Contribution to the Development of the LHCb Vertex Locator Readout Electronics

L'expérience LHCb sera installée sur le futur accélérateur LHC du CERN. LHCb est un spectromètre à un bras consacré aux mesures de précision de la violation CP et à l'étude des désintégrations rares des particules qui contiennent un quark b. Actuellement LHCb se trouve dans la phase finale de recherche et développement et de conception. La construction a déjà commencé pour l'aimant et les calorimètres. Dans le Modèle Standard, la violation CP est causée par une phase complexe dans la matrice 3x3 CKM (Cabibbo-Kobayashi-Maskawa) de mélange des quarks. L'expérience LHCb compte utiliser les mesons B pour tester l'unitarité de cette matrice, en mesurant de diverses manières indépendantes tous les angles et côtés du "triangle d'unitarité". Cela permettra de surdéterminer le modèle et, peut-être, de mettre en évidence des incohérences qui seraient le signal de l'existence d'une physique au-delà du Modèle Standard. La reconstruction du vertex de désintégration des particules est une condition fondamentale pour l'expérience LHCb. La présence d'un vertex secondaire déplacé est une signature de la désintégration de particules avec un quark b. Cette signature est utilisée dans le trigger topologique du LHCb. Le Vertex Locator (VeLo) doit fournir des mesures précises de coordonnées de passage des traces près de la région d'interaction. Ces points sont ensuite utilisés pour reconstruire les trajectoires des particules et l'identification des vertices secondaires et la mesure des temps de vie des hadrons avec quark b. L'électronique du VeLo est une partie essentielle du système d'acquisition de données et doit se conformer aux spécifications de l'électronique de LHCb. La conception des circuits doit maximiser le rapport signal/bruit pour obtenir la meilleure performance de reconstruction des traces dans le détecteur. L'électronique, conçue en parallèle avec le développement du détecteur de silicium, a parcouru plusieurs phases de "prototyping" décrites dans cette thèse.<br/><br/>The LHCb experiment is being built at the future LHC accelerator at CERN. It is a forward single-arm spectrometer dedicated to precision measurements of CP violation and rare decays in the b quark sector. Presently it is finishing its R&D and final design stage. The construction already started for the magnet and calorimeters. In the Standard Model, CP violation arises via the complex phase of the 3 x 3 CKM (Cabibbo-Kobayashi-Maskawa) quark mixing matrix. The LHCb experiment will test the unitarity of this matrix by measuring in several theoretically unrelated ways all angles and sides of the so-called "unitary triangle". This will allow to over-constrain the model and - hopefully - to exhibit inconsistencies which will be a signal of physics beyond the Standard Model. The Vertex reconstruction is a fundamental requirement for the LHCb experiment. Displaced secondary vertices are a distinctive feature of b-hadron decays. This signature is used in the LHCb topology trigger. The Vertex Locator (VeLo) has to provide precise measurements of track coordinates close to the interaction region. These are used to reconstruct production and decay vertices of beauty-hadrons and to provide accurate measurements of their decay lifetimes. The Vertex Locator electronics is an essential part of the data acquisition system and must conform to the overall LHCb electronics specification. The design of the electronics must maximise the signal to noise ratio in order to achieve the best tracking reconstruction performance in the detector. The electronics is being designed in parallel with the silicon detector development and went trough several prototyping phases, which are described in this thesis.

Théorie bayesienne de la décision statistique et mesure de la radioactivité

L'objet de ce travail est l'évaluation de l'activité de radionucléides présents à l'état de traces, par exemple dans l'environnement. Lorsque les mesures sont de courte durée, ou si les sources sont peu actives, l'analyse statistique standard ne donne plus une estimation fiable de l'activité et de son incertitude. L'introduction du concept bayesien d'a priori permet de modéliser l'information à disposition de l'observateur avant qu'il effectue la mesure. Cette information conduit à une estimation plus cohérente des grandeurs physiques recherchées. Le cadre de la théorie est tout d'abord présenté, définissant les concepts d'état, d'observation et de décision. La mesure physique est traduite par un modèle statistique qui est une probabilité de transition des états vers les observations. L'information de Fisher et celle de Shannon-Kullback sont introduites dans le but d'obtenir les a priori nécessaires au théorème de Bayes. Les modèles propres à la mesure de la radioactivité sont ensuite traités. Si l'on peut considérer l'activité comme constante, le modèle est celui de Poisson et conduit à des a priori de type gamma. Pour les grandes activités, ces deux lois se rapprochent des gaussiennes et l'on retrouve l'analyse statistique classique. Lorsque la décroissance du nombre de noyaux n'est plus négligeable, ou lors de l'évaluation de certains temps d'attente, d'autres modèles sont développés. Quelques applications sont présentées ensuite, notamment une définition cohérente des intervalles de confiance et l'estimation de l'activité de radionucléides à schéma complexe par spectrométrie gamma, où l'obtention de tout un spectre permet une analyse multidimensionnelle. Le paradigme bayesien conduit à une répartition complète et globale pour l'état du système physique mesuré. L'observateur obtient ainsi la meilleure estimation possible de l'état basée sur son modèle d'expérience et l'information préalable en sa possession.

Development of a 3D very high-resolution seismic reflection system for lacustrine settings - a case study over a thrust fault zone in Lake Geneva

