Extensive Social Choice and the Measurement of Group Fitness in Biological Hierarchies

Extensive social choice theory is used to study the problem of measuring group fitness in a two-level biological hierarchy. Both fixed and variable group size are considered. Axioms are identified that imply that the group measure satisfies a form of consequentialism in which group fitness only depends on the viabilities and fecundities of the individuals at the lower level in the hierarchy. This kind of consequentialism can take account of the group fitness advantages of germ-soma specialization, which is not possible with an alternative social choice framework proposed by Okasha, but which is an essential feature of the index of group fitness for a multicellular organism introduced by Michod, Viossat, Solari, Hurand, and Nedelcu to analyze the unicellular-multicellular evolutionary transition. The new framework is also used to analyze the fitness decoupling between levels that takes place during an evolutionary transition.

An Eigenfunction Approach for Volatility Modeling.

In this paper, we introduce a new approach for volatility modeling in discrete and continuous time. We follow the stochastic volatility literature by assuming that the variance is a function of a state variable. However, instead of assuming that the loading function is ad hoc (e.g., exponential or affine), we assume that it is a linear combination of the eigenfunctions of the conditional expectation (resp. infinitesimal generator) operator associated to the state variable in discrete (resp. continuous) time. Special examples are the popular log-normal and square-root models where the eigenfunctions are the Hermite and Laguerre polynomials respectively. The eigenfunction approach has at least six advantages: i) it is general since any square integrable function may be written as a linear combination of the eigenfunctions; ii) the orthogonality of the eigenfunctions leads to the traditional interpretations of the linear principal components analysis; iii) the implied dynamics of the variance and squared return processes are ARMA and, hence, simple for forecasting and inference purposes; (iv) more importantly, this generates fat tails for the variance and returns processes; v) in contrast to popular models, the variance of the variance is a flexible function of the variance; vi) these models are closed under temporal aggregation.

L'évolution de la migration interrégionale au Québec (1991-2006)

Ce mémoire présente, dans une première partie, une analyse détaillée des flux migratoires entre les différentes régions administratives du Québec entre 1991 et 2006. Nous avons utilisé quelques indicateurs permettant de quantifier l’importance de ces mouvements à la fois sur la région d’origine et sur la population d’accueil. Afin de réaliser ce travail, nous avons eu recours aux matrices de flux migratoires entre les 17 régions administratives québécoises, matrices qui sont publiées par l’Institut de la Statistique du Québec à l’aide du fichier de la Régie de l’assurance-maladie du Québec (RAMQ). Les méthodes d’analyse utilisées nous ont permis de mesurer l’intensité de ces flux, leur concentration spatiale, l’orientation spatiale des émigrants, les hiérarchies des régions administratives ainsi que l’efficience des migrations interrégionales du Québec. Nous avons analysé comment les régions administratives du Québec sont affectées par la migration interrégionale. Dans une deuxième partie, nous avons porté notre attention sur la migration interrégionale en fonction de certains groupes d’âge. L’étude des migrations en fonction du groupe d’âge a permis de mieux saisir les conséquences démographiques de ces mouvements pour les régions d’origine et de destination, particulièrement en ce qui concerne la structure de la population résultant de ces flux. Finalement, dans une troisième partie, nous avons analysé les mouvements migratoires entre l’île de Montréal et les Municipalités Régionales de Comté des quatre régions qui l’entourent afin de comprendre la part de l’étalement urbain dans l’émigration des Montréalais. Les résultats obtenus nous permettent de conclure en dégageant certaines tendances. D’abord, nous avons établi que les migrations dans la province de Québec se font des régions éloignées vers les régions du centre. Ces régions gagnantes renferment ou avoisinent les grands centres urbains de la province : Québec, Montréal et Ottawa. Nous assistons donc à une redéfinition du paysage québécois : le nord se déserte, le centre a une faible croissance et la grande région de Montréal, plus particulièrement les régions en banlieue de l’île de Montréal, est en nette croissance. Ensuite, l’analyse par groupe d’âge a illustré que les régions excentrées ont très rarement des soldes positifs et que les jeunes sont très nombreux à quitter ces régions. Pour l’île de Montréal, ce sont les jeunes qui arrivent en grand nombre. Cependant, après la trentaine, les gens désertent l’île pour d’autres régions de la province. Ces départs profitent aux régions adjacentes, qui font d’énormes gains chez les jeunes travailleurs. Finalement, l’analyse des échanges migratoires entre l’île de Montréal et les MRC des quatre régions adjacentes nous a permis de constater que ces MRC sont très souvent gagnantes dans leurs échanges migratoires. Particulièrement lors de la période 2001-2006, où seulement deux territoires sont perdants dans leurs échanges migratoires avec les autres régions du système, soit l’île de Montréal et la MRC de Longueuil.

