Дисертації: "Satellites artificiels – Modèles mathématiques"

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Lebedev, Nikolaï. "Terminaux multicapteurs pour communications par satellite : techniques de formation de voies en émission et capacité." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2031.

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Анотація:

L'objectif de cette thèse est l'étude des possibilités d'utilisation de terminaux multicapteurs au sol dans les systèmes de communications mobiles par satellites. La complexité et le coût du terminal peuvent être réduits de façon significative lorsqu'un balayage mécanique est remplacé par un balayage électronique. Le contrôle de puissance pouvant être effectué de manière plus efficace, la consommation électrique du terminal peut être réduite. D'autre part, la formation de faisceau permet de concentrer 1'énergie transmise vers les directions angulaires souhaitées tout en diminuant les interférences produites sur d'autres systèmes ou sur d'autres satellites. Après l'introduction, le chapitre 2 est consacré à une synthèse des techniques de réception qui servent de point de départ pour la modélisation en émission. Ces techniques sont présentées sous l'angle de la dimension utilisée: temporelle on spatiale. Le chapitre 3 porte sur l'utilisation des antennes multiples en émission. Nous considérons deux types de traitement dont les concepts sont proches de ceux utilisés en réception : la diversité d'émission et la formation de faisceaux. Une tentative de classification de ces méthodes est entreprise, faisant apparaître les différences fondamentales entre ces deux techniques. D'autres critères de classification, comme, par exemple, la présence d'une voie retour d'information ou l'utilisation des estimations du canal obtenues en réception sont également utilisés. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l'amélioration des performances de la liaison apportée par cette configuration en termes de la capacité au sens de la théorie de l'information, donc du débit maximal qui peut être atteint. Dans le chapitre 4 nous introduisons le concept de la capacité stochastique des canaux à évanouissements. Deux scénarios différents sont alors considérés. Le premier cas est multi-utilisateur avec formation de voies au niveau du terminal sur un canal de Rayleigh à évanouissements lents. Nous avons montré, entre autres, que la capacité par utilisateur croît avec le nombre d'antennes utilisées et diminue avec le nombre d'utilisateurs. Dans le deuxième cas nous avons considéré un canal de Rice. Nous avons montré que la variance de la capacité vue comme une variable aléatoire, augmente si la proportion de 1'énergie transmise à travers la composante diffuse augmente et si la dispersion angulaire des réflecteurs locaux diminue. Dans le chapitre 5 nous avons entrepris 1'étude de méthodes d'émission nécessitant peu d'information sur le canal: diversité par décalage temporel en boucle ouverte et formation de voie en émission n'exploitant que l'information de contrôle de puissance. Les performances de la première méthode ont été évaluées sur un canal à évanouissements de Rayleigh puis de Nakagami dans le contexte AMRC. La deuxième méthode permet d'effectuer l'optimisation conjointe du diagramme de rayonnement du réseau et de la puissance émise en utilisant des algorithmes très peu complexes. Le dernier chapitre fournit le descriptif d'une chaîne de simulation de la voie descendante de l'UMTS FDD que nous avons développée afin d'évaluer les performances de plusieurs méthodes de diversité d'émission sur les canaux à évanouissements variant dans le temps. Les résultats des simulations sur différents types de canaux sont présentés, ainsi que le descriptif des principales fonctions réalisées par le simulateur.

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Borghol, Saja. "Modélisation mathématique de la charge de surface des satellites en orbite basse." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10040/document.

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Анотація:

Dans ce travail, on s'intéresse à l'étude mathématique des phénomènes de charge des satellites dans les orbites basses (Low Earth Orbit, LEO).Aprės un rappel du contexte physique, nous dérivons un modėle de type bi-fluide pour le plasma entourant le satellite. En effet, en orbite LEO, le plasma peut être considéré fortement collisionnel comparativement au cas par exemple des orbites polaires ( Polar Earth Orbit, PEO). Le modėle utilisé est composé des équations d'Euler pour la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie ainsi que de l'équation de Poisson pour le potentiel électrostatique et est obtenu dans le cas tri-dimensionnel.Pour l'étude mathématique du modėle nous nous concentrons sur le cas uni-dimensionnel afin de mettre en évidence les principales difficultés.Nous considérons d'abord les équations d'Euler stationnaires couplées à l'équation de Poisson. La dynamique de charge du satellite est alors contenue dans les conditions limites qui font apparaître la dérivée en temps du potentiel. Nous donnons des résultats d'existence et d'unicité de solution ainsi que des simulations numériques. Ici nous utilisons uniquement des conditions limites de Dirichlet pour les quantités macroscopiques. Elles peuvent être loin de celles qui sont physiquement intéressantes et que nous ne connaissons qu'au niveau microscopique.C'est pourquoi, nous proposons ensuite une solution numérique permettant d'utiliser dans la simulation des équations évolutives d'Euler des conditions limites venant d'une modélisation microscopique au travers d'un régime où le libre parcours moyen est petit. La condition limite vient d'une analyse de couche limite qui s'explique par le fait que le flux cinétique peut être loin de l'équilibre thermodynamique
In this work we are concerned with a mathematical study of the spacecraft charging phenomena of Low Earth Orbit (LEO).After recalling the physical context, we derive a two-fluid type model for the plasma around the spacecraft. Indeed in LEO, the plasma can be considered highly colisional compared with the case for example of Polar Earth Orbit (PEO). The model used here consist in the Euler equations for the conservation of mass, momentum and energy plus a Poisson equation for the electrostatic potentiel and is derived in the three dimensionnal case.For the mathematical study of the model, we concentrate our attention on the one dimensionnal case to point out the main difficulties.We first consider the stationnary Euler equations coupled to the Poisson equation. The charging dynamics is then embodied into the boundary conditions where the time derivative of the potentiel appears. We present rigourous existence and unicity results together with numerical simulations. Here we only use some Dirichlet boundary conditions for the macroscopic quantities. They can be far from the ones of physical interest wich we only know at a kinetic level.That's why we next propose a numerical solution to incorporate in the simulation of the evolutive Euler equations boundary condition that come from a microscopic modeling in the small mean free path regime. THe boundary condition relies on the analysis of boundary layers formation that accounts from the fact that the incoming kinetic flux might be far from the equilibrium

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Bénazéra, Emmanuel. "Diagnostic et reconfiguration basés sur des modèles hybrides concurrents : application aux satellites autonomes." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30105.

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Couillard-Labonnote, Laurent. "Etude des propriétés optiques et radiatives des cirrus à l'aide de modèles microphysiques élaborés : analyse de mesures in situ (Néphélomètre) et satellitaire (POLDER)." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-147.pdf.

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Melachroinos, Stavros A. "Positionnement géodésique à haute fréquence de réseaux GNSS terrestres et marins." Observatoire de Paris (1667-....), 2007. https://hal.science/tel-02071426.

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Анотація:

L’observation des déformations surfaciques de la croûte terrestre et les variations du niveau des océans mesurés par des réseaux GNSS terrestres ou marins sont un sujet que le CNES/GRGS voulait investigué profondément. Les caractéristiques principales de quatre systèmes qui constitueront le futur système global des systèmes de navigation GNSS sont présentées. Dans une deuxième partie, je me concentre sur la définition des composantes géodésiques utilisées pour le positionnement par GNSS. Dans une troisième partie, je présente d’abord le logiciel scientifique GINS qui a constitué l’outil principal de mes études. Modifications pour la mise à jour du logiciel et son adaptation à mes problèmes seront aussi survolés. Ensuite, les différents tests des validations sur les modifications en positionnement et en orbitographie (pour GPS et GIOVE-A) sont étudiés. Dans une quatrième partie, l’étude principale sur la surcharge océanique – OTL dans des régions côtières complexes, comme en Bretagne, en France, est effectué. La méthode implémentée a comme cible d’utiliser un réseau GPS dense dédié à évaluer/valider les modèles des marées dans la région. Les effets tels que l’impact de l’OTL sur les paramètres troposphériques, la stabilité du datum de référence utilisé et le repliement du spectre sur des séries temporelles des stations GNSS dues aux mouvements verticaux mal modélisés sont analysés. Dans la partie finale, j’analyse les résultats préliminaires des données cinématiques d’une campagne GPS dédié à comparer et valider les observations altimétriques et océanographiques pour l’étude du courant circumpolaire Antarctique
The surface deformations of the Earth’s crust and the sea-level variations measured by terrestrial or maritime GNSS networks are a subject that the CNES/GRGS team wanted to investigate thoroughly. In the first part, the main characteristics and differences of four global positioning systems that will constitute the future Global Navigation Satellite System of Systems are presented. In the second part, I concentrate in the definition of the basic geodetic components of GNSS used in positioning. In the third part, GINS scientific software package the basic tool used in this PhD study is presented. Updated modifications implemented for the needs of my research are overseen. Then validations tests of the modifications on the level of precise orbit determination (for GPS and GIOVE-A) and positioning are presented. In the fourth part, the main study of ocean tide loading – OTL in a complex coastal area that of Brittany, in France is presented. The implemented method aims to use a dedicated dense GPS network in order to evaluate/validate the performances of ocean tide models in the region. The impact of OTL on tropospheric parameters, the datum stability used to align the GNSS solution and the aliasing affects on the campaign stations’ time-series of unmodeled vertical displacement are analyzed. In the final and last part, the preliminary results of a GPS kinematic data set designated to cross compare and validate altimetric and oceanographic observations of the Antarctic Circumpolar Current are analyzed

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Teyssedre, Hubert. "Observations satellitaires et modélisation de l'évolution à long terme de l'ozone stratosphérique et influence d'activités humaines." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30200.

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L'ozone est un constituant minoritaire de l'atmosphere qui protege la vie sur terre en absorbant le rayonnement ultra-violet. Pour connaitre l'etat actuel de la couche d'ozone, des mesures satellitaires ont ete analysees sur la decennie 1979-1988. Il y apparait clairement une reduction de la couche d'ozone, notamment aux latitudes polaires suite aux episodes de trou d'ozone antarctique. Nous avons egalement pu etablir une climatologie de l'ozone total pour la confronter aux resultats de modeles. Des modeles de circulation generale, incluant une parametrisation de la photochimie de l'ozone, ont reproduit son evolution pour la decennie 1979-1988 de maniere realiste avec la climatologie precedente. Tant a partir des mesures que des modeles, nous avons evalue l'impact sur l'ozone des oscillations basse frequence de l'atmosphere moyenne equatoriale. Nous avons mis en evidence sur le vent zonal modelise un signal coherent avec l'oscillation quasi-biennale et l'importance des ondes de gravite d'origine orographique ou convective sur l'oscillation semi-annuelle de la stratopause. A partir d'une simulation tridimensionnelle de 10 ans, nous avons calcule la circulation diabatique que nous avons utilise pour forcer un modele bidimensionnel photochimique. Les distributions des constituants chimiques simulees par ce modele sont coherentes avec les observations disponibles. De plus, les resultats presentent une forte variabilite tant inter-hemispheriques qu'inter-annuelle. Avec ce modele de photochimie, nous avons alors evalue l'impact qu'aurait sur l'atmosphere une flotte d'avions supersoniques. Toutes les simulations effectuees confirment que ces avions entraineraient une augmentation de l'ozone tropospherique par les cycles de production lies au methane et au monoxyde de carbone. Au contraire, l'ozone serait detruit dans la stratosphere en oxydant le monoxyde d'azote rejete par les avions. Cette reduction est moins importante lorsque les reactions de chimie heterogene sur les particules d'aerosol sont prises en compte: les oxydes d'azote rejetes sont alors convertis en grande partie sous forme d'acide nitrique, chimiquement inerte vis a vis de l'ozone. Malgre les nombreuses incertitudes, une telle flotte perturberait toute l'atmosphere, avec un maximum probable aux moyennes latitudes de l'hemisphere nord

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Vadez, Vincent. "Simplification géométrique pour la simulation thermique radiative de satellites." Thesis, Université Côte d'Azur, 2022. http://www.theses.fr/2022COAZ4035.

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Le cycle de vie d'un satellite comprend la phase de lancement, la mise en orbite, le fonctionnement avec déploiement des panneaux solaires (manœuvres, positions de sécurité), et la mise en orbite de fin de vie. Le satellite gravite dans un environnement hostile, exposé à des variations thermiques de très grandes amplitudes, avec des alternances de phases d'éclipses et éclairées. La survie du satellite est liée à la température de ses composants, dont la variation doit être contrôlée dans des intervalles de sécurité. Dans ce contexte, la simulation thermique du satellite pour sa conception est cruciale pour anticiper le réel de son fonctionnement. Les échanges radiatifs sont indispensables au satellite à la fois pour la génération d'énergie à partir de rayonnements solaires et de l'albédo, et pour la régulation thermique des équipements. Un bon fonctionnement consiste à assurer une réfrigération des composants exposés aux rayonnements, et à l'inverse un réchauffement des composants non exposés. Pour donner un ordre de grandeur, les amplitudes externes vont de -150 à +150 degrés Celsius, et les équipements électroniques internes ont une amplitude de sécurité entre -50 et +50, avec une marge de sécurité de 10 degrés. En phase d'éclipse où le rayonnement est bien plus faible, le réchauffement est assuré par l'énergie accumulée en phase exposée, combinée à des caloducs.Dans cette thèse, l'objectif est d'avancer les connaissances sur les méthodes de calcul de la simulation thermique radiative des satellites. Pour ce faire, deux approches sont considérées. La première approche consiste en l'établissement d'un calcul de référence pour des grandeurs gouvernant la simulation thermique radiative: les facteurs de vue. Étant soumise à des contraintes temporelles, cette méthode repose sur une structure de données hiérarchique permettant un calcul progressif des facteurs de vue afin d'optimiser le compromis entre temps dédié aux calculs et précision souhaitée. Par soucis de précision, une étape de prédiction est ajoutée pour garantir une meilleure convergence vers la valeur de référence.La seconde approche, également motivée par des contraintes de temps de calculs, a pour objectif la réduction du modèle géométrique d'une pièce mécanique ou d'un engin spatial tout en étant fidèle à la simulation numérique. Afin de rendre la décimation informée de la physique, un prétraitement réalisant une analyse de sensibilité est effectué. Pour accentuer la préservation de la simulation physique, le coût géométrique d'un opérateur de simplification est couplé à un facteur déduit des écarts de simulation entre modèle de référence et modèle réduit
The life cycle of a satellite includes the launch phase, the positioning on the desiredorbit, different maneuvers (deployment of solar panels and safety position), and finallyplacing the satellite on the junk orbit. The satellite gravitates in a hostile environment,exposed to thermal variations of very large amplitude, alternating sun exposure andeclipse phases. The survival of the satellite depends on the temperature of its components, the variation of which must be monitored within safety intervals. In this context, the thermal simulation of the satellite for its design is crucial to anticipate the reality of its operation. Radiative thermal simulation is essential for anticipating the generation of energy from solar and albedo radiation, and for regulating temperatures of on-board equipments. Ideal operation consists in providing appropriate cooling for components exposed to radiation, and conversely, heating of unexposed components. As an order of magnitude, the external temperature ranges from -150 to +150 degrees Celsius, and the internal electronic equipment has a safe range between -50 and +50, with a safety margin of 10 degrees. In the eclipse phase where the radiation is significantly lower, heating is provided by the energy accumulated during the exposed phase, combined with heat pipes for thermal regulation.In this thesis, the objective is to advance the knowledge on radiative thermal simulation calculation methods for satellites. To this end, two approaches are considered. Thefirst approach consists in establishing a reference calculation of a quantity governing radiative thermal simulation: view factors. Being subject to time constraints, this methodis based on a hierarchical data structure enabling progressive computation of view factors, in order to offer a satisfactory tradeoff between time dedicated to computationsand desired accuracy. For the sake of accuracy, a prediction step is added to guaranteea better convergence towards the reference value.The second approach, also motivated by time constraints, aims at reducing the geometric model of a mechanical part or a spacecraft while being faithful to the numericalsimulation. In order to render the decimation physics-informed, a preprocessing step relying on a sensitivity analysis is carried out. To better preserve the physical simulation,the geometric cost of a simplification operator is coupled to a factor deduced from thesimulation deviation between the reference model and the reduced model

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Vidal, Alain. "Estimation de l'évapotranspiration par télédétection : application au contrôle de l'irrigation." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20234.

