NCube/papyrus huggingface dataset:
Sequence-to-sequence learning for machine translation and automatic differentiation for machine learning software tools

Cette thèse regroupe des articles d'apprentissage automatique et s'articule autour de deux thématiques complémentaires.  D'une part, les trois premiers articles examinent l'application des réseaux de neurones artificiels aux problèmes du traitement automatique du langage naturel (TALN). Le premier article introduit une structure codificatrice-décodificatrice avec des réseaux de neurones récurrents pour traduire des segments de phrases de longueur variable. Le deuxième article analyse la performance de ces modèles de `traduction neuronale automatique' de manière qualitative et quantitative, tout en soulignant les difficultés posées par les phrases longues et les mots rares. Le troisième article s'adresse au traitement des mots rares et hors du vocabulaire commun en combinant des algorithmes de compression par dictionnaire et des réseaux de neurones récurrents.   D'autre part, la deuxième partie de cette thèse fait abstraction de modèles particuliers de réseaux de neurones afin d'aborder l'infrastructure logicielle nécessaire à leur définition et entraînement. Les infrastructures modernes d'apprentissage profond doivent avoir la capacité d'exécuter efficacement des programmes d'algèbre linéaire et par tableaux, tout en étant capable de différentiation automatique (DA) pour calculer des dérivées multiples. Le premier article aborde les défis généraux posés par la conciliation de ces deux objectifs et propose la solution d'une représentation intermédiaire fondée sur les graphes. Le deuxième article attaque le même problème d'une manière différente: en implémentant un code source par bande dans un langage de programmation dynamique par tableau (Python et NumPy).

Keyphrases: Aprentissage automatique, Différentiation automatique, Traduction automatique, Apprentissage profond, Traitement automatique du langage naturel, Réseaux de neurones
Apprendre à résoudre des analogies de forme

L'apprentissage analogique est un mécanisme qui permet le transfert de formes d'entrée (par exemple, des chaînes) vers des formes de sortie sans recourir à l'entrainement d'un modèle. Pour se faire, chaque analogie identifiée dans l'espace d'entrée impliquant la forme d'entrée à traiter donne lieu à une équation analogique dans l'espace de sortie dont la résolution mène à des solutions candidates. Puisque plusieurs analogies peuvent impliquer la forme d'entrée et que la résolution d'une équation génère plusieurs solutions, de nombreuses formes candidates sont typiquement produites parmi lesquelles il convient de filtrer.   Dans cette thèse, nous étudions deux solutions permettant de réduire le bruit généré par ce processus. La première consiste à apprendre à agréger les solutions candidates. Nous comparons à cet effet des classificateurs entraînés de manière supervisée à reconnaitre la solution attendue des autres solutions produites à des systèmes de reclassement d'hypothèses. La seconde solution met à profit l'apprentissage structuré pour apprendre à résoudre une équation analogique en générant moins de formes candidates, de manière à augmenter les chances de prédire en tête la solution attendue.   Nous montrons que les deux solutions permettent d'améliorer significativement les performances d'un système analogique, et ce sur plusieurs tâches de traduction.

Keyphrases: Apprentissage analogique, Prédiction structurée, Analogie formelle, Réordonnacement
Étude algorithmique et combinatoire de la méthode de Kemeny-Young et du consensus de classements

Une permutation est une liste qui ordonne des objets ou des candidats en fonction d’une préférence ou d’un critère. Des exemples sont les résultats d’un moteur de recherche sur l’internet, des classements d’athlètes, des listes de gènes liés à une maladie données par des méthodes de prédiction ou simplement des préférences d’activités à faire pour la pro- chaine fin de semaine. On peut être intéressé à agréger plusieurs permutations pour en obtenir une permutation consensus. Ce problème est bien connu en science politique et plusieurs méthodes existent pour agréger des permutations, chacune ayant ses propriétés mathématiques. Parmi ces méthodes, la méthode de Kemeny-Young, aussi nommée la médiane de permutations, permet de trouver un consensus qui minimise la somme des distances entre ce consensus et l’ensemble de permutations. Cette méthode détient plu- sieurs propriétés désirables. Par contre, elle est difficile à calculer, ouvrant par ce fait, la voie à de nombreux travaux de recherche. Une généralisation de ce problème permet de considérer les classements qui contiennent des égalités entre les objets classés et qui peuvent être incomplets en ne considérant qu’un sous-ensemble d’objets. Dans cette thèse nous étudions la méthode de Kemeny-Young sous différents aspects : — Premièrement, une réduction d’espace de recherche est proposée. Elle permet d’améliorer les temps de calcul d’approches exactes pour le problème. — Deuxièmement, une heuristique bien paramétrée est développée et sert par le gui- dage d’un algorithme exact branch-and-bound. Cet algorithme utilise aussi une nouvelle réduction d’espace. — Troisièmement, le cas particulier du problème sur trois permutations est investigué. Une réduction d’espace de recherche basée sur les graphes est proposée pour ce cas, suivi d’une borne inférieure très stricte. Deux conjectures sont émises et font le lien entre ce cas et le problème du 3-Hitting Set. — Finalement, une généralisation du problème est proposée et permet d’étendre nos travaux de réduction d’espace de recherche à l’agrégation de classements.