Un système efficace de sismique tridimensionnelle (3-D) haute-résolution adapté à des cibles lacustres de petite échelle a été développé. Dans le Lac Léman, près de la ville de Lausanne, en Suisse, des investigations récentes en deux dimension (2-D) ont mis en évidence une zone de faille complexe qui a été choisie pour tester notre système. Les structures observées incluent une couche mince (<40 m) de sédiments quaternaires sub-horizontaux, discordants sur des couches tertiaires de molasse pentées vers le sud-est. On observe aussi la zone de faille de « La Paudèze » qui sépare les unités de la Molasse du Plateau de la Molasse Subalpine. Deux campagnes 3-D complètes, d?environ d?un kilomètre carré, ont été réalisées sur ce site de test. La campagne pilote (campagne I), effectuée en 1999 pendant 8 jours, a couvert 80 profils en utilisant une seule flûte. Pendant la campagne II (9 jours en 2001), le nouveau système trois-flûtes, bien paramétrés pour notre objectif, a permis l?acquisition de données de très haute qualité sur 180 lignes CMP. Les améliorations principales incluent un système de navigation et de déclenchement de tirs grâce à un nouveau logiciel. Celui-ci comprend un contrôle qualité de la navigation du bateau en temps réel utilisant un GPS différentiel (dGPS) à bord et une station de référence près du bord du lac. De cette façon, les tirs peuvent être déclenchés tous les 5 mètres avec une erreur maximale non-cumulative de 25 centimètres. Tandis que pour la campagne I la position des récepteurs de la flûte 48-traces a dû être déduite à partir des positions du bateau, pour la campagne II elle ont pu être calculées précisément (erreur <20 cm) grâce aux trois antennes dGPS supplémentaires placées sur des flotteurs attachés à l?extrémité de chaque flûte 24-traces. Il est maintenant possible de déterminer la dérive éventuelle de l?extrémité des flûtes (75 m) causée par des courants latéraux ou de petites variations de trajet du bateau. De plus, la construction de deux bras télescopiques maintenant les trois flûtes à une distance de 7.5 m les uns des autres, qui est la même distance que celle entre les lignes naviguées de la campagne II. En combinaison avec un espacement de récepteurs de 2.5 m, la dimension de chaque «bin» de données 3-D de la campagne II est de 1.25 m en ligne et 3.75 m latéralement. L?espacement plus grand en direction « in-line » par rapport à la direction «cross-line» est justifié par l?orientation structurale de la zone de faille perpendiculaire à la direction «in-line». L?incertitude sur la navigation et le positionnement pendant la campagne I et le «binning» imprécis qui en résulte, se retrouve dans les données sous forme d?une certaine discontinuité des réflecteurs. L?utilisation d?un canon à air à doublechambre (qui permet d?atténuer l?effet bulle) a pu réduire l?aliasing observé dans les sections migrées en 3-D. Celui-ci était dû à la combinaison du contenu relativement haute fréquence (<2000 Hz) du canon à eau (utilisé à 140 bars et à 0.3 m de profondeur) et d?un pas d?échantillonnage latéral insuffisant. Le Mini G.I 15/15 a été utilisé à 80 bars et à 1 m de profondeur, est mieux adapté à la complexité de la cible, une zone faillée ayant des réflecteurs pentés jusqu?à 30°. Bien que ses fréquences ne dépassent pas les 650 Hz, cette source combine une pénétration du signal non-aliasé jusqu?à 300 m dans le sol (par rapport au 145 m pour le canon à eau) pour une résolution verticale maximale de 1.1 m. Tandis que la campagne I a été acquise par groupes de plusieurs lignes de directions alternées, l?optimisation du temps d?acquisition du nouveau système à trois flûtes permet l?acquisition en géométrie parallèle, ce qui est préférable lorsqu?on utilise une configuration asymétrique (une source et un dispositif de récepteurs). Si on ne procède pas ainsi, les stacks sont différents selon la direction. Toutefois, la configuration de flûtes, plus courtes que pour la compagne I, a réduit la couverture nominale, la ramenant de 12 à 6. Une séquence classique de traitement 3-D a été adaptée à l?échantillonnage à haute fréquence et elle a été complétée par deux programmes qui transforment le format non-conventionnel de nos données de navigation en un format standard de l?industrie. Dans l?ordre, le traitement comprend l?incorporation de la géométrie, suivi de l?édition des traces, de l?harmonisation des «bins» (pour compenser l?inhomogénéité de la couverture due à la dérive du bateau et de la flûte), de la correction de la divergence sphérique, du filtrage passe-bande, de l?analyse de vitesse, de la correction DMO en 3-D, du stack et enfin de la migration 3-D en temps. D?analyses de vitesse détaillées ont été effectuées sur les données de couverture 12, une ligne sur deux et tous les 50 CMP, soit un nombre total de 600 spectres de semblance. Selon cette analyse, les vitesses d?intervalles varient de 1450-1650 m/s dans les sédiments non-consolidés et de 1650-3000 m/s dans les sédiments consolidés. Le fait que l?on puisse interpréter plusieurs horizons et surfaces de faille dans le cube, montre le potentiel de cette technique pour une interprétation tectonique et géologique à petite échelle en trois dimensions. On distingue cinq faciès sismiques principaux et leurs géométries 3-D détaillées sur des sections verticales et horizontales: les sédiments lacustres (Holocène), les sédiments glacio-lacustres (Pléistocène), la Molasse du Plateau, la Molasse Subalpine de la zone de faille (chevauchement) et la Molasse Subalpine au sud de cette zone. Les couches de la Molasse du Plateau et de la Molasse Subalpine ont respectivement un pendage de ~8° et ~20°. La zone de faille comprend de nombreuses structures très déformées de pendage d?environ 30°. Des tests préliminaires avec un algorithme de migration 3-D en profondeur avant sommation et à amplitudes préservées démontrent que la qualité excellente des données de la campagne II permet l?application de telles techniques à des campagnes haute-résolution. La méthode de sismique marine 3-D était utilisée jusqu?à présent quasi-exclusivement par l?industrie pétrolière. Son adaptation à une échelle plus petite géographiquement mais aussi financièrement a ouvert la voie d?appliquer cette technique à des objectifs d?environnement et du génie civil.<br/><br/>An efficient high-resolution three-dimensional (3-D) seismic reflection system for small-scale targets in lacustrine settings was developed. In Lake Geneva, near the city of Lausanne, Switzerland, past high-resolution two-dimensional (2-D) investigations revealed a complex fault zone (the Paudèze thrust zone), which was subsequently chosen for testing our system. Observed structures include a thin (<40 m) layer of subhorizontal Quaternary sediments that unconformably overlie southeast-dipping Tertiary Molasse beds and the Paudèze thrust zone, which separates Plateau and Subalpine Molasse units. Two complete 3-D surveys have been conducted over this same test site, covering an area of about 1 km2. In 1999, a pilot survey (Survey I), comprising 80 profiles, was carried out in 8 days with a single-streamer configuration. In 2001, a second survey (Survey II) used a newly developed three-streamer system with optimized design parameters, which provided an exceptionally high-quality data set of 180 common midpoint (CMP) lines in 9 days. The main improvements include a navigation and shot-triggering system with in-house navigation software that automatically fires the gun in combination with real-time control on navigation quality using differential GPS (dGPS) onboard and a reference base near the lake shore. Shots were triggered at 5-m intervals with a maximum non-cumulative error of 25 cm. Whereas the single 48-channel streamer system of Survey I requires extrapolation of receiver positions from the