Superintégrabilité avec séparation de variables en coordonnées polaires et intégrales du mouvement d’ordre supérieur à deux

Dans cette thèse, nous proposons de nouveaux résultats de systèmes superintégrables séparables en coordonnées polaires. Dans un premier temps, nous présentons une classification complète de tous les systèmes superintégrables séparables en coordonnées polaires qui admettent une intégrale du mouvement d'ordre trois. Des potentiels s'exprimant en terme de la sixième transcendante de Painlevé et de la fonction elliptique de Weierstrass sont présentés. Ensuite, nous introduisons une famille infinie de systèmes classiques et quantiques intégrables et exactement résolubles en coordonnées polaires. Cette famille s'exprime en terme d'un paramètre k. Le spectre d'énergie et les fonctions d'onde des systèmes quantiques sont présentés. Une conjecture postulant la superintégrabilité de ces systèmes est formulée et est vérifiée pour k=1,2,3,4. L'ordre des intégrales du mouvement proposées est 2k où k ∈ ℕ. La structure algébrique de la famille de systèmes quantiques est formulée en terme d'une algèbre cachée où le nombre de générateurs dépend du paramètre k. Une généralisation quasi-exactement résoluble et intégrable de la famille de potentiels est proposée. Finalement, les trajectoires classiques de la famille de systèmes sont calculées pour tous les cas rationnels k ∈ ℚ. Celles-ci s'expriment en terme des polynômes de Chebyshev. Les courbes associées aux trajectoires sont présentées pour les premiers cas k=1, 2, 3, 4, 1/2, 1/3 et 3/2 et les trajectoires bornées sont fermées et périodiques dans l'espace des phases. Ainsi, les résultats obtenus viennent renforcer la possible véracité de la conjecture.

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.

Modèles de flammelette en combustion turbulente avec extinction et réallumage : étude asymptotique et numérique, estimation d’erreur a posteriori et modélisation adaptative

On s’intéresse ici aux erreurs de modélisation liées à l’usage de modèles de flammelette sous-maille en combustion turbulente non prémélangée. Le but de cette thèse est de développer une stratégie d’estimation d’erreur a posteriori pour déterminer le meilleur modèle parmi une hiérarchie, à un coût numérique similaire à l’utilisation de ces mêmes modèles. Dans un premier temps, une stratégie faisant appel à un estimateur basé sur les résidus pondérés est développée et testée sur un système d’équations d’advection-diffusion-réaction. Dans un deuxième temps, on teste la méthodologie d’estimation d’erreur sur un autre système d’équations, où des effets d’extinction et de réallumage sont ajoutés. Lorsqu’il n’y a pas d’advection, une analyse asymptotique rigoureuse montre l’existence de plusieurs régimes de combustion déjà observés dans les simulations numériques. Nous obtenons une approximation des paramètres de réallumage et d’extinction avec la courbe en «S», un graphe de la température maximale de la flamme en fonction du nombre de Damköhler, composée de trois branches et d’une double courbure. En ajoutant des effets advectifs, on obtient également une courbe en «S» correspondant aux régimes de combustion déjà identifiés. Nous comparons les erreurs de modélisation liées aux approximations asymptotiques dans les deux régimes stables et établissons une nouvelle hiérarchie des modèles en fonction du régime de combustion. Ces erreurs sont comparées aux estimations données par la stratégie d’estimation d’erreur. Si un seul régime stable de combustion existe, l’estimateur d’erreur l’identifie correctement ; si plus d’un régime est possible, on obtient une fac˛on systématique de choisir un régime. Pour les régimes où plus d’un modèle est approprié, la hiérarchie prédite par l’estimateur est correcte.