Keyphrases: méthode de Kemeny-Young, médiane de permutations, règle de Kemeny, distance de Kendall-tau, agrégation de classements, votes préférentiels, système de vote, classements, permutations, optimisation, algorithmes, permutations
Metamodel co-evolution with related model-driven engineering artifacts : a multi-objective search framework

Les produits logiciels sont, en général, évolués en introduisant des changements continus. Les tâches d’évolution et de maintenance sont fastidieuses et longues. Évidemment, il y a un besoin pour trouver de meilleures façons de faire évoluer les systèmes de logiciels. De la même manière que le code source, la conception est amenée à évoluer au fil du temps, en raison des changements des exigences et des contraintes techniques. Dans le développement dirigée par les modèles, l’évolution des métamodèles peut briser les relations avec les artefacts dépendants tels que les modèles, les règles de transformation et les contraintes OCL. Alors que plusieurs études de coévolution sont proposées, la plupart d’entre elles fournissent un support manuel ou semi-automatisé baser sur des modèles prédéfinis de scénarios d’évolution. En plus d’être prédéfinis, ces modèles sont spécifiques à l’artefact à coévoluer avec le métamodèle. L’objectif principal de notre recherche est de proposer un cadre de recherche générique qui automatise la dérivation de stratégies de coévolution sans utiliser de modèles prédéfinis pour des changements de métamodèles ou des types d’artefacts spécifiques. Pour qu’un artefact coévolue, le but est de produire une nouvelle version conforme à la nouvelle version du métamodèle. À cette fin, nous considérons la coévolution comme un problème d’optimisation multi-objectif. La recherche des solutions est guidée par trois objectifs, qui visent à minimiser la violation de la structure du métamodèle révisé, le nombre de modifications appliquées à l’artefact initial et la perte d’informations. Ensuite, le cadre recommande un sous-ensemble approprié de solutions de coévolution, avec la possibilité d’intégrer l’utilisateur dans la boucle pour fournir des commentaires et mettre à jour les modifications recommandées. Nous avons validé notre cadre générique en utilisant trois cas de coévolution de métamodèles, des modèles, des règles de transformation et des contraintes OCL, sur des ensembles de données réelles. Les résultats de l’évaluation montrent que notre approche est efficace en termes d’exactitude, et d’utilité par rapport aux approches de coévolution les plus récentes.

Keyphrases: Evolution des logiciels, Ingénierie dirigée par les modèles, Optimisation multi-objectif
From examples to knowledge in model-driven engineering : a holistic and pragmatic approach