boat position, for Survey II they could be accurately calculated (error <20 cm) with the aid of three additional dGPS antennas mounted on rafts attached to the end of each of the 24- channel streamers. Towed at a distance of 75 m behind the vessel, they allow the determination of feathering due to cross-line currents or small course variations. Furthermore, two retractable booms hold the three streamers at a distance of 7.5 m from each other, which is the same distance as the sail line interval for Survey I. With a receiver spacing of 2.5 m, the bin dimension of the 3-D data of Survey II is 1.25 m in in-line direction and 3.75 m in cross-line direction. The greater cross-line versus in-line spacing is justified by the known structural trend of the fault zone perpendicular to the in-line direction. The data from Survey I showed some reflection discontinuity as a result of insufficiently accurate navigation and positioning and subsequent binning errors. Observed aliasing in the 3-D migration was due to insufficient lateral sampling combined with the relatively high frequency (<2000 Hz) content of the water gun source (operated at 140 bars and 0.3 m depth). These results motivated the use of a double-chamber bubble-canceling air gun for Survey II. A 15 / 15 Mini G.I air gun operated at 80 bars and 1 m depth, proved to be better adapted for imaging the complexly faulted target area, which has reflectors dipping up to 30°. Although its frequencies do not exceed 650 Hz, this air gun combines a penetration of non-aliased signal to depths of 300 m below the water bottom (versus 145 m for the water gun) with a maximum vertical resolution of 1.1 m. While Survey I was shot in patches of alternating directions, the optimized surveying time of the new threestreamer system allowed acquisition in parallel geometry, which is preferable when using an asymmetric configuration (single source and receiver array). Otherwise, resulting stacks are different for the opposite directions. However, the shorter streamer configuration of Survey II reduced the nominal fold from 12 to 6. A 3-D conventional processing flow was adapted to the high sampling rates and was complemented by two computer programs that format the unconventional navigation data to industry standards. Processing included trace editing, geometry assignment, bin harmonization (to compensate for uneven fold due to boat/streamer drift), spherical divergence correction, bandpass filtering, velocity analysis, 3-D DMO correction, stack and 3-D time migration. A detailed semblance velocity analysis was performed on the 12-fold data set for every second in-line and every 50th CMP, i.e. on a total of 600 spectra. According to this velocity analysis, interval velocities range from 1450-1650 m/s for the unconsolidated sediments and from 1650-3000 m/s for the consolidated sediments. Delineation of several horizons and fault surfaces reveal the potential for small-scale geologic and tectonic interpretation in three dimensions. Five major seismic facies and their detailed 3-D geometries can be distinguished in vertical and horizontal sections: lacustrine sediments (Holocene) , glaciolacustrine sediments (Pleistocene), Plateau Molasse, Subalpine Molasse and its thrust fault zone. Dips of beds within Plateau and Subalpine Molasse are ~8° and ~20°, respectively. Within the fault zone, many highly deformed structures with dips around 30° are visible. Preliminary tests with 3-D preserved-amplitude prestack depth migration demonstrate that the excellent data quality of Survey II allows application of such sophisticated techniques even to high-resolution seismic surveys. In general, the adaptation of the 3-D marine seismic reflection method, which to date has almost exclusively been used by the oil exploration industry, to a smaller geographical as well as financial scale has helped pave the way for applying this technique to environmental and engineering purposes.<br/><br/>La sismique réflexion est une méthode d?investigation du sous-sol avec un très grand pouvoir de résolution. Elle consiste à envoyer des vibrations dans le sol et à recueillir les ondes qui se réfléchissent sur les discontinuités géologiques à différentes profondeurs et remontent ensuite à la surface où elles sont enregistrées. Les signaux ainsi recueillis donnent non seulement des informations sur la nature des couches en présence et leur géométrie, mais ils permettent aussi de faire une interprétation géologique du sous-sol. Par exemple, dans le cas de roches sédimentaires, les profils de sismique réflexion permettent de déterminer leur mode de dépôt, leurs éventuelles déformations ou cassures et donc leur histoire tectonique. La sismique réflexion est la méthode principale de l?exploration pétrolière. Pendant longtemps on a réalisé des profils de sismique réflexion le long de profils qui fournissent une image du sous-sol en deux dimensions. Les images ainsi obtenues ne sont que partiellement exactes, puisqu?elles ne tiennent pas compte de l?aspect tridimensionnel des structures géologiques. Depuis quelques dizaines d?années, la sismique en trois dimensions (3-D) a apporté un souffle nouveau à l?étude du sous-sol. Si elle est aujourd?hui parfaitement maîtrisée pour l?imagerie des grandes structures géologiques tant dans le domaine terrestre que le domaine océanique, son adaptation à l?échelle lacustre ou fluviale n?a encore fait l?objet que de rares études. Ce travail de thèse a consisté à développer un système d?acquisition sismique similaire à celui utilisé pour la prospection pétrolière en mer, mais adapté aux lacs. Il est donc de dimension moindre, de mise en oeuvre plus légère et surtout d?une résolution des images finales beaucoup plus élevée. Alors que l?industrie pétrolière se limite souvent à une résolution de l?ordre de la dizaine de mètres, l?instrument qui a été mis au point dans le cadre de ce travail permet de voir des détails de l?ordre du mètre. Le nouveau système repose sur la possibilité d?enregistrer simultanément les réflexions sismiques sur trois câbles sismiques (ou flûtes) de 24 traces chacun. Pour obtenir des données 3-D, il est essentiel de positionner les instruments sur l?eau (source et récepteurs des ondes sismiques) avec une grande précision. Un logiciel a été spécialement développé pour le contrôle de la navigation et le déclenchement des tirs de la source sismique en utilisant des récepteurs GPS différentiel (dGPS) sur le bateau et à l?extrémité de chaque flûte. Ceci permet de positionner les instruments avec une précision de l?ordre de 20 cm. Pour tester notre système, nous avons choisi une zone sur le Lac Léman, près de la ville de Lausanne, où passe la faille de « La Paudèze » qui sépare les unités de la Molasse du Plateau et de la Molasse Subalpine. Deux campagnes de mesures de sismique 3-D y ont été réalisées sur une zone d?environ 1 km2. Les enregistrements sismiques ont ensuite été traités pour les transformer en images interprétables. Nous avons appliqué une séquence de traitement 3-D spécialement adaptée à nos données, notamment en ce qui concerne le positionnement. Après traitement, les données font apparaître différents faciès sismiques principaux correspondant notamment aux sédiments lacustres (Holocène), aux sédiments glacio-lacustres (Pléistocène), à la Molasse du Plateau, à la Molasse Subalpine de la zone de faille et la Molasse Subalpine au sud de cette zone. La géométrie 3-D détaillée des failles est visible sur les sections sismiques verticales et horizontales. L?excellente qualité des données et l?interprétation de plusieurs horizons et surfaces de faille montrent le potentiel de cette technique pour les investigations à petite échelle en trois dimensions ce qui ouvre des voies à son application dans les domaines de l?environnement et du génie civil.