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Dans le cadre d'un projet de cooperation franco-marocain, on cherche a cartographier l'evapotranspiration reelle de la canne a sucre a partir des donnees infra-rouge thermique du satellite noaa-avhrr. L'objectif en est le controle des irrigations de la canne a sucre dans le perimetre irrigue du gharb (maroc). La temperature de surface d'un couvert peut etre etimee par teledetection rapprochee ou satellitaire. On presente les methodes d'estimation utilisees, qui incluent les corrections atmospheriques et les corrections d'emissivite. L'erreur sur la temperature de surface mesuree par satellite est de 3 k. La formulation des bilans energetique et hydrique d'un couvert developpe permet de relier sa temperature de surface a son evapotranspiration reelle. Le modele agrometeorologique utilise est cale sur des mesures de terrain de temperature de surface et de bilan hydrique. Il permet de representer ce lien, et de proposer un modele simplifie, dont les parametres et les variables d'entree peuvent etre obtenus a partir de donnees agrometeorologiques facilement mesurables. On estime ainsi l'evapotranspiration journaliere a 1 mm pres. On realise ainsi des cartes d'evapotranspiration reelle, qui, rapportees a l'evapotranspiration maximale de la culture, mesuree sur parcelles de reference, permettent de controler les irrigations et de prevoir les baisses de rendement

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Chen, Cheng. "Retrieving global sources of aerosol emissions from satellite observations." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R001/document.

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La compréhension du rôle des aérosols atmosphériques dans le fonctionnement du système terre-atmosphère est limitée par les incertitudes sur leur répartition spatiale, leur composition et leurs sources. Si leurs impacts sur le changement climatique et l’environnement peuvent être évalués grâce aux modèles de chimie-transport, ces incertitudes en limitent la précision. Les observations satellitaires ont la capacité de fournir à l’échelle globale des informations précises sur un certain nombre de paramètres « aérosols » mais elles sont limitées par les conditions nuageuses, la périodicité des orbites et par le contenu en information, c’est-à-dire le type de paramètres que l’on peut retrouver suivant la nature de ces observations. Une approche prometteuse consiste à améliorer les champs d’émission des modèles en utilisant le principe de la modélisation inverse. Dans cette étude, nous avons conçu une méthode de restitution simultanée des sources d’émission de poussières désertiques, de carbone suie et de carbone organique à partir des produits satellitaires (POLDER/PARASOL) dérivés en utilisant l’algorithme GRASP, conjointement à une modélisation inverse du modèle GEOS-Chem. Cela nous a permis de créer une base de données d’émissions globales d’aérosols sur la période 2006 – 2011. Des simulations réalisées avec les modèles directs GEOS-Chem et GEOS-5/GOCART utilisant cette base de données montrent bien entendu un bon accord avec des observations POLDER mais aussi une nette amélioration de la modélisation de l’aérosol à l’échelle globale lorsque l’on compare les sorties à des mesures indépendantes du réseau AERONET ou à d’autres mesures spatiales (MODIS, MISR, OMI)
Understanding of the role that atmospheric aerosol play in the Earth-atmosphere system is limited by uncertainties in aerosol distribution, composition and sources. Thus, accurate chemical transport model simulation systems are crucial needed to analyse and predict atmospheric aerosols and their impacts on climate change and environment. Satellite observations have ability to provide an extensive spatial coverage and accurate aerosol products, however, are constrained by clear-sky condition, global coverage orbit cycle and information content. One of the most promising approaches is to reduce model uncertainty by improving the aerosol emission fields (i.e., model input) by means of inverse modeling relying on satellite observations as a constrain. In this study, we designed a method of simultaneous retrievals of desert dust, black carbon and organic carbon aerosol emission sources using aerosol data obtained from GRASP algorithm applied to POLDER/PARASOL satellite observations, and relying on the GEOS-Chem inverse modeling framework. Then, a satellite-based global aerosol emission database (2006-2011) has been developed. This aerosol emission database has been further evaluated by utilization in GEOS-Chem and GEOS-5/GOCART models. The model posterior simulation of aerosol properties employing the retrieved emissions shows a better agreement than the model prior simulation; it is true for not only fitted PARASOL products, but also for completely independent measurements from ground-based AERONET and satellites aerosol products (e.g., MODIS, MISR, OMI). The results suggest that the satellite-based aerosol emission database improves overall global aerosol modeling

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Debèse, Nathalie. "Recalage de la navigation par apprentissage sur les données bathymètriques." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD538.

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L'utilisation d'un sondeur multifaisceaux dans la cartographie des fonds marins souligne l'insuffisance d'une correction de la navigation à l'estime basée uniquement sur l'introduction d'un positionnement par satellite. La fiabilité des cartes bathymétriques nécessite la correction des décalages entre les différentes observations que l'on réalise d'une même zone géographique à chaque passage du navire. L'automatisation de la correction des points navigation s'impose pour réduire le temps passé par les cartographes pour effectuer cette opération, pour obtenir des cartes précises, et enfin pour enrichir les campagnes existantes des données nouvellement acquises. Le problème du recalage se ramène à la recherche d'une isométrie permettant de passer d'une famille de courbes planes à une autre famille dont les paramètres sont estimées à partir de données discrètes, incertaines et entachées d'erreurs. Une modélisation des incertitudes dans un système de voisinage a été introduite dans un test du rapport de vraisemblance pour dégager une classe de transformations admissibles de recalage. Une représentation topographique par un modèle numérique de terrain (facettes triangulaires) permet alors de préciser la correction. Les études de cas proposées montrent que la procédure ainsi élaborée est efficace.

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Bellouin, Nicolas. "Estimation de l'effet direct des aérosols à partir de la modélisation et de la télédétection passive." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2003/50376-2003-183-184.pdf.

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Les aérosols atmosphériques influent sur le bilan radiatif terrestre en diffusant et absorbant le rayonnement incident (effet direct) et en modifiant le cycle de vie et les propriétés radiatives des nuages (effet indirect). Les interactions aérosols anthropiques - nuages - rayonnement constituent un forçage du système dont le signe et l'ordre de grandeur sont mal connus. Cette thèse étudie l'effet direct à partir d'observations satellitaires et de photométrie au sol. Elle aborde également plusieurs aspects de la modélisation des aérosols et de la surface dans les codes de transfert radiatif. Après avoir présenté les aérosols atmosphériques et leur impact climatique, on définit la perturbation des flux radiatifs due à l'effet direct des aérosols. Les outils utilisés par cette thèse sont le code de transfert radiatif Streamer qui, associé à une technique de reconstitution du signal, permet de simuler flux et réflectances, l'instrument satellitaire Polder, qui est multidirectionnel et effectue des mesures polarisées, et le réseau de photomètres Aeronet-Photons. On étudie tout d'abord l'impact sur la perturbation radiative directe des aérosols de deux simplifications souvent utilisées dans les calculs de transfert radiatif. Il est montré, à partir de mesures de la fonction de phase, que négliger la non-sphéricité des aérosols entraîne des erreurs importantes sur la perturbation radiative directe et sur l'inversion de l'épaisseur optique. La prise en compte de la surface océanique par son albédo entraîne également des erreurs par rapport à la prise en compte rigoureuse utilisant la fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle. Pour estimer l'absorption par les aérosols, nous avons associé les inversions de Polder à un jeu d'albédos de diffusion simple issu de l'analyse de mesures Aeronet-Photons. L'algorithme utilisé permet d'identifier l'aérosol présent dans l'atmosphère en se basant sur les propriétés optiques déduites des mesures de Polder et sur la localisation géographique de la scène. Notre estimation de l'absorption en ciel clair est 2,5 Wm-2en moyenne globale sur les huit mois de données Polder. Nous présentons ensuite une méthode originale d'estimation de la perturbation radiative au-dessus des océans et en ciel clair à partir des réflectances de Polder. Grâce à l'utilisation de nombreux modèles d'aérosols, notre algorithme permet de défmir une incertitude. L'application sur les huit mois de mesures de Polder permet d'évaluer la perturbation radiative entre -6,8 et -7,8 Wm-2 en moyenne globale et sur huit mois. Une modification sera apportée à l'algorithme afm de mieux prendre en compte l'effet du vent sur la surface marine. La thèse se termine par une discussion sur l'estimation de la perturbation radiative directe au-dessus des continents, où la prise en compte de la surface est difficile.

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Lacoste, Frédéric. "Modélisation de la dynamique du canal de propagation Terre-Espace dans les bandes Ka et EHF." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0010.

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Dans les bandes Ka (20-30 GHz) et Q/V (40-50 GHZ) utilisées par les nouveaux systèmes de télécommunications par satellite, les pertes dues à la propagation dans l'atmosphère sont plus élevées que dans les bandes conventionnelles (Ku (12-14 GHz)) et provoquent une dégradation de la disponibilité des communications. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des techniques de compensations des affaiblissements (FMT : Fade Mitigation Techniques) activées en temps réel par une boucle de contrôle en fonction des conditions de propagation. Le paramétrage et la validation de ces algorithmes nécessitent une bonne connaissance de la dynamique du canal de propagation et requièrent l'utilisation de séries temporelles d'affaiblissements atmosphériques. En particulier, il est nécessaire de disposer de modèles dynamiques capables de générer des séries temporelles d'atténuation due à la pluie et de scintillation troposphérique représentatives d’une liaison donnée en bande Ka ou Q/V. Dans un premier temps, un état de l'art des modèles caractérisant la dynamique du canal de propagation en bande Ka ainsi que des générateurs de séries temporelles d’atténuation due à la pluie et de scintillation a été réalisé. La deuxième partie de cette activité de recherche a été dédiée au développement d’une méthodologie globale de validation des modèles dynamiques d’atténuation due à la pluie. Un premier volet reposé sur les critères classiques d’analyse des modèles statistiques de prédiction. Le second est une méthode innovante faisant intervenir une Analyse en Composantes Principales et le calcul de la distance de Mahalanobis associée à une base de données expérimentale d’événements d’atténuation. La troisième partie des travaux de recherche a porté sur le développement de générateurs de séries temporelles d’atténuation due à la pluie. En premier lieu, le modèle « ONERA-CNES » a été consolidé et amélioré, et deux nouveaux générateurs de séries temporelles ont été développés afin de permettre aux utilisateurs de commander certaines caractéristiques des événements synthétisés (modèles dits « on-demand »). La représentativité de ces modèles et d’autres modèles existant a été évaluée à l’aide de la méthodologie de validation développée. La dernière partie de la thèse a été consacrée à l'analyse des ﬂuctuations rapides du canal de propagation et à l'élaboration d’un générateur de séries temporelles combinant atténuation due à la pluie et scintillation.

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Monsivais, Huertero Alejandro. "Développement d'un modèle physique pour la réponse radar cohérente et polarimétrique de la végétation sahélienne, application à l'estimation de paramètres biophysiques." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/63/.

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Un modèle cohérent de diffusion est développé en aide à la compréhension de la réponse radar de la végétation sahélienne. Cette végétation est principalement composée de ligneux et des herbacées annuelles. Dans ce modèle, le générateur de la végétation prend en compte la morphologie des ligneux et des herbacées. Le houppier des ligneux est très irrégulier mais il peut être représenté comme contenu dans un volume cylindrique ou ellipsoïdal dépendant de la forme du ligneux. C'est ainsi, que l'onde électromagnétique n'est atténuée que lorsque celle-ci traverse le volume. Par ailleurs, le générateur représente les herbacées comme un ensemble de tiges cylindriques et de feuilles en forme de lames à section transversale en " V ". La statistique du coefficient de rétrodiffusion est obtenue à partir d'une simulation Monte Carlo sur plusieurs réalisations. La précision des simulations est vérifiée en comparant avec des données satellite en bande C et polarisation HH. Les simulations sont, dans la plupart de cas, proches aux mesures. Après avoir vérifié la précision du modèle, celui-ci est implémenté dans un algorithme d'inversion de paramètres végétaux. Afin de réduire le temps de calcul du modèle cohérent, nous construisons un modèle simplifié basé sur les droits de régression linéaires des résultats issus du modèle direct. Les paramètres sensibles de la végétation sahélienne sont l'humidité du sol, la densité des herbacées et l'humidité des herbacées. L'estimation de ces trois paramètres montre un bon accord avec les données terrain lorsqu'on utilise les mesures en bande C et polarisation HH
A coherent scattering model is developed for radar remote sensing of Sahelian grassland. This African vegetation is mainly composed of annual grass and shrubs. In this model first a generator of grass and shrub structures, which includes morphological information, is implemented. Shrubs’ crown is highly irregular, but for most part can be encompassed in an ellipsoidal or cylindrical volume depending on shrub shape. Thus, the extinction of the coherent wave is then calculated only when travelling in the volume. By the other hand, the generator represents the grass as a set of cylindrical stalks and blade leaves. Backscatter statistics are acquired via a Monte Carlo simulation over a large number of realizations. The accuracy of the model is verified using measured data acquired by a C-band satellite at HH polarization. In most of cases, simulations are closed to measurements. After being validated the model accuracy, the model is implemented in a vegetal-parameter retrieval algorithm. Since the coherent scattering model is significant time consuming, a simplified empirical model is constructed with the fitting of simulation results obtained by the forward model. The sensitive parameters of Sahelian vegetation are sol moisture content, grass density, and grass moisture content. The estimation of these three parameters using the set of C-band HH-polarized measured data shows a great agreement when comparing with ground data

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Berthet, Sarah. "Développement d'un nouveau schéma de physique des nuages dans le modèle de méso-échelle MésoNH pour l'étude des interactions aérosol-nuage." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00542807.