Le Model-Driven Engineering (MDE) est une approche de développement logiciel qui propose d’élever le niveau d’abstraction des langages afin de déplacer l’effort de conception et de compréhension depuis le point de vue des programmeurs vers celui des décideurs du logiciel. Cependant, la manipulation de ces représentations abstraites, ou modèles, est devenue tellement complexe que les moyens traditionnels ne suffisent plus à automatiser les différentes tâches. De son côté, le Search-Based Software Engineering (SBSE) propose de reformuler l’automatisation des tâches du MDE comme des problèmes d’optimisation. Une fois reformulé, la résolution du problème sera effectuée par des algorithmes métaheuristiques. Face à la pléthore d’études sur le sujet, le pouvoir d’automatisation du SBSE n’est plus à démontrer. C’est en s’appuyant sur ce constat que la communauté du Example-Based MDE (EBMDE) a commencé à utiliser des exemples d’application pour alimenter la reformulation SBSE du problème d’apprentissage de tâche MDE. Dans ce contexte, la concordance de la sortie des solutions avec les exemples devient un baromètre efficace pour évaluer l’aptitude d’une solution à résoudre une tâche. Cette mesure a prouvé être un objectif sémantique de choix pour guider la recherche métaheuristique de solutions. Cependant, s’il est communément admis que la représentativité des exemples a un impact sur la généralisabilité des solutions, l'étude de cet impact souffre d’un manque de considération flagrant. Dans cette thèse, nous proposons une formulation globale du processus d'apprentissage dans un contexte MDE incluant une méthodologie complète pour caractériser et évaluer la relation qui existe entre la généralisabilité des solutions et deux propriétés importantes des exemples, leur taille et leur couverture. Nous effectuons l’analyse empirique de ces deux propriétés et nous proposons un plan détaillé pour une analyse plus approfondie du concept de représentativité, ou d’autres représentativités.

Keyphrases: Software engineering, Model-driven engineering, Génie logiciel, Apprentissage machine, Intelligence artificielle, Génie logiciel expérimental, Apprentissage à partir d'exemples
Lagrangian-based methods for single and multi-layer multicommodity capacitated network design

Le problème de conception de réseau avec coûts fixes et capacités (MCFND) et le problème de conception de réseau multicouches (MLND) sont parmi les problèmes de conception de réseau les plus importants. Dans le problème MCFND monocouche, plusieurs produits doivent être acheminés entre des paires origine-destination différentes d’un réseau potentiel donné. Des liaisons doivent être ouvertes pour acheminer les produits, chaque liaison ayant une capacité donnée. Le problème est de trouver la conception du réseau à coût minimum de sorte que les demandes soient satisfaites et que les capacités soient respectées. Dans le problème MLND, il existe plusieurs réseaux potentiels, chacun correspondant à une couche donnée. Dans chaque couche, les demandes pour un ensemble de produits doivent être satisfaites. Pour ouvrir un lien dans une couche particulière, une chaîne de liens de support dans une autre couche doit être ouverte. Nous abordons le problème de conception de réseau multiproduits multicouches à flot unique avec coûts fixes et capacités (MSMCFND), où les produits doivent être acheminés uniquement dans l’une des couches. Les algorithmes basés sur la relaxation lagrangienne sont l’une des méthodes de résolution les plus efficaces pour résoudre les problèmes de conception de réseau. Nous présentons de nouvelles relaxations à base de noeuds, où le sous-problème résultant se décompose par noeud. Nous montrons que la décomposition lagrangienne améliore significativement les limites des relaxations traditionnelles. Les problèmes de conception du réseau ont été étudiés dans la littérature. Cependant, ces dernières années, des applications intéressantes des problèmes MLND sont apparues, qui ne sont pas couvertes dans ces études. Nous présentons un examen des problèmes de MLND et proposons une formulation générale pour le MLND. Nous proposons également une formulation générale et une méthodologie de relaxation lagrangienne efficace pour le problème MMCFND. La méthode est compétitive avec un logiciel commercial de programmation en nombres entiers, et donne généralement de meilleurs résultats.

Keyphrases: Conception de réseau, Relaxation lagrangienne, Méthode de sousgradient, Méthode de faisceaux, Programmation en nombres entiers
The architectural nature of the illustrated books of Iliazd : (Ilia Zdanevich, 1894-1975)

