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SUMMARY:PhD defense: Florian Liétard
DESCRIPTION:Florian Liétard\, PhD student at Loria and IECL\, will defend his thesis on Friday\, 11th December at 9am online.
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Simon Masson
DESCRIPTION:Simon Masson de l’équipe CARAMBA soutiendra sa thèse en français le vendredi 4 décembre à 16h00 en visioconférence. \nIntitulée de la thèse : « Algorithmique des courbes destinées au contexte de la cryptographie bilinéaire et post-quantique » \nRésumé\nCette thèse étudie l’algorithmie de plusieurs applications cryptographiques liées aux courbes elliptiques et aux isogénies de courbes elliptiques. D’une part\, nous étudions le compromis entre efficacité et sécurité concernant les courbes à couplages pour un niveau de sécurité de 128 bits. La menace des récentes avancées sur le calcul de logarithme discret dans certains corps finis nous oriente vers l’étude de nouvelles courbes à couplage. Nous effectuons une comparaison de l’efficacité de ces nouvelles courbes avec celles utilisées actuellement en  estimant le temps de calcul pratique. D’autre part\, nous présentons la cryptographie à base d’isogénies de courbes supersingulières\, considérées actuellement comme résistantes aux ordinateurs quantiques. Nous portons une attention particulière à la sécurité de ces protocoles en apportant une implémentation des calculs d’idéaux connectants entre ordres maximaux d’algèbres de quaternions. Enfin\, nous présentons deux constructions de fonctions à délai vérifiables\, basées sur des calculs de couplages et d’évaluations d’isogénies de grand degré friable. Ces dernières ne sont pas considérées comme résistantes aux ordinateurs quantiques\, mais apportent plusieurs nouveautés par rapport aux constructions actuelles. Nous analysons leur sécurité et effectuons une comparaison entre toutes ces fonctions à un niveau de sécurité de 128 bits. \nMots-clés : courbes elliptiques\, isogénies\, algèbre de quaternions\, couplage\, fonction à délai vérifiable. \nJury\nRapporteur : \nAndreas Enge – Directeur de recherche\, INRIA Bordeaux\nFrancisco Rodríguez-Henríquez – Directeur de recherche\, CINVESTAV Mexico \nExaminatrice : \nMonique Teillaud – Directrice de recherche\, INRIA Nancy\nEmmanuel Fouotsa – Chargé de cours\, Université de Bamenda \nInvité : \nOlivier Bernard – Ingénieur cryptologue\, Thales \nCo-directeur de thèse : \nEmmanuel Thomé – Directeur de recherche\, INRIA Nancy\nAurore Guillevic – Chargée de recherche\, INRIA Nancy
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Amine Menacer
DESCRIPTION:Amine Menacer de l’équipe SMART soutiendra sa thèse le mardi 18 novembre à 10h. Sa thèse s’intitule « Reconnaissance et traduction automatique de la parole de vidéos arabes et dialectales« .\n  \nComposition du jury :\nRapporteurs :\nPr. Yannick Estève\, Université Avignon\, France.\nPr. Mohand Tahar Kechadi\, University College Dublin\, Irlande.\nExaminatrices :\nDr. Martine Adda-Decker\, Université Sorbonne Nouvelle\, France.\nPr. Chiraz Latiri\, Université Tunis El Manar\, Tunisie.\nDirecteurs de thèse :\nPr. Kamel Smaïli\, Université de Lorraine\, France.\nDr. Denis Jouvet\, Université de Lorraine\, France.\n  \nRésumé :\n\nLes travaux de recherche ont été développés dans le cadre du projet AMIS (Access to Multilingual Information and opinionS) dont l’objectif est d’aider les personnes à comprendre l’idée générale d’une vidéo dans une langue étrangère. Dans le cadre de cette thèse\, nous nous sommes concentrés sur la reconnaissance et la traduction automatique de la parole de vidéos arabes et dialectales. \nNous avons développé dans un premier temps un système de reconnaissance automatique de la parole arabe. Ensuite\, Nous l’avons adapté pour reconnaître le dialecte algérien. Le texte résultant de la reconnaissance de la parole arabe a alors été utilisé pour la traduction automatique. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l’apprentissage de modèles à partir de peu de données et à la traduction de texte \textit{code-switché}. \nPour palier les différents problèmes dus à la propagation des erreurs dans le système séquentiel\, nous avons travaillé sur l’adaptation du vocabulaire du système de reconnaissance automatique de la parole et sur la proposition d’une nouvelle modélisation transformant directement un signal de la parole dans une langue A en une séquence de mots dans une autre langue B. \n\n  \nMots-clés : reconnaissance automatique de la parole\, traduction automatique\, arabe standard\, dialecte algérien\, code-switching.\n  \n——\n  \n\nAbstract:\n\nThis research has been developed in the framework of  the AMIS project\, (Access to Multilingual Information and opinionS) which aims to help people to understand the main idea of a video in a foreign language. Our work in this thesis focused on the automatic recognition and translation of the speech of Arabic and dialectal videos. \nWe first developed an automatic speech recognition system for Arabic. We then adapted this system to recognize the Algerian dialect. The resulting text from Arabic speech recognition system was then used for machine translation. We were particularly interested in training models from limited data and in translating code-switched text. \nIn order to prevent the error propagation in the pipeline system\, we worked on the adaptation of the vocabulary of the automatic speech recognition system and on the proposition of a new model that directly transforms a speech signal in language A into a sequence of words in another language B. \n\nKey words: automatic speech recognition\, machine translation\, modern standard Arabic\, Algerian dialect\, code-switching.\n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Margaux Duroeulx
DESCRIPTION:Sujet : « Evaluation de la fiabilité des systèmes modélisés par arbres de défaillances grâce aux techniques de satisfiabilité » . \nCelle-ci se déroulera le jeudi 5 mars à 14h00 dans la Salle A008 du Loria.  Un pot aura lieu après la soutenance\, dans la salle club à côté de la caféteria. \nComposition du jury \nRapporteurs :\nDaniel LE BERRE\, Professeur\, CRIL\, Université d’Artois\nZineb SIMEU-ABAZI\, Professeure\, G-SCOP\, Université de Grenoble \nExaminateurs :\nSylvain CONCHON\, Professeur\, LRI\, Université Paris-Sud\nMarie DUFLOT\, Maîtresse de conférence\, LORIA\, Université de Lorraine\nJean-Marc FAURE\, Professeur\, LURPA\, Université Paris-Sud\nMarine MINIER\, Professeure\, LORIA\, Université de Lorraine \nDirecteur de thèse :\nStephan MERZ\, Directeur de recherche\, LORIA\, Université de Lorraine \nCo-directeur de thèse :\nNicolae BRÎNZEI\, Maître de conférence\, CRAN\, Université de Lorraine \nRésumé : \nLes travaux de cette thèse portent sur la conception des systèmes critiques\, dont le fonctionnement est impacté par des défaillances\, qui pourraient être dangereuses pour les biens et les personnes qui l’entourent. Lors de sa conception\, il est essentiel de réaliser une analyse de sûreté de fonctionnement pour déterminer les potentielles défaillances\, leur criticité et leur probabilité d’occurrence. Cette analyse permet de statuer sur la confiance qu’il est justifié d’accorder au système et de renforcer le système si nécessaire. L’objectif de cette thèse est de faire intervenir les techniques de satisfiabilité pour préparer le calcul de la fiabilité du système : sa probabilité d’assurer sa mission pour un temps donné. \nDans une première partie\, nous nous intéressons aux systèmes statiques\, ceux dont l’état (marche\, arrêt) ne dépend que de l’état de ses composants. Nous modélisons le système par un arbre de défaillances\, qui est un outil de modélisation très répandu dans la communauté de la sûreté de fonctionnement. La fonction de structure est une formule décrivant les combinaisons de défaillances qui sont tolérées ou non par le système\, qui peut être déterminée à partir de l’arbre de défaillances du système. Nous faisons appel aux techniques de satisfiabilité pour identifier les liens minimaux\, sous-ensembles des composants dont le fonctionnement garantit le fonctionnement du système. Nous modélisons également le système par un diagramme de Hasse\, qui représente l’état du système en fonction de l’état de ses composants. L’évaluation probabiliste du niveau de confiance accordé au système est basée sur le polynôme de fiabilité\, obtenu à partir du diagramme de Hasse. \nDans une seconde partie\, nous considérons les systèmes dits dynamiques\, pour lesquels l’ordre d’occurrence des défaillances impacte le fonctionnement du système. C’est par exemple le cas des générateurs électriques\, dont la défaillance prive de courant les autres composants et les empêche d’assurer leur fonction. Afin d’adapter aux systèmes dynamiques l’approche développée dans la première partie\, nous définissons les séquences de lien minimales\, extension des liens minimaux aux systèmes dynamiques\, que nous déterminons grâce aux techniques de satisfiabilité. Nous proposons également une adaptation du diagramme de Hasse aux systèmes dynamiques afin de déterminer leur fiabilité. \n\n  \nSubject :  » Assessment of reliability of systems modeled by fault tress thanks to satisfiability techniques  » . \nThis will take place on Thursday 5 of March at 2 pm in Room A008 in Loria. You are also invited to the buffet after the defense\, in the room near the cafeteria. \nJury Composition \nReviewers :\nDaniel LE BERRE\, Professeur\, CRIL\, Université d’Artois\nZineb SIMEU-ABAZI\, Professeure\, G-SCOP\, Université de Grenoble \nExaminers :\nSylvain CONCHON\, Professeur\, LRI\, Université Paris-Sud\nMarie DUFLOT\, Maîtresse de conférence\, LORIA\, Université de Lorraine\nJean-Marc FAURE\, Professeur\, LURPA\, Université Paris-Sud\nMarine MINIER\, Professeure\, LORIA\, Université de Lorraine \nThesis Director :\nStephan MERZ\, Directeur de recherche\, LORIA\, Université de Lorraine \nThesis co-Director :\nNicolae BRÎNZEI\, Maître de conférence\, CRAN\, Université de Lorraine \nAbstract: \nThis thesis focuses on designing critical systems\, those functioning is impacted by failures that could be dangerous for goods and people. During its design\, it is crucial to convey a dependability analysis in order to determine the potential failures\, their criticity and their probability of occurrence. The aim of this thesis is to involve satisfiability techniques in the computation of the reliability of the system : its probability to ensure its mission for a given time. \nIn the first part\, we consider static systems\, those for which the functioning only depends on the functioning of their components functioning. We model the system by a fault tree\, which is a widespread modeling tool in the reliability community\, from which we can obtain the structure function. The structure function is a formula discrisbing the combinations of components failure which are tolerated or not by the system. We also model the system by a Hasse diagram\, which represents the states of the system depending on the states of the components. The probabilistic assessment of the trust placed to the system is based on the reliability function determined from the Hasse diagram. \nIn the second part\, we consider dynamic systems\, for which the order between failures has an impact on the system. For example\, it is the case for electric generators\, which deprive the others components of electricity when they fail. In order to adapt to dynamic systems the approach developped of the first part\, we define minimal tie set sequences as the extension of minimal tie sets for dynamic systems\, and we compute them by using satisfiability techniques. We also propose an adaptation of hasse diagrams for dynamic systems to determine the reliability function. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Abdulqawi Saif