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Un bilan des aérosols en jeu (CCN et IN) dans les processus de nucléation des particules de nuage élémentaires (gouttelettes et cristaux de glace) est implanté dans un nouveau schéma microphysique à 2 moments dans le modèle MésoNH. Il répond à la nécessité d'intégrer un suivi des concentrations en noyaux de nucléation dans la microphysique du nuage. En effet CCN et IN déterminent la concentration en nombre des gouttelettes et des cristaux primaires ; ceux-ci sont à l'origine de processus microphysiques qui déterminent les propriétés radiatives et précipitantes du nuage. Ainsi, l'intérêt pour le bilan radiatif des nuages à l'échelle globale nécessite-t-il de pouvoir estimer localement l'impact des aérosols sur les nuages, grâce à des outils de modélisation numérique à l'échelle des structures nuageuses qui sont capables de résoudre les processus de nucléation hétérogène des gouttelettes et des cristaux à partir des CCN et des IN, respectivement. En conséquence, le bilan des particules d'aérosols réalisé dans MésoNH s'appuie sur le traitement des concentrations en aérosols, à la fois interstitiels et activés pour chaque mode de CCN et d'IN, au moyen de couples de variables 3D pronostiques. Le bilan considère les principaux termes reflétant l'interaction aérosol-nuage, avec une attention particulière accordée à la représentation des processus de nucléation hétérogène des particules nuageuses. Ainsi établi, ce bilan permet de considérer simultanément l'activation de populations multimodales de CCN et d'IN, leur lessivage par impaction, leur transport, et donc la variabilité spatio-temporelle de ces noyaux de nucléation. La sensibilité d'un système nuageux à la formulation de la nucléation hétérogène de la glace est mise en évidence sur un cas de nuage orographique. Un cas idéalisé de ligne de grain est ensuite utilisé pour illustrer les interactions complexes qui existent entre la dynamique et la microphysique nuageuse lorsqu'elle est pilotée par une population multimodale d'aérosols.

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Perosanz, Félix. "Utilisation des mesures GPS pour la restitution dynamique précise d'orbites et l'amélioration des modèles globaux de champ de gravité terrestre : application au satellite TOPEX/POSEIDON et à la simulation des performances des futures missions géodésiques." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30183.

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La determination de modeles de champ de gravite terrestre est une activite essentielle du groupe de recherches de geodesie spatiale (grgs) depuis plus de 20 ans. Chaque nouvelle iteration de la serie des modeles grim a apporte des ameliorations sensibles de la description du geopotentiel tant en resolution qu'en precision. Cependant pour differentes applications geophysiques et oceanographiques la qualite de ces modeles apparait d'ores et deja comme limitative. Un gain d'un ordre de grandeur sur la connaissance du geoide doit etre realise dans un proche avenir. La communaute scientifique s'accorde a penser qu'un tel progres ne pourra venir que d'une nouvelle mission satellitaire mettant en uvre les techniques de poursuite de satellite par satellite (sst) et/ou de gravimetrie embarque (sgg) a une altitude inferieure a 500 km. Le satellite topex/poseidon (t/p), lance en 1992 sur une orbite a 1300 km d'altitude, embarquait a titre probatoire et pour la premiere fois dans de bonnes conditions de suivi, un recepteur gps de grande qualite. Des mesures radioelectriques de precision centimetrique entre l'ensemble des 24 satellites de la constellation gps orbitants a 20000 km d'altitude et t/p allaient etre possible. L'orbitographie operationnelle du satellite etait assuree par les systemes de poursuites doris et laser dont les performances etaient reconnues. De gravite. Dans un premier temps les travaux de these ont consiste a etendre les capacites du logiciel de calcul d'orbites gins du grgs au traitement des mesures gps. Cela a implique le developpement complet de la chaine de pre-traitement de ces mesures, l'introduction de la fonction de mesure gps (double difference de phase) et la gestion des inconnues associees dans gins ainsi que sa reorganisation pour en faire un outil d'orbitographie multi-satellites. L'ensemble des mesures gps, doris et laser mettant en uvre le satellite t/p, 20 satellites gps, 20 stations gps du reseau igs et l'ensemble des stations des reseaux doris et laser sur une periode de 10 jours (cycle 15 de t/p) ont ete traitees. Differents tests ont montre une precision de restitution de l'orbite de t/p de 3-4 cm dans la direction radiale et decimetrique dans les trois directions (rms), soit des performances comparables a celles obtenues par d'autres groupes (jet propulsion laboratory, university of texas). De plus les differentes combinaisons des trois types d'observables ont montre une amelioration de la restitution de l'orbite de t/p faible mais systematique lorsque les mesures gps et doris sont traitees simultanement. Enfin, les systemes d'equations normales issus du traitement des mesures gps, doris et laser sur l'ensemble du cycle 15 ont ete generees et combinees pour donner 5 modeles de champ de gravite. Une etude relative de ces differentes solutions a montre d'une part, q ue les donnees gps avaient l'impact le plus important sur les modeles et d'autre part, que les solutions incluant les equations normales (gps+doris) et (gps+doris+laser) donnaient les meilleurs resultats suggerant une certaine complementarite au sens dynamique de ces differents systemes de poursuite. Dans un second temps, le developpement d'un logiciel de simulation des performances de mission geodesique a ete entrepris. En effet, depuis l'abandon du projet aristoteles en 1991, differents projets dediees a l'amelioration des modeles de champ de gravite ont ete proposees (step, games, grace). La variete des techniques mises en uvres (sst ou sgg), des caracteristiques instrumentales (type d'observation, precision, bruit) et orbitales (altitude entre 200 et 500 km) necessitaient le developpement d'un logiciel de simulation a la fois general et rapide. Cet outil, baptise manege (methode analytico-numerique d'estimation du geopotentiel), a permis d'effectuer une etude comparative des performances de chacun de ces projets ainsi que de contribuer a la definition du concept bridge du cnes

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Vibert, Didier. "Modélisation et reconstruction tridimensionnelle de la couronne solaire dans le cadre de l'expérience LASCO." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30072.

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Cette these presente le developpement de deux methodes d'etude de l'aspect tridimensionnel de la couronne solaire, dans le cadre de l'experience coronographique lasco, qui observe continuement la couronne depuis fevrier 1996. La premiere methode est une simulation des images en lumiere blanche a partir d'une description tridimensionnelle de la densite electronique du plasma coronal. Un echantillonnage non-uniforme de l'espace par la methode arborescente des octree a ete utilise pour cette description. Le gain ainsi realise sur la taille de la representation numerique de la densite electronique ainsi que sur le temps de calcul des images a rendu possible la synthese de sequences animees couvrant une rotation solaire. La comparaison de ces sequences avec les sequences de prises de vues de lasco a montre que nous avions reproduit correctement certaines des caracteristiques tridimensionnelles de la couronne solaire et notamment sa structure en forme de feuillet plisse. La deuxieme methode developpee consiste en un code d'inversion capable de reconstruire la densite electronique volumique a partir d'un ensemble de cliches coronographiques de lasco couvrant une rotation solaire. Ce code est une adaptation des algorithmes dits algebriques a ce cas de tomographie. Les contraintes d'observation en vue de l'utilisation de ce code ont ete degagees puis les limites et potentialites de la methode ont ete precisees en l'eprouvant a l'aide des images synthetisees.

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Koiran, Pascal. "Puissance de calcul des réseaux de neurones artificiels." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO19003.

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Depuis quelques annees on s'est beaucoup interesse a la resolution de problemes d'ingenierie avec des reseaux de neurones artificiels (par exemple en reconnaissance de formes, robotique, prediction de series temporelles, optimisation. . . ). La plupart de ces travaux sont de nature empirique, et ne comportent que peu ou pas du tout d'analyse mathematique rigoureuse. Cette these se situe dans une perspective tout-a-fait differente: il s'agit d'etudier les relations entre les reseaux de neurones et les modeles de calculs classiques ou moins classiques de l'informatique theorique (automates finis, machines de turing, circuits booleens, machines de turing reelles de blum, shub et smale). Les principaux resultats sont les suivants: 1) simulation d'une machine de turing universelle par des reseaux recurrents; 2) etude generale de la puissance de calcul des systemes dynamiques definis par des iterations de fonctions, notamment en petites dimensions; 3) etude de modeles de calculs sur les nombres reels, avec application aux reseaux recurrents et acycliques. On montre que la classe des fonctions (discretes) calculables en temps polynomial est p/poly

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Tarayre, Hélène. "Extraction de modèles numériques de terrain par interférométrie radar satellitaire : algorithmie et artefacts atmosphériques." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT022H.

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L'interferometrie radar satellitaire s'est considerablement developpee depuis la mise en orbite du capteur ers-1. Des deplacements du sol de l'ordre du centimetre ont ainsi pu etre mesures sur des glaciers, sur des volcans en activite ou a la suite de phenomenes sismiques. L'interferometrie permet aussi de calculer des modeles numeriques de terrain (mnt). Dans cette etude, nous nous interessons au calcul de mnt a partir d'interferogrammes d'un point de vue algorithmique et d'un point de vue physique par analyse des limitations liees a l'atmosphere. Apres avoir presente un algorithme de deroulement peu sensible au bruit, fonde sur une analyse globale de l'interferogramme, nous decrivons deux techniques de fusion d'interferogrammes permettant de faciliter le deroulement de phase. Un algorithme d'affinage des parametres orbitaux est ensuite etudie. Il permet, avec les images de coherence et d'amplitude, de connaitre la precision theorique des mnt obtenus, sous reserve que les hypotheses habituelles du calcul interferometrique soient verifiees (retrodiffusion surfacique, conservation des proprietes geometriques et de retrodiffusion du sol, et assimilation de l'atmosphere au vide quant a la propagation des ondes). Dans un deuxieme temps, nous verifions l'une de ces hypotheses, a savoir celle concernant les effets de l'atmosphere. Nous montrons que la combinaison d'un denivele et d'une difference de profil de refraction entre les deux scenes creent des artefacts sur les interferogrammes dont il faut tenir compte lors du calcul de mnt. De plus, les gradients horizontaux de teneur en vapeur d'eau, les turbulences en air clair et les phenomenes ionospheriques creent eux aussi des artefacts locaux sur les interferogrammes. Apres avoir mis au point une methodologie de calcul de mnt par interferometrie, nous l'appliquons au calcul de trois mnt valides selon les donnees complementaires disponibles

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Pradal, Marie-Aude. "Modélisation hydrodynamique de la baie de Marseille : application au projet d'immersion de récifs artificiels en baie du Prado : "Récifs Prado"." Aix-Marseille 2, 2006. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2006AIX22088.pdf.

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Ce travail de doctorat réalisé au Centre d’Océanologie de Marseille et financé par la région PACA vient en appui du projet d’immersion de récifs artificiels de production « récifs Prado ». Ce travail a permis d’apporter des éléments de connaissance nouvelle sur le fonctionnement hydrodynamique de la baie de Marseille. A l’aide d’outils 3D de modélisation numérique des champs de courant (modèle POM) et des trajectoires lagrangiennes (mouvements advectifs purs) nous avons pu établir les typologies de la circulation et des connexions hydrodynamiques entre les récifs artificiels et les zones productives d’œufs et de larves. L’analyse de ces résultats à l’aide de logiciels de Système d’Informations Géographiques (SIG) a notamment permis de mettre en évidence les zones (ou bassins) de recrutement et d’influence des récifs artificiels et ainsi de retracer les connexions hydrodynamiques entre les zones sources de particules et les zones cibles à coloniser
In the frame of the largest French project on artiﬁcial production reefs, initiated by the city of Marseilles in 2001, the Region PACA State Agency funded a PhD at the Center of Oceanology of Marseilles. This work aimed at describing the hydrodynamic pattern of the Bay of Marseilles, by the use of 3D numerical modelling. Results were typologies of the currents and of the hydrodynamic connexions in the Bay. Using Geographic Information Systems (GIS) we were able to draw georeferenced maps of the recruitment and influence areas of the artificialreefs and therefore assess the existence of hydrodynamic connexions between the productive areas of the Bay and the areas to be colonized. This lead to point out that not only areas of reef deployments should be chosen for the geographic proximity to the productive ecosystems but also for the hydrodynamic proximity

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Cherchali, Selma. "Contribution à la résolution du problème du pixel mixte en vue de l'amélioration de l'estimation de la productivité primaire nette en zone sahélienne (couplage haute et basse résolution spatiale)." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30084.

