Étude des artefacts en tomodensitométrie par simulation Monte Carlo

En radiothérapie, la tomodensitométrie (CT) fournit l’information anatomique du patient utile au calcul de dose durant la planification de traitement. Afin de considérer la composition hétérogène des tissus, des techniques de calcul telles que la méthode Monte Carlo sont nécessaires pour calculer la dose de manière exacte. L’importation des images CT dans un tel calcul exige que chaque voxel exprimé en unité Hounsfield (HU) soit converti en une valeur physique telle que la densité électronique (ED). Cette conversion est habituellement effectuée à l’aide d’une courbe d’étalonnage HU-ED. Une anomalie ou artefact qui apparaît dans une image CT avant l’étalonnage est susceptible d’assigner un mauvais tissu à un voxel. Ces erreurs peuvent causer une perte cruciale de fiabilité du calcul de dose. Ce travail vise à attribuer une valeur exacte aux voxels d’images CT afin d’assurer la fiabilité des calculs de dose durant la planification de traitement en radiothérapie. Pour y parvenir, une étude est réalisée sur les artefacts qui sont reproduits par simulation Monte Carlo. Pour réduire le temps de calcul, les simulations sont parallélisées et transposées sur un superordinateur. Une étude de sensibilité des nombres HU en présence d’artefacts est ensuite réalisée par une analyse statistique des histogrammes. À l’origine de nombreux artefacts, le durcissement de faisceau est étudié davantage. Une revue sur l’état de l’art en matière de correction du durcissement de faisceau est présentée suivi d’une démonstration explicite d’une correction empirique.

Perceptions et réactions des soignants et membres de famille à l’égard d’une intervention de réminiscence auprès de personnes atteintes de démence légère à modérée en soins de longue durée

La majorité des personnes atteintes de démence en soins de longue durée (SLD) souffre d’une détérioration de la cognition, des interactions sociales, de la santé mentale et de la qualité de vie (QdV). Par conséquent, les proches aidants et les soignants de cette population peuvent éprouver des difficultés, tel que le stress, en raison de la complexité du syndrome. Il s’avère essentiel de valider des interventions psychosociales adaptées à la population atteinte de démence et à ses aidants. La réminiscence, une intervention psychosociale misant sur les capacités résiduelles des personnes atteintes de démence, se fonde sur la remémoration des souvenirs anciens agréables. L’objectif général du mémoire était de valider la mise en œuvre d’une intervention de réminiscence menée par le personnel soignant auprès des personnes atteintes de démence et leurs familles dans un centre de SLD, en faisant appel aux avis experts des soignants et des familles des personnes atteintes de démence dans le contexte d’entrevues. Une évaluation pré-post intervention a permis de mesurer la santé mentale et la QdV des personnes atteintes de démence avant l’intervention, une semaine après et trois mois après l’intervention. Les résultats indiquent que la réminiscence a été bien appréciée par les soignants, les personnes atteintes de démence et leurs familles, et valident sa mise en œuvre en SLD. Des améliorations significatives (Wilcoxon p < 0,025) à court et à long terme ont été observées au niveau de la santé mentale et la QdV des personnes atteintes de démence.