DESCRIPTION:Intitulée « Méthodes Expérimentales pour l’Évaluation des Systèmes Big Data »\nLa soutenance se déroulera le vendredi 17 janvier 2020 à 13h30\, dans la salle C005. Elle aura lieu en anglais. \nRapporteurs :\nM Jalil Boukhobza\, Maître de conférences\, Université de Brest\, France\nM Christophe Cérin\, Professeur\, Université de Paris-XIII\, France \nExaminateurs :\nMme Marine Minier\, Professeur\, Université de Lorraine\, France\nMme Christine Morin\, Directrice de recherche\, Inria\, France \nDirecteurs de thèse :\nM Lucas Nussbaum\, Maître de conférences\, Université de Lorraine\, France\nM Ye-Qiong Song\, Professeur\, Université de Lorraine\, France \nRésumé de thèse : \nÀ l’ère du big data\, de nombreux systèmes et applications sont créés pour collecter\, stocker et analyser des données volumineuses dans des domaines divers. Bien que les systèmes big data fassent l’objet de multiples évaluations au cours de leur cycle de développement\, les secteurs de recherches public et privé encouragent les chercheurs à faire des expérimentations supplémentaires afin d’assurer la qualité de leurs services et comprendre leur performance dans des contextes et des configurations variés. Cependant\, les défis expérimentaux des systèmes big data ne sont pas triviaux. Alors que de nombreux travaux de recherche utilisent encore de vieilles méthodes expérimentales pour faire face à de tels défis\, nous pensons que l’activité d’expérimentation peut être améliorée en proposant des méthodes expérimentales flexibles et à jour. \nDans cette thèse\, nous abordons des défis particuliers pour améliorer le contexte expérimental et l’observabilité des expériences big data. Premièrement\, nous permettons la personnalisation de la performance de ressources environnementales où les expériences s’exécutent\, en encourageant les chercheurs à effectuer des expériences à l’échelle sur des configurations hétérogènes. Nous contribuons ensuite aux outils expérimentaux IOscope et MonEx pour améliorer l’observabilité. IOscope permet d’effectuer des observations de bas niveau sur la pile d’entrée/sortie afin de détecter d’éventuels problèmes de performance sur l’environnement d’exécution. IOscope est développé pour convaincre que les techniques d’évaluation de haut niveau doivent être accompagnées par ces outils complémentaires afin de comprendre la performance. En revanche\, le framework MonEx fonctionne aux niveaux supérieurs pour faciliter la collecte de données expérimentales. MonEx est le premier outil qui fait du monitoring autour des expériences indépendamment des environnements expérimentaux sous-jacents. Nous appliquons enfin des statistiques pour améliorer les conceptions expérimentales\, en réduisant le nombre de scénarios expérimentaux et en obtenant un ensemble raffiné de facteurs expérimentaux aussi rapidement que possible. Enfin\, toutes les contributions se complètent pour faciliter l’activité d’expérimentation en travaillant sur presque toutes les phases du cycle de vie des expériences big data. \n  \n\n  \nTitle : « Experimental Methods for the Evaluation of Big Data Systems » \nAbstract: \nIn the era of big data\, many systems and applications are created to collect\, to store\, and to analyze massive data in multiple domains. Although those – big data systems – are subjected to multiple evaluations during their development life-cycle\, academia and industry encourage further experimentation to ensure their quality of service and to understand their performance under various contexts and configurations. However\, the experimental challenges of big data systems are not trivial. While many pieces of research still employ legacy experimental methods to face such challenges\, we argue that experimentation activity can be improved by proposing flexible experimental methods. \nIn this thesis\, we address particular challenges to improve experimental context and observability for big data experiments. We firstly enable experiments to customize the performance of their environmental resources\, encouraging researchers to perform scalable experiments over heterogeneous configurations. We then introduce two experimental tools: IOscope and MonEx to improve observability. IOscope allows performing low-level observations on the I/O stack to detect potential performance issues in target systems\, convincing that the high-level evaluation techniques should be accompanied by such complementary tools to understand systems’ performance. In contrast\, MonEx framework works on higher levels to facilitate experimental data collection. MonEx opens directions to practice experiment-based monitoring independently from the underlying experimental environments. We finally apply statistics to improve experimental designs\, reducing the number of experimental scenarios and obtaining a refined set of experimental factors as fast as possible. At last\, all contributions complement each other to facilitate the experimentation activity by working almost on all phases of big data experiments’ life-cycle. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Maria Elisa Ruiz Echartea
DESCRIPTION:Title: « Pairwise and Multi-Component  Protein-Protein Docking Using  Exhaustive Branch-and-Bound  Tri-Dimensional Rotational Searches » \nReferees: \n\nFrederic Cazals\, Research Director Inria\, Sophia Antipolis Mediterranee\nRaphael Guerois\, Research Scientist CEA\, Institut de Biologie Integrative de la Cellule\, Saclay\n\nExaminers: \n\nJuan Cortes\, Research Director CNRS\, Laboratoire d’analyse et d’architecture des systemes\, Toulouse\nPablo Chacon\, Research Scientist CSIC\, Rocasolano Physical Chemistry Institute\, Madrid\, Spain\n\nAdvisors: \n\nDavid W. Ritchie\, Research Scientist\, LORIA\, Nancy\nIsaure Chauvot de Beauchene\, Research Scientist\, CNRS\, LORIA\, Nancy\nMarie-Dominique Devignes\, Research Scientist\, CNRS HDR\, LORIA\, Nancy\n\n  \nAbstract: \nDetermination of tri-dimensional (3D) structures of protein complexes is crucial to increase research advances on biological processes that help\, for instance\, to understand the development of diseases and their possible prevention or treatment. The difficulties and high costs of experimental methods to determine protein 3D structures and the importance of protein complexes for research have encouraged the use of computer science for developing tools to help filling this gap\, such as protein docking algorithms. The protein docking problem has been studied for over 40 years. However\,\ndeveloping accurate and efficient protein docking algorithms remains a challenging problem due to the size of the search space\, the approximate nature of the scoring functions used\, and often the inherent flexibility of the protein structures to be docked. \nThis thesis presents an algorithm to rigidly dock proteins using a series of exhaustive 3D branch-and-bound rotational searches in which non-clashing orientations are scored using ATTRACT. The rotational space is represented as a quaternion « pi-ball »\, which is systematically sub-divided in a « branch-and-bound » manner\, allowing efficient pruning of rotations that will give steric clashes. The contribution of this thesis can be described in three main parts as follows. 1) The algorithm called EROS-DOCK to assemble two proteins. It was tested on 173 Docking Benchmark complexes. According to the CAPRI quality criteria\, EROS-DOCK typically gives more acceptable or medium quality solutions than ATTRACT and ZDOCK. 2)The extension of the EROS-DOCK algorithm to allow the use of atom-atom or residue-residue distance restraints using a text file. The results show that using even just one residue-residue restraint in each interaction interface is sufficient to increase the number of cases with acceptable solutions within the top 10 from 51 to 121 out of 173 pairwise docking cases. Hence\, EROS-DOCK offers a new improved search strategy to incorporate experimental data\, of which a proof-of-principle using synthetic data is demonstrated in this thesis\, and that this might be especially important for multi-body complexes. 3)The extension of the algorithm to dock trimeric complexes. However\, finding an optimal solution is a combinatorially hard problem. Thus\, the method proposed was based on the premise that all of the interfaces in a multi-body docking solution should be similar to at least one interface in each of the lists of pairwise docking solutions. Then\, a new fast technique to calculate the RMSD between pairs of transformation matrices and an adaptation of the branch-and-bound rotational search algorithm were used to accelerate the search for low RMSD docking solutions. The algorithm was tested on a home-made benchmark of 11 three-body cases. Seven complexes obtained at least one acceptable quality solution in the top 50. \nIn future\, the EROS-DOCK algorithm can evolve by integrating improved scoring functions and other types of restraints. Moreover\, it can be used as a component in elaborate workflows to efficiently solve complex problems of multi-protein assemblies. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Nyoman Juniarta
DESCRIPTION:Titre : « Fouille de données complexes et biclustering avec l’analyse formelle de concepts »\n  \nComposition du jury :\nRapporteurs :\nMarc Plantevit\, Maître de conférence HDR\, Université Claude Bernard Lyon 1\nHenry Soldano\, Maître de conférence HDR\, Université Paris 13\nExaminateurs :\nPeggy Cellier\, Maître de conférence\, INSA Rennes\nFlorence Le Ber\, Directrice de recherche\, Université de Strasbourg\nSara C. Madeira\, Professeure associée\, Université de Lisbonne\nMohamed Nadif\, Professeur\, Université Paris 5\nDirecteurs de thèse :\nAmedeo Napoli\, Directeur de recherche\, CNRS\, LORIA\nMiguel Couceiro\, Professeur\, Université de Lorraine\n\n   \nRésumé :\n  \nL’extraction de connaissances dans les bases de données (ECBD) est un processus qui s’applique à de (potentiellement larges) volumes de données pour découvrir des motifs qui peuvent être signifiants et utiles. Dans cette thèse\, on s’intéresse à deux étapes du processus d’ECBD\, la transformation et la fouille\, que nous appliquons à des données complexes. Nous présentons de nombreuses expérimentations s’appuyant sur des approches et des types de données variés.\nLa première partie de cette thèse s’intéresse à la tâche de biclustering en s’appuyant sur l’analyse de concepts formels (Formal Concept Analysis\, FCA) et aux pattern structures. Dans une matrice binaire\, la FCA permet de découvrir tous les rectangles maximaux composés de 1s. Cette tâche est naturellement liées au biclustering\, dont l’objectif consiste à grouper simultanément un ensemble de lignes et de colonnes qui vérifient certaines régularités. Les pattern structures sont une généralisation de la FCA qui permet de travailler avec des données plus complexes. Par conséquent\, au lieu de considérer des données binaires\, les pattern structures sont utilisées avec des données numériques\, des arbres\, ou des graphes. Les « partition pattern structures » ont été proposées pour du biclustering à colonnes constantes tandis que les « interval pattern structures » ont été étudiées pour du biclustering à colonnes similaires. Nous proposons ici d’étendre ces approches afin d’énumérer d’autres types de biclusters : additif\, multiplicatif\, préservant l’ordre\, et changement de signes cohérents.\n  \nDans la seconde partie\, nous nous intéressons à deux expériences de fouille de données complexes. Premièrement\, nous présentons une contribution dans la quelle nous analysons les trajectoires des visiteurs d’un musée dans le cadre du projet CrossCult. Nous utilisons du clustering de séquences et de la fouille de motifs séquentiels basée sur l’analyse formelle de concepts pour découvrir des motifs dans les données et classifier les trajectoires. Cette analyse peut ensuite être exploitée par un système de recommandation pour les futurs visiteurs. Deuxièmement\, nous présentons un travail sur la découverte de médicaments antibactériens. Les jeux de données pour cette tâche\, généralement des matrices numériques\, décrivent des molécules par un certain nombre de variables/attributs. Le grand nombre de variables complexifie la classification des molécules par les classifieurs. Ici\, nous étudions une approche de sélection de variables basée sur l’analyse log-linéaire qui découvre des associations entre variables.\nEn somme\, cette thèse présente différentes expériences de fouille de données réelles et complexes.\n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Erinc Merdivan
DESCRIPTION:Mardi 17 décembre 2019 à 14h\, sur le campus de Metz de CentraleSupélec (2 rue Edouard Belin\, 57070 Metz)\, en amphithéâtre.\nLes travaux seront présentés en anglais. \n\n\nTitre : « Ambiant Assisted Living with Deep Learning »\n\n\nComposition du jury \nM. Fabrice Lefèvre\, Professeur des Universités\, Université d’Avignon (rapporteur)\nM. Philippe Preux\, Professeur des Universités\, Université de Lille (rapporteur)\nMme Lydia Boudjeloud-Assala Baya\, Maîtresse de Conférence HDR\, Université de Lorraine\nM. Romuald Elie\, Professeur des Universités\, Université Paris Est – Marne la Vallée\nM. Hervé Frezza-Buet\, Professeur HDR\, CentraleSupélec\nM. Matthieu Geist\, Professeur des Universités\, Université de Lorraine\, détaché chez Google (directeur de thèse)\n  \nRésumé :\nL’aide ambiante à la personne (ambiant assisted living) a pour objectif d’accompagner le vieillissement de la population. Cela s’instancie notamment par les maisons intelligentes (smart homes)\, équipées de multiples capteurs connectés\, dont un des objectifs est de prolonger le maintien à domicile des personnes âgées. La thèse s’attache d’abord à introduire la problématique générale des maisons intelligentes\, avant de présenter plus avant les trois sous-thématiques qui font plus particulièrement l’objet de nos travaux\, à savoir la reconnaissance d’activités\, la confidentialité et les systèmes de dialogue. La reconnaissance d’activités consiste à déterminer les activités courantes d’une personne ou d’un groupe de personnes\, à partir des données (brutes) des capteurs dont est équipée la maison. On peut citer comme exemple la détection de la chute d’une personne. Une maison intelligent repose typiquement sur l’internet des objets (Internet of Things\, ou IoT). De nombreuses données sont produites\, pouvant contenir des informations privées ou sensibles. Une partie de ces données doit être partagée avec l’extérieur\, ce qui peut poser des problèmes de confidentialité. Enfin\, pour interagir avec la maison intelligente\, un moyen naturel pour l’utilisateur est d’utiliser le dialogue\, sujet traité par les systèmes de dialogue.\n  \nAbstract :\nAmbient assisted living aims to support the ageing population. This is particularly the case with smart homes\, equipped with multiple connected sensors\, which enables to extend home care for the elderly. In my thesis\, I start with the general problem of smart homes\, after presenting further the three sub-themes that are the subject of the thesis\, namely the activity recognition\, privacy and dialogue systems. Activity recognition is the process of determining the day-to-day activities of a person or a group of people from the (raw) sensor data that the home is equipped with. An example of this is the detection of a person’s fall. A smart home is typically based on the Internet of Things (IoT). Many data are produced\, which may contain private or sensitive information. Some of this data must be shared externally\, which may pose privacy issues. Finally\, a natural way of communication for the user is to use the dialogue to interact with the smart home via dialogue manager. The thesis proposes contributions on these three sides\, most of them based on deep learning.