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De nombreux ecosystemes terrestres sont actuellement le siege de transformations importantes qui peuvent decouler des variations de conditions de milieu d'origine climatique ou anthropique. Cette fragilisation requiert une surveillance spatiale et temporelle permettant de comprendre la dynamique de ces mecanismes de changement. Le besoin d'analyse temporelle conduit a exploiter les donnees noaa-avhrr de resolution 1. 1 km. Cependant, comme les paysages naturels sont constitues d'elements tres melanges et imbriques entre eux, le pixel avhrr est en fait un pixel mixte. Or, une amelioration de la connaissance des processus de fonctionnement d'un ecosysteme ne peut etre obtenue qu'en ameliorant la perception des processus de fonctionnement des differents elements constitutifs de cet ecosysteme. Il faut donc caracteriser chacun de ces elements. Dans cet objectif, un modele d'inversion de la composition de la reflectance a ete developpe en utilisant conjointement des donnees a haute resolution spatiale (spot-hrv) et a haute frequence temporelle (noaa-avhrr). Les resultats de la restitution des profils temporels de reflectance pures ont pu etre clairement evalues grace a une etude de sensibilite faite sur des donnees simulees. L'utilisation des donnees noaa-avhrr a necessite le developpement d'une methode de filtrage temporel. Des profils temporels de reflectance pour les differents types d'occupation du sol (7 classes) ont pu alors etre restitues par le modele pour deux zones differentes, sahelienne et soudano-sahelienne. La validation des resultats a ete effectuee en les comparant a des mesures aeroportees de reflectance. L'acquisition des reflectances pures des differents composants du pixel mixte a permis alors de traiter separement l'estimation des productivites primaires nettes des objets correspondants. La mise en uvre du modele de monteith beneficie dans ces conditions de parametrisations individuelles adaptees pour le mil, la jachere et la savane arbustive. La comparaison des resultats obtenus avec des mesures de productivites effectuees sur le terrain souligne la tres bonne qualite de ces resultats et ouvre des perspectives nouvelles pour la modelisation de la dynamique des ecosystemes terrestres

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Randriamanantena, Herimino Paoly. "Utilisation de données satellitaires dans les modèles météorologiques." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT030H.

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Les observations satellitaires fournissent aux modeles meteorologiques des parametres faciles a manipuler, disponibles a differentes resolutions spatio-temporelles. Les proprietes radiatives spectrales du couvert vegetal observees par satellite sont prises comme criteres pour remettre a jour la reconnaissance des differentes formes de vegetation a la surface du globe. Une amelioration des parametrisations des processus de surface, faisant intervenir la vegetation, et introduisant des parametres satellitaires, apparait faisable et necessaire

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Le, Fur Jean. "Modélisation numérique des transferts de radioéléments artificiels en mer de Manche : processus hydrodynamiques, biologiques et sédimentaires." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10129.

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L'evaluation du devenir des radioelements issus des rejets chroniques ou accidentels qui affectent l'ecosysteme de la manche est envisagee au moyen de methodes numeriques. Pour des zones peu distantes du centre de retraitement de la hague, une etude statistique permet d'etablir une relation directe entre les quantites de ruthenium-106 rejetees par l'emissaire et les concentrations de ce radioelement dans les algues marines. Pour le cas general, un modele a caractere pluridisciplinaire est developpe. Les constituants etudies sont l'environnement liquide (vecteur des radioelements), la matiere particulaire (piege a radioelements) et les macro-organismes vivants (recepteurs des radioelements). La dispersion des radioelements dans l'environnement liquide est calculee a partir de modules distincts permettant l'estimation des courants de maree (resolution du systeme de saint venant), du transport des masses d'eau et de la diffusion des radioelements. La fixation de radioelements sur la matiere particulaire est formalisee par un coefficient d'ajustement integre dans l'equation de la diffusion. Les transferts de radioelements entre la phase liquide et les organismes sont modelises a l'aide d'un systeme a compartiments; les fluctuations de la source sont prises en compte dans la formulation. L'ensemble des modeles est integre dans un systeme de calcul qui permet leur utilisation en sequence de facon automatique. Les estimations de courant et des trajectoires sont en accord avec les observations et permettent d'envisager des applications a court terme du systeme. A partir d'une double experience realisee in situ, le modele de transfert de radioelements aux organismes est valide. Les poinits qui restent a preciser sont principalement les transferts a la matiere particulaire, la calibration du systeme pour les etudes a long terme et certains facteurs a prendre en compte dans le modele de trans

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Legsai-Talmi, Ghizlane. "Calcul de géométries et d'énergies moléculaires par mécanique moléculaire : programmes satellites du programme EMO, volume moléculaire, paramétrisation des métaux." Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30027.

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Le theme de la presente these est l'etude de geometries et d'energies moleculaires par mecanique moleculaire. Nous avons d'une part teste la mecanique moleculaire sur de nombreuses molecules organiques et sur des molecules organometalliques, d'autre part facilite la mise en uvre de methodes connues en les reprogrammant, et mis au point de nouvelles methodes. Plus precisement ont ete examinees: 1) la gestion des parametres de mecanique moleculaire 2) le stockage et l'analyse statistique des geometries 3) la prediction de la densite cristalline en utilisant une methode basee sur la connaissance de la geometrie precise des molecules 4) la chaleur de formation des molecules. Un logiciel mettant en uvre une methode incrementielle a ete concu 5) la geometrie de complexes organometalliques. Dans certains complexes la configuration electronique du metal est introduite dans le calcul de mecanique moleculaire. Les resultats obtenus montrent la fiabilite des methodes de calcul par mecanique moleculaire pour la prediction des volumes et des chaleurs de formation et pour l'etude des geometries des molecules organometalliques

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Masclet, Arnaud. "Contribution à l'élaboration de modèles de référence des ceintures de radiation de la Terre." Toulouse, ENSAE, 2002. http://www.theses.fr/2002ESAE0022.

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La connaissance de l'environnement spatial en particules chargées est importante pour diminuer les risques d'anomalies. Des travaux antérieurs ont mené a l'élaboration d'un programme de calcul axisymétrique des ceintures de radiation, permettant de comprendre l’état moyen ainsi que l'évolution lente des populations de particules piégées. Ce code a été ensuite étendu au cas non symétrique pour mieux comprendre le transport des particules durant les orages magnétosphériques. Cette thèse s‘inscrit dans un projet de modèle de référence des ceintures de radiation terrestres, orienté vers les utilisateurs. L’étude porte essentiellement sur les électrons, qui sont responsables du risque de décharge électrostatique. Nous avons commencé par une présentation des modèles existants. Puis nous avons établi un modèle moyen de flux d’électrons au niveau de l’orbite géostationnaire sur deux cycles solaires complets. Nous avons ensuite étudié les cas pires en géostationnaire. Nous avons retrouvé statistiquement les valeurs moyennes de différents paramètres clés pendant ces cas pires, et nous avons montré que pendant les évènements, les ﬂux des électrons de haute énergie augmentent de manière graduelle sur une échelle de quelques dizaines d’heures. Cette augmentation graduelle s’observe également sur les orbites des satellites GPS, et s’explique par l’accélération progressive des électrons.

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Meddeb, Souad. "Identification des filtres de Volterra et des modèles bilinéaires : application à la communication par satellite." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT036H.

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Le propos de cette thèse est le développement de certaines méthodes d'identification des systèmes non linéaires afin de les appliquer au domaine de transmissions par satellite. Elle débute par une revue de la méthodologie de l'identification d'un système donné : 1) le choix de la structure des modèles, 2) l'estimation paramétrique et enfin 3) la validation du modèle choisi. Les chapitres 2 et 3 sont consacrés à l'estimation paramétrique des filtres de Volterra et du modèle bilinéaire. Ces deux modèles sont attractifs grâce à leur capacité à modéliser plusieurs systèmes non linéaires et à leur linéarité par rapport à leurs paramètres. Quelques méthodes d'estimation des paramètres ont été proposées lorsque le système est non stationnaire. L'attention est ensuite tournée vers le potentiel offert par ces modèles en modélisation non linéaire d'une chaîne de transmission satellitaire. Dans le chapitre 4, nous avons d'abord démontré que les filtres de Volterra sont capables de modéliser une chaîne de transmission contenant un canal non linéaire et sans mémoire comme le tube à onde progressive (TOP). Cette étude a été menée aussi bien pour une chaîne stationnaire que pour une chaîne mobile. Des simulations à l'aide du programme NEWTEST donnent finalement les résultats de l'identification de ces chaînes de transmission par satellite en utilisant les filtres de Volterra et le modèle bilinéaire.

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Proença, Maria da Conceiçao Machado Sangreman. "La transformée en ondelettes appliquée au traitement d'images de télédétection." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30260.

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La diversite des capteurs utilisables pour l'etude de la biosphere continentale par satellite et l'emboitement des structures et des mecanismes de fonctionnement conduisent a une grande multiplicite d'echelles interessantes pour la perception des ecosystemes observes. L'utilisation conjointe d'images de teledetection ayant des resolutions spatiales differentes apparait alors indispensable. Dans ce contexte, l'objectif de la these etait de definir et d'evaluer les conditions dans lesquelles la transformee en ondelettes pouvait apporter des reponses methodologiques a l'analyse multiresolution. Le travail a consiste, dans une premiere phase, a effectuer une revue des principes mathematiques qui conduit aux choix de privilegier le traitement de donnees dans le domaine spatial. Le deuxieme chapitre presente ensuite les deux methodes implementees en y associant une evaluation quantitative des resultats a une et deux dimensions fournis par les algorithmes developpes. La troisieme partie decrit les resultats obtenus dans l'espace des approximations par la mise en uvre d'une methode de fusion de donnees utilisant la transformee en ondelettes discretes. Le dernier chapitre montre comment l'application de l'analyse en ondelettes continues permet d'ouvrir des possibilites nouvelles en analyse d'images: filtrage associe a l'extraction d'attributs et ameliorant des resultats de classification, segmentation sur des attributs de forme et de taille

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Veryzhenko, Iryna. "L' analyse des questions de la finance moderne avec l'approche des marchés financiers artificiels." Paris 1, 2012. http://www.theses.fr/2012PA010060.

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Cette thèse apporte une contribution à la compréhension des dynamiques de marché et à la prise de décision des traders à l'aide d'une plateforme de simulation de marchés multi-agents. La modélisation multi-agents permet notamment d'étudier le système boursier comme un système complexe évolutif dans lequel chaque trader artificiel possède son propre comportement possède son propre comportement et qui, par ses prises de décision, influence l'ensemble des autres acteurs du système. Dans une première partie, nous mettons en évidence à l'aide de "traders à intelligence zéro" (ZIT), le rôle de la microstructure pour comprendre la nature des principaux faits stylisés de l'évolution des prix. Les résultats issus de nombreuses simulations, indiquent que l'usage des ZIT n'est pas suffisant pour reproduire de façon convaincante les évolutions de prix réels, car ceux-ci doivent être appréhendés à la fois de manière qualitative mais aussi quantitative. Nous montrons que seuls des éléments de stratégies de trading et une forte calibration peuvent améliorer cette réplication par simulation, suggérant que les aspects comportementaux importent tout autant que les aspects micro structurels. Dans une seconde partie, nous concentrons notre recherche sur la problématique de la rationalité dans le corpus de la théorie moderne du portefeuille. Le marché artificiel nous permet de tester si des stratégies naïves peuvent surpasser, en terme de performance, des modèles plus complexes. Diverses stratégies d'investissement sont implémentées dans le système artificiel et mises en interaction afin d'observer leur survie dans des compétitions écologiques basées sur leurs performances relatives. Certaines de ces stratégies d'investissements sont fondées sur des variations du modèle canonique de la théorie de portefeuilles de Markowitz, d'autres suivent des principes de diversification naïfs, d'autres encore obéissent à des combinaisons de stratégies rationnelles sophistiquées et de stratégies naïves. Enfin, de manière à mieux saisir les facteurs qui influent sur la performance du portefeuille, nous montrons les effets de la fréquence de pondération et des préférences pour le risque des investisseurs sur l'issue de ces compétitions. Pour finir, afin de fournir une mesure de performance absolue orientée vers l'évaluation ex-post d'un large éventail de stratégies de trading des investisseurs (agents dans notre cas) nous proposons un nouvel algorithme de complexité polynomiale permettant de déterminer la borne supérieure absolue des profits atteignables pour n'importe quelle stratégie sur une période de temps donnée. Cet algorithme met en contact deux champs a priori éloignés: la théorie des graphes d'une part et la finance computationnelle d'autre part.

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Gastellu-Etchegorry, Jean-Philippe. "Une évaluation du potentiel cartographique et thématique de SPOT en Indonésie : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30224.

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Plusieurs contraintes locales, encore mal evaluees, compliquent serieusement les applications de la teledetection en indonesie. Ce sont, en particulier, le couvert nuageux, la distorsion atmospherique ainsi que la petite taille, complexite et dynamique des systemes agro-forestiers. En consequence, ces contraintes ont ete modelisees par l'auteur. Ainsi, dans le cas du couvert nuageux, des analyses factorielles des correspondances interactives, combinees avec une classification parallelipipedique, de donnees gms et landsat ont fourni des modeles previsionnels des probabilites mensuelles d'acquisition de donnees satellite avec des taux de couvert nuageux inferieurs a 10%, 20% et 30%, pour toute region d'indonesie. D'autre part, il a ete evalue le potentiel de spot pour (1) les applications cartographiques, en calculant le pourcentage de pixels purs par unite de paysage et le pourcentage moyen d'unite majoritaire par pixel, et en developpant un algorithme bi-lineaire de rectification geometrique; (2) la cartographie thematique assistee par ordinateur en mettant au point un logiciel de classification multitexturale, a la fois hierarchique et contextuelle; (3) la foret; (4) la geologie et la pedologie

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Fischer, Alberte. "Suivi de la croissance des cultures en zone hétérogène au moyen d'informations satellitaires. Complémentarité avec les modèles de croissance." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30262.

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La plupart des regions agricoles temperees sont constituees d'une mosaique de cultures dont les cycles saisonniers sont differents. Sur de telles regions, le suivi global de l'evolution d'un indice de vegetation derive des mesures acquises par les satellites a haute resolution temporelle dans les courtes longueurs d'onde ne permet pas d'avoir acces au comportement individuel des differentes cultures lorsque la dimension du parcellaire est inferieure a la resolution spatiale du capteur. La modelisation du profil temporel du signal radiometrique a l'echelle regionale montre qu'un couplage haute resolution spatiale-haute resolution temporelle permet de retrouver le comportement temporel de l'indice de vegetation pour les principales cultures. L'observation des variations spatio-temporelles mises en evidence peut etre couplee avec des modeles agrometeorologiques pour l'estimation de la production et une meilleure comprehension des flux d'energie et de matiere (par exemple le gaz carbonique) que l'on observe a l'interface biosphere-atmosphere

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Farah, Ahcène. "Contribution à la modélisation mathématique de la biomécanique de la pompe cardiaque : application à l'analyse des déformations pathologiques du ventricule gauche." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10405.

