Dissertations / Theses on the topic 'Lumière adaptative'

Depuis les années 50, la récupération de la phase d’un faisceau optique diffracté par un objet quelconque, est un sujet important dans plusieurs domaines scientifiques, comme la microscopie, l’astronomie et bien d’autres. Généralement, les méthodes qui le permettent se divisent en deux grandes catégories : les méthodes interférométriques et les méthodes itératives basées sur la propagation du faisceau. L’intérêt de ces dernières, réside dans le fait qu’elles sont moins sensibles au bruit, et leur implémentation expérimentale est plus simple. Aussi, le développement des techniques informatiques a rendu cette approche plus rapide et plus intéressante. Cependant, même si l’efficacité de ces méthodes a été démontrée dans plusieurs domaines, leur utilisation est restée limitée à cause de certaines exigences sur les conditions expérimentales, et à la non-convergence de leur algorithme vers une solution unique dans un grand nombre de cas. Ceci est encore plus vrai pour les objets dits "objets complexes", possédant une amplitude et une phase, ce qui réduit fortement leur champ d’application. Afin de surmonter ces problèmes de convergence, diverses stratégies expérimentales ont été développées. Elles ont toutes comme principe d’introduire de nouvelles contraintes bien connues dans le plan de l’objet. Cela permet d’augmenter le nombre de spectres acquis, et donc accroitre et diversifier les sources d’informations sur l’objet de base, ce qui va aider l’algorithme itératif à converger plus rapidement vers une solution finale et unique. Comme exemple de ces stratégies expérimentales, on peut acquérir plusieurs spectres provenant de différentes zones de l’objet, ou moduler la longueur d’onde du faisceau incident, ou même enregistrer les spectres dans des plans parallèles, connectés entre eux par la transformée de Fresnel. Dans ce contexte, le présent travail vise à démontrer expérimentalement une technique connue sous SSPR (Spread Spectrum Phase Retrieval), proposé en 2007 par Zhang, tout en lui introduisant un certain nombre de modifications, afin de la rendre plus pratique. L’idée consiste à moduler le front d’onde de l’objet par M phases aléatoires, générées avec un modulateur spatial de lumière à base de cristaux liquides (LC-SLM), puis enregistrer dans le plan de Fourier les M spectres correspondants. Ces M spectres seront ensuite utilisés dans un algorithme itératif permettant de remonter au front d’onde de l’objet initial, en simulant la propagation du front d’onde entre les deux espaces, spatial et fréquentiel.La première partie de cette thèse comporte une étude détaillée sur les modulateurs spatiaux de lumière, afin de pouvoir choisir le mieux adapté à notre application. Une fois que le modulateur à base de cristaux liquides (LC-SLM) est sélectionné, on présentera ses caractéristiques techniques, ainsi que les tests et les étapes de calibrations nécessaires pour assurer son fonctionnement linéaire et optimal. Ensuite, on montrera plusieurs types d’applications possibles avec ce composant, et dans divers domaines scientifiques, comme l’holographie, la microscopie, l’optique adaptative ainsi que les méthodes interférométriques permettant de reconstruire la phase d’un faisceau lumineux. Dans la deuxième grande partie, on concentre notre travail autour de la méthode itérative SSPR. On montrera comment on peut rendre l’application de cette méthode plus simple en utilisant un modulateur spatial de lumière à base de cristaux liquides, et en travaillant dans le plan de Fourier à la place du plan de Fresnel. Cependant, après avoir appliqué expérimentalement cette méthode, on remarque que les résultats obtenus sont très mauvais par rapport aux résultats des simulations. On effectue donc, une étude détaillée concernant les sources de bruits pouvant être responsable de la dégradation de la qualité des reconstructions obtenues. [...]
Since the 50s, recovering the phase information of a diffracted beam has a major interest in several fields such as microscopy, astronomy and many others. Generally, the solutions fall into two broad categories: interferometric methods and iterative methods based on beam propagation. The advantage of the latter is that they are less sensitive to noise, and their experimental implementation is simpler. Also, the progress in computer technologies as well in digital imaging devices makes the application of this approach easier and more interesting. However, even if the effectiveness of these methods has been demonstrated in several fields, their use remained limited because of certain requirements on the experimental conditions and the non-convergence of their algorithm to a single solution in many cases. This is even more true for the so-called "complex objects", having an amplitude and a phase, which can greatly reduce their field of application. To overcome the convergence problems and improve the robustness of these methods, many experimental strategies have been employed. They are all based on the same principle, which consists of introducing new well-known constraints in the object plane. This increases the number of acquired spectrum, and therefore diversifies the sources of information about the starting object, which will help the iterative algorithm to converge more quickly towards the final solution. As examples of such experimental strategies, one can record several spectra from different areas of the object, or modulate the wavelength of the incident beam, or also acquire the spectrums across two or more parallel planes connected through Fresnel or Fourier transform.In this context, the present work aims to experimentally demonstrate a technique known as SSPR (Spread Spectrum Phase Retrieval), proposed in 2007 by Zhang, while modifying it in order to make it more flexible. The idea is to introduce, using a liquid crystal spatial light modulator M strong phase modulation into the object field, then record in the Fourier plane the M corresponding spectrums. These M acquisitions will then be used in an iterative algorithm what will allow us to recover the object wavefront by simulating the propagation of the light between spatial and frequency spaces. The first part of this thesis includes a complete study on spatial light modulators; in order to select which one will be best suited for our application. Once liquid crystal spatial light modulators are selected, we present their technical characteristics, as well as the calibration tests needed to ensure their linear and optimal functioning. Then we show several possible applications with this type of component, in various scientific fields, like holography, microscopy, adaptive optics and interferometric methods to reconstruct the phase of a beam.In the second part, we focus our work around the SSPR iterative method. We will show how to make the application of this method simpler by using a liquid crystal spatial light modulator, and by working in Fourier plane instead of Fresnel plane. However, after applying SSPR we have noticed that the quality of experimental results is very inferior to the quality of simulation results. Therefore, a detailed study of the noise sources is conducted. Each of these noise sources adds its own contribution, yet modulator cross-talk remains the factor that deteriorates the most the quality of reconstruction. In fact liquid crystal spatial light modulators are known to have a strong cross-talk between their pixels commonly recognized as fringing field effect. As the pixels are micrometric, each addressed one affects its neighbors, and thus, the phase retardation obtained from a pixel will not be uniform over its entire surface. This will result in a blurring effect of the desired sharp edge between the pixels; therefore, the real displayed phase map will be very different from the addressed one. [...]

Le LETI possède un savoir-faire permettant de réaliser des micro modulateurs spatiaux de lumière (Spatial Light Modulators, SLMs) réalisés en technologie microélectronique sur silicium, ayant des très grandes résolutions et de très petits pas de pixels. Le LETI souhaite utiliser une technologie LCD particulière (la technologie IPS) dont d’une part les performances électro-optiques dans le domaine des micro-écrans ne sont pas connues mais d’autre part permet de garder des coûts réduits et de réduire le nombre d’étapes de fabrication. L’objectif de cette thèse est d’évaluer sur la base de simulations puis de réalisations techniques, les performances d’un micro-SLM IPS utilisé en modulation de phase et d’amplitude.Les recherches effectuées au cours de cette thèse portent sur 4 axes d’études. Le premier axe consiste à la recherche et à l’essai d’un logiciel spécifique (LCDMaster) permettant de simuler des cellules à cristaux liquides ainsi que des électrodes flottantes. Le second axe consiste à étudier en fonction du design du pixel et des différents modes d’alignements des cristaux liquides (Homogène, vertical et twisté) avec un pilotage de type IPS, les performances en modulation de phase. Les meilleurs résultats sont obtenus pour un alignement vertical fournissant un déphasage de 2 Pi. De plus, les performances d’un dispositif d’optique adaptative intégrant le SLM étudié ont été investiguées. Le troisième axe d’étude, consiste avec le même logiciel à investiguer sur les performances d’un SLM à cristaux liquide avec un pilotage de type IPS utilisant un alignement homogène en modulation d’amplitude (étude statique et dynamique). Cette étude permet également d’étudier les possibilités de diminution du temps de réponse de la cellule. Cette étude a aboutie à deux designs de SLM. Le premier design avec deux niveaux d’électrodes séparés par un isolant permettant de reproduire un effet type « cage de faraday ». La seconde a permis de diminuer de manière drastique le temps de réponse. Le quatrième axe de recherche consiste à tester des prototypes basés sur ces deux designs pour vérifier les performances obtenues en simulation grâce à un banc de caractérisation électro-optique. Des résultats concordants ont étés obtenus et de nouveaux types de SLM à pilotage IPS proposant un temps de rafraichissement rapides se rapprochant de l’état de l’art ont donc pu être désignés et caractérisés
LETI possesses an expertise allowing to realize Spatial Light Modulators (SLMs) made in microelectronic technology on silicon, having very high resolutions and very small pixel steps. LETI wishes to use a specific LCD technology (IPS technology), on the one hand the electro-optical performances in the field of micro-display had to be investigated but on the other hand allows to keep costs down and reduce the number of manufacturing steps. The objective of this thesis is to evaluate on the basis of simulations and technical achievements, the performance of a micro-SLM IPS used in phase modulation and amplitude.Our investigations have been carried out on four major areas of study. The first axis is the search and testing of a specific software (LCDMaster) to simulate liquid crystal cells and floating electrodes. The second axis according to different designs of pixel and the different liquid crystal alignment modes (Homogeneous, vertical and twisted) with an IPS type control, to investigate the performances in modulation phase. The best results were obtained for a vertical alignment providing a phase shift of 2π. In addition, the performance of an adaptive optics device integrating the studied SLM has been investigated. The third axis of study focused on the performance investigation of a liquid crystal SLM with an IPS-type control using a homogeneous alignment in amplitude modulation (static and dynamic study). This study also makes it possible to study the possibilities of reducing the response time of the cell. It resulted in two SLM designs. The first design with two levels of electrodes separated by an insulator to reproduce a Faraday type effect. The second has drastically reduced the response time. The fourth area of research consists in testing prototypes based on these two designs to validate the performances obtained in simulation. Concordant results have been obtained and new types of IPS-controlled SLMs with state-of-the-art refreshing times have thus been designated and characterized