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Andrii Shachykov
DESCRIPTION:Title: « Neural modeling of human motor coordination inspired by biological signals aiming for parkinsonian gaits » \n  \nThe members of the jury:\n\n\nM. Patrick HENAFFLORIA – CNRS\, INRIA et Université de Lorraine – Co-directeur de thèse\nM. Oleksandr SHULYAKNTUU ”Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” – Co-directeur de thèse\nMme Tetiana AKSENOVACEA Grenoble – Rapporteur\nM. Yannick AOUSTIN Université de Nantes – Rapporteur\nMme Christine AZEVEDO Laboratoire d’Informatique et de Robotique de Montpellier – Examinateur\nM. Julien FRERE Université de Lorraine – Examinateur\nM. Anton POPOVNTUU ”Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” – Examinateur\n\n\n\n\n  \nAbstract:\n\n\nMy thesis aims to simulate the impact of motor disorders on the human gait to help non-invasive diagnosis of neurodegenerative diseases such as Parkinson’s disease. Indeed\, the simulation of the human locomotor system helps to deepen our understanding of the functioning of the human body by providing biological\, biomechanical and kinematic data that would be difficult to collect otherwise and by helping to evaluate the coordination of a patient’s movements to predict its condition after surgery.\n\n\nThe goal of my thesis is\, more specifically\, to create a new platform for neuro-musculoskeletal simulation of the human locomotor system to reproduce healthy or altered walking gaits by Parkinson’s disease or by disorders of the musculoskeletal system or locomotor disorders.\n\n\nFor that\, the main principles of the nervous system that control human locomotion are reviewed by focusing on neural structures located in the brain and which are the sources of parkinsonian disorders. Next\, I describe how control signals are transmitted in the spinal cord to control muscle activity through several closed loops.\n\n\n\n\n\n\nThen\, the neural control of the future simulation platform is presented. This controller is based on an original model of central pattern generator (CPG) inspired by the spinal locomotor network and developed at LORIA in recent years. This CPG model can generate variable rhythmic signals according to its intrinsic neural parameters\, which are controlled by downlink signals from the decision-making module modeling the behavior of the basal ganglia. CPG motoneuron output signals are applied as an excitation to the flexor / extensor muscles in the model.\n\nAfter that\, I describe the musculoskeletal simulators used in this thesis as well as the modifications made to obtain a closed-loop physical simulation of the locomotor system walking on the ground and whose proprioceptive and exteroceptive sensory feedback is used by the CPGs. As a first step\, the musculoskeletal simulator GAIT2DE was used for simplicity\, then the method and models were implemented in the OpenSim simulator which is more realistic and more used in Biomechanics field.\n\n\nFurther\, the simulated gait analysis and controller parameter optimization are considered. The gait analysis part consists of gait cycle explanation and its application for decomposing of simulated and real human gait data. The gait cycle is used in comparison of simulation data with parameters of real gait and controller optimization method based on comparative analysis using cross-correlation.\n\nFinal part of thesis presents the results obtained with the OpenSim and GAIT2DE simulators by integrating a complete circuitry based on CPGs and a reflex controller of equilibrium based on proprioceptive feedback. These results show that it is possible to generate different walking patterns that are relatively stable and coordinated by modifying the neuronal parameters of GPCs\, thus reproducing the patterns observed for Parkinson’s disease or other well-known gait disorders in medicine. Finally\, I show that this platform can simulate various paces due to Parkinson’s disease or muscle degeneration.\n\n\nThe last part of work concerns the conclusion and the perspectives. It summarizes the work developed in the thesis by proposing some improvements in CPG circuitry and in the modifications that should be made to OpenSim. The perspectives concern the simulation platform as a whole that will allow to simulate abnormal gait due to different causes such as neurodegenerative diseases or the impact of the addition of artificial limbs (prostheses) and surgical interventions.
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SUMMARY:Soutenance HDR par Adrien Coulet
DESCRIPTION:English version at the end \nTitre :  « Mises en correspondances de données\, textes et connaissances pour la découverte de connaissances biomédicales”. \nRapporteurs :\nNathalie Aussenac-Gilles IRIT\, CNRS\nSarah Cohen-Boulakia LRI\, Université Paris-Sud\nOlivier Curé IGM\, Université Paris-Est Marne-la-Vallée \nExaminateurs :\nOlivier Dameron IRISA\, Université de Rennes 1\nMarie-Dominique Devignes LORIA\, CNRS\nAnne Gégout-Petit IECL\, Université de Lorraine\nAmedeo Napoli LORIA\, CNRS \n  \nRésumé : \nLes connaissances peuvent revêtir des formes multiples en informatique : elles peuvent être écrites en langage naturel dans des textes\, un format difficile à manipuler pour les machines ; elles peuvent être formalisées dans des bases de connaissances alors appréhendables dans une certaine mesure grâces aux outils du Web Sémantique ; ou encore être présentes\, de façon sous-jacente\, dans un ensemble de données en attente d’analyse. Ces trois types de représentations de connaissances plus ou moins formalisées\, plus ou moins explicites coexistent dans de nombreux domaines\, et c’est notamment le cas dans le domaine biomédical auquel nous nous intéressons particulièrement. Malgré cette coexistence\, ces types de connaissances ne sont généralement pas confrontés les uns aux autres. Il paraît pourtant très utile d’être capable de les comparer et cela pour les quatre raisons suivantes : cela permet d’intégrer un panorama de connaissances disponibles et de proposer un accès unique à celui-ci ; de détecter des accords et désaccords entre les sources ; d’évaluer des extraction de connaissances à partir de données ; et enfin de faciliter l’extraction de connaissances en s’appuyant sur des connaissances pré-existantes. Sans forcement les atteindre tous les quatre\, nous présentons dans ce mémoire différentes contributions qui mettent en correspondance données\, textes et ontologies avec ces objectifs en vue. Dans un premier temps nous abordons les mises en correspondances entre ontologies et données ou textes. Dans un second temps nous considérons l’utilisation de ces correspondance pour l’analyse de données et en particulier de données cliniques. Enfin\, nous présentons des approches de fouille de données appliquées à des graphes de connaissances\, un contexte particulier où données et connaissances sont déjà liées. Nous nous attacherons dans tous les cas à expliquer comment les connaissances peuvent guider la découverte de connaissances. \n————— \nTitle : “Mappings between data\, texts and knowledge for biomedical knowledge discovery” \nAbstract: \nIn computer science\, knowledge can take many forms: it can be formalized in text\, a format difficult to handle for machines; it can be represented in knowledge bases\, then interpretable to some extend by machines; or being latent in a set of data awaiting to be analysed. These variously formalized representations of knowledge coexist in many fields\, and in particular in biomedicine\, our domain of interested. However they are most of the time not compared with each other\, eventhought this comparison has many potential. Comparison would allow to provide a unique access to available knowledge; to detect agreements between various sources; to evaluate knowledge discovery; and to reuse knowledge to guide knowledge discovery. Without achieving all of them\, we present in this manuscript several contributions that use mappings between data\, texts and ontologies with these goals in mind. First\, we consider data and text annotations\, i.e.\, mappings between data\, text and ontologies. Then\, we consider annotations of Electronic Health Records and how these can help analyse clinical data. Finally\, we explore the mining of knowledge graphs\, a particular setting where data and knowledge are already connected. In each case\, we will explain how knowledge may guide knowledge discovery. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Justine Reynaud
DESCRIPTION:Titre : « Découverte de définitions dans le web des données » \nJury \nRapporteurs : \n\nCatherine Faron-Zucker\, Maître de conférence HDR\, Université de Nice Sophia Antipolis\nFatiha Saïs\, Maître de conférence HDR\, Université Paris Sud\n\nExaminateurs : \n\nLuis Galarraga\, Chargé de recherche INRIA\, IRISIA\, Rennes\nClaire Gardent\, Directrice de recherche CNRS\, Loria\, Nancy\n\nDirecteurs de thèse : \n\nAmedeo Napoli\, Directeur de recherche CNRS\, Loria\, Nancy\nYannick Toussaint\, Professeur\, Université de Lorraine\, Nancy\n\nInvitée : \n\nNathalie Pernelle\, Maître de conférence HDR\, Université Paris Sud\n\n  \nRésumé \nDans cette thèse\, nous nous intéressons au web des données et aux « connaissances » que potentiellement il renferme. Le web des données se présente comme un très grand graphe constitué de bases de triplets RDF connectées entre elles. Un triplet RDF\, dénoté (sujet\, prédicat\, objet)\, représente une relation (le prédicat) qui existe entre deux ressources (le sujet et l’objet). Les ressources peuvent appartenir à une ou plusieurs classes\, où une classe regroupe des ressources partageant des caractéristiques communes. Ainsi\, ces bases de triplets RDF peuvent être vues comme des bases de connaissances interconnectées. \nLa plupart du temps ces bases de connaissances sont construites de manière collaborative par des utilisateurs. C’est notamment le cas de DBpedia\, une base de connaissances centrale dans le web des données\, qui encode le contenu de Wikipédia au format RDF. DBpedia est construite à partir de deux types de données de Wikipédia : d’une part\, des données (semstructurées telles que les infoboxes et d’autre part les catégories\, qui sont des regroupements thématiques de pages générés manuellement. Cependant\, la sémantique des catégories dans DBpedia\, c’est-à-dire la raison pour laquelle un agent humain a regroupé des ressources\, n’est pas explicite. De fait\, en considérant une classe\, un agent logiciel a accès aux ressources qui y sont regroupées — il dispose de la définition dite en extension — mais il n’a généralement pas accès aux « motifs » de ce regroupement — il ne dispose pas de la définition dite en intension. \nDans cette thèse\, nous cherchons à associer une définition à une catégorie en l’assimilant à une classe de ressources. Plus précisément\, nous cherchons à associer une intension à une classe donnée en extension.\nLa paire (extension\, intension) produite va fournir la définition recherchée et va autoriser la mise en œuvre d’un raisonnement par classification pour un agent logiciel. Cela peut s’exprimer en termes de conditions nécessaires et suffisantes : si x appartient à la classe C\, alors x a la propriété P (condition nécessaire)\, et si x a la propriété P\, alors il appartient à la classe C (condition suffisante). Deux méthodes de fouille de données complémentaires nous permettent de matérialiser la découverte de définitions\, la fouille de règles d’association et la fouille de redescriptions. \nDans le mémoire\, nous présentons d’abord un état de l’art sur les règles d’association et les redescriptions. Ensuite\, nous proposons une adaptation de chacune des méthodes pour finaliser la tâche de découverte de définitions. Puis nous détaillons un ensemble d’expérimentations menées sur DBpedia\, où nous comparons qualitativement et quantitativement les deux approches. Enfin les définitions découvertes peuvent potentiellement être ajoutées à DBpedia pour améliorer sa qualité en termes de cohérence et de complétude. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Florian Denis-le Coarer