Le principe de Locard est-il scientifique ? Ou analyse de la scientificité des principes fondamentaux de la criminalistique

Constatant que la jurisprudence américaine impose de questionner non plus seulement la méthodologie mais les principes mêmes qui gouvernent un corps de connaissance qualifié de scientifique, la criminalistique peut-elle prétendre à ce statut supérieur devant les tribunaux, ou doit-elle être considérée comme métaphysique sur la base de ses posits fondamentaux de Locard (principe d'échange de traces) et de Kirk (principe d'individualité) ? Une analyse historique et philosophique apprécie la pertinence des épistémologies logiques à reconnaître une science, et propose une démarche néo-expérimentaliste innovante pour le principe de Locard. L'analyse des résultats de quatre brigades de recherches départementales françaises (BRD), du Groupe des techniciens en investigations criminelles (GTIC) et du service d'identité judiciaire vaudois (SIJ VD) permettent de constater la potentialité du principe d'échange de traces, et d'en proposer des voies de maximalisation, préalable à un questionnement pertinent sur la nature scientifique de ce principe par la réfutation poppérienne.

Single-trial multisensory memories affect later auditory and visual object discrimination.

Multisensory memory traces established via single-trial exposures can impact subsequent visual object recognition. This impact appears to depend on the meaningfulness of the initial multisensory pairing, implying that multisensory exposures establish distinct object representations that are accessible during later unisensory processing. Multisensory contexts may be particularly effective in influencing auditory discrimination, given the purportedly inferior recognition memory in this sensory modality. The possibility of this generalization and the equivalence of effects when memory discrimination was being performed in the visual vs. auditory modality were at the focus of this study. First, we demonstrate that visual object discrimination is affected by the context of prior multisensory encounters, replicating and extending previous findings by controlling for the probability of multisensory contexts during initial as well as repeated object presentations. Second, we provide the first evidence that single-trial multisensory memories impact subsequent auditory object discrimination. Auditory object discrimination was enhanced when initial presentations entailed semantically congruent multisensory pairs and was impaired after semantically incongruent multisensory encounters, compared to sounds that had been encountered only in a unisensory manner. Third, the impact of single-trial multisensory memories upon unisensory object discrimination was greater when the task was performed in the auditory vs. visual modality. Fourth, there was no evidence for correlation between effects of past multisensory experiences on visual and auditory processing, suggestive of largely independent object processing mechanisms between modalities. We discuss these findings in terms of the conceptual short term memory (CSTM) model and predictive coding. Our results suggest differential recruitment and modulation of conceptual memory networks according to the sensory task at hand.

Des faux documents d'identité au renseignement forensique : développement d'une approche systématique et transversale du traitement de la donnée forensique à des fins de renseignement criminel