Improving automation in model-driven engineering using examples

Cette thèse a pour but d’améliorer l’automatisation dans l’ingénierie dirigée par les modèles (MDE pour Model Driven Engineering). MDE est un paradigme qui promet de réduire la complexité du logiciel par l’utilisation intensive de modèles et des transformations automatiques entre modèles (TM). D’une façon simplifiée, dans la vision du MDE, les spécialistes utilisent plusieurs modèles pour représenter un logiciel, et ils produisent le code source en transformant automatiquement ces modèles. Conséquemment, l’automatisation est un facteur clé et un principe fondateur de MDE. En plus des TM, d’autres activités ont besoin d’automatisation, e.g. la définition des langages de modélisation et la migration de logiciels. Dans ce contexte, la contribution principale de cette thèse est de proposer une approche générale pour améliorer l’automatisation du MDE. Notre approche est basée sur la recherche méta-heuristique guidée par les exemples. Nous appliquons cette approche sur deux problèmes importants de MDE, (1) la transformation des modèles et (2) la définition précise de langages de modélisation. Pour le premier problème, nous distinguons entre la transformation dans le contexte de la migration et les transformations générales entre modèles. Dans le cas de la migration, nous proposons une méthode de regroupement logiciel (Software Clustering) basée sur une méta-heuristique guidée par des exemples de regroupement. De la même façon, pour les transformations générales, nous apprenons des transformations entre modèles en utilisant un algorithme de programmation génétique qui s’inspire des exemples des transformations passées. Pour la définition précise de langages de modélisation, nous proposons une méthode basée sur une recherche méta-heuristique, qui dérive des règles de bonne formation pour les méta-modèles, avec l’objectif de bien discriminer entre modèles valides et invalides. Les études empiriques que nous avons menées, montrent que les approches proposées obtiennent des bons résultats tant quantitatifs que qualitatifs. Ceux-ci nous permettent de conclure que l’amélioration de l’automatisation du MDE en utilisant des méthodes de recherche méta-heuristique et des exemples peut contribuer à l’adoption plus large de MDE dans l’industrie à là venir.

Practical and Foundational Aspects of Secure Computation

Il y a des problemes qui semblent impossible a resoudre sans l'utilisation d'un tiers parti honnete. Comment est-ce que deux millionnaires peuvent savoir qui est le plus riche sans dire a l'autre la valeur de ses biens ? Que peut-on faire pour prevenir les collisions de satellites quand les trajectoires sont secretes ? Comment est-ce que les chercheurs peuvent apprendre les liens entre des medicaments et des maladies sans compromettre les droits prives du patient ? Comment est-ce qu'une organisation peut ecmpecher le gouvernement d'abuser de l'information dont il dispose en sachant que l'organisation doit n'avoir aucun acces a cette information ? Le Calcul multiparti, une branche de la cryptographie, etudie comment creer des protocoles pour realiser de telles taches sans l'utilisation d'un tiers parti honnete. Les protocoles doivent etre prives, corrects, efficaces et robustes. Un protocole est prive si un adversaire n'apprend rien de plus que ce que lui donnerait un tiers parti honnete. Un protocole est correct si un joueur honnete recoit ce que lui donnerait un tiers parti honnete. Un protocole devrait bien sur etre efficace. Etre robuste correspond au fait qu'un protocole marche meme si un petit ensemble des joueurs triche. On demontre que sous l'hypothese d'un canal de diusion simultane on peut echanger la robustesse pour la validite et le fait d'etre prive contre certains ensembles d'adversaires. Le calcul multiparti a quatre outils de base : le transfert inconscient, la mise en gage, le partage de secret et le brouillage de circuit. Les protocoles du calcul multiparti peuvent etre construits avec uniquements ces outils. On peut aussi construire les protocoles a partir d'hypoth eses calculatoires. Les protocoles construits a partir de ces outils sont souples et peuvent resister aux changements technologiques et a des ameliorations algorithmiques. Nous nous demandons si l'efficacite necessite des hypotheses de calcul. Nous demontrons que ce n'est pas le cas en construisant des protocoles efficaces a partir de ces outils de base. Cette these est constitue de quatre articles rediges en collaboration avec d'autres chercheurs. Ceci constitue la partie mature de ma recherche et sont mes contributions principales au cours de cette periode de temps. Dans le premier ouvrage presente dans cette these, nous etudions la capacite de mise en gage des canaux bruites. Nous demontrons tout d'abord une limite inferieure stricte qui implique que contrairement au transfert inconscient, il n'existe aucun protocole de taux constant pour les mises en gage de bit. Nous demontrons ensuite que, en limitant la facon dont les engagements peuvent etre ouverts, nous pouvons faire mieux et meme un taux constant dans certains cas. Ceci est fait en exploitant la notion de cover-free families . Dans le second article, nous demontrons que pour certains problemes, il existe un echange entre robustesse, la validite et le prive. Il s'effectue en utilisant le partage de secret veriable, une preuve a divulgation nulle, le concept de fantomes et une technique que nous appelons les balles et les bacs. Dans notre troisieme contribution, nous demontrons qu'un grand nombre de protocoles dans la litterature basee sur des hypotheses de calcul peuvent etre instancies a partir d'une primitive appelee Transfert Inconscient Veriable, via le concept de Transfert Inconscient Generalise. Le protocole utilise le partage de secret comme outils de base. Dans la derniere publication, nous counstruisons un protocole efficace avec un nombre constant de rondes pour le calcul a deux parties. L'efficacite du protocole derive du fait qu'on remplace le coeur d'un protocole standard par une primitive qui fonctionne plus ou moins bien mais qui est tres peu couteux. On protege le protocole contre les defauts en utilisant le concept de privacy amplication .