DESCRIPTION:Mardi 10 décembre 2019 à 10h\, sur le campus de Metz de CentraleSupélec (2 rue Edouard Belin\, 57070 Metz)\, en amphithéâtre.\nLes travaux seront présentés en anglais. \nTitre : « Neuromorphic computing using nonlinear ring resonators on a Silicon photonic chip » \nComposition du jury :\nM. Sylvain Gigan\, Professeur des Universités\, HDR\, Université Sorbonne\, LKB\, Paris rapporteur\nM. Serges Massar\, Professeur\, ULB\, Bruxelles rapporteur\nM. Peter Bienstman\, Professeur\, Ghent University examinateur\nMme Sylvie Menezo\, Dr\, CEO SCINTIL Photonics examinatrice\nM. Marc Sciamanna\, Professeur\, LMOPS\, CentraleSupélec directeur de thèse\nM. Damien Rontani\, Maître de conférences\, LMOPS\, CentraleSupélec co-directeur de thèse \n  \nRésumé :\nAvec les volumes exponentiels de données numériques générées chaque jour\, un besoin de traitement des données en temps réel et économe en énergie s’est fait sentir. Ces défis ont motivé la recherche sur le traitement non conventionnel de l’information. Parmi les techniques existantes\, l’apprentissage machine est un paradigme très efficace de l’informatique cognitive. Il fournit\, au travers de nombreuses implémentations dont celle des réseaux de neurones artificiels\, un ensemble de techniques pour apprendre à un ordinateur ou un système physique à effectuer des tâches complexes\, telles que la classification\, la reconnaissance de formes ou la génération de signaux. Le reservoir computing a été proposé il y a une dizaine d’années pour simplifier la procédure d’entraînement du réseau de neurones artificiels. En effet\, le réseau est maintenu fixe et seules les connexions entre la couche de lecture et la sortie sont entraînées par une simple régression linéaire. L’architecture interne d’un reservoir computer permet des implémentations au niveau physique\, et plusieurs implémentations ont été proposées sur différentes plateformes technologiques\, dont les dispositifs photoniques. Le reservoir computing sur circuits intégrés optiques est un candidat très prometteur pour relever ces défis. L’objectif de ce travail de thèse a été de proposer trois architectures différentes de réservoir intégré basées sur l’utilisation des micro-anneaux résonnants. Nous en avons numériquement étudié les performances et mis en évidence des vitesses de traitement de données pouvant atteindre plusieurs dizaines de Gigabit par seconde avec des consommations énergétiques de quelques milliwatt. \n  \nAbstract :\nWith the exponential volumes of digital data generated every day\, there is a need for real-time\, energy-efficient data processing. These challenges have motivated research on unconventional information processing. Among the existing techniques\, machine learning is a very effective paradigm of cognitive computing. It provides\, through many implementations including that of artificial neural networks\, a set of techniques to teach a computer or physical system to perform complex tasks\, such as classification\, pattern recognition or signal generation. Reservoir computing was proposed about ten years ago to simplify the procedure for training the artificial neural network. Indeed\, the network is kept fixed and only the connections between the reading layer and the output are driven by a simple linear regression. The internal architecture of a reservoir computer allows physical implementations\, and several implementations have been proposed on different technological platforms\, including photonic devices. On-chip reservoir computing is a very promising candidate to meet these challenges. The objective of this thesis work was to propose three different integrated reservoir architectures based on the use of resonant micro-rings. We have digitally studied its performance and highlighted data processing speeds of up to several tens of Gigabits per second with energy consumption of a few milliwatts. \n 
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SUMMARY:Soutenance de HDR par Gilles Simon
DESCRIPTION:Sujet : « Positionnement Visuel pour la Réalité Augmentée en Environnement Bâti » \n  \nRapporteurs : \n\nAgnès Desolneux\, Directrice de Recherche au CNRS et Professeur attachée au département de maths de l’ENS Paris-Saclay.\nEric Marchand\, Professeur à l’Université de Rennes 1\nPeter Sturm\, Directeur de Recherche à Inria\n\nExaminateurs : \n\nMarie-Odile Berger\, Directrice de Recherche à Inria\nCédric Demonceaux\, Professeur à l’Université de Bourgogne\nAntoine Tabbone\, Professeur à l’Université de Lorraine\n\n  \nRésumé \nMesurer en temps réel la pose d’une caméra relativement à des repères tridimensionnels identifiés dans une image vidéo est un\, sinon le pilier fondamental de la réalité augmentée. Nous proposons de résoudre ce problème dans des environnements bâtis\, à l’aide de la vision par ordinateur. Nous montrons qu’un système de positionnement plus précis que le GPS\, et par ailleurs plus stable\, plus rapide et moins coûteux en mémoire que d’autres systèmes de positionnement visuel introduits dans la littérature\, peut être obtenu en combinant divers types d’approches: approche probabiliste (détection a contrario des points de fuite de l’image)\, apprentissage profond (proposition de boites contenant des façades\, élaboration d’un descripteur de façades basé sur un réseau de neurones convolutifs)\, inférence bayésienne (recalage par espérance-maximisation d’un modèle géométrique et sémantique compact des façades identifiées) et sélection de modèle (analyse des mouvements de la caméra par suivi de plans texturés). Nous proposons de plus une méthode de modélisation in situ permettant d’obtenir de manière fiable\, de par leur confrontation immédiate à la réalité\, des modèles 3D utiles au calcul de pose tel que nous l’envisageons. \n  \nAbstract \nMeasuring a camera pose with respect to three-dimensional landmarks identified in a video image is one\, if not the fundamental pillar of augmented reality. We propose to solve this problem in built environments\, using computer vision. We show that a positioning system more accurate than the GPS and more stable\, faster and less expensive in memory than other visual positioning systems introduced into the literature\, can be obtained by combining various techniques such as probabilistic methods (a-contrario detection of vanishing points)\, deep learning (proposal of boxes containing facades\, designing of a facade descriptor based on a convolutional neural network)\, Bayesian inference (registration based on expectation-maximization of a compact geometric and semantic model of the identified facades) and model selection (analysis of the camera motion by tracking textured planar surfaces). We also propose an immersive\, image-based modeling tool\, aimed at reliably obtain 3D models useful for computing the pose. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Hoang-Long Nguyen
DESCRIPTION:Titre : « Système de transparence basé sur la blockchain » \nLe jury est composé de : \nRapporteurs : \n\nMaria Potop Butucaru – Professeur\, Sorbonne Universite LIP 6\nWolfgang Prinz – Professeur\, RWTH Aachen et Fraunhofer FIT\n\nExaminateurs : \n\nEmmanuelle Anceaume – Chargée de recherche CNRS\, Irisa\nBryan Ford – Professeur\, EPFL\nMichael Rusinowitch – Directeur de recherche\, Inria Nancy-Grand Est\n\nEncadrants : \n\nOlivier Perrin – Professeur\, Université de Lorraine\nClaudia-Lavinia Ignat – Chargée de recherche\, Inria Nancy-Grand Est\n\nRésumé : \nDe nos jours\, assurer la sécurité de bout en bout des informations transmises est devenu un des besoins essentiels des systèmes informatiques. Pour répondre à cette exigence\, les fournisseurs de services fondent généralement leur sécurité sur un tiers de confiance afin de certifier l’authenticité et d’orchestrer le processus de communication. Malheureusement\, ce tiers de confiance peut-être compromis ou malveillant. Pour répondre à cette problématique de confiance\, des approches visent à accroître la transparence des clés ou des certificats délivrés. Dans ces approches\, chaque autorité centralisée délivrant une clé ou un certificat maintient un historique immutable en utilisant une structure de données authentifiée qui permet la détection rapide des modifications malicieuses des données stockées. \nDans ce manuscrit\, nous étudions les approches de transparence appliquées au stockage des clés publiques de chiffrement permettant de résoudre un défi classique de la communication chiffrée de bout en bout : assurer l’authenticité des clés publiques. \nL’état de l’art montre des limitations au niveau de la sécurité\, de la facilité d’utilisation et de l’adoptabilité des solutions actuelles. De manière générale\, les approches centralisées sont vulnérables à la compromission du serveur\, tandis que les approches basées sur la décentralisation du tiers de confiance sont difficiles à mettre en œuvre car elles demandent des changements significatifs. En outre\, la vérification manuelle des clés est sujette aux erreurs et difficile à utiliser. Toutefois\, nous avons observé qu’une chaîne de blocs (blockchain)\, un registre distribué inviolable pourrait être utilisée pour améliorer les systèmes existants basés sur l’approche de transparence de clés. \n_____________________ \n  \nTitle: « Blockchain based transparency system » \nAbstract: \nEnd to End secure communication over the Internet is becoming an essential part of the daily lives. To provide such feature\, many service providers rely on a central trusted third party to authenticate\, verify or orchestrate the communication process. However\, this raises great concern from users as the trusted party can be compromised. Transparency system is a recent approach that aims to solve this problem. In such systems\, the centralized server employs authenticated data structure to provide an immutable history of the server so that any malicious modification to the server data can be detected shortly. \nWe studied the application of transparency system in key verification\, a classic security problem for end to end encrypted communication that make sure exchanged public keys are authenticated. We found that state-of-the-art approaches to secure key verification are inadequate in terms of security\, usability and adoptability. Generally\, the centralized approach is vulnerable to server compromise\, other efforts on decentralizing the trusted third party is hard to be adopted as it requires significant change in existing systems. Meanwhile\, manual key verification is error prone and difficult to use. We also observe that the blockchain\, a novel tamper resistant distributed digital ledger\, can be used to improve existing key transparency system. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse par Marjan Bozorg
DESCRIPTION:English version below \nTitre :  » Optimisation d’architecture de procédés membranaires  » \nLa soutenance se tiendra le vendredi 6 décembre à 9h30 dans l’Amphitrite A (site ENSIC\, bâtiment A\, 1er étage\, 1 Rue Grandville 54000 Nancy). \n  \nLe jury sera composé de \nRapporteurs : \n\nMme. Adele BRUNETTI\, Professeur au Conseil national de la recherche italienne\,\nL’Institut de technologie des membranes (IMT-CNR)\nM. Marco LOCATELLI\, Professeur à l’Université de Parme\n\nExaminateurs : \n\nM. Andrea PACIFICI\, Professeur à l’Université de Rome « Tor Vergata »\nM. Thibaut NEVEUX\, Ingénieur de recherche à EDF\nM. Jean-Yves MARION\, Directeur de LORIA\nM. Christophe CASTEL\, Professeur à l’Université de lorraine (Directeur de Thèse)\nMme. Veronica PICCIALLI\, Professeur à l’Université de Rome « Tor Vergata » (Co Directeur de Thèse)\nMme. Bernardetta ADDIS\, Maître de conférences à Loria (Co Directeur de Thèse)\n\nInvitée : \n\nM. Eric FAVRE\, Professeur à l’Université de Lorraine\n\n  \nRésumé :\nLes procédés de séparation membranaire sont une technologie bien connue et déjà largement utilisée dans le domaine de la purification des gaz. Ces procédés sont applicables à de nombreux secteurs d’activités industriels. Selon les performances de séparation recherchées\, elles peuvent constituer une alternative intéressante aux technologies existantes de traitement des gaz (adsorption\, cryogénie\, contacteurs gaz/liquide). Pour exploiter au mieux cette technologie\, le développement d’outils d’aide à la décision permettant d’identifier les procédés et les conditions opératoires économiquement avantageux est absolument nécessaire. Bien que les approches expérimentales d’optimisation appliquées à différentes études de cas conservent un intérêt certain\, une approche générale et sa validation dans le cadre de différentes études de cas font toujours défaut. L’objectif principal de cette thèse est de développer un outil numérique le plus générique possible d’optimisation de procédés de séparation membranaire. \nDans ce travail\, la synthèse du procédé membranaire est traitée et modélisée comme un problème d’optimisation mathématique non linéaire et non convexe basé sur un paradigme de superstructure couvrant une combinatoire d’unités (modules membranaires\, compresseurs\, pompes à vide) et de connexions la plus exhaustive possible. Des fonctions de coûts réalistes et détaillées sont utilisées comme fonction objectif dans l’optimisation. Une stratégie d’optimisation globale est appliquée. \nL’efficacité de cette démarche d’optimisation est dans un premier temps validée en comparant sa solution à celles présentées dans la littérature. La méthode proposée est ensuite appliquée à l’optimisation de plusieurs cas emblématiques de la séparation de gaz (CO2 de gaz de haut fourneaux\, séparation O2=N2 de l’air\, traitement du biogaz et du gaz naturel). Différents degrés de liberté du système sont permis et analysés selon les cas (pressions variables\, type de membrane variable). L’analyse détaillée des résultats est discutée en termes d’architecture de procédés et de distribution des coûts (CAPEX\, OPEX) \n————— \nTitle: “Optimization of membrane process architecture” \nIt will take place next Friday\, 06 December at 9:30 in the Amphi A (ENSIC\, Building A\, First floor\, 1 Rue Grandville\, 54000 Nancy). \n  \nAbstract:\nMembrane separation is a well-known technology in gas purification\, which is applicable in different aspects of the industry. Over the last decades\, depending on the required separation performances\, it became a viable alternative to several gas separation technologies (adsorption\, cryogenics\, and gas/liquid contactors). To exploit at best this technology\, nevertheless\, tools to find cost-effective designs and operating conditions are necessary. While experimental optimization approaches applied to different case studies have been investigated extensively\, a more generic optimization approach and its validation along different case studies are still missing. The work of this thesis starts with this key observation and tries to fill this gap. \nThe membrane process synthesis is modelled as a nonlinear and non-convex mathematical optimization problem based on a superstructure paradigm covering a wide range of possible units (membrane modules\, compressors\, and vacuum pumps) and connections as exhaustive as possible. Realistic and detailed cost functions are used as the objective in the optimization. A global optimization strategy is presented to solve the aforementioned optimization problem. \nThe efficiency of this overall optimization approach is\, first\, validated by comparing its solution with the ones presented in the literature. Then\, the proposed method is applied to the optimization of several important gas separation cases (CO2 recovery from blast furnace gas\, O2=N2 air separation\, and biogas and natural gas purification) by increasing the membrane system degree of freedom step by step. Detailed analysis of the results is discussed in terms of process architecture and cost distribution (CAPEX\, OPEX). \n 