La fabrication, la distribution et l'usage de fausses pièces d'identité constituent une menace pour la sécurité autant publique que privée. Ces faux documents représentent en effet un catalyseur pour une multitude de formes de criminalité, des plus anodines aux formes les plus graves et organisées. La dimension, la complexité, la faible visibilité, ainsi que les caractères répétitif et évolutif de la fraude aux documents d'identité appellent des réponses nouvelles qui vont au-delà d'une approche traditionnelle au cas par cas ou de la stratégie du tout technologique dont la perspective historique révèle l'échec. Ces nouvelles réponses passent par un renforcement de la capacité de comprendre les problèmes criminels que posent la fraude aux documents d'identité et les phénomènes qui l'animent. Cette compréhension est tout bonnement nécessaire pour permettre d'imaginer, d'évaluer et de décider les solutions et mesures les plus appropriées. Elle requière de développer les capacités d'analyse et la fonction de renseignement criminel qui fondent en particulier les modèles d'action de sécurité les plus récents, tels que l'intelligence-led policing ou le problem-oriented policing par exemple. Dans ce contexte, le travail doctoral adopte une position originale en postulant que les fausses pièces d'identité se conçoivent utilement comme la trace matérielle ou le vestige résultant de l'activité de fabrication ou d'altération d'un document d'identité menée par les faussaires. Sur la base de ce postulat fondamental, il est avancé que l'exploitation scientifique, méthodique et systématique de ces traces au travers d'un processus de renseignement forensique permet de générer des connaissances phénoménologiques sur les formes de criminalité qui fabriquent, diffusent ou utilisent les fausses pièces d'identité, connaissances qui s'intègrent et se mettent avantageusement au service du renseignement criminel. A l'appui de l'épreuve de cette thèse de départ et de l'étude plus générale du renseignement forensique, le travail doctoral propose des définitions et des modèles. Il décrit des nouvelles méthodes de profilage et initie la constitution d'un catalogue de formes d'analyses. Il recourt également à des expérimentations et des études de cas. Les résultats obtenus démontrent que le traitement systématique de la donnée forensique apporte une contribution utile et pertinente pour le renseignement criminel stratégique, opérationnel et tactique, ou encore la criminologie. Combiné aux informations disponibles par ailleurs, le renseignement forensique produit est susceptible de soutenir l'action de sécurité dans ses dimensions répressive, proactive, préventive et de contrôle. En particulier, les méthodes de profilage des fausses pièces d'identité proposées permettent de révéler des tendances au travers de jeux de données étendus, d'analyser des modus operandi ou d'inférer une communauté ou différence de source. Ces méthodes appuient des moyens de détection et de suivi des séries, des problèmes et des phénomènes criminels qui s'intègrent dans le cadre de la veille opérationnelle. Ils permettent de regrouper par problèmes les cas isolés, de mettre en évidence les formes organisées de criminalité qui méritent le plus d'attention, ou de produire des connaissances robustes et inédites qui offrent une perception plus profonde de la criminalité. Le travail discute également les difficultés associées à la gestion de données et d'informations propres à différents niveaux de généralité, ou les difficultés relatives à l'implémentation du processus de renseignement forensique dans la pratique. Ce travail doctoral porte en premier lieu sur les fausses pièces d'identité et leur traitement par les protagonistes de l'action de sécurité. Au travers d'une démarche inductive, il procède également à une généralisation qui souligne que les observations ci-dessus ne valent pas uniquement pour le traitement systématique des fausses pièces d'identité, mais pour celui de tout type de trace dès lors qu'un profil en est extrait. Il ressort de ces travaux une définition et une compréhension plus transversales de la notion et de la fonction de renseignement forensique. The production, distribution and use of false identity documents constitute a threat to both public and private security. Fraudulent documents are a catalyser for a multitude of crimes, from the most trivial to the most serious and organised forms. The dimension, complexity, low visibility as well as the repetitive and evolving character of the production and use of false identity documents call for new solutions that go beyond the traditional case-by-case approach, or the technology-focused strategy whose failure is revealed by the historic perspective. These new solutions require to strengthen the ability to understand crime phenomena and crime problems posed by false identity documents. Such an understanding is pivotal in order to be able to imagine, evaluate and decide on the most appropriate measures and responses. Therefore, analysis capacities and crime intelligence functions, which found the most recent policing models such as intelligence-led policing or problem-oriented policing for instance, have to be developed. In this context, the doctoral research work adopts an original position by postulating that false identity documents can be usefully perceived as the material remnant resulting from the criminal activity undertook by forgers, namely the manufacture or the modification of identity documents. Based on this fundamental postulate, it is proposed that a scientific, methodical and systematic processing of these traces through a forensic intelligence approach can generate phenomenological knowledge on the forms of crime that produce, distribute and use false identity documents. Such knowledge should integrate and serve advantageously crime intelligence efforts. In support of this original thesis and of a more general study of forensic intelligence, the doctoral work proposes definitions and models. It describes new profiling methods and initiates the construction of a catalogue of analysis forms. It also leverages experimentations and case studies. Results demonstrate that the systematic processing of forensic data usefully and relevantly contributes to strategic, tactical and operational crime intelligence, and also to criminology. Combined with alternative information available, forensic intelligence may support policing in its repressive, proactive, preventive and control activities. In particular, the proposed profiling methods enable to reveal trends among extended datasets, to analyse modus operandi, or to infer that false identity documents have a common or different source. These methods support the detection and follow-up of crime series, crime problems and phenomena and therefore contribute to crime monitoring efforts. They enable to link and regroup by problems cases that were previously viewed as isolated, to highlight organised forms of crime which deserve greatest attention, and to elicit robust and novel knowledge offering a deeper perception of crime. The doctoral research work discusses also difficulties associated with the management of data and information relating to different levels of generality, or difficulties associated with the implementation in practice of the forensic intelligence process. The doctoral work focuses primarily on false identity documents and their treatment by policing stakeholders. However, through an inductive process, it makes a generalisation which underlines that observations do not only apply to false identity documents but to any kind of trace as soon as a profile is extracted. A more transversal definition and understanding of the concept and function of forensic intelligence therefore derives from the doctoral work.

Using vegetation to characterize the avalanche to Canal del Roc Roig, Vall de Núria (Eastern Pyrenees, Spain)

Avalanche hazard maps of high accuracy are difficult to produce. For land-use planning and management purposes, a good knowledge of extreme run-out zones and frequencies of avalanches is required. In the present work, vegetation recognition (especially focused on Pinus uncinata trees) and dendrochronological techniques are used to characterize avalanches that have occurred in historical times, helping to determine both the extent of large or extreme avalanches and their occurrence in time. Vegetation was studied at the Canal del Roc Roig (eastern Pyrenees, Spain) avalanche path. The avalanches descending this path affect the railway that reaches the Vall de Núria resort and the run-up to the opposite slope. During winter 1996, two important avalanches affecting this path were well documented. These are compared with the results of the vegetation study, consisting of an inventory of flora, the recording of vegetation damages along eight transverse profiles at different altitudes on the path and a dendrochronological sampling campaign. The data obtained contributed to a characterization of the predominant snow accumulation in the starting zone, the 1996 avalanches and the range of frequencies of large avalanches. Also, traces of avalanches that increase the path mapped in the avalanche paths map published by the Institut Cartogràfic de Catalunya in 2000 were identified, improving the initial existing information.

Using vegetation to characterize the avalanche to Canal del Roc Roig, Vall de Núria (Eastern Pyrenees, Spain)

Avalanche hazard maps of high accuracy are difficult to produce. For land-use planning and management purposes, a good knowledge of extreme run-out zones and frequencies of avalanches is required. In the present work, vegetation recognition (especially focused on Pinus uncinata trees) and dendrochronological techniques are used to characterize avalanches that have occurred in historical times, helping to determine both the extent of large or extreme avalanches and their occurrence in time. Vegetation was studied at the Canal del Roc Roig (eastern Pyrenees, Spain) avalanche path. The avalanches descending this path affect the railway that reaches the Vall de Núria resort and the run-up to the opposite slope. During winter 1996, two important avalanches affecting this path were well documented. These are compared with the results of the vegetation study, consisting of an inventory of flora, the recording of vegetation damages along eight transverse profiles at different altitudes on the path and a dendrochronological sampling campaign. The data obtained contributed to a characterization of the predominant snow accumulation in the starting zone, the 1996 avalanches and the range of frequencies of large avalanches. Also, traces of avalanches that increase the path mapped in the avalanche paths map published by the Institut Cartogràfic de Catalunya in 2000 were identified, improving the initial existing information.