Ces dernières années, des avancées considérables ont été obtenues dans le domaine des capteurs à fibres optiques, principalement grâce à l’élan des applications industrielles, de plus en plus diverses et nombreuses (monitoring de structures, surveillance, environnement, applications médicales, ….). Cette thèse concerne le domaine des antennes acoustiques SONAR en technologie « tout-optique » Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l’étude d’un capteur de contrainte longitudinale à fibre optique. La modulation de phase optique induite par la contrainte est démodulée par un interféromètre adaptatif basé sur le principe de l’holographie dynamique. Cet interféromètre permet, par essence, (i) le filtrage des perturbations basse fréquence de l’environnement, (ii) un fonctionnement en régime linéaire (iii) la démodulation d’un front d’onde complexe, type speckle issu d’une fibre optique multimode. L’holographie dynamique repose sur l’interaction entre deux ondes optiques dans un milieu non-linéaire. Pour notre application, le milieu non-linéaire retenu est un modulateur spatial de lumière adressé optiquement (OASLM) à 1,55 μm. Nous présentons tout d’abord nos travaux de conception, réalisation et caractérisation de l’interféromètre adaptatif. Nous démontrons ensuite un capteur de contrainte à fibre optique basé sur cet interféromètre. Nous étudions également l’augmentation de sensibilité du capteur par l’utilisation d’une fibre optique multimode. Nous discutons finalement nos résultats et le potentiel de la technologie étudiée au regard de l’application visée
Fiber optic sensors are a key technology for future developments with a large field of applications ranging from structure health monitoring to medical applications. Due to its high compactness, its electromagnetic immunity and the low transmission losses in the telecom window, optical fibers are very promising for underwater acoustic waves detection. We present a method relying on adaptive holographic interferometry based on two beam coupling in an optically addressed spatial light modulator (OASLM). This method allows filtering the slow phase perturbations coming from the environment directly on the sensing optical fiber. In this work, we will first introduce the OASLM operating at 1,55 μm that we have manufactured and the realization of an adaptive holographic interferometer based on this component. Moreover, we will show that it is possible to associate this demodulation method with a multimode optical fiber to reach a better sensitivity. Finally, we will focus on sensors architectures to evaluate the benefit of this technology compared to conventional techniques

L'objectif de ce travail de thèse a été d'améliorer la qualité des images de sphéroïdes de cellules cancéreuses, en travaillant à la fois sur la voie de détection et sur la voie d'illumination d'un microscope à feuille de lumière. Nos travaux ont permis de montrer d'une part qu'il était possible d'améliorer la qualité des images en profondeur en utilisant une boucle d'optique adaptative, composé d'une miroir déformable et d'un analyseur de front d'onde de type Shack-Hartmann. Pour faire fonctionner cette boucle, il est nécessaire d'utiliser des objets ponctuels fluorescents classiquement nommés " étoiles guides ", sur lesquelles notre travail s'est également porté. D'autre part, nous avons comparé différentes modalités d'illumination en feuillet de lumière (excitation 1 photon versus 2 photons, faisceau Gaussien ou faisceau de Bessel. . . ). Nous avons également développé une méthode objective permettant une standardisation des résultats obtenus
The aim of our thesis work was to improve spheroid imaging quality focusing on the study and development of both illumination and detection path of the SPIM. This work shows the possibility to improve deep image quality by using an adaptive optics loop consisting of a deformable mirror and a Shack Hartmann wavefront sensor. In order to work, the loop needs fluorescent source points known as "guide stars", which was also a part of our study. Furthermore, we have also compared different light sheet illumination modalities (1 photon versus 2 photons, Gaussian beam or Bessel beam. . . ) as well as developing an automated and standardized image analysis procedure

Les modèles en 3D occupent une place de plus en plus importante en biologie cellulaire car ils offrent de nombreux avantages pour la compréhension des processus physiopathologiques. La microscopie à feuille de lumière et plus particulièrement, le Selective Plane Illumination Microscope (SPIM), un de ses variants, représente un outil de choix pour observer et imager avec une haute résolution spatio-temporelle ces structures assimilées à des tissus (TM). Bien que le SPIM est un outil puissant, il souffre de phénomènes tels que la diffusion, l'absorption et les aberrations optiques qui limitent la profondeur à laquelle une imagerie utile peut être réalisée. L'optique adaptative (AO), de plus en plus utilisée dans le domaine de la microscopie, est une technique capable d'améliorer la qualité d'imagerie en profondeur en corrigeant les aberrations optiques introduites par l'échantillon. Pour ce travail de thèse, j'ai implémenté dans un SPIM un système d'AO capable de corriger les aberrations dans les TMs optiquement épais tels que les sphéroïdes tumoraux multicellulaires (MCTS). Un capteur de front d'onde de type Shack-Hartmann (SHWFS) à haute sensibilité a été développé à façon afin de permettre la reconstruction du front d'onde à partir de la faible quantité de lumière produite par l'étoile guide non linéaire utilisé dans notre système. Au cours de ce travail, j'ai tout d'abord caractérisé les performances de ce SHWFS et évalué la capacité du système à corriger les aberrations dans diverses conditions, y compris à l'intérieur de TMs. J'ai observé des améliorations sans précédent de la qualité d'image en profondeur des MCTS, en termes de détails et de résolution haute-fréquence. Grâce à ces corrections, j'ai pu mettre en évidence des évènements biologiques tels que des mitoses non visibles sans corrections. Les " up converting " nanoparticules (UCNP) sont des particules de terres rares capables d'émettre une lumière d'une longueur d'onde plus courte que celle de l'éclairage lorsqu'elles sont illuminées. Les étoiles guides en UCNP sont particulièrement intéressantes en raison de la possibilité qu'elles soient excitées dans l'infrarouge proche tout en émettant de la lumière visible, ce qui réduit le photodommage produit par l'éclairage. La possibilité d'utiliser des UCNP comme étoiles guides dans des échantillons biologiques a été explorée dans cette thèse
In recent years, tissue mimics (TMs) such as microtissues, spheroids, and organoid cultures have become increasingly important in life-science research, as they provide a physiologically relevant environment for cell growth, tissue morphogenesis, and stem cell differentiation. Selective Plane Illumination Microscopy (SPIM) is one of the most prominent microscopy modalities for three-dimensional tissue imaging, and a sine qua non tool to understand cell biology in TMs. However, while SPIM is regarded as a very powerful tool for TM imaging, optical microscopy suffers from certain limitations when imaging 3D samples. Indeed, scattering, absorption and optical aberrations limit the depth at which useful imaging can be done, typically no more than 100 µm. Adaptive Optics (AO) is a technique capable of improving image quality at depth by correcting the optical aberrations introduced by the sample which is seeing increasing use in fluorescence microscopes. For this thesis, I have incorporated a wavefront sensor AO scheme to SPIM, able to correct aberrations in optically thick TMs such as multi-cellular tumor spheroids (MCTS). Due to the low amount of light produced by non-linear guide stars such as the one used in our system, a custom high-sensitivity Shack-Hartmann wavefront sensor (SHWFS) was developed for our needs. In this work, I characterize the performance of this SHWFS and the ability of our system to correct aberration in various conditions, including inside TMs. I show unprecedented image quality improvements for in-depth imaging of MCTS, in regard of high-frequency detail and resolution. This allowed us to identify biologically relevant features at depths inaccessible to conventional SPIM. Up-converting nanoparticles (UCNP) are rare-earth based particles that are able to undergo photon up-conversion when illuminated, emitting light of a shorter wavelength than that of the illumination. Guide stars made from UCNP are especially attractive due to the possibility of them being excited in the near-infrared while emitting visible light, reducing photodamage produced by the illumination light. The viability of using UCNP as guide stars in biological samples in explored in this thesis

La coopération au développement met en jeu de puissantes forces de changement et de résistance à l’interface de systèmes d’acteurs paramétrés culturellement, économiquement, politiquement et institutionnellement de manières souvent très différentes. Des demandes d’assistance sont émises et des offres de service sont proposées sur des problèmes pour lesquels doivent être bâties des réponses adaptées aux situations pour lesquelles elles ont été sollicitées. Comment se construisent ces réponses ? Comment sont prises en compte les spécificités des acteurs ? Comment sont intégrées les caractéristiques culturelles, économiques, politiques et institutionnelles des partenaires lorsque ceux-ci se retrouvent en situation d’altérité significative ? Comment finalement s’élabore une solution de développement en coopération ? Ce travail propose des éléments de réponse à partir de la coopération à la protection du patrimoine entre Luang Prabang, Chinon et l’UNESCO de 1995 à 2015 et la mobilisation d’un protocole de recherche dont les principaux outils sont empruntés aux analyses en termes de transfer studies
The development cooperation brings into play powerful forces of change and resistance at the interface of different culturally, economically, politically and institutionally systems of actors. Requests for assistance are emitted and services offerings are proposed on problems for which must be built answers adapted to situations for which they are requested. How are these answers built ? How are taken into account specificities of the actors ? How are integrated the partners cultural, economic, political and institutional characteristics in situation of significant otherness ? Finally, how is a solution of development in cooperation worked out ? This research proposes replies starting from the cooperation to heritage protection between Luang Prabang, Chinon and UNESCO from 1995 to 2015, and the mobilization of a protocol of research whose principal tools are borrowed from the analyses in terms of transfer studies

