On Recurrent and Deep Neural Networks

L'apprentissage profond est un domaine de recherche en forte croissance en apprentissage automatique qui est parvenu à des résultats impressionnants dans différentes tâches allant de la classification d'images à la parole, en passant par la modélisation du langage. Les réseaux de neurones récurrents, une sous-classe d'architecture profonde, s'avèrent particulièrement prometteurs. Les réseaux récurrents peuvent capter la structure temporelle dans les données. Ils ont potentiellement la capacité d'apprendre des corrélations entre des événements éloignés dans le temps et d'emmagasiner indéfiniment des informations dans leur mémoire interne. Dans ce travail, nous tentons d'abord de comprendre pourquoi la profondeur est utile. Similairement à d'autres travaux de la littérature, nos résultats démontrent que les modèles profonds peuvent être plus efficaces pour représenter certaines familles de fonctions comparativement aux modèles peu profonds. Contrairement à ces travaux, nous effectuons notre analyse théorique sur des réseaux profonds acycliques munis de fonctions d'activation linéaires par parties, puisque ce type de modèle est actuellement l'état de l'art dans différentes tâches de classification. La deuxième partie de cette thèse porte sur le processus d'apprentissage. Nous analysons quelques techniques d'optimisation proposées récemment, telles l'optimisation Hessian free, la descente de gradient naturel et la descente des sous-espaces de Krylov. Nous proposons le cadre théorique des méthodes à région de confiance généralisées et nous montrons que plusieurs de ces algorithmes développés récemment peuvent être vus dans cette perspective. Nous argumentons que certains membres de cette famille d'approches peuvent être mieux adaptés que d'autres à l'optimisation non convexe. La dernière partie de ce document se concentre sur les réseaux de neurones récurrents. Nous étudions d'abord le concept de mémoire et tentons de répondre aux questions suivantes: Les réseaux récurrents peuvent-ils démontrer une mémoire sans limite? Ce comportement peut-il être appris? Nous montrons que cela est possible si des indices sont fournis durant l'apprentissage. Ensuite, nous explorons deux problèmes spécifiques à l'entraînement des réseaux récurrents, à savoir la dissipation et l'explosion du gradient. Notre analyse se termine par une solution au problème d'explosion du gradient qui implique de borner la norme du gradient. Nous proposons également un terme de régularisation conçu spécifiquement pour réduire le problème de dissipation du gradient. Sur un ensemble de données synthétique, nous montrons empiriquement que ces mécanismes peuvent permettre aux réseaux récurrents d'apprendre de façon autonome à mémoriser des informations pour une période de temps indéfinie. Finalement, nous explorons la notion de profondeur dans les réseaux de neurones récurrents. Comparativement aux réseaux acycliques, la définition de profondeur dans les réseaux récurrents est souvent ambiguë. Nous proposons différentes façons d'ajouter de la profondeur dans les réseaux récurrents et nous évaluons empiriquement ces propositions.

Mamès, profèsorn oun kindèr likht. Éducation en petite enfance en CPE. Le cas des femmes hassidiques Belz en services de garde en milieu familial accrédités.

La présente thèse est construite en trois parties. La première partie est précédée du chapitre 1 qui présente les premières données du travail de terrain sur les femmes hassidiques Belz, l’éducation des jeunes enfants et l’histoire de la communauté. La première partie est composée de trois chapitres qui analysent les notions relatives à la petite enfance, notamment sa définition et sa conception à travers l’histoire humaine récente et selon différentes cultures. Le chapitre 2 examine la question de la petite enfance en soi et des conditions qui la définissent. Le chapitre 3 analyse l’institutionnalisation de la petite enfance dans le monde moderne contemporain. Le chapitre 4 analyse l’avènement de la norme scientifique et son impact sur la petite enfance en ce qui a trait à l’éducation et au développement. Ces chapitres analysent notamment l’éducation en petite enfance en CPE (Centres de la petite enfance) au Québec. La deuxième partie de la thèse, composée aussi de trois chapitres, présente les paradigmes scientifiques et les cadres conceptuels dominants en petite enfance. Le chapitre 5 explique l’impact du « néolibéralisme » ou de la modernité avancée en petite enfance. Le chapitre 6 présente le nouveau paradigme du « postfondamentalisme » en petite enfance et le chapitre 7, celui de l’éco-éducation ainsi que la posture de « l’écosophie » en petite enfance. Ce dernier propose une application pédagogique de l’éco-éducation et de l’écosophie en petite enfance. La troisième partie fait état du travail de terrain en anthropologie au sein de la communauté féminine des Hassidim Belz de Montréal, notamment au sein des services de garde en milieux familial accrédités par le ministère de la Famille du Québec. Elle se divise en deux chapitres. Le chapitre 8 analyse l’incident de la Directive contre l’enseignement religieux en services de garde subventionnés. Le chapitre 9 propose les résultats du travail de terrain sur la philosophie de vie et la spiritualité des femmes hassidiques Belz de Montréal. La conclusion générale intègre le paradigme de l’éco-éducation et la posture de « l’écosophie » en petite enfance à la philosophie de vie et la spiritualité des femmes hassidiques Belz de Montréal. Elle propose un « réenchantement » du développement et de l’éducation en petite enfance.