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SUMMARY:Soutenance thèse par Jaime Garcia Guevara
DESCRIPTION:Titre : Biomechanical graph matching for hepatic intra-operative image registration \nAbstract: \nThis thesis presents the development of an automatic elastic registration methodbased on matching of vascular graphs extracted from both pre-operative and intra-operative images. The method is able to fuse accurate pre-operative information onto an organ undergoing small to large deformations during surgery\, to compensatefor the limited details provided by intra-operative imaging modalities and improvethe visualization of tumor(s)\, vasculature and other important internal structures.Although methods dedicated to non-rigid graph matching exist\, they are not efficient when noise\, topology changes and large intra-operative deformations arepresent. The first contribution presented is a biomechanical graph matching method(BGM) that builds on the work ofSerradell et al.(2015). BGM combines the GPRmatching with a biomechanical model of the organ\, as a mean to discard matchinghypotheses which would lead to non-plausible deformations (Garcia Guevara et al.\,2018). However\, BGM is not robust to noise\, only matches limited size graphs andhas high computation time.The second contribution is the Adaptive ComplianceGraph Matching (ACGM) method (Garcia Guevara et al.\,2019)\, which allows toefficiently find the best graph matches with a novel compliance-based search andan adaptive rigid to soft approach. This reduces the computation time by predict-ing first the most plausible matching hypotheses. It also reduces the sensitivity onthe search space parameters and improves the registration quality.The proposedregistration methods are evaluated with realistic synthetic and real porcine dataset\, showing that ACGM is compatible with intra-operative constraints. \n  \nRapporteurs:     Patrick Clarisse- CNRS (section 7) CREATIS (Lyon) \nStephanie Speidel- National Center for Tumor Diseases (NCT) \nExaminateurs:  Jean-Francois Mari- Université de Lorraine \nIngerid Reinertsen- SINTEF Digital\, Health Researc \nEncadrants:    Marie-Odile Berger- INRIA Equipe MAGRIT \nStéphane Cotin- INRIA Equipe MIMESIS \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse - Ph.D. defense Amélie Aussel
DESCRIPTION:Title: « Computational modeling of healthy and epileptic hippocampal oscillations » \n  \nMembers of the jury :\n– Daniel Wojcik (Nencki Institute\, Warsaw\, Poland)\, Rapporteur\n– Régine Le Bouquin Jeannès (LTSI\, Université Rennes 1)\, Rapporteur\n– Boris Gutkin (LNC2\, ENS Paris)\, Examinateur\n– Patrick Hénaff (Loria\, Université de Lorraine\, Nancy)\, Examinateur\n– Laure Buhry (Loria\, Université de Lorraine\, Nancy)\, Co-directrice de thèse\n– Radu Ranta (CRAN\, Université de Lorraine\, Nancy)\, Directeur de thèse\n– Louise Tyvaert (CRAN\, CHRU Nancy)\, Invitée \n  \nAbstract : \nThe hippocampus can exhibit different oscillatory rhythms within the sleep-wake cycle\, each of them being involved in cognitive processes. For example\, theta-nested gamma oscillations\, consisting of the coupling of theta and gamma rhythms\, are produced during wakefulness and are associated with spatial navigation and working memory tasks\, whereas sharp-wave-ripple complexes\, consisting of fast oscillatory events occurring during low frequency waves\, are produced during slow-wave sleep and quiet waking and play an important role in memory consolidation. Models exist to reproduce and explain the generation of each of these rhythms\, yet the mechanisms involved in their generation and the transitions between them are not yet fully understood. \nThis question is all the more important that altered hippocampal rhythms are involved in drug-resistant mesial temporal lobe epilepsy\, a common form of epilepsy which cannot be controlled by existing pharmaceutical treatments. Some models have also been previously developed to reproduce epileptic seizures (episodes of excessive neural activity) or interictal discharges (brief peaks of synchronous activity)\, but these models cannot fully explain the links between neuropathological conditions of the hippocampus\, physiological processes such as the sleep-wake cycle\, and the resulting oscillations. \nIn this context\, the main objective of this thesis is to provide better understanding of various hippocampal oscillations\, both physiological and pathological. \nTo do so\, we first design a full computational model of the healthy hippocampal formation including the entorhinal cortex\, the dentate gyrus and the CA3 and CA1 regions. This model includes more than thirty thousand Hodgkin-Huxley point neurons\, reprensented by tens of thousands differential equations to be solved numerically\, as well as an estimation of the extracellular potentials (LFP) generated by the dipolar neurons as measured by a macroscopic electrode\, so as to be more easily interpretable. We perform a thorough study of our model’s activity based on design of experiments techniques to identify the role of each of its intrinsic parameters and the importance of input stimulation in the production coupled oscillatory outputs. \nWe then evaluate our model in a realistic context : its activity under realistic input stimulation is compared with intracranial recordings obtained in epileptic patients. We demonstrate that our model is able to reproduce both sleep and wakefulness oscillations with temporal and frequential similarities with the clinically measured signals. We link the modification of some parameters of the model (synaptic gains and ion channel conductances) with cholinergic modulation\, and show how single neuron dynamics are mostly responsible for the frequency of slow oscillations of our network\, while network functional connectivity controls its fast oscillations. \nFinally\, we detail our model further to include four pathological modifications of the hippocampus seen in mesial temporal lobe epilepsies\, that is hippocampal sclerosis\, mossy fiber sprouting\, and impaired potassium and chloride dynamics in pyramidal neurons (which are modeled by changing the network connectivity or the parameters of individual neuron dynamics)\, and show how these mechanisms can interact with the previously described sleep-wake cycle and lead to pathological synchrony and rhythms such as seizures\, interictal spikes and fast ripples. \nIn conclusion\, we propose in this thesis a unique model of the hippocampus regrouping many mechanisms previously described in separate works\, and analyze its oscillatory activity as we vary different parameters representing either structural or functional properties of the network\, as well as pathological modifications observed in epilepsy. Our results provide new insights into the mechanisms underlying the generation of various hippocampal oscillations\, which could open the way to future clinical applications.
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SUMMARY:Soutenance de thèse - PhD Defense Joseph Lallemand
DESCRIPTION:Joseph Lallemand défendra sa thèse le vendredi 8 novembre à 13h30 dans la salle C005 en anglais. \nTitre : « Vote électronique : définitions et techniques d’analyse » \nMembres du jury:\n– Gilles Barthe (MPI Bochum)\n– Sandrine Blazy (Université de Rennes)\n– Karthikeyan Bhargavan (Inria)\n– Véronique Cortier (CNRS\, Loria)\n– Ralf Kuesters (Université de Stuttgart)\n– Christine Paulin (Université Paris-Sud)\n– Emmanuel Thomé (Inria\, Loria) \n  \n\nJoseph Lallemand will defend his PhD on Friday\, November 8 at 1:30 pm in room C005 in English. \nTitle: « Electronic Voting: Definitions and Analysis Techniques » \nJury:\n– Gilles Barthe (MPI Bochum)\n– Sandrine Blazy (University of Rennes)\n– Karthikeyan Bhargavan (Inria)\n– Véronique Cortier (CNRS\, Loria)\n– Ralf Kuesters (University of Stuttgart)\n– Christine Paulin (University Paris-Sud)\n– Emmanuel Thomé (Inria\, Loria) \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse / PhD defense\, Lauréline Perotin
DESCRIPTION:« Localisation et rehaussement de sources de parole au format Ambisonique »\nJury\nDorothea KOLOSSA\, Professeure\, Ruhr-Universität Bochum\, Allemagne\nLaurent GIRIN\, Professeur\, Grenoble INP\, France\nChristine EVERS\, EPSRC Research Fellow\, Imperial College London\, Royaume-Uni \nEncadrants\nEmmanuel VINCENT\, Directeur de recherche\, Inria Nancy – Grand Est\, France\nRomain SERIZEL\, Professeur associé\, Université de Lorraine Loria\, Nancy\, France\nAlexandre GUERIN\, Ingénieur de recherche\, Orange Labs\, Cesson Sévigné\, France \nRésumé\nLes assistants vocaux sont de plus en plus présents autour de nous. Comment faire pour que les commandes vocales soient correctement comprises\, même si l’appareil est situé loin du locuteur\, en présence de bruit ambiant ou si plusieurs personnes parlent en même temps ?\nCette thèse utilise un type de microphone particulier\, dit Ambisonique\, qui permet de capter la dimension spatiale du son. Grâce à cette information\, nous proposons des systèmes combinant réseaux de neurones et traitement du signal audio afin de localiser la position spatiale et extraire le signal de parole du locuteur principal. Cela se traduit par une forte amélioration de la qualité de reconnaissance vocale\, ce qui est une étape essentielle pour le développement d’un majordome domotique virtuel. \n  \n\n« Deep learning-based speaker localization and speech separation from Ambisonics recordings »\nJury\nDorothea KOLOSSA\, Professor\, Ruhr-Universität Bochum\, Germany\nLaurent GIRIN\, Professor\, Grenoble INP\, France\nChristine EVERS\, EPSRC Research Fellow\, Imperial College London\, United Kingdom \nSupervisors\nEmmanuel VINCENT\, Directeur de recherche\, Inria Nancy – Grand Est\, France\nRomain SERIZEL\, Professeur associé\, Université de Lorraine Loria\, Nancy\, France\nAlexandre GUERIN\, Ingénieur de recherche\, Orange Labs\, Cesson Sévigné\, France \nAbstract\nVoice assistants are more and more present around us. How to make sure that the voice commands are correctly understood\, even if the unit is located far from the speaker\, in the presence of ambient noise or if several people are talking at the same time?\nThis thesis uses a particular type of microphone\, called Ambisonique\, which captures the spatial dimension of sound. With this information\, we propose systems combining neural networks and audio signal processing to locate the spatial position and extract the speech signal from the main speaker. This allows a strong improvement in speech recognition quality\, which is an essential step for the development of a virtual home butler. \n 
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SUMMARY:Soutenance de HDR de Fabien Lauer
DESCRIPTION:Fabien Lauer maître de conférence à l’Université de Lorraine\, de l’équipe ABC soutiendra son HDR (Habilitation à Diriger des Recherches) le mardi 1er octobre à 14h00 au Loria. Elle aura lieu en anglais. \nIntitulé de la HDR : « Optimization and Statistical Learning Theory for Piecewise Smooth and Switching Regression » \nRapporteurs :\nStéphane Canu\, Professeur\, INSA Rouen\nMarius Kloft\, Professeur\, Technische Universität Kaiserslautern\nLiva Ralaivola\, Professeur\, Aix-Marseille Université \nExaminateurs :\nMarianne Clausel\, Professeure\, Université de Lorraine\nYann Guermeur\, Directeur de Recherche\, CNRS (parrain)\nGilles Millérioux\, Professeur\, Polytech Nancy\nMarc Sebban\, Professeur\, Université Jean Monnet Saint-Etienne \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse de Nicolas Schnepf