Cette thèse de doctorat est réalisée dans le cadre d'un contrat de recherche entre la Société Eclatec, concepteur et fabricant français de luminaires urbains, et l'Institut Jean Lamour de Nancy. L'objectif concerne l'amélioration de l'éclairage nocturne des villes tout en réduisant la consommation électrique et la pollution lumineuse. Pour cela une caméra RGB est intégrée à la source lumineuse du lampadaire. Elle constitue le principal point de collecte d'informations. Ce choix a imposé l'utilisation d'une optique très grand angle dont l'axe est faiblement incliné par rapport à la verticale. La configuration adoptée permet d'observer en grande partie la zone éclairée par le luminaire mais se traduit par des images très déformées. A partir de ce système 4 grandes problématiques ont été étudiées. La première concerne la détection vidéo des usagers à proximité du luminaire dans des conditions de très faible éclairement afin d'assurer une gradation dynamique de l'éclairage. Cette détection exploite les modèles de deep learning de la famille Yolo que nous avons ré-entrainés par transfert learning sur une collection d'images spécifiques. Celles-ci ont été relevées en différents points de l'agglomération nancéenne à une hauteur de 6 à 8 m. Pour une scène éclairée sous 10 lux, une ouverture photographique à f/3.5 et une sensibilité fixée à 3200 ISO, le taux de détection des piétons et véhicules est supérieur à 97 %. Le modèle, implanté sur le GPU embarqué NVidia Jetson nano, permet d'atteindre une cadence d'environ 10 FPS qui reste suffisante pour notre application. La deuxième orientation étudie la reconnaissance de l'environnement autour du luminaire au moyen d'une segmentation sémantique de images. Cette segmentation sera exploitée ultérieurement pour adapter la distribution lumineuse de la matrice de leds à la situation urbaine rencontrée. Pour ce faire, nous avons fait appel au réseau de neurones OCR-HRNet qui améliore la segmentation haute résolution par l'ajout d'une représentation contextuelle tenant compte de l'agrégation des pixels. Cette architecture s'avère bien adaptée aux images de surfaces peu homogènes qui caractérisent le sol sous le luminaire. Les résultats montrent une très bonne identification des constructions et des zones végétalisées. La séparation trottoir/route reste encore délicate notamment lorsque les revêtements des voies de circulation présentent des réflectances et textures similaires. Une solution par marquage virtuel à postériori des images améliore sensiblement la précision de la segmentation notamment dans le cas de scènes ensoleillées qui présentent de nombreuses zones d'ombre. Dans un troisième temps nous avons modélisé le système optique afin de permettre une estimation de la position réelle des points du sol à partir de leur image. Une transformation Cam To World simple est proposée. Celle-ci prend en compte les paramètres extrinsèques de la prise de vue (hauteur, pitch et résolution) et la fonction de distorsion de la lentille dont la projection optique est assimilée à une loi équidistante. La précision requise n'étant pas critique, la calibration rigoureuse du système n'a pas été effectuée. Pour une zone d'observation effective de 20 m × 50 m, l'erreur de localisation est de l'ordre du mètre. Enfin nous proposons une piste d'exploitation du parc de luminaires pour l'analyse de la fluidité du trafic routier. La méthode proposée analyse le mouvement apparent des usagers par estimation du flot optique moyen dans chacune des boites englobantes détectées par Yolo. La détermination du flot optique est actuellement réalisée en mode hors ligne par l'algorithme de deep learning FlowNet2. Dans la gamme de 0 à 15 m/s la vitesse estimée du mobile présente une erreur inférieure à 1 m/s
This doctoral thesis has been conducted within the framework of a research contract between the French urban lighting design and manufacturing company, Eclatec, and the Jean Lamour Institute in Nancy. The overarching goal of this research is to enhance nighttime urban lighting while simultaneously reducing electrical consumption and light pollution. To achieve this, an RGB camera is integrated into the streetlamp's light source, serving as the primary data collection point. This choice necessitated the use of a wide-angle lens with a slight vertical tilt in its axis. Although this configuration allows for the observation of a significant portion of the illuminated area, it results in highly distorted images. From this system, four major research challenges were investigated:1. The first challenge concerns video detection of individuals in close proximity to the luminaire under very low lighting conditions, with the aim of achieving dynamic lighting adjustment. This detection relies on deep learning models from the Yolo family, which were fine-tuned through transfer learning using a specific collection of images. These images were captured at various locations in the Nancy metropolitan area, at heights ranging from 6 to 8 meters. Under conditions of 10 lux illumination, an aperture of f/3.5, and a fixed sensitivity of 3200 ISO, the detection rate for pedestrians and vehicles exceeds 97%. The model, implemented on the embedded NVidia Jetson Nano GPU, achieves a frame rate of approximately 10 FPS, which proves adequate for our application. 2. The second research direction explores the recognition of the environment surrounding the luminaire through semantic segmentation of images. This segmentation will subsequently be employed to adapt the light distribution of the LED matrix to the encountered urban scenario. To accomplish this, we employed the OCR-HRNet neural network, which enhances high-resolution segmentation by incorporating contextual representation that considers pixel aggregation. This architecture is well-suited to images of non-uniform surfaces, characteristic of the ground beneath the luminaire. The results demonstrate excellent identification of structures and vegetated areas. However, the distinction between sidewalk and road remains challenging, particularly when road surfaces exhibit similar reflectance and textures. A post-image virtual marking solution significantly improves segmentation accuracy, especially in sunny scenes with numerous shadowed areas. 3. In a third phase, we modeled the optical system to enable the estimation of the real-world positions of ground points based on their images. A simple Cam To World transformation is proposed, accounting for extrinsic parameters of the viewpoint (height, pitch, and resolution), and the lens distortion function, approximated as an equidistant projection law. Given that stringent precision is not critical, a rigorous system calibration was not conducted. For an effective observation zone of 20 m × 50 m, the localization error is on the order of meters. 4. Finally, we propose an avenue for utilizing the lighting infrastructure to analyze traffic flow fluidity. The proposed method analyzes apparent motion of users by estimating the mean optical flow within each bounding box detected by Yolo. Currently, optical flow determination is performed offline using the deep learning algorithm FlowNet2. In the range of 0 to 15 m/s, the estimated speed of the moving object exhibits an error of less than 1 m/s

L’imagerie à très haute dynamique s’applique à de nombreux domaines de recherche en astronomie et astrophysique. Cette problématique observationnelle est abordée sur plusieurs fronts par de nombreuses techniques complémentaires : coronographie, interferométrie, optique adaptative, controle de front d’onde et discrimination des speckles. La combinaison de celles ci permet d’atteindre un haut contraste avec pour ultime objectif l’imagerie d’exoplanètes et l’étude de l’environnement stellaire. Le travail présenté dans ce manuscrit se focalise sur la coronographie et plus particulièrement sur l’optimisation active du procedé d’occultation en fonction du contexte observationnel.La première partie de cette recherche traite de l’observation d’objets résolus par le développement d’un masque focal de Lyot de diamètre variable. La deuxième partie s’applique à étendre le concept du masque focal adaptatif au masque de phase de type Roddier pour l’observation de l’environnement proche d’objets non résolus. L’utilisation des propriétés des cristaux liquides permet de réaliser un déphasage par rotation de polarisation et une modulation de transmission à l’extérieur du masque. Cette modulation permet un controle actif d’optimisation de l’interférence pour une adéquation du masque au contexte observationnel : longueur d’onde, morphologie d’image et défauts intrinsèques au masque, agitation atmosphérique. La dernière partie de ce manuscrit ébauche de nouvelles perspectives quant à la possibilité d’une imagerie à haut contraste. La modulation temporelle de phase transmise par un masque focal adaptatif est mise à profit par l’utilisation des méthodes de détection synchrone
High contrast imaging of extra-solar planets and environments of bright astro- physical objects in general, such as stars, active galactic nuclei or objects of the Solar System is a challenging task. Different approaches are needed if the bright region to occult is optically resolved or not. We present the Adaptive Mask concept, observations on sky and numerical simulations show the usefulness of the proposed methods to optimize the efficiency of the coronagraphs for optically resolved or non resolved objects. Accessing small IWA is considered as an edge as it provides substantial scientific and technical advantages. One of the difficulties of accessing small IWA is that coronagraphs become very sensitive to low-order aberrations such as tip-tilt. Our original approach aims at integrating the small IWA capability and the mitigation of sensitivity to low-order aberrations within the coronagraph itself. Our concept is applicable to both low and high Strehl regimes, corresponding to current and next generation AO systems. The adaptive coronagraph can adapt dynamically, in quasi real time, to adjust to the observing conditions to deliver a stable and optimized contrast at the science image level. The mask adaptability both in size, phase and amplitude also compensates for manufacturing errors of the mask itself, and potentially for chromatic effects. The mask adaptability concept using a local phase modulation in the focal plane allows synchronous modulation for high dynamic range synchronous detection of a faint target immersed in a background. The coherence of the speckles with the central star is used to discriminate them from proper companions