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A partir d'images du ventricule gauche (VG), deux modèles mathématiques ont été développés pour l'étude des troubles de la contractilité ; l'un géométrique modélise le comportement du VG en cas d'akinésie et de dyskinésie, l'autre à éléments finis traite de la dyskinésie. Une autre méthode d'analyse, à l'aide de ces modèles, est proposée pour: 1) l'étude de la fraction d'éjection (FE) du VG en fonction de la surface atteinte et de son élasticité effective ; ceci donne une FE <0. 30 pour un rapport d’atteinte totale supérieur à 21%. 2) l'étude des variations des paramètres de l'extension paradoxale en phase d'éjection par rapport à la phase de contraction isovolumique ; les résultats obtenus montrent que la poche créée par l'extension est entrainée lors de l'éjection, et que dans cette dernière phase la variation de ses dimensions est quasiment négligeable. 3) la détermination du module de Young pour une région du myocarde à contractilité anormale ; ce module peut être employé comme paramètre de diagnostic. La comparaison des résultats des deux modélisations (géométrique et numérique), montre que le modèle géométrique donne des résultats légèrement supérieurs à ceux du modèle à éléments finis (différence voisine de 4%). Ces modèles laissent apercevoir des perspectives d'optimisation en vue d'une utilisation directe en routine clinique

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Burlacu, Maria-Mihaela. "Analyse des performances et routage dans les constellations de nano-satellites : modèles et applications pour les régions éloignées." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608660.

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La réduction des budgets du domaine spatial et les missions scientifiques traditionnelles ayant des coûts et une complexité croissants a amené la communauté scientifique à se concentrer sur les petits satellites qui fournissent non seulement des résultats scientifiques de valeur, mais permettent aussi de nouvelles applications dans le domaine de la télédétection, de la surveillance environnementale et des télécommunications. De plus, le concept de vol en formation de petits satellites est une technologie-clé pour beaucoup de missions spatiales futures, en améliorant la capacité de survie et réduisant le coût des missions. Ce travail de recherche a un double but : la proposition de modèles innovants de constellations de nano-satellites et de nouvelles approches de routage pour les réseaux de nano-satellites. Cette thèse propose et analyse trois modèles de constellations de nano-satellites dénommés NanoDREAM, NanoiCE et NanoSPHERE, qui fournissent des services de télécommunications aux régions éloignées. Le modèle NanoDREAM est conçu pour le Désert Salar de Uyuni en Bolivie, une région qui détient 70% de la réserve mondiale de lithium. Le modèle NanoiCE est destiné aux Régions Polaires, pour satisfaire les besoins de télécommunications de la communauté scientifique. Le modèle NanoSPHERE est conçu pour fournir une couverture globale de la Terre pour un marché de télécommunications concurrentiel. De plus, nous avons proposé une architecture pour le segment terrestre basée sur la technologie sans fil. Cette architecture a été déployée sur la zone d'exploitation du Désert Salar de Uyuni. Ces modèles ont été développés analytiquement et mis ensuite en œuvre dans le simulateur SaVi afin d'identifier la meilleure constellation satisfaisant les requis de la mission en terme de couverture et en réduisant au minimum le nombre de nano-satellites de la constellation. [...]

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Kabeshova, Anastasiia. "Prédire la chute de la personne âgée : apports des modèles mathématiques non-linéaires." Thesis, Angers, 2015. http://www.theses.fr/2015ANGE0045/document.

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En 2015, la chute de la personne âgée reste toujours un événement majeur, quel que soit l’angle de vue considéré. Elle est toujours associée à une forte morbi-mortalité, nombreuses incapacités, altération la qualité de vie du chuteur, mais aussi, en raison du vieillissement de la population, avec le nombre croissant de chuteurs requérant une prise en charge médicale. Cette situation repose en bonne partie sur notre incapacité à identifier la personne âgée qui est le plus à risque de chute, cette étape étant la première de toute stratégie d’intervention efficace et efficiente. Il est donc nécessaire voir obligatoire aujourd’hui de redoubler nos efforts sur l’amélioration de la prédiction de la chute. En contrepartie de nouvelles opportunités s’ouvrent à nous en raison de l’implantation et de l’informatisation des données médicales. La chute doit être considérée comme un événement chaotique et sa prédiction doit se faire via de nouveaux modèles mathématiques intégrant la particularité de ce comportement. C’est pour cette raison que des méthodes d’analyse basée sur l'intelligence artificielle semblent être une solution appropriée. C’est à partir de ce constat que nous avons émis l’hypothèse que les modèles mathématiques issus de l’intelligence artificielle devaient permettre d’atteindre une qualité de la prédiction meilleure. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier la qualité de la prédiction de la chute, récurrente ou non, chez des personnes âgées de 65 ans et plus, en utilisant les réseaux neuronaux et un modèle de logique floue, en les comparant avec des modèles mathématiques linéaires utilisés classiquement dans la littérature. L’ensemble de nos résultats confirme notre hypothèse de départ en montrant que le choix du modèle mathématique influence la qualité de la prédiction de la chute, les modèles non linéaires, et notamment les réseaux neuronaux et les systèmes de logique flous, étant plus performants que les modèles linéaires pour la prédiction des chutes surtout lorsqu’elles sont récurrentes
Falls in the elderly are still a major issue in 2015 because they are associated with high rate of morbidity, mortality and disability, which affect the quality of life. From the patient’s perspective, it is still associated with high morbidity, mortality and disability, which affect the quality of life. The number of fallers requiring medical and/or social care is growing up due to aging population. This fact seems paradoxical since during the recent years the knowledge about the mechanisms of falls and the quality of interventions to support fallers significantly increased. This is largely based on our inability to predict correctly the risk of falling among the elderly person, knowing that this is the first step of any efficient and effective intervention strategies. Therefore it is necessary today to double our efforts in improving the prediction of falls. Nonetheless, new opportunities and advanced technologies provide to us the possibility of computerizing of medical data and research, and also to improve prediction of falls using new approaches. A fall should be considered as a chaotic event, and its prediction should be done via new mathematical models incorporating the feature of this behaviour. Thus, the methods ofartificial intelligence-based analysis seem to be an appropriate solution to analyse complex medical data. These artificial intelligence techniques have been already used in many medical areas, but rarely in the field of fall prediction. Artificial neural networks are the most commonly used methods while other promising techniques based on fuzzy logic are less often applied.Based on this observation we have formulated the hypothesis that non-linear mathematical models using artificial intelligence are the models, which are the most likely to achieve the bestquality of the prediction. The main objective of this thesis is to study the quality of theprediction of falls, recurrent or not, among the adults aged 65 years and more,applying neuralnetworks and fuzzy logic models, and comparing them either among themselves or with the linear mathematical models conventionally employed in the literature for fall prediction. The first cross-sectional study was conducted by using a decision tree to explore the risk of recurrent falls in various combinations of fall risk factors compared to a logistic regression model. The second study was designed to examine the efficiency of artificial neural networks (Multilayer Perceptron and Neuroevolution of Augmenting Topologies) to classify recurrent and nonrecurrent fallers by using a set of clinical characteristics corresponding to risk factors measured among seniors living in the community. Finally, in the third study we compared the results of different statistical methods (linear and nonlinear) in order to identify the risk of falls using 7 clinical variables, separating the collection mode (retrospective and prospective) of the fall and its recurrence. The results confirm our hypothesis showing that the choice of the mathematical model affects the quality of fall prediction. Nonlinear models, such as neural networks and fuzzy logic systems, are more efficient than linear models for the prediction of falls especially for recurrent falls. However, the results show that the balance between different criteria used to judge the quality of the forecast (sensitivity, specificity, positive and negative predictive value, area under the curve, positive and negative likelihood ratio, and accuracy) has not been always correct, emphasizing the need to continue the development of the models whose intelligence should specifically predict the fall

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Mourre, Baptiste. "Etude de configuration d'une constellation de satellites altimétriques pour l'observation de la dynamique côtière." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30212.

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Cette thèse a pour objectif d'estimer l'apport des nouveaux projets altimétriques (altimètre à large fauchée WSOA, projets de constellations de satellites) pour l'observation des processus océaniques sur les plateaux continentaux. L'approche adoptée est basée sur la modélisation numérique et l'assimilation de données. Le problème revient alors à estimer la capacité des nouveaux scénarios d'observation à contrôler les erreurs des modèles hydrodynamiques dans ces régions. L'étude est réalisée à l'aide du modèle barotrope MOG2D implémenté sur le plateau continental européen. Elle se concentre sur la réponse haute fréquence de l'océan au forçage météorologique (échelles temporelles de quelques heures à quelques jours). Les covariances d'erreur du modèle due aux incertitudes bathymétriques sont par ailleurs plus spécifiquement explorées, au moyen d'une méthode d'ensemble. Cette approche permet de révéler la forte variabilité de ces covariances, non seulement selon les régions, mais aussi localement suivant le régime dynamique du modèle. Dans le cadre d'OSSEs (Observing-Systems Simulation Experiments), des expériences jumelles multiples sont ensuite menées sur la mer du Nord, s'appuyant sur un filtre de Kalman d'ensemble pour l'assimilation séquentielle des observations. La réduction des variances d'ensemble par l'assimilation fournit le diagnostic utile à l'estimation de la performance des différents scénarios d'observation quant à la correction de l'erreur statistique du modèle. Ces expériences permettent notamment l'évaluation, dans le contexte particulier des processus océaniques haute fréquence modélisés ici, de l'apport d'un altimètre WSOA, de celui de différentes constellations de satellites, ou encore de l'impact des observations marégraphiques
The main objective of this work is to evaluate the contribution of future altimeter systems (Wide Swath Ocean Altimeter, satellite constellations) for the observation of ocean dynamics over continental shelves. The approach is based on numerical modeling and data assimilation, so that the problem comes to the estimation of the capability of new observing scenarios to control model errors in these regions. The model used in this work is the barotropic, finite-element MOG2D model, implemented over the entire European continental shelf. Moreover, the focus is on the specific high-frequency response of the ocean to meteorological forcing (wind and pressure), with temporal scales ranging from a few hours to a few days. Special attention is paid to properly specify model error statistics, which are required for assimilation experiments. The model error subspace due to uncertainties in bathymetry is more specifically explored via the use of an ensemble method. Associated model error covariances are shown to be neither homogeneous over shelves, nor isotropic when approaching the coast. They are not even stationary, since they are very dependent on the meteorological forcing. An ensemble Kalman filter assimilation scheme is then implemented to assimilate sea level data in the model. Multiple twin experiments are performed to estimate the capabiliy of different observing scenarios to reduce model errors (in the framework of Observing-Systems Simulation Experiments, OSSEs). The diagnostic is based on the reduction of the ensemble spread thanks to the assimilation. .

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Gille, Jean-Pierre. "Technologies des échanges respiratoires (O2 et Co2) : application à la réalisation d'appareils médicaux." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPE092.

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Si les concepts utiles à l'évolution technologique des poumons artificiels étaient pour la plupart connus au début de leur utilisation, il a fallu 30 ans pour les concrétiser d'un point de vue application industrielle. Il est important, pour l'établissement du cahier des charges, de souligner les contraintes physiologiques inhérentes aux échanges respiratoires. L'importance du rôle joué par les hématies doit être rappelé : elles sont essentielles pour le transport d'oxygène, d'où la nécessité d'assurer un débit de sang minimum dans un tel appareil. Elles sont nécessaires à l'élimination du CO2 par leur équipement enzymatique (anhydrase carbonique). Des échangeurs à interface gaz-sang aux échangeurs dans lesquels une membrane sépare les phases, il a fallu 25 ans de recherche et de développement portant sur la chimie des polymères et la plasturgie, la modélisation, la conception de moyens de production industrielle. Ainsi ont été utilisés des appareils à fils sanguin (disques) réutilisables, des bulleurs à usage unique produits en série, des poumons à membrane pleine disposée en poche, puis à membrane microporeuse, enfin des poumons à faisceaux de capillaires. La mise au point de méthodes d'évaluation a été réalisée. Ces techniques s'utilisent suivant le stade de développement des appareils. Les méthodes ex vivo et in vivo s'adressent à des appareils dont la conception est fixée et pour lesquels ces essais sont nécessaires comme pré-requis avant utilisation en clinique humaine. Les méthodes d'évaluation in vitro sont celles qui s'avèrent les plus utiles dans la phase initiale d'élaboration, comme dans la phase finale de contrôle de qualité lors de la fabrication. L'utilisation de tests à l'eau (ou soluté ad hoc) trouve sa légitimité dans sa facilité de codification et sa relativement bonne corrélation prédictive avec les méthodes ex vivo en sang. Ceci est particulièrement vrai pour l'étude du CO2. Les méthodes facilitant les transferts sont présentées en particulier pour l'élimination du CO2 sous de faibles débits sanguins dérivés. Mais dans ce cas le recours au rein artificiel s'avère la solution la plus efficace.

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Grémillet, Olivier. "Analyse des modèles de trafic agrégé pour les télécommunications multiservices par satellite." Toulouse, ISAE, 2007. http://www.theses.fr/2007ESAE0023.

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Le thème de la thèse est la modélisation du trafic de données transitant sur des systèmes de communications par satellite. Les services concernés sont multiples (voix, surf web, mails, audio/vidéo) et s'effectuent au travers d'un lien satellitaire. Après un chapitre introductif précisant le cadre de l'étude, le second chapitre introduit un modèle hiérarchique pour la description du trafic le modèle en pyramide. Ce modèle est basé sur différents niveaux d'abstraction dénommés applications, souscripteurs, nœuds et transport. On y introduit également des opérateurs qui manipulent des paquets au sein de chaque niveau. Le chapitre 3 est dédié à l'étude des modèles de trafic. On y aborde certains modèles théoriques ainsi que les modèles choisis pour la description des applications. Diverses méthodes pour la détermination des modèles sont envisagées. Dans le chapitre 4, un scénario de référence pour les communications aéronautiques est présenté. Pour ce cas, le modèle hiérarchique en pyramide est utilisé et les opérateurs peuvent être décrits de façon plus précise. Ensuite les principes essentiels de certains modules d'un simulateur le reproduisant sont décrits synthétiquement. Les chapitres 5, 6 7 présentent les résultats obtenus aux niveaux souscripteurs, nœuds et transport. Au niveau souscripteur, les propriétés des applications sont vérifies et des modèles agrégés sont dérivés. Le gain apporté étant supérieur au niveau nœud, les résultats sont étendus à ce niveau. Les équivalences entre modèles agrégés et précis sont démontrés à différents points de vue (volume de donnée, distribution des files d'attentes,. . . ). Finalement, le dernier chapitre résume les résultats obtenus.