DESCRIPTION:(English version below) \nNicolas Schnepf soutiendra le lundi 30 septembre à 14h00 en salle A008\, au Loria. Elle aura lieu en français. \nIntitulé : « Orchestration et vérification de fonctions de sécurité pour des environnements intelligents » \nRapporteurs :\nChristine Choppy\, Professeur\, Université Paris 13\nStephano Secci\, Professeur\, Université Paris 6 \nExaminateurs :\nSandrine Vaton\, Professeur\, Université Bretagne-Loire\nFrançois Charoy\, Professeur\, Université de Lorraine \nDirecteurs de thèse :\nStephan Merz\, Professeur\, INRIA Nancy\nRémi Badonnel\, Maître de conférences\, Université de Lorraine \nRésumé : \nLes équipements intelligents\, notamment les smartphones\, sont la cible de nombreuses attaques de sécurité. Par ailleurs\, la mise en oeuvre de mécanismes de protection usuels est souvent inadaptée du fait de leurs ressources fortement contraintes. Dans ce contexte\, nous proposons d’utiliser des chaînes de fonctions de sécurité qui sont composées de plusieurs services de sécurité\, tels que des pare-feux ou des antivirus\, automatiquement configurés et déployés dans le réseau. Cependant\, ces chaînes sont connues pour être difficiles à valider. Cette difficulté est causée par la complexité de ces compositions qui impliquent des centaines\, voire des milliers de règles de configuration. \nDans cette thèse\, nous proposons l’architecture d’un orchestrateur exploitant la programmabilité des réseaux pour automatiser la configuration et le déploiement de chaînes de fonctions de sécurité. Il est important que ces chaînes de sécurité soient correctes afin de éviter l’introduction de failles de sécurité dans le réseau. Aussi\, notre orchestrateur repose sur des méthodes automatiques de vérification et de synthèse\, encore appelées méthodes formelles\, pour assurer la correction des chaînes. Notre travail appréhende également l’optimisation du déploiement des chaînes dans le réseau\, afin de préserver ses ressources et sa qualité de service. \n  \n_______________ \nNicolas Schnepf  will defend his thesis on Monday September 30 at 14h00 in room A008\, LORIA. The defense will be in French. \nPh.D. thesis entitled : « Orchestration and verification of security functions for smart environments » \nReferees:\nChristine Choppy\, Professor\, University Paris 13\nStephano Secci\, Professor\, University Paris 6 \nExaminers:\nSandrine Vaton\, Professeur\, University of Bretagne-Loire\nFrançois Charoy\, Professeur\, University of Lorraine \nAdvisors:\nStephan Merz\, Professor\, INRIA Nancy\nRémi Badonnel\, Assistant professor\, University of Lorraine \nAbstract: \nSmart environments\, in particular smartphones\, are the target of multiple security attacks. Moreover\, the deployment of traditional security mechanisms is often inadequate due to their highly constrained resources. In that context\, we propose to use chains of security functions which are composed of several security services\, such as firewalls or antivirus\, automatically configured and deployed in the network. Chains of security functions are known as being error prone and hard to validate. This difficulty is caused by the complexity of these constructs that involve hundreds and even thousands of configuration rules. \nIn this PhD thesis\, we propose the architecture of an orchestrator\, exploiting the programmability brought by software defined networking\, for the automated configuration and deployment of chains of security functions. It is important to automatically insure that these security chains are correct\, before their deployment in order to avoid the introduction of security breaches in the network. To do so\, our orchestrator relies on methods of automated verification and synthesis\, also known as formal methods\, to ensure the correctness of the chains. Our work also consider the optimization of the deployment of chains of security functions in the network\, in order to maintain its resources and quality of service. \n  \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse / PhD Defense - Khadija Musayeva
DESCRIPTION:(English version below)\n\n\nIntitulé : « Performances en généralisation des classifieurs multi-classes à marge« \n\nLe lundi 23 septembre à 09h30 en salle C005 au Loria. La soutenance aura lieu en anglais. \nRapporteurs :\nSana Louhichi\, Professeur\, Université de Grenoble Alpes\nYounès Bennani\, Professeur\, Université Paris 13 \nExaminateurs :\nAnne Boyer\, Professeur\, Université de Lorraine\nMyriam Maumy-Bertrand\, Maı̂tre de Conférences\, Université de Strasbourg \nDirecteurs de thèse :\nYann Guermeur\, Directeur de Recherche CNRS\, Nancy\nFabien Lauer\, Maı̂tre de Conférences\, Université de Lorraine \nRésumé : \nCette thèse porte sur la théorie de la discrimination multi-classe à marge. Elle a pour cadre la théorie statistique de l’apprentissage de Vapnik et Chervonenkis. L’objectif est d’établir des bornes de généralisation possédant une dépendances explicite au nombre C de catégories\, à la taille m de l’échantillon et au paramètre de marge gamma\, lorsque la fonction de perte considérée est une fonction de perte à marge possédant la propriété d’être lipschitzienne. La borne de généralisation repose sur la performance empirique du classifieur ainsi que sur sa « capacité ». Dans cette thèse\, les mesures de capacité considérées sont les suivantes : la complexité de Rademacher\,les nombres de recouvrement et la dimension fat-shattering. Nos principales contributions sont obtenues sous l’hypothèse que les classes de fonctions composantes calculées par le classifieur ont des dimensions fat-shattering polynomiales et que les fonctions composantes sont indépendantes. \nDans le contexte du schéma de calcul introduit par Mendelson\, qui repose sur les relations entre les mesures de capacité évoquées plus haut (chaînage\, résultats combinatoires…)\, nous étudions l’impact que la décomposition au niveau de l’une de ces mesures de capacité a sur les dépendances (de la borne de généralisation) à C\, m et gamma. En particulier\, nous démontrons que la dépendance à C peut être considérablement améliorée par rapport à l’état de l’art si la décomposition est reportée au niveau du nombre de recouvrement ou de la dimension fat-shattering. Ce changement peut affecter négativement le taux de convergence (dépendance à m)\, ce qui souligne le fait que l’optimisation par rapport aux trois paramètres fondamentaux se traduit par la recherche d’un compromis. \n\n\n\n_______________ \nTitle : « Generalization performance of margin multi-category classifiers » \n\n\nMonday September 23 at 09h30 in room C005\, Loria. The defense will be in English. \nReferees:\nSana Louhichi\, Professor\, University of Grenoble Alpes\nYounès Bennani\, Professor\, University of Paris 13 \nExaminers:\nAnne Boyer\, Professor\, University of Lorraine\nMyriam Maumy-Bertrand\, Assistant Professor\, University of Strasbourg \nAdvisors:\nYann Guermeur\, Research Scientist CNRS\, Nancy\nFabien Lauer\, Assistant Professor\, University of Lorraine \n\n\nAbstract:This thesis deals with the theory of margin multi-category classification\, and is based on the statistical learning theory founded by Vapnik and Chervonenkis. We are interested in deriving generalization bounds (guaranteed risks) with explicit dependencies on the number C of categories\, the sample size m and the margin parameter gamma\, when the loss function considered is a Lipschitz continuous margin loss function. Generalization bounds rely on the empirical performance of the classifier as well as its « capacity ». In this work\, the following scale-sensitive capacity measures are considered: the Rademacher complexity\, the covering numbers and the fat-shattering dimension. Our main contributions are obtained under the assumption that the classes of component functions implemented by a classifier have polynomially growing fat-shattering dimensions and that the component functions are independent. \nIn the context of the pathway of Mendelson\, which relates the Rademacher complexity to the covering numbers and the latter to the fat-shattering dimension\, we study the impact that decomposing at the level of one of these capacity measures has on the dependencies on C\, m and gamma. In particular\, we demonstrate that the dependency on C can be substantially improved over the state of the art if the decomposition is postponed to the level of the metric entropy or the fat-shattering dimension. On the other hand\, this impacts negatively the rate of convergence (dependency on m)\, an indication of the fact that optimizing the dependencies on the three basic parameters amounts to looking for a trade-off.
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SUMMARY:PhD Defense : Renaud Vilmart
DESCRIPTION:Renaud Vilmart\, PhD student at Université de Lorraine in Mocqua team will defend his thesis on Thursday\, Septembre the 19th at 3.00 pm in room C005.\nHis thesis is entitled : « ZX-Calculi for Quantum Computing and their Completeness ». \nHe received the Kleene Award at LICS\, a famous international conference on logic. Read the article (french)
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SUMMARY:HDR Defense : Simon Perdrix
DESCRIPTION:Thursday 19th of September at 10H30 am in room Coo5\, Simon Perdrix\, researcher CNRS in our team Mocqua\, will defend his HDR (habitation to conduction research) entitled : \n« Approches Graphiques en Informatique Quantique » \nMembers of Jury : \nOlivier Bournez\, Professeur à l’Ecole Polytechnique\nBob Coecke\, Professeur à l’Université d’Oxford\nEmmanuel Jeandel\, Professeur à l’Université de Lorraine\nElham Kashefi\, Directrice de Recherche CNRS\nIordanis Kerenidis\, Directeur de Recherche CNRS\nMichele Pagani\, Professeur à l’Université Paris Diderot \nPersonnal website of Simon Perdrix  \nMore about Mocqua Team
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SUMMARY:Soutenance de thèse\, Mathieu Fontaine
DESCRIPTION:Titre : Processus alpha-stables pour le traitement du signal\n\nRapporteurs:\n\nDr. Rémi Gribonval\, Directeur de Recherche\, Inria RENNES\nPr. Hermine Biermé\, Professeure des universités\,  université de Mathématiques POITIERS\n\n\nExaminateurs:\n\nDr. Antoine Lejay\, Directeur de Recherche\, université de Lorraine NANCY\nDr. Angélique Drémeau\, Chargée de Recherche\, ENSTA Bretagne BREST\n\n\nEncadrants:\n\nPr. Roland Badeau\, Professeur\, Télécom ParisTech PARIS\nDr. Antoine Liutkus\, Chargé de Recherche\, Inria MONTPELLIER\n\n\n\nRésumé:\n\nLe sujet scientifique de la séparation de sources sonores (SSS) vise à décomposer les signaux audio en leurs éléments constituants\, par exemple en séparant la voix du chanteur principal de son accompagnement musical ou du bruit de fond. Dans le cas d’enregistrements historiques très anciens et très dégradés\, la SSS étend de manière significative les méthodes classiques de débruitage en permettant de prendre en compte des motifs complexes de signal et de bruit et de rélaiser efficacement la séparation\, là où les approches traditionnelles sont tenues en échec.\nLes processus alpha-stables soulèvent des défis mathématiques et on déjà démontré leur efficacité dans des applications de filtrage et en terme algorithmique. Cette présentation introduira différents modèles alpha-stables d’un point de vue théorique\, dans le but de les étendre dans plusieurs directions. Différents travaux de recherche théorique et d’applications au filtrage et à la restauration d’enregistrements anciens ainsi qu’à la localisation de sources ont été effectués. \n\n\n\n\nTitle : Alpha-stable processes for signal processing\n\nReviewers:\n\nDr. Rémi Gribonval\, Directeur de Recherche\, Inria RENNES\nPr. Hermine Biermé\, Professeure des universités\,  université de Mathématiques POITIERS\n\n\nExaminers:\n\nDr. Antoine Lejay\, Directeur de Recherche\, université de Lorraine NANCY\nDr. Angélique Drémeau\, Chargée de Recherche\, ENSTA Bretagne BREST\n\n\nSupervisors: \n\nPr. Roland Badeau\, Professeur\, Télécom ParisTech PARIS\nDr. Antoine Liutkus\, Chargé de Recherche\, Inria MONTPELLIER\n\nAbstract: \nThe scientific topic of sound source separation (SSS) aims at decomposing audio signals into their constitutive components\, e.g. separate the main signer voice frotm the background music or from the background noise. In the case of very old and degraded historical recordings\, SSS strongly extends classical denoising methods by being able to account for complex signal or noise patterns and achieve efficient separation where traditional approaches fail.\nAlpha-stable processes enjoy important mathematical challenges\, efficient filtering applications and computational efficiency. This presentation targets at studying these models from a theoretical point of view\, for the purpose of extending them in several directions : audio source localization\, theoretical research in multichannel scenarios and restoring old historical recordings. \n  \n\n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse\, Xavier Marchal
DESCRIPTION:Xavier Marchal soutiendra sa thèse le vendredi 7 juin 2019 à 10h30 en salle A008 au Loria. Dû à des contraintes de temps\, le pot de thèse sera réalisé dans les jours qui suivent. \nTitre : Architectures et fonctions avancées pour le déploiement progressif de réseaux orientés contenus \nRapporteurs :\nPr Francine Krief\, Professeur des Universités\, ENSEIRB\nDr. Prométhée Spathis\, Maître de Conférences\, UPMC \nExaminateurs : \nPr Vincent Chevrier\, Professeur des Universités\, Université de Lorraine\nDr Giovanna Carofiglio\, Distinguished Engineer\, Cisco Systems \nInvité :\nDr Damien Saucez\, Chargé de Recherche\, Inria \nDirecteurs :\nPr Olivier Festor\, Professeur des Universités\, Université de Lorraine\nDr Thibault Cholez\, Maître de Conférences\, Université de Lorraine \nRésumé : \nLes protocoles historiques d’Internet (TCP/IP) qui servaient à interconnecter les tous premiers ordinateurs ne sont plus adaptés à la diffusion massive de contenus qui en est fait aujourd’hui. De nouveaux protocoles réseau centrés sur les contenus (Information-Centric Networking) sont actuellement conçus pour optimiser ces échanges en pariant sur un changement de paradigme où les contenus\, plutôt que les machines sont adressables à l’échelle d’Internet. Cependant\, un tel changement ne peut se faire que progressivement et si tous les impératifs opérationnels sont assurés. Ainsi\, cette thèse a pour objectif d’étudier et de lever les principaux verrous technologiques empêchant l’adoption du protocole NDN (Name Data Networking) par les opérateurs en garantissant la sécurité\, les performances\, l’interopérabilité\, la bonne gestion et le déploiement automatisé d’un réseau NDN. \nDans un premier temps\, nous évaluons les performances actuelles d’un réseau NDN à l’aide d’un outil de notre conception\, ndnperf\, et constatons le coût élevé pour un serveur utilisant ce protocole. Puis nous proposons un ensemble de solutions pour améliorer l’efficacité d’un serveur NDN. Ensuite nous nous intéressons à la sécurité de NDN à travers l’évaluation de l’attaque par empoisonnement de contenus\, connue pour être critique mais jamais caractérisée. Cette étude se base sur deux scénarios\, en utilisant un serveur et un client pour effectuer la pollution\, ou en exploitant une faille dans le traitement des paquets au niveau du routeur. Nous montrons ainsi la dangerosité de l’attaque et proposons une correction de la faille la permettant. Dans un troisième temps\, nous cherchons à adapter le protocole HTTP pour qu’il puisse être transporté