Mythes et monstres dans Folle et À ciel ouvert de Nelly Arcan

L’œuvre de Nelly Arcan s’inscrit dans un pan de la littérature contemporaine accueillant les monstres comme figures de la transgression qui, par leur é-normité, interrogent la norme dont ils s’écartent. Ces êtres à la fois fascinants et inquiétants hantent la littérature depuis les récits fondateurs de la mythologie antique. Arcan, à l’instar de plusieurs femmes auteurs, recourt au procédé de la réécriture de plusieurs grands mythes grecs dans Folle (2004) et À ciel ouvert (2007). Dans les deux récits, elle met en scène des personnages en fuite qui, face à leur destin néfaste, se métamorphosent en femmes-monstres et en hommes-monstres. Les personnages masculins empruntent des traits à Jason, Narcisse et Pygmalion, mais sont, par leur déviance sexuelle et leur propension à la domination, beaucoup plus monstrueux que leurs modèles antiques. Contaminées par la monstruosité des hommes qu’elles aiment jusqu’à l’annihilation de soi, les protagonistes des deux récits affichent certains traits de Médée, de Méduse et des Amazones, tirant parti de la puissance de ces figures nocives pour donner une leçon aux personnages masculins. Elles acquièrent ainsi de nouveau leur statut de sujet. Dans ce mémoire, il s’agira, par le biais de la mythocritique, des théories de la réécriture et de l’effet-personnage, d’étudier les causes, le processus et les effets du « devenir-monstre » des personnages féminins et d’examiner la reconfiguration de mythes antiques par Arcan. En s’intéressant à la greffe des mythes antiques sur les personnages arcaniens, au déplacement et au renversement des mythèmes caractéristiques des figures prédécesseures, cette recherche espère montrer comment Nelly Arcan dissèque les relations de couple qui mènent au « devenir-monstre » des partenaires. Il ressortira de cette analyse une vision apocalyptique du vivre ensemble, entre hommes et femmes, qui rejoue l’ancienne « guerre des sexes » que l’on croyait terminée.

Les relations entre les caractéristiques socioprofessionnelles, les connaissances, les représentations et les contenus d’enseignement traités en classe par les enseignants responsables d’éducation relative au VIH/SIDA en Afrique du Sud