Hessian-based occlusion-aware radiance caching

Simuler efficacement l'éclairage global est l'un des problèmes ouverts les plus importants en infographie. Calculer avec précision les effets de l'éclairage indirect, causés par des rebonds secondaires de la lumière sur des surfaces d'une scène 3D, est généralement un processus coûteux et souvent résolu en utilisant des algorithmes tels que le path tracing ou photon mapping. Ces techniquesrésolvent numériquement l'équation du rendu en utilisant un lancer de rayons Monte Carlo. Ward et al. ont proposé une technique nommée irradiance caching afin d'accélérer les techniques précédentes lors du calcul de la composante indirecte de l'éclairage global sur les surfaces diffuses. Krivanek a étendu l'approche de Ward et Heckbert pour traiter le cas plus complexe des surfaces spéculaires, en introduisant une approche nommée radiance caching. Jarosz et al. et Schwarzhaupt et al. ont proposé un modèle utilisant le hessien et l'information de visibilité pour raffiner le positionnement des points de la cache dans la scène, raffiner de manière significative la qualité et la performance des approches précédentes. Dans ce mémoire, nous avons étendu les approches introduites dans les travaux précédents au problème du radiance caching pour améliorer le positionnement des éléments de la cache. Nous avons aussi découvert un problème important négligé dans les travaux précédents en raison du choix des scènes de test. Nous avons fait une étude préliminaire sur ce problème et nous avons trouvé deux solutions potentielles qui méritent une recherche plus approfondie.

Les centres de travailleurs : un moyen d’élargir le champ d’action syndical? : études de cas

Le monde du travail connaît actuellement de grandes transformations. Le modèle nord-américain d’organisation syndicale ne semble plus permettre au mouvement syndical de répondre efficacement à ces transformations, favorisant le développement de plusieurs initiatives de renouveau syndical. Pour évaluer les impacts d’initiatives de renouveau syndical, nous avons développé un modèle basé sur le concept de zone syndicale (Haiven, 2003, 2006). Nous avons dû déterminer les facteurs définissant la zone syndicale, comme la littérature était muette à ce sujet. En utilisant d’abord la théorie des déterminants de la densité syndicale (Schnabel, 2003), nous avons intégré au modèle les éléments de la théorie des ressources du pouvoir syndical (Lévesque et Murray, 2010) pour considérer les facteurs internes aux syndicats qui influencent la zone syndicale. L’intégration de ces trois théories dans un modèle unifié constitue une innovation théorique significative. Le modèle a été appliqué à deux centres de travailleurs : le Vermont Workers Center et le Centre des Travailleurs de St-Rémi. Dans les deux cas, ces initiatives ont permis d’élargir la zone syndicale. Par contre, le Centre du Vermont applique les principes du syndicalisme communautaire, en cherchant à développer du leaderhsip chez ses membres (Cranford et Ladd, 2013), alors que celui de St-Rémi applique un syndicalisme de mobilisation, où le leadership s’exerce par les organisateurs syndicaux (Camfield, 2007). Cette différence et leurs différents mandats font que les impacts des deux cas étudiés diffèrent. D’autres études sont nécessaires pour améliorer le modèle proposé. Ce dernier demeure malgré tout un outil pour les chercheurs ou les syndicats qui veulent évaluer des initiatives ou des pratiques syndicales et permettre, à terme, d’augmenter l’influence du mouvement syndical sur le marché du travail et la société.