Dans le contexte de la reconstruction 3D de scènes par l’utilisation d’un système de vision active, nous proposons deux approches de localisation des régions d’intérêt dans la scène. Une fois intégrée dans un scanner 3D commercial comme processus de prétraitement, chaque approche permettra de limiter les zones de balayage, pour que le scan se fasse uniquement dans ces zones. Ainsi, le temps du processus de reconstruction sera largement réduit, et le nuage de point sera beaucoup moins important, tout en conservant les données pertinentes. La première approche dite « passive » se base sur les informations 2D de la scène. Elle consiste à localiser, dans la scène observée, des objets de type spécifique. Cette approche a été développée sous l’hypothèse que les objets cibles ont la forme d’un tube. Pour ce faire, on applique plusieurs outils de traitement d’images afin de déterminer les contours des tubes dans les images. Enfin, nous déterminons les zones de balayage dans l’espace du projecteur. Cette approche peut être éventuellement généralisée à d’autres types de formes. La deuxième approche dite « active » est basée sur les informations 3D extraites de la scène par un processus itératif. Celui-ci commence par un motif régulier de points. Basé sur l’estimation de courbure surfacique locale autour de chaque point 3D reconstruit, un nouveau motif est généré afin de projeter plus de points, à l’itération suivante, dans les zones à forte courbure. Lorsque le processus s’arrête, les régions d’intérêt peuvent être déterminées dans l’espace du projecteur. L’avantage majeur de cette approche est qu’aucune contrainte n’est nécessaire sur la forme des régions d’intérêt
In the context of the 3D reconstruction of scenes by using active vision system, we propos two approaches of Regions Of Interest (ROI) localization in the scene. Once integrated in a commercial 3D scanner as pre-processing process, each approach would be capable to indicate the zones of scanning. In this way, the reconstruction time would be largely reduced, and the obtained point cloud would be much less important, whereas almost all pertinent date would be conserved. The first approach called “passive” is based on the 2D information of the scene. It consists in localizing, in the scene observed, the objects of specific type. This approach was developed under the assumption that the target objects have the shape of a tube. Firstly, several image processing tools are applied to determine contours of the tubes in the images; and finally, the scanning zones are determined in the space of the projector. This approach can be eventually generalized to apply to other types of forms. The second approach called “active” is based on the 3D information extracted from the scene by an iterative process. The process begins by a regular point pattern; based on the estimation of local surface curvature around each reconstructed 3D point, a new pattern is generated in order to project more points, during the next iteration, in the zones with strong curvature; as soon as the iterative process stops, the ROI can be determined in the space of the projector. The major advantage of this approach is that no constraint is necessary on the form of the ROI
Im Zusammenhang mit der 3D Rekonstruktion von Objekten mittels aktiver Projektion werden zwei Ansätze zur Detektion wichtiger Oberflächenbereiche für die Punktbestimmung vorgestellt. Die beiden Ansätze wurden mittels eines aktiven Stereosystems entwickelt. Im Falle einer Integration in kommerzielle 3D Scanner (Lasersystem, Projektionssystem) erlauben beide Ansätze den Messbereich im Sinne einer Vorverarbeitung auf die morphologisch relevanten Bereiche zu beschränken. Dementsprechend wird die Messzeit deutlich verkürzt, die Punktwolke erheblich verkleinert und trotzdem alles Wichtige erhalten. Der erste Ansatz basiert auf 2D-Daten des zu messendem Feldes. Dabei sind in diesen Daten die Messobjekte zu lokalisieren. Derzeit ist dieser Ansatz unter der Annahme realisiert, dass zu erfassende Objekte eine zylindrische Form haben. Die Wahl der Zylindergeometrie erfolgte dabei stellvertretend für andere denkbare Geometrien, auf die das Vorgehen einfach übertragen werden kann. Der zweite Ansatz fußt auf 3D-Daten, die in einem iterativen Prozess aus dem Messfeld gewonnen werden. Zunächst wird ein reguläres Muster auf das Objekt projiziert und mittels Stereotriangulation eine entsprechende 3D-Punktwolke erzeugt. In der Punktwolke wird für jeden Punkt die Oberflächenkrümmung im Raum ermittelt und in der Nachbarschaft von Punkten mit starker Krümmung ein neues, dichteres Muster projiziert. Der iterative Prozess ist beendet, sobald die verbleibenden Krümmungen unterhalb eines Grenzwertes liegen. Diese Methode eignet sie sich für die Digitalisierung von Innenbereichen in Gebäuden, über die man keinerlei a prioi- Information über die zu findenden Objekte besitzt

Les plantes sont des organismes sessiles qui présentent plusieurs caractéristiques leur permettant de s'adapter rapidement aux variations de conditions environnementales. En particulier la lumière représente une source d’information essentielle utilisée tout au long du cycle de vie pour ajuster leur développement. Cette thèse avait pour objet l’étude de l’impact des mécanismes chromatiniens dans la régulation de l’expression des gènes pouvant influencer l’adaptabilité des plantes aux variations de signaux lumineux, à travers deux types de réponses caractérisées par des échelles de temps différentes chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. La première étude portait sur des processus chromatiniens dynamiques participant à la régulation de l’expression génique, et utilisait comme modèle le dé‐étiolement. La triméthylation de la lysine 4 de l’histone H3 (H3K4me3), une modification posttraductionnelle généralement associée à un état transcriptionnel actif a été plus particulièrement étudiée. Afin de mieux connaître cette voie, le gène SWD2‐Like b (S2Lb) a été caractérisé. Il s’agit d’un nouveau partenaire de complexes COMPASS‐like et un déterminant important du niveau global de H3K4me3. L’analyse de plantes dans lesquelles ce gène est inactivé a montré qu’un défaut d’accumulation de H3K4me3 corrélait avec une induction plus faible de gènes de réponse à la lumière au cours du dé‐étiolement. Ces résultats et les nouveaux outils obtenus constituent une base solide pour étudier l’influence de cette marque et des facteurs associés sur la modulation fine de l’expression génique en relation avec d’autres marques chromatiniennes. La seconde étude cherchait à déterminer l’impact des variations épigénétiques sur la capacité des plantes à induire un syndrome d’évitement de l’ombre, une réponse adaptative à des conditions de lumière défavorables produites par des compétiteurs. Un phénotypage à grande échelle dans deux conditions de lumière induisant des réponses opposées a été réalisé sur une population de lignées recombinantes inbred (epiRIL), dans laquelle les variations épigénétiques (méthylation de l’ADN) sont maximisées mais les variations de séquence nucléotidique sont minimes. Une plus grande variation phénotypique ainsi qu’une plus grande amplitude dans la capacité de réponse à l’ombre ont été observées dans la population epiRIL. De plus, une cartographie QTL a permis d’identifier une région au début du chromosome 3 spécifiquement associée à la réponse d’évitement de l’ombre. Bien qu’une caractérisation plus fine soit nécessaire, le locus impliqué pourrait correspondre à une première description de QTL « épigénétique » influençant la plasticité phénotypique des plantes en réponse à une variation des conditions de l’environnement
Plants are sessile organisms that successfully face variations of the environment by taking advantage of their ability to adapt their physiology and morphology. In particular, light perception constitutes an essential source of information used throughout their life cycle to fine‐tune development. The work presented was aimed at studying the role of chromatin‐associated mechanisms on adaptive responses to light cues at two different timescales in the model plant species Arabidopsis thaliana. In a first part, the role of chromatin dynamics in the regulation of gene expression was assessed during de‐etiolation, a developmental transition of seedlings that is triggered upon the first perception of light. It focused mainly on the trimethylation of histone H3 at lysine 4 (H3K4me3), a post‐translational modification associated with transcriptionally active states. To gain new insights into this pathway, the SWD2‐Like b (S2Lb) gene was characterized and shown to represent a new partner of plant COMPASS‐like complexes and a major determinant of H3K4me3 in A.thaliana. Loss‐of‐function plant lines for the S2Lb gene revealed that a default in H3K4me3 enrichment correlates with impaired inducibility of several light‐responsive genes during de‐etiolation. The findings described here set the bases to investigating how this mark and the associated factors influence the modulation of gene expression in relation with other chromatin marks. The second part of this thesis was aimed at assessing the impact of epigenetic variation on the capacity of plants to undergo the shade‐avoidance response (SAR), an adaptive developmental response to unfavorable light conditions produced by competitors. A population of epigenetic Recombinant Inbred Lines (epiRILs), in which epigenetic variation (DNA cytosine methylation) is maximized and nucleotidic sequence variation is minimized, was used for a large‐scale phenotyping under two light conditions triggering opposite responses. The epiRIL population exhibited larger amplitude of phenotypic variation than wild‐type parents in each condition as well as a wider range of response to shade. A region at the beginning of chromosome 3 was identified by QTL mapping to specifically associate to the SAR. Though it remains to be characterized, the locus involved may represent a first “epigenetic QTL” influencing phenotypic plasticity in response to environmental changes