Identification et localisation des préoccupations fonctionnelles dans un code légataire Java

Traditionnellement, les applications orientées objets légataires intègrent différents aspects fonctionnels. Ces aspects peuvent être dispersés partout dans le code. Il existe différents types d’aspects : • des aspects qui représentent des fonctionnalités métiers ; • des aspects qui répondent à des exigences non fonctionnelles ou à d’autres considérations de conception comme la robustesse, la distribution, la sécurité, etc. Généralement, le code qui représente ces aspects chevauche plusieurs hiérarchies de classes. Plusieurs chercheurs se sont intéressés à la problématique de la modularisation de ces aspects dans le code : programmation orientée sujets, programmation orientée aspects et programmation orientée vues. Toutes ces méthodes proposent des techniques et des outils pour concevoir des applications orientées objets sous forme de composition de fragments de code qui répondent à différents aspects. La séparation des aspects dans le code a des avantages au niveau de la réutilisation et de la maintenance. Ainsi, il est important d’identifier et de localiser ces aspects dans du code légataire orienté objets. Nous nous intéressons particulièrement aux aspects fonctionnels. En supposant que le code qui répond à un aspect fonctionnel ou fonctionnalité exhibe une certaine cohésion fonctionnelle (dépendances entre les éléments), nous proposons d’identifier de telles fonctionnalités à partir du code. L’idée est d’identifier, en l’absence des paradigmes de la programmation par aspects, les techniques qui permettent l’implémentation des différents aspects fonctionnels dans un code objet. Notre approche consiste à : • identifier les techniques utilisées par les développeurs pour intégrer une fonctionnalité en l’absence des techniques orientées aspects • caractériser l’empreinte de ces techniques sur le code • et développer des outils pour identifier ces empreintes. Ainsi, nous présentons deux approches pour l’identification des fonctionnalités existantes dans du code orienté objets. La première identifie différents patrons de conception qui permettent l’intégration de ces fonctionnalités dans le code. La deuxième utilise l’analyse formelle de concepts pour identifier les fonctionnalités récurrentes dans le code. Nous expérimentons nos deux approches sur des systèmes libres orientés objets pour identifier les différentes fonctionnalités dans le code. Les résultats obtenus montrent l’efficacité de nos approches pour identifier les différentes fonctionnalités dans du code légataire orienté objets et permettent de suggérer des cas de refactorisation.

Intégration de services de raisonnement automatique basés sur les logiques de description dans les applications d’entreprise

Ce mémoire présente un patron d’architecture permettant, dans un contexte orientéobjet, l’exploitation d’objets appartenant simultanément à plusieurs hiérarchies fonctionnelles. Ce patron utilise un reasoner basé sur les logiques de description (web sémantique) pour procéder à la classification des objets dans les hiérarchies. La création des objets est simplifiée par l’utilisation d’un ORM (Object Relational Mapper). Ce patron permet l’utilisation effective du raisonnement automatique dans un contexte d’applications d’entreprise. Les concepts requis pour la compréhension du patron et des outils sont présentés. Les conditions d’utilisation du patron sont discutées ainsi que certaines pistes de recherche pour les élargir. Un prototype appliquant le patron dans un cas simple est présenté. Une méthodologie accompagne le patron. Finalement, d’autres utilisations potentielles des logiques de description dans le même contexte sont discutées.

Mobilités de travail et (re)construction des rapports sociaux au sein d’une communauté Hmong de Chine (province du Guizhou)