sur un réseau NDN à des fins d’interopérabilité. Pour ce faire\, nous avons développé deux passerelles qui effectuent les conversions nécessaires pour qu’un contenu web puisse rentrer ou sortir d’un réseau NDN. \nAprès avoir décrit notre solution\, nous l’évaluons et l’améliorons afin de pouvoir bénéficier d’une fonctionnalité majeure de NDN\, à savoir la mise en cache des contenus dans le réseau et évaluons son efficacité lors de tests synthétiques et de simulations de navigation. Pour finir\, nous proposons une architecture à base de microservices virtualisés et orchestrés pour le déploiement du protocole NDN en suivant le paradigme NFV (Network Function Virtualization). Les sept microservices présentés reprennent soit une fonction atomique du routeur\, soit proposent un nouveau service spécifique. Ces fonctions peuvent ensuite être chaînées pour constituer un réseau optimisé. Cette architecture est orchestrée à l’aide d’un manager qui nous permet de pleinement tirer parti des avantages des microservices comme la mise à l’échelle des composants les plus lents ou encore le changement dynamique de topologie en cas d’attaque. Une telle architecture\, associée aux contributions précédentes\, permettrait un déploiement plus rapide du protocole NDN\, notamment grâce à un développement facilité des fonctions\, à l’exécution sur du matériel conventionnel\, ou encore grâce à la flexibilité qu’offre ce type d’architecture. \n\nTitle : Architectures and advanced functions for a progressive deployment of Information-Centric Networking \nReviewers :\nPr Francine Krief\, Professeur des Universités\, ENSEIRB\nDr. Prométhée Spathis\, Maître de Conférences\, UPMC \nExaminers :\nPr Vincent Chevrier\, Professeur des Universités\, Université de Lorraine\nDr Giovanna Carofiglio\, Distinguished Engineer\, Cisco Systems \nInvited :\nDr Damien Saucez\, Chargé de Recherche\, Inria \nSupervisor :\nPr Olivier Festor\, Professeur des Universités\, Université de Lorraine\nDr Thibault Cholez\, Maître de Conférences\, Université de Lorraine \nAbstract : \nInternet historical protocols (TCP/IP) that were used to interconnect the very first computers are no longer suitable for the massive distribution of content that is now being made. New content-based network protocols (Information-Centric Networking) are currently being designed to optimize these exchanges by betting on a paradigm shift where content\, rather than machines\, are addressable across the Internet. However\, such a change can only be made gradually and if all operational imperatives are met. Thus\, this thesis aims to study and remove the main technological obstacles preventing the adoption of the NDN (Name Data Networking) protocol by operators by guaranteeing the security\, performance\, interoperability\, proper management and automated deployment of an NDN network. \nFirst\, we evaluate the current performance of an NDN network thanks to a tool we made\, named ndnperf\, and observe the high cost for a provider delivering fresh content using this protocol. Then\, we propose some optimizations to improve the efficiency of packet generation. Afterwards\, we focus on the security of the NDN protocol with the evaluation of the content poisoning attack\, known as the second most critical attack on NDN\, but never truly characterized. Our study is based on two scenarios\, with the usage of a malicious user and content provider\, or by exploiting a flaw we found in the packet processing flow of the NDN router. Thus\, we show the danger of this kind of attacks and propose a software fix to prevent the most critical scenario. Thirdly\, we are trying to adapt the HTTP protocol in a way so that it can be transported on an NDN network for interoperability purposes. To do this\, we designed an adaptation protocol and developed two gateways that perform the necessary conversions so that web content can seamlessly enter or exit an NDN network. \nAfter describing our solution\, we evaluate and improve it in order to make web content benefit from a major NDN feature\, the in-network caching. Finally\, we propose a virtualized and orchestrated microservice architecture for the deployment of an NDN network following the Network Fonction Virtualization (NFV) paradigm. We developed seven microservices that represent either an atomic function of the NDN router or a new one for specific purposes. These functions can then be chained to constitute a full-fledged network. Our architecture is orchestrated with the help of a manager that allows it to take the full advantages of the microservices like scaling the bottleneck functions or dynamically change the topology for the current needs (an attack for example). Our architecture\, associated with our other contributions on performance\, security and interoperability\, allows a better and more realistic deployment of NDN\, especially with an easier development of new features\, a network running on standard hardware\, and the flexibility allowed by this kind of architecture. \n 
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Thomas PARIS
DESCRIPTION:La thèse aura lieu le mardi 28 Mai à 14h en C005 et sera suivi d’un pot en face de cette même salle.\nLe sujet de sa thèse : « Modélisation de Systèmes Complexes par Composition : Une démarche hiérarchique pour la co-simulation de composants hétérogènes » \nRésumé :\nLe contexte de ce travail est la modélisation et simulation (M&S) de systèmes complexes. L’étude de tels systèmes requière généralement de combiner plusieurs points (différentes disciplines\, différents formalismes\, différentes échelles temporelles et spatiales…). La multi-modélisation et la co-simulation sont deux approches prometteuses pour cela. \nLe challenge est l’intégration rigoureuse de ces différents points de vue au sein d’une même démarche de M&S. En outre cette démarche doit permettre de tester facilement des alternatives (modularité)\, de construire hiérarchiquement nos modèles à partir d’autres (composition) et être utilisable par des experts non informaticiens (utilisabilité). \nPour répondre à cette problématique\, cette thèse poursuit les travaux autours de MECSYCO (Multi-agent Environment for Complex SYstem CO-simulation)\, un intergiciel de co-simulation se focalisant sur la réutilisation de modèles issus d’autres logiciels qui nous fournit une approche d’intégration rigoureuse (une encapsulation logicielle et formelle basée sur le formalisme DEVS). \nNotre contribution a consisté à compléter MECSYCO en définissant une démarche de multi-modélisation et co-simulation descriptive en trois étapes (intégration\, multi-modélisation\, expérimentation). \nLes descriptions sont les supports pour la réutilisation des modèles/multi-modèles ce qui complète le processus d’intégration des modèles\, et permet de construire hiérarchiquement les multi-modèles avant de les co-simuler. \nSuivant une approche d’Ingénierie Dirigée par les Modèles\, nous avons aussi développé un environnement de développement basé sur des langages dédiés (un par étape) qui simplifie le travail de description en évitant le code. \n  \nThis will take place on Tuesday\, May 28th at 2pm in C005 and will be followed by a drink in front of the same room.\nThe title of his PhD : « Complex System Modeling by composition: A hierarchical approach for heterogeneous components co-simulation. » \nSummary :\nThe context of this work is the modelling and simulation (M&S) of complex systems. The study of such systems generally requires the combination of several points (different disciplines\, formalisms\, temporal and spatial scales…). Multi-modelling and co-simulation are two promising approaches for this. \nThe challenge is to rigorously integrate these different points of view within the same M&S approach. In addition\, this approach must allow alternatives to be easily tested (modularity) and hierarchical built of multi-models from others (composition) and be usable by non-computer experts (usability). \nTo answer this problem\, this thesis continues the work around MECSYCO (Multi-agent Environment for Complex SYstem CO-simulation)\, a co-simulation middleware focusing on the reuse of models from other software which provides us a rigorous integration approach (a software and DEVS-based formal wrapping). \nOur contribution consisted in completing MECSYCO by defining a descriptive multi-modelling and co-simulation approach in three steps (integration\, multi-modelling\, and experiment). \nDescriptions are the supports for the reuse of models/multi-models\, which completes the model integration process\, and allows to hierarchically build multi-models before co-simulating them. \nFollowing a Model Driven Engineering approach\, we also developed a development environment based on domain specific languages (one per step) that ease the description work by avoiding the code. \n\nRapporteurs :\n\nClaudia FRYDMAN\, Professeur\, Université d’Aix-Marseille\nStéphane GALLAND\, Professeur\, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard\n\nJury :\n\nAnne-Cécile ORGERIE\, Chargé de Recherche\, IRISA\nClaude GODART\, Professeur\, Université de Lorraine\nLaurent CIARLETTA\, Maitre de Conférences\, Université de Lorraine\n\nDirecteur de thèse :\n\nVincent CHEVRIER\, Professeur\, Université de Lorraine\n\n 
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SUMMARY:PhD defense : Meihui Gao
DESCRIPTION:Meihui Gar will defekt her thesis on Tuesday\, 19 March at 10h00 in room A008. \nHer presentation is entitled « Models and Methods for Network Function Virtualization (NFV) Architectures ». \nJury:\n\nPr.  Bernard FORTZ                        (Université Libre de Bruxelles)                                Rapporteur / Reviewer\nPr.  Luigi DE GIOVANNI                 (Università degli Studi di Padova)                          Rapporteur / Reviewer\nPr.  Stefano SECCI                          (Conservatoire national des arts et métiers)         Examinatuer / Examiner\n\nDr.  Éric GOURDIN                          (Orange Gardens)                                                     Examinateur / Examiner\n\nPr.  Bernardetta ADDIS                   (Université de Lorraine)                                           Co-directeur de thèse / Co-supervisor\nPr.  Ye Qiong SONG                        (Université de Lorraine)                                           Directeur de thèse / Supervisor\n\n\nAbstract:\nDue to the exponential growth of service demands\, telecommunication networks are populated with a large and increasing variety of proprietary hardware appliances\, increasing the cost and the complexity of the network management. The NFV paradigm is proposed to overcome this problem\, allowing dynamical allocation of Virtual Network Functions (VNFs) to make network function provision and operation more flexible and cost-effective. A key problem in NFV is the NFV service chaining: given a network where some nodes are connected with computational servers and a set of demands asking for network services composed of a sequence of VNF instances. VNF instances need to be installed on servers and the demands must be routed in such a way that each demand accesses the requested VNFs. Despite thelarge number of research papers\, little has been done towards achieving cost-efficient VNFs Placement and demands Routing (VNF-PR). From an optimization point of view\, the problem can be modeled as the combination of a facility location problem (for the VNF location and server dimensioning) and a network design problem (for the demands routing). Both problems are widely studied in the literature\, but their combination represent a new challenge. \n\nIn this thesis\, we focus on the VNF-PR problem. Our objective is to study the problem structure and features\, analyze and compare the most promising formulations\, and finally propose exact and heuristic methods to solve efficiently the problem. In the first stage\, we study the VNF-PR problem structures and features. For this\, we extend the work in [1] by considering more realistic features and constraints of NFV infrastructures and we propose a linear programming model to solve it. Then\, we design a math-heuristic algorithm to scale with multiple objectives\, which allows us to study further the mutual impact between classical traffic engineering and NFV infrastructures efficiency goals. We generate scenarios with different VNF forwarding profiles\, different cases of demand distribution and different levels of end-to-end latency bound to evaluate the proposed method. Computational results show that our method can provide a stable and close-to-optimum solution for the considered problem and there is a trade-off achievable between classical traffic engineering and NFV infrastructures cost-efficiency goals. In the second stage\, our goal is to investigate the problem complexity and properties and to analyze and compare different mathematical programming models. To do so\, we move into the theoretical part of the problem. We formalize a simplified\, yet significant variant\, the VNF-PR with simple path routing (VNF-PR SP ) problem. We prove the NP-completeness of the VNF-PR SP problem. Further\, we derive problem properties and use them to help in speeding up the optimization. In order to better understand the behavior of different mathematical programming models\, we generate a common test bed with more than 100 different test instances under different capacity settings and topology features\, on which we evaluate and compare the two most promising formulations (i.e.\, PR and SP) proposed in the literature. We prove both theoretically and computationally that the continuous relaxation of SP always provides a bound no worse than the one of PR. Then\, we introduce additional inequalities to strengthen the formulations\, and we extend the formulations to address more general versions of the problem with multiple VNF types and multiple orders. Finally\, we address the problem scalability by proposing exact and heuristic methods to deal with large size instances (with up to 60 nodes and 1800 demands) of the VNF-PR SP problem. In our exact methods\, we partially fix the solution and solve the model to complete it. In our heuristic methods\, we combine the mathematical programming models with a local search technique\, which allows us to explore quickly the reduced solution space to provide a feasible solution. We show that: our exact methods can solve efficiently (e.g.\, less than 2 seconds under some capacity cases) the small size instances (with less than 30 nodes and 300 demands) of the problem; our proposed heuristic methods can solve efficiently medium size instances (with between 20 and 30 nodes\, 300 and 1000 demands) of challenging capacity cases and provide feasible solutions for large size instances of the most difficult capacity cases\, for which the models cannot find any feasible solution even with large computational time (i.e.\, 2hours).\n\nKeywords: Network Function Virtualization (NFV)\, Resource Allocation\, Operations Research