Les fibres multimodales ont longtemps été délaissées en raison des distorsions temporelles et spatiales subies par la lumière au cours de sa propagation dans la fibre. Ces distorsions sont les conséquences des couplages modaux et de la disparité des temps de propagation des modes de fibre. Bien que complexe, la propagation dans un guide multimodal reste déterministe et peut être maitrisée par une structuration cohérente de l’excitation. La manipulation d’ondes en présence de gain dans la fibre optique, au coeur de ces travaux de thèse, constitue une problématique plus complexe encore puisque la carte de saturation des modes hétérogène rend la propagation non linéaire. Deux types d’amplificateurs multimodaux à fibre dopée ytterbium ont été étudiés : une fibre à saut d’indice à large coeur et une fibre à coeurs multiples couplés. Le contrôle spatial du faisceau transmis est obtenu en structurant le front d’onde incident à l’aide d’un miroir déformable couplé à un algorithme itératif. En régime d’excitation continue, cette technique de contrôle adaptatif, robuste et rapide a permis de focaliser le rayonnement en extrémité de fibre sur des spots uniphases, malgré les couplages modaux, l’hétérogénéité de gain modal et la saturation du gain. Il a aussi été démontré que la mise en forme du front d’onde incident ne réduisait pas le gain d’amplification. Une puissance de 2,8 W a été confinée dans un unique spot avec un gain de12 dB. Des structures intensimétriques plus complexes de type « multispots » ont également été obtenues. Enfin, la focalisation à travers la fibre amplificatrice a été réalisée avec succès en régime femtoseconde pour lequel la propagation s’accompagne de couplages spatio-temporels. Une première démonstration de principe a permis d’obtenir 120 kW de puissance crête avec un gain de 14 dB dans une impulsion uniquement limitée par la dispersion chromatique (350 fs), le profilage spatial permettant aussi de contrôler l’impulsion amplifiée par la sélection de modes dont les vitesses de groupe sont proches
For a long time, multimode fibers were sparsely investigated because of the spatial and temporal distortions occurring during propagation across the fiber. Those distortions are consequences of mode coupling and modal propagation constant disparity. Although the propagation in a multimode waveguide is complex, it is deterministic and can be controlled by spatial shaping of the excitation. Considering an amplifying medium, the problem, at the heart of this thesis, is more complex because of nonlinear propagation due to heterogeneous gain saturation. Two kinds of Ytterbium doped multimode fiber amplifiers were tested: a step index fiber with a large core diameter and a coupled core multicore fiber. Spatial control of the output of the amplifier was achieved using a deformable mirror in combination with an iterative algorithm. In the case of a continuous wave excitation of the amplifier, we demonstrated that it was possible to confine light in a single-phase spot with a 2,8 W average power and 12 dB gain. We also demonstrated that the spatial shaping of the output has no effect on the amplifier gain. Furthermore, we obtained more complex output fields of multi-spot structure. Finally, focalization through the amplifying fiber was successfully demonstrated in femtosecond regime for which spatio-temporal couplings occur. A 120 kW peak power spot with a gain of 14 dB in a 350 fs pulse was obtained in a first experimental proof of concept. The spatial shaping allows also to control the duration of the amplified pulse by selection of modes with close group velocities

Apres l'avenement des machines dites de troisieme generation (esrf, aps, spring-8, elettra. . . ) le defi principal pour l'optique en reflexion est la conservation de la tres faible emittance du faisceau x. Cette these presente le developpement de plusieurs types de miroirs concus pour maitriser les contraintes techniques imposees par la necessite de ne pas degrader la qualite optique des faisceaux x. On a particulierement soigne : (i) la possibilite de varier le rayon de courbure (miroirs actifs) et (ii) la precision dans l'obtention de profils spheriques ou aspheriques pour les surfaces reflechissantes. Cette these se compose de cinq chapitres. Le premier consiste en une breve introduction aux sources de rayonnement synchrotron, principalement les onduleurs. Le chapitre deux traite des aspects theoriques, analytiques de l'optique x en reflexion et presente la methode numerique du trace de rayons, souvent utilisee pour etudier l'optique d'une ligne de lumiere. Une procedure permettant de tenir compte des profils reels mesures des miroirs x dans les simulations numeriques, a ete developpee et mise au point. Le chapitre trois est dedie a un dispositif a deux miroirs focalisant dans le plan vertical. L'instrument a ete caracterise optiquement et mis en service sous faisceau x. Le chapitre quatre decrit l'etude de l'optique reflective et de sa mecanique pour une ligne de lumiere dediee a la spectroscopie x. Les instruments ont ete specifies, fabriques et sont maintenant testes in-situ. Le dernier chapitre est dedie a la partie la plus originale de mon travail de recherche : un type nouveau de longs miroirs (entre 0. 5 et 1 m) segmentes a courbure variable, bases sur l'effet piezo-electrique direct. Deux prototypes ont ete concus, fabriques et experimentes avec succes dans le laboratoire de metrologie optique, montrant un potentiel prometteur concernant la compensation adaptative.

Cette recherche propose un milieu virtuel comme un dispositif de représentation morphologique des ambiances lumineuses générées par une structure adaptative et dynamique, mettant en relation le rapport entre l’extérieur et l’intérieur à l’étape de conception architecturale. L’outil développé appelé DARMIN, « Daylight Adaptive aRchitecture Modeling INterface », devient l’inducteur exploratoire de la démarche de création, grâce à son système interactif. Le concepteur, en situation d’exploration typologique formelle, exploite les potentialités et les qualités de l’espace architectural que l’ambiance lumineuse recèle. De cette façon, la recherche proposée offre la possibilité de l'émergence de nouvelles réponses morphologiques complexes soutenant la démarche du design. Elle permet en outre aux concepteurs d’expérimenter un large éventail de solutions possibles dans un laboratoire virtuel, un environnement de conception contrôlée qui renforce la créativité de l’architecte. Ainsi, la recherche présentée s’intéresse particulièrement à montrer le potentiel d’une structure architecturale adaptative qui bonifie quantitativement et qualitativement l’expérience de l’espace interne et externe, à travers la nature dynamique de l’ambiance lumineuse.
This research proposes a virtual environment as a device for morphological representation of luminous ambiances generated by an adaptive and dynamic structure, linking the relationship between the outside and inside at the stage of architectural conception. This developed tool called DARMIN « Daylight Adaptive aRchitecture Modeling INterface », becomes an exploratory inductor within the creative process through its interactive system. The designer, in typologically formal exploration phase, exploits the potential and qualities of architectural space that luminous ambiances harbors. In this way, the proposed research offers the possibility of the emergence of new complex morphological responses supporting the process of design. It also allows designers to experiment with a wide range of possible solutions in a virtual laboratory, controlled design environment that enhances the creativity of the architect. Thus, the presented research is particularly interested in showing the potential of adaptive architectural structure that quantitatively and qualitatively improves the experience of internal and external space through the dynamic nature of the luminous ambiances.

Ce mémoire de thèse traite du contrôle et de la mise en forme des fronts de phase et d'énergie d'impulsions lasers brèves ultra-intenses.
La première partie est consacrée à la conception et la réalisation d'une boucle d'optique adaptative pour la correction des distorsions de surface d'onde sur la chaîne laser de puissance 100 Térawatts du Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses. Cette boucle repose sur l'utilisation d'un dispositif à cristaux liquides comme modulateur de phase et d'un interféromètre à décalage comme senseur de front d'onde. L'association de ces deux dispositifs a permis la construction d'un système innovant de mesure et mise en forme de la surface d'onde d'impulsions lasers ultra-intenses. Il est démontré qu'il permet de corriger une surface d'onde présentant d'importantes distorsions et ainsi améliorer grandement la qualité de focalisation de faisceaux lasers. Cette boucle d'optique adaptative a été testée avec succès sur la chaîne 100 Térawatts et une correction de la surface d'onde de l'ordre de 60% a ainsi pu être démontrée.
La seconde partie du mémoire traite de la mise en forme d'une impulsion laser inhomogène brève permettant le pompage du milieu à gain (un plasma) d'un laser à rayons X. L'idée consiste à jouer sur le parallélisme du système de compression d'impulsions utilisé en fin de chaîne 100 Térawatts. Un modèle expliquant la génération d'une impulsion inhomogène laser brève à l'aide de ce compresseur à réseaux de diffraction est développé. Une campagne expérimentale Laser X a notamment permis de valider les prédictions théoriques annoncées par ce modèle et a montré la nécessité d'utiliser une telle impulsion inhomogène afin d'obtenir une émission laser X lorsque le pompage s'effectue par impulsion brève.

L’environnement marin est caractérisé par des conditions de lumière fortement variables, dans l’espace comme dans le temps. Nous avons choisi les organismes modèles, A. Marina, Ostreococcus et P. Tricornutum pour étudier les différents types de réponse à la lumière chez les organismes photosynthétiques unicellulaires marins. La cyanobactérie A. Marina s’est adaptée à un environnement lumineux enrichi en rouge lointain grâce à l’utilisation de la chlorophylle d, absorbant dans cette gamme de lumière. L’observation que la baisse de l’énergie de l’exciton ne s’accompagne d’aucun ajustement redox du côté donneur du PSI nous a conduit à proposer que la contrainte principale sur l’évolution des centres réactionnels soit la différence d’énergie libre entre le pool de quinones et P, le dimère de chlorophylle du PSI. Chez l’écotype de profondeur, RCC809, de la prasinophyte Ostreococcus, l’adaptation à la faible disponibilité en lumière et en fer s’est traduite par une antenne PSII plus grande et une st\oe chiométrie PSI/PSII plus petite que dans l’écotype de surface OTH95. Pour répondre au déséquilibre entre les activités PSI et PSII, une partie des électrons issus du PSII sont redirigés vers une oxydase alternative. Enfin, nous avons mis en évidence chez la diatomée P. Tricornutum le rôle de la protéine LhcSR1 dans le mécanisme de NPQ mis en place en condition de lumière saturante. L’existence d’un dialogue métabolique entre le chloroplaste et la mitochondrie sous illumination suggère que le processus photosynthétique chez les diatomées diffère fortement de ce qui est observé chez les plantes supérieures, ce qui semble se traduire par une régulation différente du NPQ.