Les interventions de la police scientifique suite à des cambriolages: quelle est la perception des lésés et y a-t-il lieu de s'en soucier?

Les cambriolages constituent une délinquence de masse et représentent à cet égard un problème de sécurité prégnant. Les organismes policiers y répondent notamment en faisant intervenir leurs services de police scientifique sur les lieux de cambriolages, dont les missions principales sont de constater l'infraction, de récolter les traces afin d'identifier les auteurs et de les dénoncer à la justice, ainsi que de contribuer au renseignement criminel. Ces objectifs traditionnels occultent toutefois une dimension pouvant s'avérer importante de ce type d'interventions de haut volume, à savoir la relation et la communication entre l'inspecteur de police scientifique et les lésés chez lesquels il intervient. On constate à ce sujet un manque de connaissances quant à la perception que les lésés ont des interventions de la police scientifique. En sont-ils satisfaits ? Les jugent-ils utiles ? S'inquiètent-ils des résultats obtenus et de la résolution de leur cambriolage ? S'estiment-ils suffisamment informés ou conseillés en matière de prévention ? Cette étude aborde ces questions au travers d'un sondage inédit entrepris auprès de 77 lésés de cambriolages chez lesquels le Service forensique de la Police neuchâteloise est intervenu. Les réponses des lésés indiquent qu'ils ont, dans l'ensemble, une très bonne opinion de l'intervention de la police scientifique et de ses différentes composantes. Parallèlement, il ressort que les 14 inspecteurs du Service forensique, également questionnés, projettent sur les lésés une opinion en partie plus pessimiste qu'elle ne l'est en réalité. L'étude permet ainsi d'identifier des points pour lesquels la communication doit être améliorée, par exemple en ce qui concerne les conseils en matière de prévention. L'article est ponctué par une proposition de modèle conceptuel qui étend les rôles et les missions traditionnellement attribués aux services de police scientifique et qui vise à intégrer la participation aux efforts de prévention, de proximité, de réassurance et de prise en charge des lésés.

Motorcycle helmets: what about their coating?

In traffic accidents involving motorcycles, paint traces can be transferred from the rider's helmet or smeared onto its surface. These traces are usually in the form of chips or smears and are frequently collected for comparison purposes. This research investigates the physical and chemical characteristics of the coatings found on motorcycles helmets. An evaluation of the similarities between helmet and automotive coating systems was also performed.Twenty-seven helmet coatings from 15 different brands and 22 models were considered. One sample per helmet was collected and observed using optical microscopy. FTIR spectroscopy was then used and seven replicate measurements per layer were carried out to study the variability of each coating system (intravariability). Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) were also performed on the infrared spectra of the clearcoats and basecoats of the data set. The most common systems were composed of two or three layers, consistently involving a clearcoat and basecoat. The coating systems of helmets with composite shells systematically contained a minimum of three layers. FTIR spectroscopy results showed that acrylic urethane and alkyd urethane were the most frequent binders used for clearcoats and basecoats. A high proportion of the coatings were differentiated (more than 95%) based on microscopic examinations. The chemical and physical characteristics of the coatings allowed the differentiation of all but one pair of helmets of the same brand, model and color. Chemometrics (PCA and HCA) corroborated classification based on visual comparisons of the spectra and allowed the study of the whole data set at once (i.e., all spectra of the same layer). Thus, the intravariability of each helmet and its proximity to the others (intervariability) could be more readily assessed. It was also possible to determine the most discriminative chemical variables based on the study of the PCA loadings. Chemometrics could therefore be used as a complementary decision-making tool when many spectra and replicates have to be taken into account. Similarities between automotive and helmet coating systems were highlighted, in particular with regard to automotive coating systems on plastic substrates (microscopy and FTIR). However, the primer layer of helmet coatings was shown to differ from the automotive primer. If the paint trace contains this layer, the risk of misclassification (i.e., helmet versus vehicle) is reduced. Nevertheless, a paint examiner should pay close attention to these similarities when analyzing paint traces, especially regarding smears or paint chips presenting an incomplete layer system.

Les "graffiti" sur céramique d'"Aventicum" (Avenches) : éléments de réflexion sur la population du "Caput Ciuitatis Heluetiorum"

