en fonction de la distance suit généralement une loi de puissance négative. Les poids résultant des expériences sont ensuite utilisés dans la construction de systèmes de DS Bayes Naïfs. Des évaluations de ces systèmes sur les données de l'atelier Semeval en anglais pour la tâche Semeval-2007 English Lexical Sample, puis en japonais pour la tâche Semeval-2010 Japanese WSD, montrent que les systèmes ont des résultats comparables à l'état de l'art, bien qu'ils soient bien plus légers, et ne dépendent pas d'outils ou de ressources linguistiques. La deuxième partie de ce mémoire vise à adapter les méthodes développées à des applications de Recherche d'Information. Ces applications ont la difficulté additionnelle de ne pas pouvoir dépendre de données créées manuellement. Nous proposons donc des modèles de contextes à variables latentes basés sur l'Allocation Dirichlet Latente (LDA). Ceux-ci seront combinés à la méthodes de vraisemblance de requête par modèles de langue. En évaluant le système résultant sur trois collections de la conférence TREC (Text REtrieval Conference), nous observons une amélioration proportionnelle moyenne de 12% du MAP et 23% du GMAP. Les gains se font surtout sur les requêtes difficiles, augmentant la stabilité des résultats. Ces expériences seraient la première application positive de techniques de DS sur des tâches de RI standard.

Lecture de l’heure et incapacités intellectuelles : Cahier des Charges d’un cadran évolutif

La présente étude s’inscrit à l’intérieur du programme de recherche mené par le Groupe DÉFI Apprentissage (GDA) de l’Université de Montréal. Notre projet avait pour buts de réaliser les deux premières phases précédant la conception d’une ressource pédagogique qui offrira à l’enfant (6 à 12 ans qui a des incapacités intellectuelles) et à son entourage un dispositif temporel évolutif pour l’initier à la lecture de l’heure et à la gestion des activités de son horaire quotidien à l’âge approprié. Depuis quelques années, maints organismes tels que l’American Association on Mental Retardation (AAMR) , la Classification internationale des déficiences, incapacités et handicaps (CIDIH) de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), le Ministère de l’éducation, des loisirs et des sports du Québec (MELS) ainsi que le Réseau international sur le processus de production du handicap (RIPPH) soutiennent que les chercheurs doivent s’attarder aux composantes impliquées dans l’interaction Personne-Milieu pour concevoir des stratégies d’intervention auprès de diverses populations qui éprouvent des limitations. Notre recherche adoptera cette démarche en s’appuyant sur les assises suivantes : cadre méthodologique (analyse de la valeur pédagogique), cadre conceptuel (écologie de l’éducation et processus de production du handicap) et cadre technologique (ergonomie).

Aspects géométriques et intégrables des modèles de matrices aléatoires

Travail réalisé en cotutelle avec l'université Paris-Diderot et le Commissariat à l'Energie Atomique sous la direction de John Harnad et Bertrand Eynard.

« Écrire, c’est bien s’inscrire dans le monde » : une lecture d’Art poétique d’Eugène Guillevic

Ce mémoire propose une lecture du recueil Art poétique d’Eugène Guillevic. Art poétique parait non seulement comme un livre où se développe la recherche patiente d’un principe directeur, mais aussi comme « l’autoportrait d’un poète qui continue de s’interroger et d’interroger le monde » . Le poète a résumé cette double interrogation dans l’expression suivante : « Écrire, c’est bien s’inscrire dans le monde » . Cette formule inspire notre réflexion sur le recueil et nous amène à avancer l’hypothèse suivante : la reprise du genre de l’art poétique par Guillevic s’accorde paradoxalement avec sa recherche d’une expression subjective et singulière. Au cours de ce mémoire, nous allons examiner les relations que le sujet guillevicien entretient avec l’espace et le temps. Nous allons chercher notre appui dans la théorie du discours, telle que la décrit Émile Benveniste.

La Shoah, Mémorial de Sang refondateur des droits de l'homme : une lecture théologico-politique du XXe siècle