Il est généralement admis que l’éducation constitue une des stratégies les plus efficaces pour lutter contre le VIH/SIDA et diminuer sa transmission (Gallant et Matika-Tyndale, 2004). À cet effet, plusieurs pays d’Afrique subsaharienne ont inclus des programmes d’éducation au VIH/SIDA dans leur curriculum scolaire afin de contrer l’épidémie (ADEA, 2007). Cependant, l’efficacité de ces programmes éducatifs demeure incertaine. Par exemple, les objectifs des programmes éducatifs, tels que la transmission de connaissances relatives au VIH/SIDA, ou la diminution des comportements sexuels risqués, ne sont pas toujours atteints (Matika-Tyndale, 2009; Oshi, D., Nakalema, S. et Oshi, L, 2005). Le succès d’un programme de lutte et de prévention en milieu scolaire peut être lié aux contenus d’enseignement traités en classe par les enseignants (Ahmed et al., 2009). Les contenus traités dépendent en partie des représentations et des connaissances des enseignants par rapport au(x) sujet(s) qu'ils enseignent et pour des sujets aussi délicats que le VIH/SIDA et la sexualité, cette relation est particulièrement importante. Par exemple, en Afrique du Sud, malgré l’existence d’une politique nationale sur le VIH et l’inclusion des sujets relatifs au VIH/SIDA dans le curriculum scolaire, la mise en oeuvre du programme de lutte et de prévention peut être compromise par la résistance des enseignants à parler de certains sujets controversés (Ahmed et al. 2009; Mathews et al., 2006). Notre étude, menée dans la région de Cape Town en Afrique du Sud, visait à mieux comprendre les relations entre les caractéristiques socioprofessionnelles des enseignants, leurs connaissances, leurs représentations à l’égard de l’éducation relative au VIH/SIDA et les contenus d’enseignement abordés dans le cours life-orientation dédié à l’éducation relative au VIH/SIDA. Au total, 71 enseignants du cours life-orientation provenant de 18 écoles secondaires ont participé à cette étude. Les enseignants ont rempli un questionnaire portant sur leurs caractéristiques socioprofessionnelles (âge, genre, expérience d’enseignement, niveau enseigné et expérience personnelle avec le VIH/SIDA), leurs connaissances, différentes composantes de leurs représentations (attitudes, norme sociale perçue et contrôle comportemental perçu) et les contenus d’enseignement qu’ils abordent en classe. iv Les résultats des analyses des données ainsi recueillies montrent que la norme sociale perçue est la seule composante des représentations reliée aux contenus d’enseignement abordés en classe par l’enseignant. Les attitudes des enseignants envers l’éducation relative au VIH/SIDA sont plutôt favorables, mais plusieurs d’entre eux manifestent des lacunes par rapport à leurs connaissances sur les modes de transmission et de prévention du VIH/SIDA. Par ailleurs, plusieurs croient que le manque de formation et le manque de matériel sont des obstacles à leur enseignement. Les expériences personnelles avec le VIH/SIDA sont associées à des attitudes plus positives chez les enseignants et l’expérience d’enseignement du cours life-orientation est reliée aux connaissances relatives au VIH/SIDA et au contrôle comportemental perçu de l’enseignant. Nos résultats suggèrent également que certains contenus d’enseignement spécifiques de l’éducation relative au VIH/SIDA, tel que l’utilisation des condoms, semblent être particulièrement controversés et source de malaise pour les enseignants. Nos résultats donnent également des pistes de recherches futures s’intéressant à l’amélioration de l’enseignement relatif au VIH/SIDA, notamment au sujet du besoin de formation et de matériel pédagogique supplémentaire, ainsi qu’au sujet de l’influence des membres de la société sur l’enseignement effectué en classe. Notre recherche montre également l’importance de distinguer, en recherche, les différents contenus d’enseignement, plutôt que de considérer de façon globale l’éducation relative au VIH/SIDA.

Spécifier pour mieux protéger? : l’évolution de la notion d’orientation sexuelle comme critère de discrimination au sein du droit international

Le présent travail s’interroge quant au niveau de protection offert par la structure actuelle du droit international à l’ensemble de la population LGBT en vertu des normes juridiques de non-discrimination. Il questionne par le fait même la nécessité de créer une convention internationale spécifique contre la discrimination faite en fonction de l’orientation sexuelle au sein du système onusien des droits de la personne. Afin de le déterminer, une analyse bipartite est proposée. L’évolution de la notion d’orientation sexuelle au sein du droit international de 1975 à aujourd’hui expose dans un premier temps l’applicabilité de la norme de non-discrimination à l’ensemble de la population, et ce, malgré la polarisation de la communauté internationale sur la question. Par la suite, la jurisprudence du Comité des droits de l’homme en matière d’orientation sexuelle illustre la mise sur pied d’un régime de protection des minorités sexuelles modulé par les tractations politiques présentes sur la scène internationale. Ce mémoire conclut que la protection de la population LGBT ne nécessite pas la création une convention internationale contre la discrimination faite en fonction de l’orientation sexuelle, mais plutôt l’imposition d’une garantie universellement applicable de la norme juridique de non-discrimination à tous les droits fondamentaux reconnus par le système des traités des Nations Unies.