Durant l’hiver en Arctique, les algues de glace et le phytoplancton passent près de 6 mois à l’obscurité totale avant que les conditions pour la croissance soient optimales au printemps. Comment les algues polaires, composées principalement de diatomées, réussissent-elles à survivre à d’aussi longues périodes d’obscurité et à croître dès le retour de la lumière? Quels sont les mécanismes physiologiques impliqués? Les objectifs de l’étude présentée visent à caractériser l’état cellulaire d’une diatomée arctique, Fragilariopsis cylindrus, durant une période d’obscurité totale représentative de l’hiver polaire afin de mieux comprendre les mécanismes qui permettent la survie à l’obscurité prolongée et au retour de la lumière. Nous avons mesuré les mécanismes physiologiques impliqués en mesurant plusieurs paramètres à des intervalles précis: les premiers jours, les premières semaines et les trois premiers mois d’obscurité ainsi que les premières heures et les premiers jours des retours à la lumière après 1,5 et 3 mois d’obscurité. Les paramètres mesurés comprenaient le nombre et la taille des cellules, le carbone et l’azote particulaire, les lipides, la composition en pigments, la flurorescence variable, les protéines photosynthétiques (D1, RUBISCO), les paramètres photosynthétiques et le quenching non-photochimique (NPQ). Quelques jours après la transition à l’obscurité, Fragilariopsis cylindrus s’est acclimatée à un état stable qui s’est maintenu jusqu’au retour de la lumière. Cet état est caractérisé par un nombre et une taille des cellules stables, une faible consommation des réserves d’énergie, une faible diminution des pigments photosynthétiques et de très faibles capacités photosynthétiques. Après 1,5 mois d’obscurité, la réexposition à la lumière a déclenché une forte réponse du NPQ et un réassemblement de l’appareil photosynthétique, suivi d’une reprise des activités métaboliques et de la croissance cellulaire. La réexposition après 3 mois s’est caractérisée par une reprise des activités beaucoup plus lente, probablement causée par une mortalité plus importante.
Polar winter in the Arctic can last as long as 6 months each year at high latitude. During this period, no light is available for photoautotrophic growth. Nevertheless, when light returns in spring, a sea-ice algae and phytoplankton bloom develops in the surface ocean layers. Therefore, the following questions can be asked: How do photoautotrophic communities (mainly diatoms) survive through winter darkness until light returns in spring? What are the physiological mechanisms underlying such survival? Our goal was to understand the acclimation processes at stake in both darkness and during the return to light by closely looking at the changes in intra-cellular content and functional capacity of a polar sea-ice diatom, Fragilariopsis cylindrus. We measured a set of parameters at specific time-points: the first days and first weeks up to 3 months of darkness, and the first hours up to 6 days upon return to light. This set included cell number and cytometry, cellular carbon and nitrogen quotas, lipid and pigment contents, fluorescence determinations, photosynthetic proteins (D1, RUBISCO), photosynthetic parameters and non-photochemical quenching (NPQ). A rather stable state was reached few days following transition to dark and was maintained throughout until the return of light: stable cell size and number, low energy reserve consumption, slow decrease of photosynthetic pigments and very low photosynthetic capacities. Subsequent transition to light after 1.5 months induced strong NPQ activity and reassembly/renewal of photosynthetic components, followed by metabolic recovery and cell growth. Transition after 3 months showed a much slower recovery and no cell growth, highlighting the increase of potential mortality with longer periods of darkness.

Ce mémoire est dédié à l’étude de la réponse bactérienne des genres Pseudomonas et Enterococcus face à un traitement Lumière Pulsée (LP). D’une part, la caractérisation de l’unité de décontamination par LP a permis de choisir une configuration permettant de réaliser des traitements LP de manière homogène et d’en connaître les caractéristiques physiques. D’autre part, le traitement LP dans cette configuration permet d’obtenir des cinétiques d’inactivation de cultures bactériennes très rapides (réduction de 9 unités logarithmiques en quelques secondes). Dans cette étude, nous avons montré que Pseudomonas aeruginosa est généralement plus sensible qu’Enterococcus faecalis à l’égard d’un traitement de même intensité. Toutefois, et de façon intéressante P. Aeruginosa est le germe bactérien qui s’adapte le mieux à un traitement létal LP lorsqu’elle est soumise au préalable à des doses sublétales. Alors qu’E. Faecalis montre une capacité mutagène augmentée à l’issue du traitement. Ces différents mécanismes échappatoires des effets délétères de la LP ont été précisés par des analyses d’électrophorèses bidimensionnelles pour élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans ces réponses
This work is devoted to the study of the bacterial response of Pseudomonas and Enterococcus genus against Pulsed Light treatment (PL). First, the characterization of the PL decontamination unit has chosen a configuration for achieving uniform treatment and to know the physical characteristics. On the other hand, very rapid kinetics destructions of bacterial cultures are obtained in this configuration (reduction of 9 logarithm units a few seconds). In this study, we showed that Pseudomonas aeruginosa is usually more sensitive than Enterococcus faecalis with respect to the same intensity treatment. However and interestingly Pseudomonas aeruginosa is able to adapt to a lethal treatment LP when subjected to sublethal PL doses. While Enterococcus faecalis showed a mutation rate increased after treatment. These different mechanisms used by bacteria in order to cope with the deleterious PL effects were identified by two-dimensional electrophoresis analysis to elucidate the molecular mechanisms involved in these responses

La vision de nuit des pilotes d’hélicoptère est artificiellement assistée par un dispositif de vision bas niveau de lumière constitué d’un intensificateur de lumière (IL) couplé à une caméra numérique d’une part, et d’une caméra infrarouge (IR) d’autre part. L’objectif de cette thèse est d’améliorer ce dispositif en ciblant les défauts afin de les corriger.Une première partie consiste à réduire le bruit dont souffrent les images IL. Cela nécessite d’évaluer la nature du bruit qui corrompt ces images. Pour cela, une méthode d’estimation automatique du bruit est mise en place. L’estimation repose sur la détection non paramétrique de zones homogènes de l’image. Les statistiques du bruit peuvent être alors être estimées à partir de ces régions homogènes à l’aide d’une méthode d’estimation robuste de la fonction de niveau de bruit par minimisation l1.Grâce à l’estimation du bruit, les images IL peuvent alors débruitées. Nous avons pour cela développé dans la seconde partie un algorithme de débruitage d’images qui associe les moyennes non locales aux méthodes variationnelles en effectuant une régularisation adaptative pondérée parune attache aux données non locale. Une adaptation au débruitage de séquences d’images permet ensuite de tenir compte de la redondance d’information apportée par le flux vidéo, en garantissant stabilité temporelle et préservation des structures fines.Enfin, dans la troisième partie les informations issues des capteurs optique et infrarouge sont recalées dans un même référentiel. Nous proposons pour cela un critère de recalage multimodal basé sur l’alignement des contours des images. Combiné à une résolution par montée de gradient et à un schéma temporel, l’approche proposée permet de recaler de façon robuste les deuxmodalités, en vue d’une ultérieure fusion
Night vision for helicopter pilots is artificially enhanced by a night vision system. It consists in a light intensifier (LI) coupled with a numerical camera, and an infrared camera. The goal of this thesis is to improve this device by analyzing the defaults in order to correct them.The first part consists in reducing the noise level on the LI images. This requires to evaluate the nature of the noise corrupting these images, so an automatic noise estimation method has been developed. The estimation is based on a non parametric detection of homogeneous areas.Then the noise statistics are estimated using these homogeneous regions by performing a robust l`1 estimation of the noise level function.The LI images can then be denoised using the noise estimation. We have developed in the second part a denoising algorithm that combines the non local means with variational methods by applying an adaptive regularization weighted by a non local data fidelity term. Then this algorithm is adapted to video denoising using the redundancy provided by the sequences, hence guaranteeing temporel stability and preservation of the fine structures.Finally, in the third part data from the optical and infrared sensors are registered. We propose an edge based multimodal registration metric. Combined with a gradient ascent resolution and a temporel scheme, the proposed method allows robust registration of the two modalities for later fusion

L'interferometrie en lumiere polychromatique connait de nouveaux developpements dans le domaine de la profilometrie optique car elle permet, grace a la localisation des franges, de lever l'ambiguite sur la determination de la phase rencontree dans les interferometres bases sur l'utilisation d'une lumiere monochromatique. Les modeles theoriques pour expliquer la microscopie interferentielle en lumiere polychromatique sont bases sur l'interferometrie a deux ondes. Ces modeles ne rendent pas compte de l'apparition d'une variation de la phase geometrique lors des mesures experimentales. Cette variation est provoque par differents causes, qui sont discutees au premier chapitre de ce memoire, est qui conduisent a des erreurs dans l'interpretation des resultats de la topographie de certains echantillons. En introduisant une theorie dite a trois ondes nous avons leve l'ambiguite de ces modeles par la prise en compte de la longueur de coherence de la lumiere utilisee. Nous avons developpe ensuite des algorithmes bases sur cette theorie dans le chapitre iii, c'est ce qui nous a permis d'obtenir des resultats experimentaux en accord avec la topographie reelle des echantillons retenus, decrits dans le chapitre iv. Nos mesures experimentales demontrent l'influence autant de la topographie que de la nature du materiau sur la phase geometrique, facteur a la fois perturbateur et interessant puisqu'il constitue une source d'information complementaire sur l'etat et la nature de la surface de l'echantillon mesure. Les algorithmes que nous avons developpes pour l'interferometrie polychromatique necessitent un systeme adaptatif et decisionnel pour le traitement du signal. L'implantation de ces algorithmes sous forme procedurale necessite une grande capacite memoire et un temps de traitement consequent. C'est pourquoi nous avons concu un systeme de traitement du signal par reseaux neuronaux adapte a la profilometrie. Les principes des reseaux neuronaux sont presentes dans le deuxieme chapitre de ce memoire. La cooperation entre les techniques des systemes adaptatifs et les techniques d'interferometrie en lumiere polychromatique ouvre de nouvelles perspectives tant au niveau de l'acquisition des donnees qu'au niveau de leur traitement. Nos resultats experimentaux montrent que la profilometrie d'echantillons revetus de couches minces doit tenir compte des problemes specifiques poses (notamment la variation de la phase geometrique) par ces echantillons.