Centrée sur une réflexion des droits de l’homme à partir de l’expérience historique de la Shoah, la thèse porte sur l’enjeu fondamental du statut du religieux en modernité. Trois parties la composent, correspondant au génocide, à la modernité politique et à l’histoire du Salut : la première propose une interprétation de l’Holocauste en ayant recours aux catégories empruntées à l’historiographie, à la réflexion philosophique et à la tradition théologique. Elle rend compte de deux lectures concurrentes des Lumières, du renversement de la théologie chrétienne du judaïsme au XXe siècle, de la généalogie idéologique du nazisme ainsi que du contexte explosif de l’entre-deux-guerres. La seconde partie de la thèse avance une théorie des trois modernités, selon laquelle les États-Unis, la France et Vatican II représenteraient des interprétations divergentes et rivales des droits. Enfin, la troisième partie reprend les deux précédentes thématiques de la Shoah et de la modernité, mais à la lumière de la Révélation, notamment de l’Incarnation et de la Croix. La Révélation est présentée comme un double dévoilement simultané de l’identité de Dieu et de la dignité humaine – comme un jeu de miroir où la définition de l’homme est indissociable de celle de la divinité. En provoquant l’effondrement de la Chrétienté, la sécularisation aurait créé un vide existentiel dans lequel se serait engouffré le nazisme comme religion politique et idéologie néo-païenne de substitution. Négation de l'élection d'Israël, du Décalogue et de l’anthropologie biblique, l’entreprise nazie d’anéantissement est comprise comme la volonté d’éradication de la Transcendance et du patrimoine spirituel judéo-chrétien, la liquidation du Dieu juif par l’élimination du peuple juif. Le judéocide pourrait dès lors être qualifié de «moment dans l’histoire du Salut» en ce sens qu’il serait porteur d’un message moral en lien avec le contenu de la Révélation qui interpellerait avec force et urgence la conscience moderne. L’Holocauste constituerait ainsi un kairos, une occasion à saisir pour une critique lucide des apories de la modernité issue des Lumières et pour un renouvellement de la pensée théologico-politique, une invitation à une refondation transcendante des droits fondamentaux, dont la liberté religieuse ferait figure de matrice fondationnelle. La Shoah apporterait alors une réponse au rôle que la Transcendance pourrait jouer dans les sociétés modernes. Mémorial de Sang refondateur des droits de la personne, l'Holocauste rendrait témoignage, il lancerait une mise en garde et poserait les conditions nécessaires d'un enracinement biblique à la préservation de la dignité de l’être humain. Aux Six Millions de Défigurés correspondrait la Création de l'Homme du Sixième Jour. En conclusion, un triangle synergique nourricier est soutenu par l’extermination hitlérienne (1941-1945), la Déclaration universelle des droits de l’homme (1948) et le Concile Vatican II (1962-1965) comme les trois piliers d’une nouvelle modernité, située au-delà des paradigmes américain (1776) et français (1789). La Shoah inaugurerait et poserait ainsi les fondements d'un nouvel horizon civilisationnel; elle pointerait vers un nouveau départ possible pour le projet de la modernité. L'expérience génocidaire n'invaliderait pas la modernité, elle ne la discréditerait pas, mais la relancerait sur des bases spirituelles nouvelles. Cette refondation des droits fondamentaux offrirait alors une voie de sortie et de conciliation à la crise historique qui opposait depuis près de deux siècles en Europe les droits de l'homme et la Transcendance, Dieu et la liberté – modèle susceptible d’inspirer des civilisations non occidentales en quête d’une modernité respectueuse de leur altérité culturelle et compatible avec la foi religieuse.

Remodelage électrique cardiaque dans des modèles murins de cardiomyopathies

Les cardiomyopathies sont une atteinte du myocarde qui se présente sous différentes formes telles que l’hypertrophie ou la dilatation des chambres cardiaques. Ces maladies du muscle cardiaque peuvent affecter la contraction cardiaque et dégénèrer en insuffisance cardiaque. Aussi, l’hypertrophie et l’insuffisance cardiaques sont associées à une augmentation de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaires principalement due au remodelage électrique et à la survenue d’arythmies. De plus, le retard de repolarisation, associé à une diminution des courants K+, est un des troubles cardiaques les plus couramment observés lors de ces pathologies cardiaques. L’angiotensine II (Ang II) et la norépinéphrine, principaux effecteurs du système rénine-angiotensine et du système nerveux sympathique, peuvent tous deux agir directement sur le cœur en liant les récepteurs de type 1 de l’Ang II (AT1) et les récepteurs adrénergiques. L’Ang II et la norépinéphrine sont associées au développement des cardiomyopathies, au remodelage cardiaque et à une prolongation de la durée du potentiel d'action cardiaque. Deux modèles de souris trangéniques surexprimant spécifiquement au niveau cardiaque les récepteurs AT1 (la souris AT1R) ou les récepteurs α1B-adrénergiques (la souris α1B-AR) ont été créés afin d’étudier les effets de ces stimuli sur le cœur. Ces deux modèles de souris développent du remodelage cardiaque, soit de l’hypertrophie chez les souris AT1R (cardiomyopathie hypertrophique) ou une dilatation des chambres cardiaques chez les souris α1B-AR (cardiomyopathie dilatée). Au stade avancé de la maladie, les deux modèles de souris transgéniques sont insuffisants cardiaques. Des données préliminaires ont aussi montré que les souris AT1R et les souris α1B-AR ont une incidence accrue d’arythmies ainsi qu’une prolongation de la durée du potentiel d’action. De plus, ces deux modèles de souris meurent subitement et prématurément, ce qui laissait croire qu’en conditions pathologiques, l’activation des récepteurs AT1 ou des récepteurs α1B-adrénergiques pouvait affecter la repolarisation et causer l’apparition d’arythmies graves. Ainsi, l’objectif de ce projet était de caractériser la repolarisation ventriculaire des souris AT1R et α1B-AR afin de déterminer si la suractivation chronique des récepteurs de l’Ang II ou des récepteurs 1B-adrénergiques pouvait affecter directement les paramètres électrophysiologiques et induire des arythmies. Les résultats obtenus ont révélé que les souris AT1R et les souris α1B-AR présentent un retard de repolarisation (prolongation de l’intervalle QTc (dans l’électrocardiogramme) et de la durée du potentiel d’action) causé par une diminution des courants K+ (responsables de la repolarisation). Aussi, l’incidence d’arythmies est plus importante dans les deux groupes de souris transgéniques comparativement à leur contrôle respectif. Finalement, nous avons vu que les troubles de repolarisation se produisent également dans les groupes de souris transgéniques plus jeunes, avant l’apparition de l’hypertrophie ou du remodelage cardiaque. Ces résultats suggèrent qu’en conditions pathologiques, l’activation chronique des récepteurs de l’Ang II ou des récepteurs α1B-adrénergiques peut favoriser le développement d’arythmies en retardant la repolarisation et cela, indépendamment de changements hémodynamiques ou du remodelage cardiaque. Les résultats de ces études pourront servir à comprendre les mécanismes responsables du développement d’arythmies cardiaques lors du remodelage et de l’insuffisance cardiaques et pourraient aider à optimiser le choix des traitements chez ces patients atteints ou à risque de développer de l’hypertrophie ou du remodelage cardiaque.

Troubles du rythme cardiaque dans les modèles murins transgéniques

Thèse en cotutelle avec Université de Nantes - Pays de La Loire - France (2005-2010)