Cette étude porte sur les 1829 graffiti sur céramique d'époque gallo-romaine retrouvés sur le site d'Avenches. Ils offrent de précieux repères pour estimer les effets de la romanisation et les persistances des traditions indigènes. Soumis à un examen attentif combinant les approches linguistique, iconographique, céramologique, spatiale et chronologique, ils nous renseignent sur certains domaines, comme les pratiques religieuses, les modes de consommation, les usages commerciaux et le système de mesure employé, mais également sur la composition de la société, via les tendances onomastiques. Les dessins et les graffiti indéterminés, qui sont difficiles ou impossibles à comprendre, permettent néanmoins de susciter la réflexion sur plusieurs questions, comme la valeur des symboles et de certains dessins, le sens des graffiti équivoques. Les informations épigraphiques, la restitution des inscriptions et l'étude de l'alphabet fournissent également des renseignements importants sur l'écriture, la langue, l'éducation et le degré d'alphabétisation de la population. Se rapportant à une autre catégorie de la population d'Avenches, celle des artisans, les quelques graffiti ante cocturam livrent quant à eux des informations concernant l'organisation sociale et l'histoire des artisans. Combiner les résultats obtenus dans différents domaines est primordial pour comprendre le phénomène des graffiti à Avenches durant l'époque romaine. Deux questions reviennent systématiquement dans chacun de nos chapitres : l'identité des auteurs des graffiti et la signification du message gravé. Cette dernière est parfois limpide ; plus souvent elle donne lieu à diverses interprétations. Mais qui sont les scripteurs ? Certaines couches de la société sont-elles à exclure ou à privilégier ? On sait que l'élite des helvètes avait obtenu très tôt la citoyenneté romaine, mais les utilisateurs des récipients appartenaient-ils à cette élite ? En principe, tout un chacun avait la possibilité d'inscrire son nom sur un récipient, qu'il fût de basse extraction ou qu'il se trouvât au somment de la hiérarchie sociale de la cité. Ce sont les circonstances qui conduisent un individu à graver son nom sur un récipient : pour éviter de le perdre, pour qu'on ne l'utilise pas, ou pour le reconnaître à l'occasion d'une célébration, dans un cadre communautaire. Vu la prédominance des noms latins indigènes et gaulois, les nombreux noms grecs et la rareté des noms italiens, faut-il déduire que les scripteurs appartenaient aux couches basses et moyennes de la population ? Ce serait faire fi des mises en garde et des précautions appliquées tout au long de l'étude. D'un point de vue terminologique, il apparaît que la formule « marque de propriété » est une appellation générique se rapportant à un geste bien précis, mais réalisé dans des circonstances très variables. Les auteurs des graffiti ne composent en tout cas pas un groupe homogène. Des femmes, des hommes et peut-être des enfants ont laissé leurs traces sur les récipients. Leur statut, leur condition sociale et leur origine ne sont pas aisés à identifier. L'origine des noms révèle des tendances sur la mode onomastique, tandis que la forme qu'ils revêtent en relation avec le statut de la ville nous conduit à d'intéressantes constatations diachroniques sur l'onomastique de la population d'Avenches. La présence des indications chiffrées et des abréviations codifiées est à mettre en relation avec les besoins domestiques, de la cuisine et de l'approvisionnement, avec le monde du commerce et de l'artisanat, pour la vente ou pour le contrôle de la production. La variété des écritures est probablement liée au support et au type de message inscrit, mais elle témoigne également d'une production épigraphique provenant d'un spectre relativement large de la population, qui se tourne vers cette pratique de l'écrit pour répondre à des besoins quotidiens.

L'exploitation des peintures en spray en criminalistique: mise en place d'une procédure de gestion et de comparaison des spectres infrarouges à l'aide des statistiques multivariées

La spectroscopie infrarouge (FTIR) est une technique de choix dans l'analyse des peintures en spray (traces ou bonbonnes de référence), grâce à son fort pouvoir discriminant, sa sensibilité, et ses nombreuses possibilités d'échantillonnage. La comparaison des spectres obtenus est aujourd'hui principalement faite visuellement, mais cette procédure présente des limitations telles que la subjectivité de la prise de décision car celle-ci dépend de l'expérience et de la formation suivie par l'expert. De ce fait, de faibles différences d'intensités relatives entre deux pics peuvent être perçues différemment par des experts, même au sein d'un même laboratoire. Lorsqu'il s'agit de justifier ces différences, certains les expliqueront par la méthode analytique utilisée, alors que d'autres estimeront plutôt qu'il s'agit d'une variabilité intrinsèque à la peinture et/ou à son vécu (par exemple homogénéité, sprayage, ou dégradation). Ce travail propose d'étudier statistiquement les différentes sources de variabilité observables dans les spectres infrarouges, de les identifier, de les comprendre et tenter de les minimiser. Le deuxième objectif principal est de proposer une procédure de comparaison des spectres qui soit davantage transparente et permette d'obtenir des réponses reproductibles indépendamment des experts interrogés. La première partie du travail traite de l'optimisation de la mesure infrarouge et des principaux paramètres analytiques. Les conditions nécessaires afin d'obtenir des spectres reproductibles et minimisant la variation au sein d'un même échantillon (intra-variabilité) sont présentées. Par la suite une procédure de correction des spectres est proposée au moyen de prétraitements et de sélections de variables, afin de minimiser les erreurs systématiques et aléatoires restantes, et de maximiser l'information chimique pertinente. La seconde partie présente une étude de marché effectuée sur 74 bonbonnes de peintures en spray représentatives du marché suisse. Les capacités de discrimination de la méthode FTIR au niveau de la marque et du modèle sont évaluées au moyen d'une procédure visuelle, et comparées à diverses procédures statistiques. Les limites inférieures de discrimination sont testées sur des peintures de marques et modèles identiques mais provenant de différents lots de production. Les résultats ont montré que la composition en pigments était particulièrement discriminante, à cause des étapes de corrections et d'ajustement de la couleur subies lors de la production. Les particularités associées aux peintures en spray présentes sous forme de traces (graffitis, gouttelettes) ont également été testées. Trois éléments sont mis en évidence et leur influence sur le spectre infrarouge résultant testée : 1) le temps minimum de secouage nécessaire afin d'obtenir une homogénéité suffisante de la peinture et, en conséquence, de la surface peinte, 2) la dégradation initiée par le rayonnement ultra- violet en extérieur, et 3) la contamination provenant du support lors du prélèvement. Finalement une étude de population a été réalisée sur 35 graffitis de la région lausannoise et les résultats comparés à l'étude de marché des bonbonnes en spray. La dernière partie de ce travail s'est concentrée sur l'étape de prise de décision lors de la comparaison de spectres deux-à-deux, en essayant premièrement de comprendre la pratique actuelle au sein des laboratoires au moyen d'un questionnaire, puis de proposer une méthode statistique de comparaison permettant d'améliorer l'objectivité et la transparence lors de la prise de décision. Une méthode de comparaison basée sur la corrélation entre les spectres est proposée, et ensuite combinée à une évaluation Bayesienne de l'élément de preuve au niveau de la source et au niveau de l'activité. Finalement des exemples pratiques sont présentés et la méthodologie est discutée afin de définir le rôle précis de l'expert et des statistiques dans la procédure globale d'analyse des peintures. -- Infrared spectroscopy (FTIR) is a technique of choice for analyzing spray paint speciments (i.e. traces) and reference samples (i.e. cans seized from suspects) due to its high discriminating power, sensitivity and sampling possibilities. The comparison of the spectra is currently carried out visually, but this procedure has limitations such as the subjectivity in the decision due to its dependency on the experience and training of the expert. This implies that small differences in the relative intensity of two peaks can be perceived differently by experts, even between analysts working in the same laboratory. When it comes to justifying these differences, some will explain them by the analytical technique, while others will estimate that the observed differences are mostly due to an intrinsic variability from the paint sample and/or its acquired characteristics (for example homogeneity, spraying, or degradation). This work proposes to statistically study the different sources of variability observed in infrared spectra, to identify them, understand them and try to minimize them. The second goal is to propose a procedure for spectra comparison that is more transparent, and allows obtaining reproducible answers being independent from the expert. The first part of the manuscript focuses on the optimization of infrared measurement and on the main analytical parameters. The necessary conditions to obtain reproducible spectra with a minimized variation within a sample (intra-variability) are presented. Following that a procedure of spectral correction is then proposed using pretreatments and variable selection methods, in order to minimize systematic and random errors, and increase simultaneously relevant chemical information. The second part presents a market study of 74 spray paints representative of the Swiss market. The discrimination capabilities of FTIR at the brand and model level are evaluated by means of visual and statistical procedures. The inferior limits of discrimination are tested on paints coming from the same brand and model, but from different production batches. The results showed that the pigment composition was particularly discriminatory, because of the corrections and adjustments made to the paint color during its manufacturing process. The features associated with spray paint traces (graffitis, droplets) were also tested. Three elements were identified and their influence on the resulting infrared spectra were tested: 1) the minimum shaking time necessary to obtain a sufficient homogeneity of the paint and subsequently of the painted surface, 2) the degradation initiated by ultraviolet radiation in an exterior environment, and 3) the contamination from the support when paint is recovered. Finally a population study was performed on 35 graffitis coming from the city of Lausanne and surroundings areas, and the results were compared to the previous market study of spray cans. The last part concentrated on the decision process during the pairwise comparison of spectra. First, an understanding of the actual practice among laboratories was initiated by submitting a questionnaire. Then, a proposition for a statistical method of comparison was advanced to improve the objectivity and transparency during the decision process. A method of comparison based on the correlation between spectra is proposed, followed by the integration into a Bayesian framework at both source and activity levels. Finally, some case examples are presented and the recommended methodology is discussed in order to define the role of the expert as well as the contribution of the tested statistical approach within a global analytical sequence for paint examinations.