L'acide ascorbique (AsA, vitamine C) est l'un des composés parmi les plus importants chez les eucaryotes. En raison de son potentiel antioxydant élevé, l'AsA représente un trait important de la qualité nutritionnelle des végétaux. Au-delà de sa valeur bénéfique pour la santé, une augmentation de la teneur en AsA des fruits bénéficierait probablement à la qualité post-récolte et à la résistance aux pathogènes. Pour mieux comprendre ces régulations chez les plantes et leurs impacts sur la qualité des fruits, une collection de tomates EMS hautement mutée (cv. Micro-Tom) a été criblée pour identifier des mutants dont les fruits sont enrichis en AsA. Cette stratégie de génétique directe associant le criblage à une approche de cartographie par séquençage devait permettre d’identifier de nouveaux gènes liés au caractère AsA+. L'un des mutants, noté P21H6, présentait un enrichissement en AsA de 2 à 4 fois supérieur à celui du WT, et fut le premier à être génétiquement caractérisé. Cette étude a permis de mettre en évidence une nouvelle classe de photorécepteurs impliqués dans la détection de la lumière bleue, appelée SlPLP, en tant que régulateur négatif de l'accumulation d'AsA dans la tomate. Le rôle de PLP dans le phénotype AsA+ du fruit a été confirmé par une stratégie de mutagenèse dirigée, avant d’entreprendre sa caractérisation fonctionnelle. Nous avons démontré que SlPLP interagit avec SlGGP (GDP-L-galactose phosphorylase), une enzyme clé de la voie du L-Galactose, sous contrôle de la lumière bleue et que cette interaction a lieu dans le cytoplasme et le noyau. Nos résultats renforcent le rôle central du GGP dans la biosynthèse de l'AsA et suggèrent un nouveau mécanisme de régulation par la lumière bleue de la fonction du GGP, en plus de son activité métabolique. Parallèlement, nous avons entrepris la caractérisation d’un autre mutant, le P17C5-3, qui présentait le plus fort taux d'AsA (jusqu'à 10 fois le WT). Outre le phénotype AsA+, le mutant P17C5 présentait de fortes altérations morphologiques, notamment l’absence de graines, rendant la mise en place de la stratégie de cartographie difficile. Grâce à un croisement avec la variété commerciale M82, la mutation causale pu être identifiée dans un ORF cis-régulateur en amont de GGP. Ce résultat confirme le rôle clé de GGP dans la voie L-Galactose. Des études préliminaires liées au phénotype parthénocarpique suggèrent un problème de stérilité mâle associé aux processus de développement du pollen. Enfin, dans l’étude de la qualité des fruits après la récolte, des expériences de stress froid effectuées avec les fruits P21H6 semblent démontrer que l’augmentation de la teneur en AsA améliore la durée de conservation et la capacité de maturation des fruits. Dans l'ensemble, nos résultats confirment la position clé de la protéine GGP dans la voie de biosynthèse de l'AsA, et fournissent des outils et du matériel végétal précieux pour décortiquer la régulation de l'AsA et son rôle physiologique dans la qualité des fruits et les caractères post-récolte
Ascorbic acid (AsA, vitamin C) is one of the most important biochemical in living organisms. Due to its high antioxidant potential, AsA represents an important trait of nutritional quality in fruits and vegetables. In addition to its beneficial health value in fruit consumption, increasing fruit AsA content would likely affect postharvest quality and resistance to pathogens. Thus, understanding the regulation of AsA accumulation in order to improve crop species of agronomical interest is an important issue in plant breeding for many fleshy fruit species. To get a better understanding of the regulation of AsA level in plants and its impact on fruit quality, a highly mutagenized EMS tomato collection (cv. Micro-Tom) was screened for AsA+ fruit mutants. This forward genetic strategy combined with a mapping-by-sequencing approach, had allowed identifying new genes related to the AsA+ trait. One of the mutant line named P21H6, displayed an AsA-enrichment 2 to 4 fold that of the WT, and was the first to be genetically characterized. It allowed highlighting a new class of photoreceptor involved in blue light sensing named SlPLP as a negative regulator of AsA accumulation in tomato. We confirmed the role of the PLP in the fruit AsA+ phenotype using a directed mutagenesis strategy, undertaking its functional characterization. We demonstrate that PLP interacts with GGP (GDP-L-galactose phosphorylase), a key enzyme of the L-Galactose pathway, under blue light control and that this interaction takes place in the cytoplasm and the nucleus. Our results strengthen the central role of GGP in the AsA biosynthesis and suggest a new regulation mechanism by blue light of the GGP function in addition to its metabolic activity. Besides we started the characterization another mutant, the P17C5-3, which displayed the highest level of AsA (up to 10 times the WT). Beyond its AsA+ content, the P17C5 mutant showed strong morphological alterations including a seedless phenotype making the mapping difficult at first. Thanks to the crossing with the commercial M82 tomato cultivar, the causal mutation was identified in a cis-acting ORF, upstream of the GGP gene. This result confirmed the key role of GGP in the L-Galactose pathway. Preliminary studies related to the parthenocarpic phenotype suggest a problem of male sterility associated with pollen development processes. Finally, in the study of the post-harvest fruit quality, chilling stress experiments carried out with the P21H6 fruits seem to demonstrate that increasing AsA content improve the fruit shelf life and its maturation capacity. Taken as a whole, our results confirmed the key position of the GGP protein in the AsA biosynthesis pathway and they provided precious tools and plant material for deciphering the regulation of AsA and its physiological role in fruit quality and post-harvest traits

Si le rôle du facteur de transcription Otx2 dans le développement de la rétine est bien compris, sa fonction dans la rétine adulte reste floue. L'expression d’Otx2 est maintenue dans l'épithélium pigmenté rétinien (RPE), les photorécepteurs (PR) et les cellules bipolaires durant toute la vie. Des travaux antérieurs ont montré que l’ablation du gène Otx2 dans la rétine adulte conduit à une dégénérescence des PR, suggérant qu’il a un rôle dans leur maintenance. Il a ensuite été montré que l’expression d’Otx2 restreinte dans le RPE est à la fois nécessaire et suffisante pour la survie des photorécepteurs, ce qui indique une fonction neuroprotectrice non autonome dans ces cellules. Ces résultats n’expliquent pas la fonction de la protéine Otx2 endogène dans les PR. Afin de l'élucider, nous avons utilisé la lignée de souris Crx-CreERT2 inductible pour procéder à la délétion du gène Otx2 spécifiquement dans les PR. L'histologie a confirmé que l’expression d’Otx2 endogène n'est pas nécessaire à la survie des PR ni au maintien de leur identité cellulaire chez l'adulte. Cependant, nous avons constaté qu’Otx2 est impliqué dans l'adaptation visuelle en régulant le mouvement de l'arrestine induit par la lumière, dans les photorécepteurs. L’arrestine est transportée entre les segments externes du PR, où il s'accumule à la lumière, et les segments internes et le soma, où il s'accumule dans l'obscurité, pour moduler la sensibilité du PR, en réponse à différentes intensités lumineuses. Ce trafic est compromis après délétion d’Otx2 dans les PR : l’arrestine reste bloquée dans les segments internes et dans le soma, même après une exposition prolongée à la lumière. Des tests comportementaux ont montré que les souris mutantes sont fortement photophobes. Les mécanismes détaillés restent à élucider.Pour déchiffrer le réseau de gènes contrôlé par Otx2 dans les PR, nous avons effectué des analyses temporelles par RNA-seq au décours de l'inactivation d’Otx2 dans les PR. Aucun gène de la cascade de phototransduction ne semble dérégulé. Par contre, l’expression de certains gènes de la matrice extracellulaire et, de manière surprenante, d'un groupe de gènes spécifiquement impliqués dans la mélanogénèse dans le RPE, et déjà connus pour être des cibles directes d'Otx2, est diminuée. Un examen attentif des souris porteuses d’une délétion d’Otx2 spécifique dans les PR a confirmé que le niveau de protéine Otx2 dans les noyaux du RPE est réduit, tandis que la protéine Otx2 peut maintenant être détectée dans les segments externes de PR. Au vu de ces données et de l'effet neuro-protecteur d'Otx2 joué par le RPE, nous avons émis l'hypothèse d'un transfert direct de la protéine Otx2 du RPE aux PR. Pour prouver cette hypothèse, des vecteurs viraux dirigeant l'expression d’une forme d’Otx2 étiquetée, spécifiquement dans les cellules du RPE, ont été générés et utilisés pour l'injection sous-rétinienne chez la souris. Après transduction du RPE, nous avons recherché si la forme d’Otx2 étiquetée pouvait être détectée dans les PR. Nous avons constaté que dans la rétine contrôle, un transfert constitutif d'Otx2 est actif à faible débit. Après l'induction du KO dans les PR, le taux de ce transfert est augmenté, agissant probablement comme une réponse neuro-protectrice. Une telle augmentation du transfert explique bien la réduction du taux de protéine Otx2 dans le RPE et la diminution d’expression des gènes de la mélanogenèse. La protéine Otx2 transférée semble être transportée des segments externe et interne des PR vers les synapses situées dans la couche plexiforme externe, ce qui suggère que sa fonction neuro-protectrice met en jeu des mécanismes différents de sa fonction génomique classique de facteur de transcription.En conclusion, cette étude a révélé une nouvelle fonction de la protéine Otx2 endogène dans l'adaptation des PR à la lumière et a démontré l'existence d'un transfert de protéine Otx2 exogène, du RPE vers les PR, avec un rôle neuro-protecteur présumé
Although the role of Otx2 transcription factor in retinal development is well understood, its function in the adult retina remains unclear. Otx2 expression is maintained in Retinal Pigmented Epithelium (RPE), photoreceptors (PRs) and bipolar cells throughout life. Previous works from our lab showed that Otx2 ablation in the adult retina leads to photoreceptor degeneration, suggesting a role in their maintenance. It was then showed that RPE-restricted Otx2 expression was both necessary and sufficient for photoreceptor maintenance, indicating a non-cell-autonomous neuroprotective function. This left unexplained the function of endogenous Otx2 in PRs. In order to elucidate it, we performed PR-specific Otx2 knockout, using the inducible PR-specific Crx-CreERT2 mouse line. Histology confirmed that endogenous Otx2 is not required for PR survival or maintenance of their cell identity in the adult. However, we found that Otx2 is implicated in visual adaptation, by regulating the light induced movement of arrestin in photoreceptors. Arrestin shuttles between PR outer segments, where it accumulates in the light, and inner segments and soma, where it accumulates in the dark, to modulate PR sensitivity, in response to different light intensities. Such trafficking is compromised in PR-specific Otx2 KO mice, where arrestin remains blocked in inner segments and soma, even after prolonged light exposure. Behavioural tests showed that PR-specific Otx2 KO mice are strongly photophobic. The detailed mechanisms remain to be elucidated.To decipher the genetic network controlled by Otx2 in PRs, we carried out time series RNA-seq analyses following PR-specific Otx2 knockout. No photo-transduction gene was found to be deregulated. Instead of that, we found down-regulation of extracellular matrix genes and, surprisingly, of a group of RPE-specific genes involved in melanogenesis, genes that were already known to be direct targets of Otx2. Careful examination of PR-specific Otx2 KO mice confirmed that Otx2 protein level in the RPE nuclei was reduced while some Otx2protein could now be detected in PR outer segments. According to such data and to the neuroprotective effect of RPE-restricted Otx2, we hypothesized a direct Otx2 protein transfer from RPE to PRs. To prove this hypothesis, viral vectors driving tagged-Otx2 expression specifically in RPE cells were generated and used for sub-retinal injection in mice. After RPE transduction, tagged-Otx2 could be detected in the PRs. We found that in wild type retina, constitutive Otx2 transfer is active at low rate. After KO induction in the PRs, the transfer rate is increased, probably acting as a neuroprotective response. Such increment in the transfer explains well the reduction of Otx2 protein level in the RPE and the subsequent downregulation of melanogenesis genes. Transferred Otx2 appears to travel across PR cells from the inner and outer segments to the synapse in the outer plexiform layer, suggesting its neuroprotective function involves mechanisms that are different from its classical genomic function of transcription factor.In conclusion, this study disclosed a new function of endogenous Otx2 in PR light adaptation and demonstrated the existence of a transfer of Otx2 from RPE to PR cells, with a putative neuroprotective role