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Pujol, Marie-Isabelle. "Analyse de la variabilité de surface en Méditerranée à partir des données altimétriques et comparaison aux simulations MERCATOR et MOG2D." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30005.

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Parce qu'elle regroupe l'ensemble des processus physiques observés dans l'océan global, la Méditerranée est considérée comme une zone clé pour la compréhension de la variabilité de la circulation océanique. Plusieurs études lui sont spécialement dédiées. Le but de cette thèse est de compléter ces études en caractérisant de manière plus spécifique la variabilité de surface. Près de 12 ans (1993-2004) de mesures altimétriques (Topex/Poseidon, ERS1/2, Jason, Envisat) ont été spécialement traitées pour le cas particulier du bassin Méditerranéen. Conjointement aux mesures altimétriques, les sorties des modèles MERCATOR et MOG2D ont été exploitées avec deux objectifs principaux: valider les simulations MERCATOR par la confrontation altimétrie/modèle et compléter le jeu de données. Trois composantes principales de la variabilité de surface ont ainsi été étudiées : la circulation générale de surface, l'activité mésoéchelle et la variabilité haute fréquence de la surface.

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Carrere, Loren. "Etude et modélisation de la réponse haute fréquence de l'océan global aux forçages météorologiques." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30185.

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Brachet, Sidonie. "Variabilité mésoéchelle océanique : comparaison altimétrie/modèle." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30022.

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The recent progress realized in the ocean modelisation, associated with satellite altimetric observations, allows us to better characterize the oceanic mesoscale (scale that corresponds to very energetic ocean phenomena). A compared study of two very high-resolution model outputs in the North Atlantic ocean (POP and PAM) with data issue from the merging of two altimeters observations (T/P and ERS) has been made. At first, we focus on the analysis of the mean Eddy Kinetic Energy (EKE). We then describe the Sea Level Anomaly space and times scales and propagation velocities at a resolution never achieved before. Finally, a study of the seasonal and interannual variability of the EKE is carried out. This study is extended to the global ocean with the T/P-ERS data only. The short-coming global ocean model (POG) will help us to confirm our results.

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Héas, Patrick. "Apprentissage bayésien de structures spatio-temporelles : application à la fouille visuelle de séries temporelles d'images de satellites." Toulouse, ENSAE, 2005. http://www.theses.fr/2005ESAE0004.

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Durant les dernières décennies, les satellites n'ont cessé d'acquérir des images de haute résolution de beaucoup de sites d'observation de la Terre. De nouveaux produits sont apparus avec ce processus d'acquisition intensif : les séries temporelles d'images satellites de haute résolution. Elles représentent un important volume de données dont le riche contenu informatif est susceptible d'intéresser un large panel d'applications nouvelles. Cette thèse présente un concept de fouille d'information qui permet l'apprentissage de structures spatio-temporelles contenues dans les séquences d'images, l'objectif étant l'interprétation et la recherche probabiliste de phénomènes dans l'espace et le temps. Les connaissances expertes d'un utilisateur conduisent le processus d'apprentissage, via la communication d'exemples et de contre exemples. Les fondements théoriques de ce concept se situent à l'interface de l'inférence bayésienne et entropique, des modèles stochastiques et de la cognition visuelle. Le concept emploie une modélisation hiérarchique bayésienne du contenu des séquences d'images, qui permet de lier les intérêt des utilisateurs aux différentes structures spatio-temporelles. La hiérarchie comprend deux principales phases d'apprentissage : l'inférence non supervisé d'un graphe de trajectoires de clusters dynamiques et, basé sur ce graphe, l'apprentissage interactif d'étiquettes sémantiques associées aux structures spatio-temporelles contenues dans la scène dynamique. Les algorithmes et méthodes développés sont intégrés dans un système de fouille visuelle d'information. Ce système représente un outil entièrement novateur pour l'exploitation du contenu des séries temporelles d'images satellites de haute résolution. Les expériences effectuées avec une série temporelles d'images SPOT démontrent les capacités du système dans la compréhension de scènes dynamiques.

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Pellet, Victor. "Télédétection satellite du cycle de l'eau. De l'optimisation du traitement des observations à l'intégration des produits restitués." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS277.

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L'observation satellite offre l'opportunité unique d'une couverture globale et d'un suivi temporel continu en météorologie et climatologie. On rencontre toutefois de nombreuses difficultés dans leur exploitation, ce qui requiert l'utilisation de techniques d'optimisation dans les diverses étapes de leur traitement. On traitera dans cette thèse deux questions : (1) au niveau du traitement des données satellite, en amont de la chaîne de restitution, et (2) en aval, pour l'intégration des multiples produits satellites disponibles. On propose ainsi une nouvelle approche de compression/sélection de canaux (les « Bottlenecks Channels ») pour réduire la dimension des données hyper-spectrales (dans l'infrarouge avec l'instrument IASI et dans les microondes pour un nouveau concept de sondeur). On développe également un nouveau schéma d'intégration de multiples produits satellites pour l'étude du cycle de l'eau (surface, océan et atmosphère). Cette approche d'intégration permet de rendre plus cohérentes les composantes du cycle de l'eau. Elle est présentée ici dans le contexte du cycle de l'eau méditerranéen
Satellite observation offers the unique opportunity for global coverage and continuous temporal monitoring in meteorology and climatology. However, there are many difficulties in their exploitation, which requires the use of optimization techniques at the different steps of their processing. This thesis will deal with two questions: (1) the processing of satellite data before the restitution, and (2) the integration of the multiple satellite products available. A new approach for channel compression/selection (Bottlenecks Channels) is proposed to reduce the dimension of hyperspectral data (in the infrared with the IASI instrument and in microwaves for a new sounder concept). A new scheme is also developed to integrate multiple satellite products for the study of the water cycle (surface, ocean and atmosphere). This integration approach makes the components of the water cycle more coherent to each other. It is presented here in the context of the Mediterranean water cycle

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Santos, Costa Daniel. "Modélisation des ceintures de radiation d'électrons de Jupiter internes à Io." Toulouse, ENSAE, 2001. http://www.theses.fr/2001ESAE0010.

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Depuis les années quatre-vingt-dix, des modèles physiques multidimensionnels des ceintures de radiation terrestres pour les protons et électrons ont été développés à l'ONERA/DESP. Les modèles 3D (latitude, distance radiale et énergie, plus le temps) et 4D (latitude, longitude, distance radiale et énergie, plus le temps) sont applicables dans la magnétosphère interne de la Terre. Au cours de ce travail de thèse, le modèle 3D pour les électrons a vu son adaptation au cas jovien. Ce modèle, Salammbô-3D, s'appuie sur la théorie des invariants adiabatiques et résout une équation de type Fokker-Planck. La distribution spatiale des électrons énergétiques (1 à 300 MeV) au cœur des ceintures de radiation joviennes (1 à 6 rayons joviens) a pu être déterminée en tenant compte de plusieurs phénomènes physiques présents dans la magnétosphère interne de Jupiter : la diffusion radiale, les pertes locales induites par les satellites naturels, l'interaction avec le système d'anneaux et les milieux denses, et le phénomène de rayonnement synchrotron. Des comparaisons entre mesures et simulations ont été entreprises pour valider le modèle. Les mesures utilisées sont d'origines satellitaires (Pioneer 10 et 11) et radio astronomiques (Very Large Array). L'exploitation des observations radio a nécessité, tout d'abord, le dépouillement de mesures effectuées à l'aide du VLA en mai 1997 et, dans un deuxième temps, le développement d'un modèle d'imagerie synchrotron permettant de produire des images synchrotron à partir des flux calculés par le code Salammbô-3D. La reproduction de l'ensemble des mesures mise à notre disposition est très satisfaisante et permet de valider le modèle dans la région interne de la magnétosphère jovienne. Le rôle important joué par les satellites naturels, les anneaux et le phénomène de rayonnement synchrotron sur la distribution spatiale des électrons relativistes est discuté.

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Saïghi, Sylvain. "Circuits et systèmes de modélisation analogique de réseaux de neurones biologiques : application au développement d'outils pour les neurosciences computationnelles." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00326005.

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Ce sujet de recherche a pour principaux objectifs la réalisation d'une bibliothèque de fonctions électroniques analogiques intégrées réalisant les opérations mathématiques présentes dans les modèles des canaux ioniques des neurones et l'évaluation des éléments de cette même bibliothèque. Ce travail se poursuit par la conception d'un système démonstrateur basé sur un circuit intégré analogique neuromimétique utilisant la bibliothèque d'opérateurs pour que ce même circuit intégré puisse être utilisé dans de nouvelles expériences mettant en oeuvre la technique hybride. En fonction des performances du circuit, il a été aussi étudié la faisabilité de son utilisation pour le développement d'un outil d'extraction des paramètres d'une cellule nerveuse, voire même d'un mini-réseau composé de moins d'une dizaine de neurones, par la technique d'optimisation.

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Tao, Zui. "Autonomous road vehicles localization using satellites, lane markings and vision." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2261/document.

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L'estimation de la pose (position et l'attitude) en temps réel est une fonction clé pour les véhicules autonomes routiers. Cette thèse vise à étudier des systèmes de localisation pour ces véhicules en utilisant des capteurs automobiles à faible coût. Trois types de capteurs sont considérés : des capteurs à l'estime qui existent déjà dans les automobiles modernes, des récepteurs GNSS mono-fréquence avec antenne patch et une caméra de détection de la voie regardant vers l’avant. Les cartes très précises sont également des composants clés pour la navigation des véhicules autonomes. Dans ce travail, une carte de marquage de voies avec une précision de l’ordre du décimètre est considérée. Le problème de la localisation est étudié dans un repère de travail local Est-Nord-Haut. En effet, les sorties du système de localisation sont utilisées en temps réel comme entrées dans un planificateur de trajectoire et un contrôleur de mouvement pour faire en sorte qu’un véhicule soit capable d'évoluer au volant de façon autonome à faible vitesse avec personne à bord. Ceci permet de développer des applications de voiturier autonome aussi appelées « valet de parking ». L'utilisation d'une caméra de détection de voie rend possible l’exploitation des informations de marquage de voie stockées dans une carte géoréférencée. Un module de détection de marquage détecte la voie hôte du véhicule et fournit la distance latérale entre le marquage de voie détecté et le véhicule. La caméra est également capable d'identifier le type des marquages détectés au sol (par exemple, de type continu ou pointillé). Comme la caméra donne des mesures relatives, une étape importante consiste à relier les mesures à l'état du véhicule. Un modèle d'observation raffiné de la caméra est proposé. Il exprime les mesures métriques de la caméra en fonction du vecteur d'état du véhicule et des paramètres des marquages au sol détectés. Cependant, l'utilisation seule d'une caméra a des limites. Par exemple, les marquages des voies peuvent être absents dans certaines parties de la zone de navigation et la caméra ne parvient pas toujours à détecter les marquages au sol, en particulier, dans les zones d’intersection. Un récepteur GNSS, qui est obligatoire pour le démarrage à froid, peut également être utilisé en continu dans le système de localisation multi-capteur du fait qu’il permet de compenser la dérive de l’estime. Les erreurs de positionnement GNSS ne peuvent pas être modélisées simplement comme des bruits blancs, en particulier avec des récepteurs mono-fréquence à faible coût travaillant de manière autonome, en raison des perturbations atmosphériques sur les signaux des satellites et les erreurs d’orbites. Un récepteur GNSS peut également être affecté par de fortes perturbations locales qui sont principalement dues aux multi-trajets. Cette thèse étudie des modèles formeurs de biais d’erreur GNSS qui sont utilisés dans le solveur de localisation en augmentant le vecteur d'état. Une variation brutale due à multi-trajet est considérée comme une valeur aberrante qui doit être rejetée par le filtre. Selon le flux d'informations entre le récepteur GNSS et les autres composants du système de localisation, les architectures de fusion de données sont communément appelées « couplage lâche » (positions et vitesses GNSS) ou « couplage serré » (pseudo-distance et Doppler sur les satellites en vue). Cette thèse étudie les deux approches. En particulier, une approche invariante selon la route est proposée pour gérer une modélisation raffinée de l'erreur GNSS dans l'approche par couplage lâche puisque la caméra ne peut améliorer la performance de localisation que dans la direction latérale de la route
Estimating the pose (position and attitude) in real-time is a key function for road autonomous vehicles. This thesis aims at studying vehicle localization performance using low cost automotive sensors. Three kinds of sensors are considered : dead reckoning (DR) sensors that already exist in modern vehicles, mono-frequency GNSS (Global navigation satellite system) receivers with patch antennas and a frontlooking lane detection camera. Highly accurate maps enhanced with road features are also key components for autonomous vehicle navigation. In this work, a lane marking map with decimeter-level accuracy is considered. The localization problem is studied in a local East-North-Up (ENU) working frame. Indeed, the localization outputs are used in real-time as inputs to a path planner and a motion generator to make a valet vehicle able to drive autonomously at low speed with nobody on-board the car. The use of a lane detection camera makes possible to exploit lane marking information stored in the georeferenced map. A lane marking detection module detects the vehicle’s host lane and provides the lateral distance between the detected lane marking and the vehicle. The camera is also able to identify the type of the detected lane markings (e.g., solid or dashed). Since the camera gives relative measurements, the important step is to link the measures with the vehicle’s state. A refined camera observation model is proposed. It expresses the camera metric measurements as a function of the vehicle’s state vector and the parameters of the detected lane markings. However, the use of a camera alone has some limitations. For example, lane markings can be missing in some parts of the navigation area and the camera sometimes fails to detect the lane markings in particular at cross-roads. GNSS, which is mandatory for cold start initialization, can be used also continuously in the multi-sensor localization system as done often when GNSS compensates for the DR drift. GNSS positioning errors can’t be modeled as white noises in particular with low cost mono-frequency receivers working in a standalone way, due to the unknown delays when the satellites signals cross the atmosphere and real-time satellites orbits errors. GNSS can also be affected by strong biases which are mainly due to multipath effect. This thesis studies GNSS biases shaping models that are used in the localization solver by augmenting the state vector. An abrupt bias due to multipath is seen as an outlier that has to be rejected by the filter. Depending on the information flows between the GNSS receiver and the other components of the localization system, data-fusion architectures are commonly referred to as loosely coupled (GNSS fixes and velocities) and tightly coupled (raw pseudoranges and Dopplers for the satellites in view). This thesis investigates both approaches. In particular, a road-invariant approach is proposed to handle a refined modeling of the GNSS error in the loosely coupled approach since the camera can only improve the localization performance in the lateral direction of the road. Finally, this research discusses some map-matching issues for instance when the uncertainty domain of the vehicle state becomes large if the camera is blind. It is challenging in this case to distinguish between different lanes when the camera retrieves lane marking measurements.As many outdoor experiments have been carried out with equipped vehicles, every problem addressed in this thesis is evaluated with real data. The different studied approaches that perform the data fusion of DR, GNSS, camera and lane marking map are compared and several conclusions are drawn on the fusion architecture choice

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Guihou, Karen. "Étude de la dynamique du Courant Nord au large de Toulon, à l’aide de modèle, observations in-situ et données satellites." Thesis, Toulon, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUL0004/document.