Cette thèse propose l’application de la conception de la promenade architecturale à une sélection de quatre livres qui ont été conçus et produits par Iliazd (Ilia Zdanevitch, 1894-1975, né à Tiflis, en la Géorgie). Les quatre livres sont Pismo (1948), Poésie de mots inconnus (1949), Chevaux de minuit (1956), et Le Courtisan grotesque (1974). Toutes les éditions d’Iliazd avaient des structures soigneusement conçues et aussi des intégrations de textes imprimés et d’éléments gravés, au contraire des designs génériques de ses contemporains, mais chacun de ces quatre livres présentent aussi des variations successives de pliages atypiques. Les structures expérimentales de ces livres demandent considération comme des constructions architecturales, qui a été reconnue par les spécialistes. Les architectoniques complexes des livres exigent un vocabulaire critique du genre suggéré par la promenade architecturale de Le Corbusier, qui a été proposée comme la base pour les structures de ses bâtiments. En effet, la promenade architecturale affirme une chaîne d’événements qui dirige l’explorateur de ses édifices aux pointes de perspective successives, lesquelles présentent des vues internes et externes pendant l’ascension de l’entrée jusqu’au toit.   Flora Samuel a écrit une monographie (The Elements of Le Corbusier’s Architectural Promenade, 2010), dans laquelle elle propose cinq étapes pour la promenade. Des modifications de ses étapes sont utilisées par cette étude, altérées pour la transition d’un bâtiment à un livre. Ces étapes, dont certaines sont descriptives et certaines analytiques, tant qu’elles soient présentées comme l’expérience probable d’un spectateur général, sont basées sur ma connaissance personnelle de tous les détails des structures de ces livres. Ces structures complexes, même fascinantes, ne sont pas le but, mais plutôt le soutien habilitant d’une expérience esthétique individuelle. Cette étude affirme que la promenade architecturale illumine l’expérience de la conception unique d’Iliazd du livre illustré, permettant une appréciation sans précédent de leur complexité.

Keyphrases: Promenade architecturale, Le Corbusier (Charles-Édouard Jeanneret), 1887-1965, Pismo (1948), Poésie de mots inconnus (1949), Chevaux de minuit (1956), Le Courtisan grotesque (1974), Édition illustrée de luxe, Livre d’artiste, Architectural promenade
Montréal fantasmagorique : illuminations monumentales et récits de ville au début du XXIe siècle

Dans cette thèse de doctorat, des illuminations monumentales qui participent à mettre en scène l’espace urbain – éclairage architectural, projection vidéo architecturale (mapping), écran de diodes électroluminescentes et autres dispositifs lumineux – sont approchées comme une incarnation des mythes, des valeurs et des désirs qui circulent au sein des villes où elles s’inscrivent. La fantasmagorie, comprise à la fois comme une pratique et comme une notion théorique, est mobilisée pour étudier les illusions visuelles produites par ces interventions esthétiques, ainsi que le lien qu’elles entretiennent avec la marchandisation de la ville. La recherche exploite donc la référence du terme fantasmagorie à des spectacles de lanternes magiques, populaires au tournant du XIXe siècle, lors desquels des spectres semblaient s’élancer vers le public et son usage métaphorique dans les écrits tardifs de Walter Benjamin, où il désigne désormais l’éclat propre à la modernité urbaine, l’expression sensible de l’économie dans la culture. L’analyse se développe à partir de trois cas situés à Montréal : le plan lumière du Quartier des spectacles, le parcours de projections vidéo Cité Mémoire et la mise en lumière du pont Jacques-Cartier, Connexions vivantes. Chacun d’eux permet de mieux comprendre le rôle dévolu à la créativité numérique dans la stratégie de rayonnement international de Montréal, de même que la façon dont les illuminations monumentales peuvent conférer une visibilité à des discours comme ceux portant sur la « métropole culturelle » et la « ville intelligente et numérique ». Ces études de cas sont de plus l’occasion de préciser certaines caractéristiques des fantasmagories contemporaines, qui se présentent comme un désir d’environnement total, une vision fantasmée de la pacification des rapports sociaux et une réification de la technique.

Keyphrases: Montréal, Quartier des spectacles, Cité Mémoire, Connexions vivantes, lumière, éclairage urbain, image de la ville, Walter Benjamin, réenchantement, fantasmagorie
La surprise partagée au cinéma : contours d’une poétique