Modélisation de l’engagement et de la charge mentale de travail dans les Systèmes Tutoriels Intelligents

Les récents avancements en sciences cognitives, psychologie et neurosciences, ont démontré que les émotions et les processus cognitifs sont intimement reliés. Ce constat a donné lieu à une nouvelle génération de Systèmes Tutoriels Intelligents (STI) dont la logique d’adaptation repose sur une considération de la dimension émotionnelle et affective de l’apprenant. Ces systèmes, connus sous le nom de Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI), cherchent à se doter des facultés des tuteurs humains dans leurs capacités à détecter, comprendre et s’adapter intuitivement en fonction de l’état émotionnel des apprenants. Toutefois, en dépit du nombre important de travaux portant sur la modélisation émotionnelle, les différents résultats empiriques ont démontré que les STEI actuels n’arrivent pas à avoir un impact significatif sur les performances et les réactions émotionnelles des apprenants. Ces limites sont principalement dues à la complexité du concept émotionnel qui rend sa modélisation difficile et son interprétation ambiguë. Dans cette thèse, nous proposons d’augmenter les STEI des indicateurs d’états mentaux d’engagement et de charge mentale de travail. Ces états mentaux ont l’avantage d’englober à la fois une dimension affective et cognitive. Pour cela, nous allons, dans une première partie, présenter une approche de modélisation de ces indicateurs à partir des données de l’activité cérébrale des apprenants. Dans une seconde partie, nous allons intégrer ces modèles dans un STEI capable d’adapter en temps réel le processus d’apprentissage en fonction de ces indicateurs.

Topological order in a broken-symmetry state

À travers cette thèse, nous revisitons les différentes étapes qui ont conduit à la découverte des isolants topologiques, suite à quoi nous nous penchons sur la question à savoir si une phase topologiquement non-triviale peut coexister avec un état de symétrie brisée. Nous abordons les concepts les plus importants dans la description de ce nouvel état de la matière, et tentons de comprendre les conséquences fascinantes qui en découlent. Il s’agit d’un champ de recherche fortement alimenté par la théorie, ainsi, l’étude du cadre théorique est nécessaire pour atteindre une compréhension profonde du sujet. Le chapitre 1 comprend un retour sur l’effet de Hall quantique, afin de motiver les sections subséquentes. Le chapitre 2 présente la première réalisation d’un isolant topologique à deux dimensions dans un puits quantique de HgTe/CdTe, suite à quoi ces résultats sont généralisés à trois dimensions. Nous verrons ensuite comment incorporer des principes de topologie dans la caractérisation d’un système spécifique, à l’aide d’invariants topologiques. Le chapitre 3 introduit le premier dérivé de l’état isolant topologique, soit l’isolant topologique antiferromagnétique (ITAF). Après avoir motivé théoriquement le sujet et introduit un invariant propre à ce nouvel état ITAF, qui est couplé à l’ordre de Néel, nous explorons, dans les chapitres 4 et 5, deux candidats de choix pour la phase ITAF : GdBiPt et NdBiPt.

Abitbol : un langage sur mesure pour la métaprogrammation

Ce mémoire a pour thèse que les fonctions devraient être transparentes lors de la phase de métaprogrammation. En effet, la métaprogrammation se veut une possibilité pour le programmeur d’étendre le compilateur. Or, dans un style de programmation fonctionnelle, la logique du programme se retrouve dans les définitions des diverses fonctions le composant. Puisque les fonctions sont généralement opaques, l’impossibilité d’accéder à cette logique limite les applications possibles de la phase de métaprogrammation. Nous allons illustrer les avantages que procurent les fonctions transparentes pour la métaprogrammation. Nous donnerons notamment l’exemple du calcul symbolique et un exemple de nouvelles optimisations désormais possibles. Nous illustrerons également que la transparence des fonctions permet de faire le pont entre les datatypes du programme et les fonctions. Nous allons également étudier ce qu'implique la présence de fonctions transparentes au sein d'un langage. Nous nous concentrerons sur les aspects reliés à l'implantation de ces dernières, aux performances et à la facilité d'utilisation. Nous illustrerons nos propos avec le langage Abitbol, un langage créé sur mesure pour la métaprogrammation.