La mobilité rurale-urbaine est sans contredit l’un des phénomènes les plus marquants que la Chine a connus depuis ses réformes des années 1980. D’une ampleur colossale, elle a constitué un fondement essentiel de sa transition et de son développement économiques. Or, si l’impact social de cette mobilité a été abondamment étudié dans les villes où séjournent les paysans, il demeure peu connu dans leur communauté d’origine, et encore moins en contexte de « nationalité minoritaire ». Reposant sur une enquête de terrain de plus d’une année, cette thèse en géographie sociale examine la (re)construction sociale dans une communauté rurale et minoritaire (c.àd. Hmong ou Miao) de Chine en lien avec le phénomène de la mobilité de travail. D’une intensité croissante, la pratique de la mobilité de travail par les membres de cette communauté est double. Les migrants sont soit des herboristes ambulants dans les villes de l’espace régional, soit des travailleurs salariés dans les villes orientales du pays. L’utilisation d’une approche du changement social intégrant les sphères du réel et de l’imagination et prenant en compte les dimensions territoriale et économique du phénomène migratoire est originale. De même, l’importance égale portée aux discours et aux actions des migrants et des non-migrants dans le processus de transformation sociale se veut novatrice. Dans ses résultats, cette thèse fait état, premièrement, d’une refonte des logiques territoriales et économiques de la communauté étudiée sous l’effet du phénomène migratoire. De toute évidence, les fondements géographiques de son territoire se sont récemment complexifiés et multipliés. Désormais, une variété de lieux, de frontières, de réseaux sociaux et d’échelles se dessine dans les configurations territoriales de ses membres. Les implications économiques sont tout aussi patentes. Outre la forte dominance des transferts d’argent des migrants dans les budgets familiaux, les questions du développement et des inégalités aux différentes échelles de la communauté renvoient aujourd’hui essentiellement au fait migratoire. Deuxièmement, cette thèse montre la forte empreinte laissée par la mobilité dans la sphère sociale. Nécessitant soutien aux extrémités de leur parcours, les migrants sollicitent de plus en plus l’aide de leurs réseaux lignagers, claniques, villageois et matrilinéaires. Et dans ce processus, il n’est pas rare qu’ils enfreignent consciemment les principes hiérarchiques traditionnels de leurs rapports familiaux. Aussi, au travers de la mobilité, des groupes longtemps marginalisés, tels les femmes et les jeunes adultes, ont acquis estime, autonomie et pouvoir décisionnel. Parallèlement, l’ordre social s’est bouleversé. Ce n’est plus le volume de la production agricole, mais le nombre de travailleurs migrants qui détermine aujourd’hui les différentes classes sociales de la communauté. Finalement, dans le contexte plus large des populations rurales et minoritaires de Chine et du Massif sud-est asiatique, cette thèse fait ressortir l’importance d’aborder la question de l’impact social de la mobilité au-delà des paradigmes de la modernisation et de l’intégration. Contrairement à la plupart des écrits touchant à cette question, il ne suffit pas de porter le regard sur l’influence que les urbains et leur mode de vie soi-disant moderne exercent sur les migrants. Il est également nécessaire de reconnaître les capacités d’initiative et d’innovation sociale des membres de ces populations, migrants et non-migrants. Mais aussi, cette recherche démontre que la question identitaire se doit d’être prise en compte. Les sentiments de marginalité et de subordination demeurent vivaces au travers du phénomène migratoire. Et de tels sentiments semblent se traduire, le plus souvent, par un renforcement des liens sociaux et intracommunautaires au sein même de ces populations minoritaires.

La poétique du rire dans Le Roman comique de Scarron

Cette étude se fixe un triple objectif. Il s’agira d’abord de décrire les représentations textuelles du rire dans Le Roman comique de Scarron, en établissant d’une part les conditions de possibilité du comique et, d’autre part, en montrant la dette qu’a contractée le genre de l’histoire comique du XVIIe siècle auprès de la poétique de la comédie classique. Nous préciserons ensuite la nature et le sens à donner aux stratégies dramaturgiques mises en œuvre par Scarron pour rendre compte de l’humanité comique, tantôt disqualifiée, toujours remise en question. Nous mettrons enfin en évidence l’originalité de la structure du roman de Scarron qui accueille contradictoirement des esthétiques ennemies. Expérience de l’insubordination et affirmation d’une conscience critique, le rire de Scarron, en même temps qu’il brouille les hiérarchies culturelles, littéraires et idéologiques de l’âge classique, induit une rhétorique de la lecture comique et délivre une vision sceptique du monde. Innervée par ce rire protéiforme et ambivalent, notre étude propose donc une interprétation globale du roman scarronien à partir de l’analyse détaillée de sa poétique.