OKO:n luottoriskiluokitus: tunnuslukumallin kehittäminen suomalaisyritysten arviointiin

Pro gradu -tutkielma keskittyy OKO:n yritysasiakkaiden luottoriskiluokituksessa käyttämään tunnuslukumalliin. Tutkielman tavoitteena on tutkia, miten suomalaisyritysaineistosta johdettu tunnuslukumalli luokittelee yrityksiä eri tavalla OKO:n nykyiseen malliin verrattuna. Tutkielma rakentuu kirjallisuuteen perustuvasta teoreettisesta viitekehyksestä sekä varsinaisesta empiirisestä tutkimuksesta. Tutkimuksessa käytetään kvantitatiivisia tutkimusmetodeja, joissa aineiston tarkastelun avulla pyritään tekemään järkeistettyjä päätöksiä. Tutkimusaineisto koostuu 4889 tilinpäätöksestä vuosilta 1991-2001, jotka on saatu Etlan 500 suurimman suomalaisyrityksen tilinpäätöstietokannasta. Tutkimuksessa tarkastellaan suomalaisyritysten tunnuslukujen jakautumista viidellä toimialalla sekä kahdessa ajanjaksossa. Toimialakohtaisista tunnuslukujakaumista johdetaan uuden mallin tunnuslukukohtaiset luokkarajat. Uusien luokkarajojen voidaan todeta olevan tunnusluvusta riippuen joko korkeammat tai matalammat kuin nykyisen yhdysvaltalaisaineistoon pohjautuvan tunnuslukumallin luokkarajat. Uuden ja nykyisen tunnuslukumallin antamia luokituksia verrataan 51 case-yrityksen avulla. Tutkimus osoittaa, että uusi tunnuslukumalli luokittelee yrityksiä pääasiassa parempiin tai samoihin luottoriskiluokkiin kuin nykyinen malli. Luokitusmuutoksia esiintyy useammin spekulatiivisen tason yrityksillä kuin investointitason yrityksillä

Systematics and phylogeography of the Dysdera erythrina species complex (Araneae, Dysderidae) in Sardinia

Sardinia is the second largest island in the Mediterranean and, together with Corsica and nearby mainland areas, one of the top biodiversity hotspots in the region. The origin of Sardinia traces back to the opening of the western Mediterranean in the late Oligocene. This geological event and the subsequent Messinian Salinity Crisis and Pleistocene glacial cycles have had a major impact on local biodiversity. The Dysdera woodlouse hunter spiders are one of the most diverse ground-dweller groups in the Mediterranean. Here we describe the first two species of this genus endemic to Sardinia: Dysdera jana sp. n. and Dysdera shardana sp. n. The two species show contrasting allopatric distribution: D. jana sp. n. is a narrow endemic while D. shardana sp. n. is distributed throughout most of the island. A multi-gene DNA sequence phylogenetic analys based on mitochondrial and nuclear genes supports the close relationships of the new species to the type species of the genus Dysdera erythrina. Age estimates reject Oligocene origin of the new Dysdera species and identify the Messinian Salinity Crises as the most plausible period for the split between Sardinian endemics and their closest relatives. Phylogeographic analysis reveals deep genetic divergences and population structure in Dysdera shardana sp. n., suggesting that restriction to gene flow probably due to environmental factors could explain local speciation events. Taxonomy, phylogeny, DNA sequencing, Mediterranean biogeography, phylogeography

Vers une méthode commune à la police scientifique et à la criminologie

La criminologie et la police scientifique ont des origines communes mais se sont distanciées pour être finalement considérées comme séparées. Pourtant, les traces, résultat de l'action criminelle par les échanges de matière, indiquent ce qui s'est passé dans le cas particulier. Regroupées et comparées, elles émettent des signes sur l'existence de problèmes de sécurité. Une méthode fondée sur la résolution de problèmes peut ainsi intégrer naturellement la trace et constituer un socle pour un rapprochement des disciplines. Elle illustre d'une part l'importance pour la criminologie de ne pas ignorer le substrat matériel et informatique indispensable à l'explication de l'action criminelle, et pour la police scientifique de contextualiser ses informations en s'appuyant sur des théories en criminologie pour leur donner du sens. C'est l'enjeu de ce numéro spécial.