Multi-view 3D reconstruction using virtual cameras

Ce mémoire s'intéresse à la reconstruction d'un modèle 3D à partir de plusieurs images. Le modèle 3D est élaboré avec une représentation hiérarchique de voxels sous la forme d'un octree. Un cube englobant le modèle 3D est calculé à partir de la position des caméras. Ce cube contient les voxels et il définit la position de caméras virtuelles. Le modèle 3D est initialisé par une enveloppe convexe basée sur la couleur uniforme du fond des images. Cette enveloppe permet de creuser la périphérie du modèle 3D. Ensuite un coût pondéré est calculé pour évaluer la qualité de chaque voxel à faire partie de la surface de l'objet. Ce coût tient compte de la similarité des pixels provenant de chaque image associée à la caméra virtuelle. Finalement et pour chacune des caméras virtuelles, une surface est calculée basée sur le coût en utilisant la méthode de SGM. La méthode SGM tient compte du voisinage lors du calcul de profondeur et ce mémoire présente une variation de la méthode pour tenir compte des voxels précédemment exclus du modèle par l'étape d'initialisation ou de creusage par une autre surface. Par la suite, les surfaces calculées sont utilisées pour creuser et finaliser le modèle 3D. Ce mémoire présente une combinaison innovante d'étapes permettant de créer un modèle 3D basé sur un ensemble d'images existant ou encore sur une suite d'images capturées en série pouvant mener à la création d'un modèle 3D en temps réel.

A heuristic algorithm for the Capacitated Vehicle Routing Problem with Synchronized Pick-ups and Drop-offs : a case study for medications delivery and supervision in DR Congo

Dans des contextes de post-urgence tels que le vit la partie occidentale de la République Démocratique du Congo (RDC), l’un des défis cruciaux auxquels font face les hôpitaux ruraux est de maintenir un niveau de médicaments essentiels dans la pharmacie. Sans ces médicaments pour traiter les maladies graves, l’impact sur la santé de la population est significatif. Les hôpitaux encourent également des pertes financières dues à la péremption lorsque trop de médicaments sont commandés. De plus, les coûts du transport des médicaments ainsi que du superviseur sont très élevés pour les hôpitaux isolés ; les coûts du transport peuvent à eux seuls dépasser ceux des médicaments. En utilisant la province du Bandundu, RDC pour une étude de cas, notre recherche tente de déterminer la faisabilité (en termes et de la complexité du problème et des économies potentielles) d’un problème de routage synchronisé pour la livraison de médicaments et pour les visites de supervision. Nous proposons une formulation du problème de tournées de véhicules avec capacité limitée qui gère plusieurs exigences nouvelles, soit la synchronisation des activités, la préséance et deux fréquences d’activités. Nous mettons en œuvre une heuristique « cluster first, route second » avec une base de données géospatiales qui permet de résoudre le problème. Nous présentons également un outil Internet qui permet de visualiser les solutions sur des cartes. Les résultats préliminaires de notre étude suggèrent qu’une solution synchronisée pourrait offrir la possibilité aux hôpitaux ruraux d’augmenter l’accessibilité des services médicaux aux populations rurales avec une augmentation modique du coût de transport actuel.

Aspectos sociológicos de la educación.

Comprende dos apartados: una bibliografía que trata el estado de la cuestión de una materia concreta y reseñas de obras de especial importancia. En la primera parte, se aborda la necesidad de tratar los estudios pedagógicos desde una perspectiva antropológica, es decir, es necesario integrar la ciencia de la educación y la actividad formativa en los distintos contextos a que pertenece, con la finalidad de construir un nuevo humanismo no individualista. Esta nueva perspectiva se basa en la conexión ideológica, la implicación geográfica e histórica, el apoyo de la Sociometría y la Sociotécnica y de la Psicología. Por lo que respecta al segundo apartado, incluye dos reseñas: 'El camino hacia el conciudadano. Misión política de la educación privada del adolescente en Alemania' de Fritz Borinski; y 'Recherches préliminares à la Pédagogie du calcul à l'Ecole primaire' de G. Mialaret.