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SUMMARY:PhD Defense - Iordan Iordanov (team Gamble)
DESCRIPTION:Iordan Iordanov\, PhD student in Gamble team will defense his thesis entitled « Delaunay triangulations of a family of symmetric hyperbolic surfaces in practice ». The defense is planned for Tuesday\, 12 March 2019 in room C005 at 14h00.\n\nAbstract :\n\n\nThe Bolza surface is the most symmetric compact orientable hyperbolic surface of genus 2. For any genus higher than 2\, there exists one compact orientable surface constructed in a similar way as the Bolza surface having the same kind of symmetry. We refer to this family of surfaces as symmetric hyperbolic surfaces. This thesis deals with the computation of Delaunay triangulations of symmetric hyperbolic surfaces.\nDelaunay triangulations of compact surfaces can be seen as periodic Delaunay triangulations of their universal cover (in our case\, the hyperbolic plane). A Delaunay triangulation is for us a simplicial complex. However\, not all sets of points define a simplicial decomposition of a symmetric hyperbolic surface. In the literature\, an algorithm has been proposed to deal with this issue by using so-called dummy points: initially a triangulation of the surface is constructed with a set of dummy points that defines a Delaunay triangulation of the surface\, then input points are inserted with the well- known incremental algorithm by Bowyer\, and finally the dummy points are removed\, if the triangulation remains a simplicial complex after their removal. For the Bolza surface\, the set of dummy points to initialize the triangulation is given. The existing algorithm computes a triangulation of the Bolza surface as a periodic triangulation of the hyperbolic plane and requires to identify a suitable subset of the hyperbolic plane in which to work.\nWe study the properties of Delaunay triangulations of the Bolza surface defined by sets of points containing the proposed set of dummy points\, and we describe in detail an implementation of the incremental algorithm for it. We begin by identifying a subset of the hyperbolic plane that contains at least one representative for each face of a Delaunay triangulation of the surface\, which enables us to define a unique canonical representative\niiin the hyperbolic plane for each face on the surface. We give a data structure to represent a Delaunay triangulation of the Bolza surface via the canonical representatives of its faces in the hyperbolic plane. We detail the construction of such a triangulation and additional operations that enable the location of points and the removal of vertices. We also report results on the algebraic degree of predicates needed for all operations.\nWe provide a fully dynamic implementation for the Bolza surface\, supporting insertion of new points\, removal of existing vertices\, point location\, and construction of dual objects. Our implementation is based on CGAL\, the Computational Geometry Algorithms Library\, and is currently under revision for integration in the library. To incorporate our code into CGAL\, all the objects that we introduce must be compatible with the existing framework and comply with the standards adopted by the library. We give a detailed description of the classes used to represent and handle periodic hyperbolic triangulations and related objects. Benchmarks and tests are performed to evaluate our implementation\, and a simple application is given in the form of a CGAL demo.\nWe discuss an extension of our implementation to symmetric hyperbolic surfaces of genus higher than 2. We propose three methods to generate sets of dummy points for each surface and present the advantages and shortcomings of each method. We identify a suitable subset of the hyperbolic plane that contains at least one representative for each face of a Delaunay triangulation of the surface\, and we define a canonical representative in the hyperbolic plane for each face on the surface. We describe a data structure to represent such a triangulation via the canonical representatives of its faces\, and give algorithms for the initialization of the triangulation with dummy points. Finally\, we discuss a preliminary implementation in which we examine the difficulties of having efficient exact predicates for the construction of Delaunay triangulations of symmetric hyperbolic surfaces.
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SUMMARY:PhD Defense : Ameur Douib
DESCRIPTION:Ameur Douib (SMarT) will defend his thesis on Friday\, February 1st at 2pm in room C005. \nHis presentation is entitled « Algorithmes Bio-inspirés pour la Traduction Automatique Statistique ». \n \n\n\n\nJurys :\n\nPr. Yves Lepage : Université de Waseda\, Japon\nPr. Violaine Prince : Université Montpellier 2\, France\nPr. Yannick Estève : Université Avignon\, France\nPr. Ammar Oulamara : Université de Lorraine\, France\nPr. Kamel Smaïli : Université de Lorraine\, France \nMCF David Langlois : Université de Lorraine\, France\n\n\n\nRésumé :\nDifférentes composantes des systèmes de traduction automatique statistique sont considérées comme des problèmes d’optimisations. En effet\, l’apprentissage du modèle de traduction\, le décodage et l’optimisation des poids de la fonction log-linéaire sont trois importants problèmes d’optimisation. Savoir définir les bons algorithmes pour les résoudre est l’une des tâches les plus importantes afin de mettre en place un système de traduction performant.\n\nPlusieurs algorithmes d’optimisation sont proposés pour traiter les problèmes d’optimisation du décodeur. Ils sont combinés pour résoudre\, d’une part\, le problème de décodage qui produit une traduction dans la langue cible d’une phrase source\, d’autre part\, le problème d’optimisation des poids des scores combinés dans la fonction log-linéaire pour d’évaluation des hypothèses de traduction au cours du décodage. Le système de traduction statistique de référence est basé sur un algorithme de recherche en faisceau pour le décodage\, et un algorithme de recherche linéaire pour l’optimisation des poids associés aux scores.\n\nNous proposons un nouveau système de traduction avec un décodeur entièrement basé sur les algorithmes génétiques. Les algorithmes génétiques sont des algorithmes d’optimisation bio-inspirés qui simulent le processus de l’évolution naturelle des espèces. Ils permettent de manipuler un ensemble de solutions à travers plusieurs itérations pour converger vers des solutions optimales. Ce travail\, nous permet d’étudier l’efficacité des algorithmes génétiques pour la traduction automatique statistique. L’originalité de notre proposition est de proposer deux algorithmes : un algorithme génétique\, appelé GAMaT\, comme décodeur pour un système de traduction statistique à base de segments\, et un algorithme génétique\, appelé GAWO\, pour l’optimisation des poids de la fonction log-linéaire afin de l’utiliser comme fonction fitness pour GAMaT. Nous proposons également\, une approche neuronale pour définir une nouvelle fonction fitness pour GAMaT. Cette approche consiste à utiliser un réseau de neurones pour l’apprentissage d’une fonction qui combine plusieurs scores\, évaluant différents aspects d’une hypothèse de traduction\, combinés auparavant dans la fonction log-linéaire\, et qui prédit le score BLEU de cette hypothèse de traduction.\n\nDans un premier temps\, nous réalisons un ensemble d’expérimentations pour étudier le comportement de nos algorithmes génétiques\, GAMaT et GAWO\, ainsi que les performances du réseau de neurones pour l’apprentissage de la fonction de prédiction du score BLEU. Par la suite\, nous évaluons les performances de traduction de notre système de traduction génétique sur deux paires de langues différentes (français-anglais et turc-anglais). GAMaT est évalué en utilisant les deux fonctions de fitness\, à savoir GAWO pour l’optimisation des poids et la fonction de prédiction du BLEU apprise par le réseau de neurones. Nous comparons également\, les performances de notre système avec celles des systèmes de référence en traduction automatique.\n\nCe travail\, nous a permis de proposer un nouveau système de traduction automatique statistique ayant un décodeur entièrement basé sur des algorithmes génétiques. Les traductions en sortie du système rivalisent avec celles des systèmes de référence\, malgré le fait que les performances de traduction sur les ensembles de test ne sont pas meilleures. La thèse propose une analyse statistique comparative des cas où chaque système donne de meilleurs résultats que les deux autres\, où notre système s’est mieux comporté que les autres dans un grand nombre de traductions. Nous avons également étudié les avantages et les limites de l’utilisation des algorithmes génétiques dans un système de TAS\, tout en proposant une analyse critique et des perspectives d’amélioration et d’adaptation de notre travail.\n*******************************************************************************************************\n\n\nEN: \n\n\n\nDifferent components of statistical machine translation systems are considered as optimization problems. Indeed\, the learning of the translation model\, the decoding and the optimization of the weights of the log-linear function are three important optimization problems. Knowing how to define the right algorithms to solve them is one of the most important tasks in order to build an efficient translation system.\n\nSeveral optimization algorithms are proposed to deal with decoder optimization problems. They are combined to solve\, on the one hand\, the decoding problem that produces a translation in the target language for each source sentence\, on the other hand\, to solve the problem of optimizing the weights of the combined scores in the log-linear function to fix the translation evaluation function during the decoding. The reference system in statistical translation is based on a beam-search algorithm for the decoding\, and a line search algorithm for optimizing the weights associated to the scores.\n\nWe propose a new statistical translation system with a decoder entirely based on genetic algorithms. Genetic algorithms are bio-inspired optimization algorithms that simulate the natural process of evolution of species. They allow to handle a set of solutions through several iterations to converge towards optimal solutions. This work allows us to study the efficiency of the genetic algorithms for machine translation. The originality of our work is the proposition of two algorithms: a genetic algorithm\, called GAMaT\, as a decoder for a phrase-based machine translation system\, and a second genetic algorithm\, called GAWO\, for optimizing the weights of the log-linear function in order to use it as a fitness function for GAMaT. We propose also\, a neuronal approach to define a new fitness function for GAMaT. This approach consists in using a neural network to learn a function that combines several scores\, which evaluate different aspects of a translation hypothesis\, previously combined in the log-linear function\, and that predicts the BLEU score of this translation hypothesis.\n\nFirst\, we carry out a set of experiments to study the behavior of our genetic algorithms\, GAMaT and GAWO\, as well as the performances of the neural network to learn the prediction function of the BLEU score. Subsequently\, we evaluate the translation performance of our genetic translation system for two pairs of different languages (French-English and Turkish-English). GAMaT is evaluated using the two fitness functions\, namely GAWO for optimizing weights and the BLEU prediction function learned by the neural network. We compare also the performance of our system with those of reference systems in machine translation.\n\nThis work allowed us to propose a new machine translation system with a decoder entirely based on genetic algorithms. The output translations of the system compete with those of the reference systems\, despite the fact that the translation performance on the test sets is not better. The thesis proposes a comparative statistical analysis of the cases where each system gives better results than the two others\, where our system has gotten done better than the other systems in a large number of translations. We also studied the benefits and limitations of using genetic algorithms in a machine translation system\, while providing critical analysis and opportunities for improvement and adaptation of our work.
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