Modélisation procédurale de mondes virtuels par pavage d'occultation

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Savoirs d’expérience et savoirs professionnels : un projet expérimental dans le champ de la santé mentale

Cette thèse est une réflexion d’épistémologie sociale sur la construction des savoirs professionnels et expérientiels portant sur les problèmes de santé mentale ainsi qu’une exploration de leurs rapports à partir d’un projet de recherche montréalais. Ce projet fédéral de recherche et de démonstration visait à évaluer l’impact de l’approche Logement d’abord auprès de personnes avec des problèmes de santé mentale en situation d’itinérance. À Montréal, des pairs, avec une expérience vécue des réalités de la santé mentale et de l’itinérance, ont été impliqués dans le projet de recherche aux côtés d’intervenants, de gestionnaires et de chercheurs. Au fil des mois, leur présence a eu des effets contrastés, contribuant parfois à renforcer les barrières entre les savoirs et les hiérarchies professionnelles en présence dans le projet, et, à d’autres occasions, à les surmonter et entrer dans un processus de co-production de nouveaux savoirs et pratiques. L’analyse des rapports entre les savoirs en présence dans le projet souligne leur caractère complémentaire dans l’intervention publique dans le domaine des services sociaux et de la santé et les forces de l’approche expérimentale mise en oeuvre. La thèse offre également une contribution à la littérature sur la participation citoyenne en proposant une réflexion sur la capacité des citoyens à transformer les institutions publiques. Les données analysées sont issues d’un terrain de deux ans mêlant observations de la participation des pairs et une cinquantaine d’entretiens individuels et collectifs réalisés auprès de pairs aidants, intervenants, chefs d’équipe, psychiatres, gestionnaires et chercheurs.

Advances in scaling deep learning algorithms

Les algorithmes d'apprentissage profond forment un nouvel ensemble de méthodes puissantes pour l'apprentissage automatique. L'idée est de combiner des couches de facteurs latents en hierarchies. Cela requiert souvent un coût computationel plus elevé et augmente aussi le nombre de paramètres du modèle. Ainsi, l'utilisation de ces méthodes sur des problèmes à plus grande échelle demande de réduire leur coût et aussi d'améliorer leur régularisation et leur optimization. Cette thèse adresse cette question sur ces trois perspectives. Nous étudions tout d'abord le problème de réduire le coût de certains algorithmes profonds. Nous proposons deux méthodes pour entrainer des machines de Boltzmann restreintes et des auto-encodeurs débruitants sur des distributions sparses à haute dimension. Ceci est important pour l'application de ces algorithmes pour le traitement de langues naturelles. Ces deux méthodes (Dauphin et al., 2011; Dauphin and Bengio, 2013) utilisent l'échantillonage par importance pour échantilloner l'objectif de ces modèles. Nous observons que cela réduit significativement le temps d'entrainement. L'accéleration atteint 2 ordres de magnitude sur plusieurs bancs d'essai. Deuxièmement, nous introduisont un puissant régularisateur pour les méthodes profondes. Les résultats expérimentaux démontrent qu'un bon régularisateur est crucial pour obtenir de bonnes performances avec des gros réseaux (Hinton et al., 2012). Dans Rifai et al. (2011), nous proposons un nouveau régularisateur qui combine l'apprentissage non-supervisé et la propagation de tangente (Simard et al., 1992). Cette méthode exploite des principes géometriques et permit au moment de la publication d'atteindre des résultats à l'état de l'art. Finalement, nous considérons le problème d'optimiser des surfaces non-convexes à haute dimensionalité comme celle des réseaux de neurones. Tradionellement, l'abondance de minimum locaux était considéré comme la principale difficulté dans ces problèmes. Dans Dauphin et al. (2014a) nous argumentons à partir de résultats en statistique physique, de la théorie des matrices aléatoires, de la théorie des réseaux de neurones et à partir de résultats expérimentaux qu'une difficulté plus profonde provient de la prolifération de points-selle. Dans ce papier nous proposons aussi une nouvelle méthode pour l'optimisation non-convexe.