Em busca de novas territorialidades pedagógicas para a identidade da Educação Física no Ensino Médio integrado: uma perspectiva pós-crítica

Cet étude s agit du domaine de l Éducation Physique comme composante curriculaire dans le contexte de l Ensino médio integrado (l enseignement secondaire professionnel intégré) dans le IFRN, Campus Natal Zona Norte (Régio Nord). Son objectif principal est sur le plan éducatif des actions de l enseingant au procès des convivialités avec la culture corporale à partir des expériences, désires, besoins et volontés des apprenants dans la perspective de l imersion dans le monde de la créativité, de la recherche, de la connaissance et de la transformation de l identité pédagogique de la composante curriculaire. Dans ce sens, l étude a eu comme objectif l élaboration d une propisition pédagogique, fondamentée sur la Théorie Post-critique de l éducation qui contribue pour la configuration de l identité de l Éducation Physique dans les cours téchniques intégrés de niveau secondaire. La recherche s est configuré dans une intervention pédagogique fondamenté sur les préssuppositions methodologique d une expérience empirique du genre recherche-action apliqué dans l univers scolaire des cours thécniques intégrés de l enseignement secondaire de l IFRN, Campus Natal Zona Norte. Les sujets qui ont participé de la recherche, sont les apprenants des groupes de la première année du cours de Commerce et Éléctronique de la soirée (13h à 18h), inscrit à partir de l année 2012. Les instruments utilisés pour la recherche ont été deux questionaires et une cahier de bord. Les résultats obtenus sont disposés dans des graphiques qui représentent les paroles des sujets après le procès d intervantion et les analyses réalisées sous l étude-recherche, qui ont été faites por l analyse de contenu, de l image principale de la population recherchée. On considère que les résultats de la recherche ont été plausibles à la mesure que au-delà du support et de la participation dans la recherche, les réponses obtenues ont démontré que le procès d intervantion pédagogique a été pertinent pour les apprenants des cours téchniques intégrés de niveau secondaire de Commerce et Électronique de l IFRN, Campus Natal Zona Norte. Le sense essentielle de cette thèse s est concentrée dans la dimension interculturelle pour l Éducation Physique dans le secondaire intégré, comme un travail fondamenté à partir des temoignage des apprenants et par la conception post-critique du curriculum qui refuse les explications évidentes et instituées comme des véritées finales dans l objectif de réguler et controler les sujets de l éducation. L option faite par cet abordage de thèse a été pour rompre avec l établi à partir de la proposition d un dialògue, avec les apprenants, à la recherche de nouveaux territoires pédagogiques pour l Education Physique à l enseignement intégré de l IFRN, Campus Natal Zona Norte. Des territoires qui occupent des espaces dans la culture scolaire, dans une dynamique dialogique avec les apprenants, qui se défine politique et pédagogiquement pour la diversité culturelle du mouvement, qui aborde le concept de mouvement dans la proximité des actions corporales cotidiennes et qui propose de nouvelles possibilités et de recréations pour les pratiques de la culture corporale. La perspective post-critique ouvre des possibilités pour de nouvelles langages en fortifiant les narratives de ce qui ont toujours entendu et cependant ont silencié ses voix et ainsi, la thèse a confirmé que, l étude présent et la recherche supporté par la théorie post-critique du curriculum ont possibilité une nouvelles configuration pour l identité pédagogique de l Éducation Physique dans la condition de composant curriculaire des cours téchniques intégrés de niveau secondaire de l IFRN au Campus Natal Zona Norte

Mondialisation et développement: un regard de l'Amérique Latine et des Caraïbes

Inclut la bibliographie

Análise do discurso e ciberespaço: heterotopias contemporâneas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)