Cette thèse porte sur ce qu’on a choisi d’appeler la « surprise partagée ». Cette modalité poétique singulière concerne les surprises dont la mise en œuvre est partiellement « partagée » avec le spectateur. Il faut entendre « partager » au sens de « donner une part » : il s’agit d’offrir une invitation dans les coulisses de la fiction, pour ensuite partager non seulement la surprise à venir, mais surtout le plaisir pris à son invention et à sa mise en scène.   Partant du fait que toute surprise, en instaurant une rupture, entraîne une reconfiguration du regard porté sur le monde – qu’il soit fictionnel ou non –, on se demandera si la surprise partagée provoquerait également une reconfiguration des règles sur lesquelles reposait la feinte fictionnelle. Inviterait-elle à apprécier les péripéties et les rebondissements avec un regard différent, peut-être un regard oblique, se situant à la fois face à la représentation – jouant le jeu – et dans ses marges – complice de ses artifices ?    S’inscrivant dans le champ poétique, cette recherche conduira à observer les effets de la surprise non plus uniquement comme une rupture au sein d’une intrigue, mais comme un événement inopiné affectant la feinte qui était en place ainsi que l’image filmique sur laquelle elle repose. Par des analyses organisées autour de différents marqueurs d’artificialité (« romanesque », « théâtral », « spectaculaire cinématographique ») ce sera l’occasion d’observer comment la « surprise partagée » vient problématiser les relations entre la vraisemblance et l’invraisemblance, entre l’illusion et l’artifice, ou encore, entre le croyable et l’incroyable. L’objet de la surprise se loge-t-il dans l’idéal d’un personnage, dans une représentation adjacente, ou tout simplement dans la réalité ? Implique-t-il une modalité d’adhésion singulière à la fiction ? Il s’agit de questions qui apparaîtront au fil des analyses et qui permettront de mieux cerner autant cette surprise qui s’annonce de manière complice que ses effets sur le jeu fictionnel.   En analysant la part d’artificialité des œuvres à partir du sens large de « romanesque », « théâtral » et « spectaculaire », on se proposera d’observer comment l’art poétique peut inviter à adopter certaines manières d’être au monde, certaines attitudes face à celui-ci. Inversement, il sera aussi question d’observer comment ces manières d’être au monde peuvent, à leur tour, médiatiser des œuvres poétiques : mobiliser le romanesque comme attitude, ou encore placer le théâtral au cœur même de la représentation. Alors que le « romanesque » et le « théâtral » ont souvent un sens péjoratif, indiquant la folie, le délire, ou encore, des comportements excessifs et peu naturels, on avancera que ces deux attitudes n’éloignent pas pour autant de la réalité et qu’elles peuvent même être le gage d’une attention soutenue au réel, d’une attention hospitalière à ses surprises.

Keyphrases: Surprise, Cinéma, Fiction, Romanesque, Théâtral
Ottawa, Brasília, Astana : the invention of capital cities in Canada, Brazil, and Kazakhstan (1850-2000)

Cette thèse a pour objectif d'étudier le processus de construction matérielle et symbolique des villes capitales nouvellement établies et relocalisées au Brésil, au Canada et au Kazakhstan du milieu du XIXe siècle jusqu'à la fin du XXe siècle. La thèse adopte une approche comparative fondée sur des perspectives issues de l'histoire culturelle et politique, de l'histoire architecturale et de l'urbanisme. L’enquête porte sur l’exploration de ce que l’on soutient être trois phases sine qua non de la construction des villes capitales en question : a) les activités législatives et exécutives visant à choisir la localisation de leurs (nouveaux) sites ; (b) la conception et la construction des édifices gouvernementaux ou des districts représentant l'État dans ces nouveaux sites du gouvernement ; et c) les cérémonies d’inauguration des nouvelles villes capitales en tant que grands événements parrainés par l’État et visant à promouvoir les nouveaux lieux de pouvoir politique. L’exploration de ces trois moments historiques permet non seulement de saisir efficacement la différence entre les villes capitales et d’autres types de villes, mais fournit également un angle avantageux pour explorer les liens entre l’État et l’urbanité qui interagissent et co-construisent les espaces des villes capitales contemporaines. A travers l’analyse des trois phases mentionnées ci-dessus, nous proposons de repenser les projets intellectuels et politiques des élites et des individus engagés dans l'élaboration d’Astana, de Brasília et d’Ottawa, afin de comprendre comment leurs aspirations et leurs projets ont été transposés dans la matérialité des villes qu’ils ont inventées. Les études antérieures ont examiné les villes capitales comme des retombées du développement des États-nations ou des empires en les considérant de manière isolée, ou elles ont abordé la signification symbolique des villes capitales à travers une étude de leurs formes géographiques, architecturales ou urbaines. L'ambition de cette thèse est de montrer que l'émergence d'au moins trois villes capitales contemporaines découle de relations complexes et croisées entre les anciens empires et les États-nations actuels, ce dont témoigne l'exclusion de certaines groupes sociaux qui ne cadraient pas avec les représentations officielles de l'identité nationale que les élites politiques ont cherché à promouvoir dans l'espace de ces villes capitales.

Keyphrases: Astana, Ottawa, Brasília, Ville capitale, Histoire des États-nations