Identification et regroupement de QTL influençant la pression artérielle en modules épistatiques et analyse de deux gènes candidats chez la souche Dahl Salt-Sensitive

L’hypertension essentielle étant un facteur majeur de morbidité, la compréhension de son l’étiologie est prépondérante. Ainsi, la découverte de nouvelles composantes ou mécanismes de régulation de la PA par l’identification de QTL et l’étude de leurs interactions s’avère une approche prometteuse. L’utilisation de souches congéniques de rats pour l’étude de l’hypertension est une stratégie payante puisqu’elle permet de masquer les effets de l’environnement, tout en gardant le caractère polygénique de la PA. Longtemps conçu comme un trait issu de l’accumulation des effets minimes des QTL, la PA est régulée par une architecture basée sur l’existence d’interactions épistatiques. L’analyse par paires de QTL individuels a permis d’établir une modularité dans l’organisation des QTL chez le rat Dahl Salt-sensitive en fonction de la présence ou de l’absence d’une interaction épistatique entre eux. Ainsi, deux modules épistatiques ont été établis; EM1 et EM2 où tous les QTL appartenant à EM1 sont épistatiques entre eux et agissent de façon additive avec les membres de EM2. Des hiérarchies dans la régulation peuvent alors être révélées si les QTL d’un même EM ont des effets opposés. L’identification de la nature moléculaire des candidats C18QTL4/Hdhd2 et C18QTL3/Tcof1, membres du EM1, et de l’interaction épistatique entre ces deux QTL, a permis, en plus, d’élucider une régulation séquentielle au sein du module. Hdhd2 pourrait agir en amont de Tcof1 et réguler ce dernier par une modification post-traductionnelle. Cette interaction est la première évidence expérimentale de la prédiction des relations entre QTL, phénomène établi par leur modularisation. Le dévoilement du fonctionnement de l’architecture génétique à la base du contrôle de la PA et la découverte des gènes responsables des QTL permettrait d’élargir les cibles thérapeutiques et donc de développer des traitements antihypertenseurs plus efficaces.

Grito vagabundo : el exilio como alegoría de un trauma histórico en tres novelas latino-canadienses

Cette thèse étudie la façon dont trois romans latino-canadiens utilisent le trope de l’exil comme allégorie d’un trauma historique qui comprend plus que l’expérience individuelle de ses protagonistes : la transition forcée de l’État vers le Marché en Amérique latine effectuée par les dictatures. Cobro revertido (1992) de José Leandro Urbina; Le pavillon des miroirs (1994) Sergio Kokis; et Rojo, amarillo y verde (2003) de Alejandro Saravia, explorent divers aspects de ce processus à travers les exercices de mémoire de leurs personnages. L’exil oblige les protagonistes de ces oeuvres à se confronter aux limites des structures sémiotiques par lesquelles ils essaient de donner un fondement idéologique à leur existence sociale. Ils découvrent ainsi qu’il n’est pas possible de reproduire des hiérarchies, des valeurs, ni des relations de pouvoir de leur pays d’origine dans leur pays d’accueil, non seulement à cause des différences culturelles, mais aussi à cause d’un changement historique qui concerne la relation du sujet avec la collectivité et le territoire. Ces œuvres abordent l’expérience de ce changement par un dialogue avec différents genres littéraires comme le roman de fondation, la méta-fiction historique du Boom, le roman de formation et le testimonio, mis en relation avec divers moments historiques, de la période nationale-populaire aux transitions, en passant par les dictatures. Cela permet aux auteurs de réfléchir aux mécanismes narratifs que plusieurs œuvres latino-américaines du XXème siècle ont utilisé pour construire et naturaliser des subjectivités favorables aux projets hégémoniques des États nationaux. Ces exercices méta-narratifs comprennent le rôle de l’écriture comme support privilégié pour l’articulation d’une identité avec le type de communauté imaginaire qu’est la nation. Ils servent aussi à signaler les limites de l’écriture dans le moment actuel du développement technologique des médias et de l’expansion du capitalisme transnational. Ainsi, les auteurs de ces œuvres cherchent d’autres formes de représentation pour rendre visibles les traces d’autres histoires qui n’ont pas pu être incorporées dans le discours historique officiel.