Croissance et ensemble nodal de fonctions propres du laplacien sur des surfaces

Dans cette thèse, nous étudions les fonctions propres de l'opérateur de Laplace-Beltrami - ou simplement laplacien - sur une surface fermée, c'est-à-dire une variété riemannienne lisse, compacte et sans bord de dimension 2. Ces fonctions propres satisfont l'équation $\Delta_g \phi_\lambda + \lambda \phi_\lambda = 0$ et les valeurs propres forment une suite infinie. L'ensemble nodal d'une fonction propre du laplacien est celui de ses zéros et est d'intérêt depuis les expériences de plaques vibrantes de Chladni qui remontent au début du 19ème siècle et, plus récemment, dans le contexte de la mécanique quantique. La taille de cet ensemble nodal a été largement étudiée ces dernières années, notamment par Donnelly et Fefferman, Colding et Minicozzi, Hezari et Sogge, Mangoubi ainsi que Sogge et Zelditch. L'étude de la croissance de fonctions propres n'est pas en reste, avec entre autres les récents travaux de Donnelly et Fefferman, Sogge, Toth et Zelditch, pour ne nommer que ceux-là. Notre thèse s'inscrit dans la foulée du travail de Nazarov, Polterovich et Sodin et relie les propriétés de croissance des fonctions propres avec la taille de leur ensemble nodal dans l'asymptotique $\lambda \nearrow \infty$. Pour ce faire, nous considérons d'abord les exposants de croissance, qui mesurent la croissance locale de fonctions propres et qui sont obtenus à partir de la norme uniforme de celles-ci. Nous construisons ensuite la croissance locale moyenne d'une fonction propre en calculant la moyenne sur toute la surface de ces exposants de croissance, définis sur de petits disques de rayon comparable à la longueur d'onde. Nous montrons alors que la taille de l'ensemble nodal est contrôlée par le produit de cette croissance locale moyenne et de la fréquence $\sqrt{\lambda}$. Ce résultat permet une reformulation centrée sur les fonctions propres de la célèbre conjecture de Yau, qui prévoit que la mesure de l'ensemble nodal croît au rythme de la fréquence. Notre travail renforce également l'intuition répandue selon laquelle une fonction propre se comporte comme un polynôme de degré $\sqrt{\lambda}$. Nous généralisons ensuite nos résultats pour des exposants de croissance construits à partir de normes $L^q$. Nous sommes également amenés à étudier les fonctions appartenant au noyau d'opérateurs de Schrödinger avec petit potentiel dans le plan. Pour de telles fonctions, nous obtenons deux résultats qui relient croissance et taille de l'ensemble nodal.

Dénombrement dans les empilements apolloniens généralisés et distribution angulaire dans les extensions quadratiques imaginaires.

Cette thèse traite de deux thèmes principaux. Le premier concerne l'étude des empilements apolloniens généralisés de cercles et de sphères. Généralisations des classiques empilements apolloniens, dont l'étude remonte à la Grèce antique, ces objets s'imposent comme particulièrement attractifs en théorie des nombres. Dans cette thèse sera étudié l'ensemble des courbures (les inverses des rayons) des cercles ou sphères de tels empilements. Sous de bonnes conditions, ces courbures s'avèrent être toutes entières. Nous montrerons qu'elles vérifient un principe local-global partiel, nous compterons le nombre de cercles de courbures plus petites qu'une quantité donnée et nous nous intéresserons également à l'étude des courbures premières. Le second thème a trait à la distribution angulaire des idéaux (ou plutôt ici des nombres idéaux) des corps de nombres quadratiques imaginaires (que l'on peut voir comme la distribution des points à coordonnées entières sur des ellipses). Nous montrerons que la discrépance de l'ensemble des angles des nombres idéaux entiers de norme donnée est faible et nous nous intéresserons également au problème des écarts bornés entre les premiers d'extensions quadratiques imaginaires dans des secteurs.

Analyse de maillages surfaciques par construction et comparaison de modèles moyens et par décomposition par graphes s’appuyant sur les courbures discrètes : application à l’étude de la cornée humaine

Réalisé en cotutelle avec Aix Marseille Université.