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L’objectif général de cette thèse est de contribuer à l’avancement de la connaissance de la variabilité du Courant Nord Méditerranéen (CN) et de ses interactions avec la dynamique côtière, en s’appuyant principalement sur une configuration numérique réaliste à haute résolution de la façade méditerranéenne française, basée sur le modèle de circulation océanique NEMO et nommée GLAZUR64.La validation de cette configuration avec toutes les observations disponibles sur la période d'étude (CTD, gliders, ARGO, radar HF, ADCP, altimétrie et SST satellite) a permis d'évaluer le réalisme des simulations et leur paramétrisation, et de montrer l'apport de la haute-résolution par rapport aux configurations de bassin au 1/12° utilisées aux frontières de GLAZUR64.Enfin, l'utilisation d'un forçage océanique opérationnel a permis d'utiliser une simulation en complément des données d'une campagne en mer, pour l'étude ciblée d'un tourbillon anticyclonique associé à un méandre du CN au large de Toulon, en avril 2011 [Guihou et al., 2013]
The main objective of this work is to improve our knowledge of the Northern Mediterrranean Current (NC) variability and its interactions with coastal dynamics, using high-resolution modelling of the North-Western Mediterranean Sea, based on the NEMO code and nammed GLAZUR64.The configuration has been validated using all available observations for the period of study (CTD, gliders, ARGO, HF radar, ADCP, satellite altimetry and SST), in order to assess the realism of the simulations and their parameterisations. The contribution of the high-resolution for the simulation of the mesoscale dynamics, compared to 1/12° configurations used at the boundaries is shown.Finally, the use of an operationnal oceanic boundary forcing allowed us to use a combined data-model approach to study the generation and advection of an anticyclonic eddy trapped at the coast and associated to a NC meander, flowing off Toulon in April 2011 [Guihou et al., 2013]

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Leclercq, Ludivine. "De l’exosphère à la magnétosphère des objets planétaires faiblement magnétisés : optimisation de modélisations parallélisées pour une application à Ganymède." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLV017/document.

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Ganymède, une lune de Jupiter, est le plus grand et le plus massif des satellites de notre système solaire. Cet objet a été observé depuis la Terre, notamment grâce au télescope Hubble (HST), et in situ par la sonde Galileo. Grâce à ces observations, une atmosphère très ténue, ou exosphère,principalement composée d'hydrogène, d'oxygène et d'oxygène moléculaire, a été détectée au voisinage de Ganymède. Ganymède est l'unique lune du système solaire possédant son propre champ magnétique intrinsèque, qui, en interagissant avec le plasma magnétosphérique jovien, génère unemini-magnétosphère. Cette magnétosphère est imbriquée dans celle de Jupiter. C'est le seul cas connu d'interaction entre deux magnétosphères. Galileo est l'une des seules sondes spatiales ayant investigué l'environnement complexe de Ganymède. La prochaine mission spatiale qui étudiera ce satellite estune mission européenne de l'ESA : JUICE (JUpiter ICy moon Exploration). Dans le cadre de cette mission, et dans un but de mieux connaître ce satellite, mon travail de thèse a consisté à modéliser l'environnement global neutre et ionisé de Ganymède.La première partie de mon travail de thèse a été consacrée à l'étude de l'exosphère de Ganymède à l'aide d'un modèle 3D Monte-Carlo. J'ai parallélisé ce modèle afin d'améliorer ses performances et d'enrichir la physique décrite par le modèle. Les résultats sont comparés à ceux d'autres modèles, ainsi que les observations effectuées par le HST et Galileo. L'environnement ionisé, en particulier la magnétosphère de Ganymède, a été ensuite étudié à l'aide d'un modèle hybride parallèle 3D, notamment en se plaçant dans les conditions d'observations de Ganymède par Galileo. Les résultats sont globalement cohérents avec les observations, et concordent avec ceux d'autres modèles, maismontrent néanmoins une nécessité d'améliorer significativement la résolution spatiale du modèle. De ce fait, une partie significative de mon travail de thèse a été dédiée au développement et à l'implémentation d'une approche multi-grilles au sein du modèle hybride, pour améliorer la résolution spatiale d'un facteur 2 dans le voisinage proche du satellite. Enfin, les résultats obtenus avec ce modèle optimisé sont confrontés aux observations de Galileo
Jupiter’s moon Ganymede is the biggest and most massive satellite of our solar system. Thisobject has been observed from the Earth, with the Hubble Space Telescope (HST), and through in situ measurements by Galileo spacecraft. Thanks to these observations, a very tenuous atmosphere, or exosphere, has been detected at Ganymede. It is mainly composed of atomic hydrogen, atomic oxygen, and molecular oxygen. Ganymede is the only moon of the solar system to have its own intrinsic magnetic field, which generates a minimagnetosphere interacting with the magnetospheric jovian plasma. This magnetosphere is embedded in the jovian magnetosphere. It is the only known case of interaction between two magnetospheres. Galileo is the only mission that has investigated the complex ionized environment of Ganymede. The next space mission dedicated to investigate the Jovian magnetosphere and its galilean satellite is an European mission from ESA : JUICE (Jupiter ICy moons Explorer). In the frame of this mission, and to prepare future observations at Ganymede, my thesis work has consisted in modeling the global neutral and ionized environment of Ganymede. The first part of my thesis work has been dedicated to the study of Ganymede’s exosphere with a 3D Monte-Carlo model. I have parallelized this model to improve its performance and to enrich the physics described by the model. Results have been compared to those of other models, and to HST and Galileo observations. The ionized environment, in particular the magnetosphere of Ganymede, has then been studied with a 3D parallel hybrid model,considering the observation conditions of Galileo. Results are globally consistent with the observations and with other models, but show the necessity to significantly improve the spatial resolution. Therefore, a significant part of my work has been dedicated to the development of a multi-grid approach in the hybrid model, to divide by 2 the spatial resolution at the vicinity of Ganymede. Finally, results obtained with the optimized model are compared to Galileo observations

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Knauf, Andreas. "Modélisation sous forme LFT et synthèse de correcteurs LFT auto-séquencés de taille réduite et leurs implémentations aux applications de commande en aéronautique." Toulouse, ISAE, 2009. http://www.theses.fr/2009ESAE0010.

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Les systèmes à paramètres variants restent un défi pour la synthèse de lois de commande à cause des grands domaines de fonctionnement et des variations associées du comportement du système. Une axe de recherche s'est orientée vers les approches de séquencement de gains dont la majorité est basée sur la synthèse d'un ensemble de correcteurs indépendants pour divers points de fonctionnement. Ces correcteurs sont ensuite interpolés après leur synthèse. Dans ce mémoire, la transformation fractionnelle linéaire LFT ou forme standard d'un système est utilisée pour la synthèse directe d'un correcteur auto-séquencé, c. A. D. Paramétré de manière explicite évitant ainsi la procédure parfois difficile d'interpolation. La méthode de synthèse proposée est basée sur la commande modale. Plusieurs algorithmes pour l'implémentation en temps réel sont introduites et les critères de faisabilité et de convergence associés sont développés. Ils sont aussi comparés par rapport à leur temps de calcul en ligne. L'implémentation pratique est finalement illustrée avec deux applications aérospatiales : le contrôle d'une formation de satellites et l'asservissement en tangage d'un avion de combat générique.

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Le, Quilleuc Meryll. "Caractérisation élémentaire et isotopique (Sr et Nd) des dépôts d'aérosols sahariens sur la marge sénégalaise : implications pour la signature géochimique des sources." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R075.

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Les aérosols désertiques émis dans les régions arides et semi-arides constituent un élément actif du système climatique global. En effet, de par leurs propriétés optiques et leur rôle dans les processus de nucléation dans l’atmosphère, ils ont un impact sur le bilan radiatif et le cycle hydrologique. Ils ont également une influence sur les cycles biogéochimiques marins et continentaux par l’apport de micro-nutriments dans les régions où ils se déposent. Par ailleurs, les aérosols désertiques sont des indicateurs des changements paleo-environnementaux dans les archives sédimentaires. L’impact de l’aérosol minéral dans le système climatique dépend de la quantité de particules émises dans l’atmosphère, de leur distribution granulométrique et de leur composition géochimique. Ces paramètres sont cependant souvent insuffisamment quantifiés, en particulier dans la région du Sahara et du Sahel (plus importante source au monde), du fait des très nombreuses zones d’émission et de leur caractère intermittent. Les caractéristiques des retombées de l’aérosol saharien sont singulièrement mal connues ; celles-ci sont pourtant essentielles pour estimer son impact sur les cycles biogéochimiques, faire le lien avec les dépôts sédimentaires, et contraindre les modèles atmosphériques de transport. Une étude de dépôts éoliens a été réalisée sur la côte sénégalaise dans l’objectif d’améliorer nos connaissances sur la composition chimique des aérosols transportés sur la marge ouest africaine et la signature chimique des régions sources. Dans ce cadre, un capteur passif a été mis en place en 2006 à Mbour, permettant de construire une série temporelle continue de dépôts d’aérosols désertiques avec un pas d’échantillonnage d’une semaine ou moins. La composition élémentaire de la fraction silicatée inférieure à 30µm de 221 échantillons de dépôts a été déterminée (incluant une série continue de deux ans entre 2013 et 2015), ainsi que les rapports isotopiques du strontium (Sr) et du néodyme (Nd) de 63 de ces échantillons. En parallèle, une étude des sources alimentant notre site d’étude a été réalisée à l’aide de l’indice satellite IDDI et de rétrotrajectoires de masse d’air (HYSPLIT). L’étude de la série continue de dépôts 2013-2015 a révélé une grande variabilité dans la composition chimique des particules, suggérant une importante diversité géochimique des sources. Cette série temporelle a permis de mettre en évidence des changements saisonniers du flux et de la composition chimique, en lien avec les changements de provenance et de transport des particules entre la saison sèche (hiver-printemps) pendant laquelle les aérosols sont apportés par les alizés qui balayent le continent ouest-africain, et la saison humide (été) au cours de laquelle les dépôts résultent en partie du lessivage par les précipitations de particules transportées à haute altitude dans la Saharan Air Layer (SAL)
Mineral aerosols emitted in arid and semi-arid regions of the Earth represent an active element of the global climate system. In fact, due to their optical properties and their role in nucleation processes in the atmosphere, they have an impact on the radiative budget and the hydrological cycle. They also take part in many biogeochemical cycles in the ocean and on land through the input of micro-nutriments in regions where they are deposited. Mineral dust is also an indicator of paleo-environmental conditions changes in sedimentary archives. Mineral dust impact in the climate system depends on the amount of particles transported in the atmosphere, on their grain size distributions and on their geochemical compositions. Yet, these characteristics are often insufficiently quantified, particularly in the vast Sahara-Sahel domain (the largest source worldwide), due to the numerous emissions areas and to their intermittency. The characteristics of Saharan dust deposits are especially poorly constrained, although they are essentials to estimate the dust impact on biogeochemical cycles, to make the connection with sedimentary deposits, and to validate dust transport model outputs. A study of eolian deposits was carried out on the Senegalese coast in order to improve our knowledge of the chemical composition of mineral aerosols transported over the West African margin and of the geochemical signature of the source regions. For this purpose, a passive collector was set up in 2006 at Mbour, allowing the build up of a long continuous time series dust deposits with a sampling resolution of a week or less (down to 24h). Elemental composition (major and trace elements) of the <30µm carbonate-free, silicate fraction of 221 dust deposit samples was determined (including a two-year continuous time series between March 2013 and February 2015), as well as the Sr and Nd isotopic ratios for 63 of them. Concurrently, investigations on the sources feeding our sampling site were conducted with the help of the IDDI satellite product as well as air masses backtrajectories calculated with the HYSPLIT model. The study of the 2013-2015 continuous time series of dust deposits revealed a large variability in the chemical composition of the dust, suggesting an important diversity in the geochemistry of the contributing sources. This long time series brought to light marked seasonal changes, both in the mass flux and the chemical composition, that can be linked to changes in provenance and transporting wind systems between the dry season (winter-spring) during which aerosols are transported in the trade winds that sweep across West Africa, and the wet season (summer) when dust deposit result to some degree from the scavenging by precipitations of dust transported at high altitude in the Saharan Air Layer (SAL)

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Wan, Tao. "Modélisation et implémentation de systèmes OLAP pour des objets mobiles." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2007. http://www.theses.fr/2007VERS0001.