Ce mémoire se propose de qualifier la tolérance à l'ombre, la tolérance au pH et la plasticité de la végétation herbacée du sous-bois dans le Nord-Est de l'Amérique du Nord: plus particulièrement au Québec. La caractérisation de la végétation herbacée, ainsi que des semis d'arbres, s'est longtemps limitée à une brève description de celle-ci sur le terrain. Peu d'études se sont intéressées à finement établir leurs caractéristiques selon les grands gradients environnementaux. Pour ce qui est de la tolérance à l'ombre, la plupart des études classifient les espèces en trois classes: sciaphiles, photophiles et héliophiles. Ces trois classes regroupent respectivement les espèces liées aux couverts très fermés, les espèces de demi-ombre se retrouvant dans les lisières et les taillis et finalement les espèces de milieux ouverts. Dans ce mémoire, nous avons essayé d'étendre cette classification à neuf classes de tolérance à l'ombre à la manière d'Eilenberg et al. (1992). A l'aide de données d'experts et issues de la bibliographie, nous avons caractérisé la tolérance à l'ombre de 347 espèces, dont 71 espèces ligneuses au stade de semis, 185 espèces herbacées et 91 espèces de bryophytes et lichens. Ce qui ressort également est la forte concordance des valeurs obtenues par rapport aux données européennes existantes. Cette similarité est très forte pour les plantes invasculaires (bryophytes et lichens). Les données européennes sont donc utilisables, d'autant plus que la simplicité de ces organismes les rend peu enclins à la différentiation génétique. Pour les conditions édaphiques, particulièrement le pH, les données de la littérature sont encore plus restreintes. Classiquement, pour le pH, on décrit les espèces comme étant calcicoles, neutrophiles et acidiphiles. Les données d'experts étant très difficiles à obtenir pour le pH, nous avons appliqué des régressions logistiques suivant le modèle de Laplace-Gauss sur des relevés issus d'études phytosociologiques faites à l'université Laval sous la direction du Professeur Miroslav Grantner. L'équation résultante de cette régression nous a permis de calculer la largeur de la distribution des espèces le long de ce gradient de pH. Cette dernière valeur, le kurtosis, permet d'avoir une idée de la plasticité des espèces vis-à-vis de ce gradient. Le même type d'analyse a été appliqué au gradient de lumière à l'aide du calcul de l'indice lumineux moyen obtenu suivant la valeur de tolérance à l'ombre des espèces présentes dans les relevés phytosociologiques. Quelque 96 espèces furent analysées de cette manière, et la régression nous a permis de dégager un indice de pH significatif pour 56 espèces et 51 espèces pour la lumière. L'analyse des résultats pour la plasticité nous a permis de dégager les patrons généraux de cette plasticité. La plasticité pour le pH varie selon une hyperbole négative en fonction de l'optimum écologique des espèces pour le pH. En d'autres termes, les espèces de milieu plus acide sont moins plastiques pour le pH, c'est-à-dire qu'elles se retrouvent sur des sols ayant une gamme de pH plus restreinte que les espèces de sol plus neutre. Ce résultat va dans le sens de l'hypothèse de spécialisation énoncée par Lortie and Aarssen (1996), à savoir que les espèces tendent à se spécialiser et cela au dépend de leur plasticité. Ce patron général ne se retrouve pas pour la lumière. Au contraire, il y a une très forte orthogonalité de la plasticité par rapport à son optimum. Cette orthogonalité indique que ces deux caractéristiques pour la lumière ne sont pas en interaction et il se peut qu'il n'y ait pas de spécialisation pour la lumière. Les espèces dites tolérantes à l'ombre ne deviendraient donc pas plus tolérantes à l'ombre avec le temps, mais seraient plutôt confinées à de faibles conditions de lumière à cause de leur faible compétitivité dans les milieux adjacents plus lumineux. En conclusion, ce mémoire a permis de mieux caractériser les conditions écologiques générales d'un très grand nombre d'espèces par rapport à leur réaction au pH et à la lumière, deux conditions écologiques très importantes pour les plantes. De plus, la tolérance à l'ombre, qui indique classiquement le niveau de lumière où une plante subsiste, pourrait aussi être définie comme l'habileté compétitrice de cette espèce.

En synthèse d'images réalistes, l'intensité finale d'un pixel est calculée en estimant une intégrale de rendu multi-dimensionnelle. Une large portion de la recherche menée dans ce domaine cherche à trouver de nouvelles techniques afin de réduire le coût de calcul du rendu tout en préservant la fidelité et l'exactitude des images résultantes. En tentant de réduire les coûts de calcul afin d'approcher le rendu en temps réel, certains effets réalistes complexes sont souvent laissés de côté ou remplacés par des astuces ingénieuses mais mathématiquement incorrectes. Afin d'accélerer le rendu, plusieurs avenues de travail ont soit adressé directement le calcul de pixels individuels en améliorant les routines d'intégration numérique sous-jacentes; ou ont cherché à amortir le coût par région d'image en utilisant des méthodes adaptatives basées sur des modèles prédictifs du transport de la lumière. L'objectif de ce mémoire, et de l'article résultant, est de se baser sur une méthode de ce dernier type[Durand2005], et de faire progresser la recherche dans le domaine du rendu réaliste adaptatif rapide utilisant une analyse du transport de la lumière basée sur la théorie de Fourier afin de guider et prioriser le lancer de rayons. Nous proposons une approche d'échantillonnage et de reconstruction adaptative pour le rendu de scènes animées illuminées par cartes d'environnement, permettant la reconstruction d'effets tels que les ombres et les réflexions de tous les niveaux fréquentiels, tout en préservant la cohérence temporelle.
In realistic image synthesis, a pixel's final intensity is computed by estimating a multi-dimensional shading integral. A large part of the research in this domain is thus aimed at finding new techniques to reduce the computational cost of rendering while preserving the fidelity and correctness of the resulting images. When trying to reduce rendering costs to approach real-time computation, complex realistic effects are often left aside or replaced by clever but mathematically incorrect tricks. To accelerate rendering, previous directions of work have either addressed the computation of individual pixels by improving the underlying numerical integration routines; or have sought to amortize the computation across regions of an image using adaptive methods based on predictive models of light transport. This thesis' - and resulting paper's - objective is to build upon the latter of the aforementioned classes of methods[Durand2005], and foray into fast adaptive rendering techniques using frequency-based light transport analysis to efficiently guide and prioritize ray tracing. We thus propose an adaptive sampling and reconstruction approach to render animated scenes lit by environment lighting and faithfully reconstruct all-frequency shading effects such as shadows and reflections while preserving temporal coherency.