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Le développement considérable des techniques de géo localisation et des périphériques mobiles mène à une profusion de bases d'objet: mobiles et soulève la question de l'exploitation pour l'aide à la décision. Si les systèmes conventionnels d'analyse en ligne (OLAP) sont utilisés efficacement dans l'analyse des données basées sur la modélisation multidimensionnelle, ils ne sont pas adaptés aux bases d'objets mobiles. Ces objets possèdent outre les attributs descriptifs, une trajectoire variant continuellement dans des dimensions spatiales et temporelles. Dans cette étude, nous nous focalisons sur le problème de l'entreposage de tels objets. Ses contributions sont. , (1) deux modèles multidimensionnels permettant l'exploration analytique de tels objets en ligne; l'un offre une implémentation aisée, tandis que l'autre fournit un pouvoir d'expression puissant. (2) une implémentation optimisée afin de répondre efficacement aux requêtes de type d'agrégation par intervalle dans le contexte de systèmes OLAP
The rapid growth of gao-location techniques and mobile devices led to the profusion of Mobile Objects databases. This raises a new issu concerning their use for decision support. While conventional On-Line Analytical Processing (OLAP) systems are efficiently used in data analysi&tI:\aOks to their multidimensional modelling, they are not adapted to MOs which consider information that evolves continuously over time (e. G. , position). Ln this study, we focus on the problem of data warehousing such objects. The contributions are: (1) two multidimensional models allowing their on-line analytical processing; one offers a well-to-do implementation, whereas the other one supplies a powerful representation; (2) an optimized implementation dedicated to answer efficiently typical spatiotemporal OLAP queries in context of OLAP systems

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Kim, Dong Eon. "Approche simple et novatrice pour l’évaluation des inondations dans un contexte pauvre en données : solutions alternatives aux MNT haute résolution et aux données locales de précipitation." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4029.

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De nombreuses villes d’Asie du Sud-Est subissent de graves inondations liées d’une part à l’intensité croissante des précipitations et d’autre part à une urbanisation rapide souvent due à une planification urbaine non maitrisée. L'évaluation quantitative des risques d'inondation nécessite deux éléments essentiels : (1) un modèle numérique de terrain (MNT) haute définition, et (2) une chronologie de précipitations la plus longue possible. Un MNT haute définition est à la fois coûteux et long à acquérir. Les chronologies de précipitations longues sont fréquemment indisponibles dans de nombreux sites et ne présentent pas toujours une durée suffisante pour une définition pertinente des valeurs extrêmes. Cette thèse présente une approche opérationnelle pour générer des MNT haute définition et suggère une stratégie pour définir des pluies extrêmes en dehors de chronologies de précipitations longues. Des données pour la production des MNT issues de capteurs satellitaires - mission SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) et images multi spectrales Sentinel 2 - ont été utilisées et mises en œuvre. Un réseau de neurones artificiels (ANN) est utilisé afin d'améliorer la qualité du MNT. Dans la phase d’apprentissage du réseau de neurones, la qualité des MNE utilisés comme référence est essentielle et conditionne la performance de l’outil dans son application ultérieure. A la suite de cet apprentissage, le réseau de neurones peut être mis en œuvre pour générer, à faible coût, des MNT haute résolution dans des secteurs où les données sont partiellement indisponibles.Les performances de la méthode d’amélioration du MNT sont évaluées dans des différents secteurs caractérisés par des occupations du sol variées (secteur urbain dense, secteurs boisés par exemple) et dans différents pays (Nice, France, Singapour, Jakarta, Indonésie). La qualité des résultats est analysée avec différents indicateurs tels que les diagrammes de dispersion, la clarté visuelle, l’erreur quadratique moyenne (RMSE) et l’adéquation avec les réseaux de drainage réels. Le MNT issu des données SRTM améliorées montre (1) une qualité nettement supérieure au MNT initial puisque le RMSE passe de 34% à 57% du RMSE ; (2) la clarté visuelle est largement améliorée ; et (3) le réseau de drainage calculé correspond davantage au réseau réel. La production de ce MNT amélioré permet une meilleure modélisation des processus d’inondation et augmente la qualité des résultats des simulations hydrauliques. Des données de précipitation issues d'un Modèle Climatologique Régional (RCM) haute résolution spatiale ainsi que des prévisions issues de données ERA-Interim (WRF / ERAI) ont été extraites, analysées et comparées avec les observations haute résolution enregistrées à Singapour. Les comparaisons ont également été effectuées avec les courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) qui sont utilisées pour l'évaluation des risques d'inondation. Les résultats sont très satisfaisants et valident les données produites par le modèle régional. Cette validation permet d’utiliser les données pluviométriques issues du modèle régional pour le site de la métropole de Jakarta (Indonésie) où les enregistrements pluviométriques ne sont pas disponibles pour la production des courbes IDF.Un modèle hydraulique détaillé a été construit avec le système de modélisation MIKE 21 pour toute la métropole de Jakarta à partir d’un MNT amélioré et des précipitations associées à des périodes de retour de 50 et 100 ans. Des cartes d’inondation ont été générées et sont utilisées par les services gestionnaires. Cet exemple démontre que les nouvelles méthodes et approches proposées dans cette thèse sont pertinentes pour produire une évaluation des risques d’inondation pertinente lorsque des données locales (MNT haute résolution et données pluviométriques sur une période longue) sont insuffisantes ou indisponibles
Many urban cities in Southeast Asia witness severe flooding associated to increasing rainfall intensity and rapid urbanization often due to poor urban planning. Two important inputs required in flood hazard assessment are: (1) high accuracy Digital Elevation Model (DEM), and (2) long rainfall record. High accuracy DEM is both expensive and time consuming to acquire. Long rainfall records for areas of interest are often not available or not sufficiently long to determine the probable extremes. This thesis presents a notably cost-effective and efficient approach to derive high accuracy DEM, and suggests proxies for long rainfall data.DEM data from a publicly accessible satellite, Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), and Sentinel 2 multispectral imagery are selected and used to train the Artificial Neural Network (ANN) to improve the quality of the DEM. In the training of ANN, high quality observed DEM is the key leading to a well-trained ANN. The trained ANN will then be ready to efficiently and effectively generate high quality DEM, at low cost, for places where DEM data is not available.The performance of the DEM improvement scheme is evaluated in places of various land-use types (e.g. dense urban city, forested areas), and in different countries (Nice, France; Singapore; Jakarta, Indonesia) through various matrices, e.g. whenever possible visual clarity, scatter plots, Root Mean Square Error (RMSE) and/or drainage networks. The DEM resulting from the latest version of improved SRTM (iSRTM_v2 DEM) shows (1) significantly better than the original SRTM DEM, a 34 % to 57 % RMSE reduction; (2) the visual clarity is so much clearer as well; and (3) much closer drainage network with the actual. The much improved DEM allows flood modelling to proceed with high confidence.Rainfall data resulting from a high spatial resolution Regional Climate Model (RCM), Weather Research and Forecasting driven by ERA-Interim (WRF/ERAI) dataset, is extracted, analyzed, and compared its accuracy with high quality observed rainfall data of Singapore. The comparisons are performed, among others, on their Intensity-Duration-Frequency (IDF) curves, the essential design curves for flood risk assessment; they matched quite well. The rainfall data (from the RCM) are then used as proxies for Greater Jakarta (Indonesia), where no rainfall data made available, to derive the IDF curves required for the flood analysis.MIKE 21 Flow Model Flexible Mesh (MIKE 21 FM) is applied to Greater Jakarta, with input data from the above mentioned much improved DEM and precipitation proxy data, for flood simulations of 2 return periods (50- and 100-years). Finally flood maps are generated. This demonstrates the applications of the approaches/methodologies, proposed in this thesis, on catchments where most essential data for flood risk assessment (high resolution and high accuracy DEM and long and high accuracy rainfall data) are not available.This thesis should be of interest to readers in the areas of remote sensing, artificial intelligence and flood management, especially for the policy makers in proposing relevant flood mitigation measures under climate change with increasing devastating flood damages and casualties

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Pagliarini, Silvia. "Modeling the neural network responsible for song learning." Thesis, Bordeaux, 2021. http://www.theses.fr/2021BORD0107.

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Pendant la première période de leur vie, les bébés et les jeunes oiseaux présentent des phases de développement vocal comparables : ils écoutent d'abord leurs parents/tuteurs afin de construire une représentation neurale du stimulus auditif perçu, puis ils commencent à produire des sons qui se rapprochent progressivement du chant de leur tuteur. Cette phase d'apprentissage est appelée la phase sensorimotrice et se caractérise par la présence de babillage. Elle se termine lorsque le chant se cristallise, c'est-à-dire lorsqu'il devient semblable à celui produit par les adultes.Il y a des similitudes entre les voies cérébrales responsables de l'apprentissage sensorimoteur chez l'homme et chez les oiseaux. Dans les deux cas, une voie s’occupe de la production vocale et implique des projections directes des zones auditives vers les zones motrices, et une autre voie s’occupe de l’apprentissage vocal, de l'imitation et de la plasticité.Chez les oiseaux, ces circuits cérébraux sont exclusivement dédiés à l'apprentissage du chant, ce qui en fait un modèle idéal pour explorer les mécanismes neuronaux de l’apprentissage vocal par imitation.Cette thèse vise à construire un modèle de l'apprentissage du chant des oiseaux par imitation. De nombreuses études antérieures ont tenté de mettre en œuvre l'apprentissage par imitation dans des modèles informatiques et partagent une structure commune. Ces modèles comprennent des mécanismes d'apprentissage et, éventuellement, des stratégies d'exploration et d'évaluation.Dans ces modèles, une fonction de contrôle moteur permet la production de sons et une réponse sensorielle modélise soit la façon dont le son est perçu, soit la façon dont il façonne la récompense. Les entrées et les sorties de ces fonctions sont dans plusieurs espaces: l'espace moteur (paramètres moteurs), l'espace sensoriel (sons réels), l'espace perceptif (représentation à faible dimension du son) ou l’espace des objectifs (représentation non perceptive du son cible).Le premier modèle proposé est un modèle théorique inverse basé sur un modèle d'apprentissage vocal simplifié où l'espace sensoriel coïncide avec l'espace moteur (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de production sonore). Une telle simplification permet d'étudier comment introduire des hypothèses biologiques (par exemple, une réponse non linéaire) dans un modèle d'apprentissage vocal et quels sont les paramètres qui influencent le plus la puissance de calcul du modèle.Afin de disposer d'un modèle complet (capable de percevoir et de produire des sons), nous avions besoin d'une fonction de contrôle moteur capable de reproduire des sons similaires à des données réelles. Nous avons analysé la capacité de WaveGAN (un réseau de génération) à produire des chants de canari réalistes. Dans ce modèle, l'espace d'entrée devient l'espace latent après l'entraînement et permet la représentation d'un ensemble de données à haute dimension dans une variété à plus basse dimension. Nous avons obtenu des chants de canari réalistes en utilisant seulement trois dimensions pour l'espace latent. Des analyses quantitatives et qualitatives démontrent les capacités d'interpolation du modèle, ce qui suggère que le modèle peut être utilisé comme fonction motrice dans un modèle d'apprentissage vocal.La deuxième version du modèle est un modèle d'apprentissage vocal complet avec une boucle action-perception complète (il comprend l'espace moteur, l'espace sensoriel et l'espace perceptif). La production sonore est réalisée par le générateur GAN obtenu précédemment. Un réseau neuronal récurrent classant les syllabes sert de réponse sensorielle perceptive. La correspondance entre l'espace perceptuel et l'espace moteur est apprise par un modèle inverse. Les résultats préliminaires montrent l'impact du taux d'apprentissage lorsque différentes fonctions de réponse sensorielle sont mises en œuvre
During the first period of their life, babies and juvenile birds show comparable phases of vocal development: first, they listen to their parents/tutors in order to build a neural representation of the experienced auditory stimulus, then they start to produce sound and progressively get closer to reproducing their tutor song. This phase of learning is called the sensorimotor phase and is characterized by the presence of babbling, in babies, and subsong, in birds. It ends when the song crystallizes and becomes similar to the one produced by the adults.It is possible to find analogies between brain pathways responsible for sensorimotor learning in humans and birds: a vocal production pathway involves direct projections from auditory areas to motor neurons, and a vocal learning pathway is responsible for imitation and plasticity. The behavioral studies and the neuroanatomical structure of the vocal control circuit in humans and birds provide the basis for bio-inspired models of vocal learning.In particular, birds have brain circuits exclusively dedicated to song learning, making them an ideal model for exploring the representation of vocal learning by imitation of tutors.This thesis aims to build a vocal learning model underlying song learning in birds. An extensive review of the existing literature is discussed in the thesis: many previous studies have attempted to implement imitative learning in computational models and share a common structure. These learning architectures include the learning mechanisms and, eventually, exploration and evaluation strategies. A motor control function enables sound production and sensory response models either how sound is perceived or how it shapes the reward. The inputs and outputs of these functions lie (1)~in the motor space (motor parameters’ space), (2)~in the sensory space (real sounds) and (3)~either in the perceptual space (a low dimensional representation of the sound) or in the internal representation of goals (a non-perceptual representation of the target sound).The first model proposed in this thesis is a theoretical inverse model based on a simplified vocal learning model where the sensory space coincides with the motor space (i.e., there is no sound production). Such a simplification allows us to investigate how to introduce biological assumptions (e.g. non-linearity response) into a vocal learning model and which parameters influence the computational power of the model the most. The influence of the sharpness of auditory selectivity and the motor dimension are discussed.To have a complete model (which is able to perceive and produce sound), we needed a motor control function capable of reproducing sounds similar to real data (e.g. recordings of adult canaries). We analyzed the capability of WaveGAN (a Generative Adversarial Network) to provide a generator model able to produce realistic canary songs. In this generator model, the input space becomes the latent space after training and allows the representation of a high-dimensional dataset in a lower-dimensional manifold. We obtained realistic canary sounds using only three dimensions for the latent space. Among other results, quantitative and qualitative analyses demonstrate the interpolation abilities of the model, which suggests that the generator model we studied can be used as a motor function in a vocal learning model.The second version of the sensorimotor model is a complete vocal learning model with a full action-perception loop (i.e., it includes motor space, sensory space, and perceptual space). The sound production is performed by the GAN generator previously obtained. A recurrent neural network classifying syllables serves as the perceptual sensory response. Similar to the first model, the mapping between the perceptual space and the motor space is learned via an inverse model. Preliminary results show the influence of the learning rate when different sensory response functions are implemented

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