NCube/papyrus huggingface dataset:
Modèle de mélange gaussien à effets superposés pour l’identification de sous-types de schizophrénie

Ce travail s’inscrit dans l’effort de recherche ayant pour but d’identifier des sous-types de schizophrénie à travers des données de connectivité cérébrale tirées de l’imagerie par résonance magnétique fonctionelle. Des techniques de regroupement en grappes, dont l’algorithme Espérance-Maximisation (EM) pour l’estimation des paramètres de modèles de mé- lange gaussien, ont été utilisées sur des données de ce type dans des recherches précédentes. Cette approche capture des effets de processus cérébraux normaux qui sont sans intérêt pour l’identification de sous-types maladifs. Dans le présent travail, les données de la population des individus témoins (non-atteints de la maladie) sont modélisées par un mélange fini de densités gaussiennes. Chaque densité représente un sous-type supposé de fonctionnement cé- rébral normal. Une nouvelle modélisation est proposée pour les données de la population des individus atteints : un mélange de densités gaussiennes où chaque densité a une moyenne correspondant à la somme d’un état normal et d’un état maladif. Il s’agit donc d’un modèle de mélange gaussien dans lequel se superposent des sous-types de fonctionnement cérébral normal et des sous-types de maladie. On présuppose que les processus normaux et maladifs sont additifs et l’objectif est d’isoler et d’estimer les effets maladifs. Un algorithme de type EM spécifiquement conçu pour ce modèle est développé. Nous disposons en outre de données de connectivité cérébrale de 242 individus témoins et 242 patients diagnostiqués schizophrènes. Des résultats de l’utilisation de cet algorithme sur ces données sont rapportés.

Keyphrases: mélange gaussien, schizophrénie, regroupement en grappes, effets superposés
La famille exceptionnelle des algèbres à couture

Ce mémoire étudie la théorie de la représentation des algèbres de Temperley-Lieb à couture Bn,k (β) et plus particulièrement la famille exceptionnelle des algèbres à couture Bn,l (β). Les algèbres à couture sont paramétrées par deux entiers positifs et un paramètre complexe q ∈ ℂˣ tel que β = q + q⁻¹. La famille Bn,l (β) fait intervenir un entier positif l satisfaisant q²ˡ = 1. Les algèbres à couture ont été introduites par Morin-Duchesne, Rasmussen et Ridout et elles ont été étudiés par Langlois-Rémillard et Saint-Aubin lorsqu'elles ne font pas partie d'une certaine famille dite exceptionnelle. Il a été souligné par Morin-Duchesne, Rasmussen et Ridout que la famille manquante nécessiterait probablement une analyse particulière. Ce mémoire a comme objectif d'introduire des outils servant au traitement de la famille manquante. Plus particulièrement, en réinterprétant les relations définissant les algèbres à couture, l'algèbre Bn,l (β) est identifiée à un quotient de l'algèbre à une frontière par un idéal nilpotent engendré par un élément généralisant les projecteurs de Wenzl-Jones.

Keyphrases: Théorie de la représentation, Algèbres cellulaires, Algèbres de Temperley-Lieb à une frontière, Algèbres à couture, Projecteurs de Wenzl-Jones
Croisements de lignes de flot entre fonctions de Morse et décomposition en cône itéré

Ce mémoire présente une nouvelle méthode d’étudier des fonctions de Morse sur une variété compacte. Plus précisément, les croisements entre les lignes de flot de pseudo-gradients associés à des fonctions de Morse permettent de définir géométriquement des morphismes entre les complexes de Morse, morphismes qui ne peuvent généralement pas être obtenus par une homotopie. Cette nouvelle classe de morphismes mène à la définition d’une catégorie triangulée. La question centrale est de savoir si tout objet de cette catégorie est décomposable en cône itéré de fonctions de Morse parfaites. En effet, une telle décomposition simplifierait l’étude de la dynamique d’une fonction de Morse en l’interprétant plutôt comme plusieurs fonctions parfaites. Une seconde question d’importance porte sur une condition de généricité globale à laquelle est soumise cette catégorie triangulée. Nous étudions la possibilité de s’en soustraire en proposant une méthode de déformations des fonctions de Morse.

Keyphrases: Théorie de Morse, Homologie de Morse, Catégorie triangulée, Décomposition en cône itéré, Fonctions de Morse en position générique
Code-switching : language of bilingual children and what it can reveal about multiple language use

Le code-switch et les emprunts sont tous les deux des phénomènes linguistiques très courants parmi les communautés multilingues. Malgré le fait qu’il y ait eu beaucoup de recherche à propos de ces phénomènes, il existe deux aspects qui n’ont pas été explorés de manière satisfaisante. Premièrement, la distinction exacte entre le code-switch et l’emprunt, et, deuxièmement, le code-switch parmi les enfants.  Plusieurs chercheurs proposent que la différence entre le code-switch et l’emprunt existe dans la phonologie : les emprunts d’une langue à une autre subissent des assimilations phonologiques selon la langue de cible. Si celle-ci est une distinction nécessaire des emprunts, cela ne veut pas dire qu’il est suffisant pour les distinguer du code-switch. Ceci amène plusieurs chercheurs à postuler que la différence cruciale entre le code-switch et l’emprunt est que ce premier est soumis à un ensemble de contraintes. Toutefois, la nature de ces contraintes varie beaucoup parmi les théories.   Le code-switch dans les locuteurs bilingues jeunes est un outil idéal pour tester la validité des théories proposées : plusieurs chercheurs proposent qu’il existe un aspect développemental de ces contraintes, qui informe de manière importante sur la nature de l’acquisition du langage bilingue.  La cible de ce travail est de répondre à deux questions cruciales. Tout d’abord, s’il existe bel et bien un aspect développemental des contraintes concernant le code-switch, et, deuxièmement, comment le code-switch des enfants peut informer sur l’usage de langues multiples, particulièrement concernant l’acquisition du langage bilingue.

Keyphrases: code-switch, Bilinguisme, Acquisition du langage, Emprunt, Contrainte
Le point sur l’avantage cognitif du bilinguisme : deux langues, deux mesures

Le présent mémoire vise à éclaircir la question de l’avantage du bilinguisme sur les cognitions. Une revue de la littérature s’impose afin de départager si le fait de parler plus d’une langue entraîne ou non un quelconque avantage cognitif pouvant se généraliser ailleurs que dans la fonction langagière. Ce travail nécessitera une redéfinition exhaustive et moderne des concepts du bilinguisme et des fonctions exécutives comme objet de recherche de manière à cibler les aspects comportementaux, cognitifs et neurologiques en jeu dans la pluralité linguistique.

Keyphrases: bilinguisme, fonctions exécutives, cognition, plasticité cérébrale
Relations entre le fonctionnement cognitif précoce et le devenir fonctionnel à court terme des patients atteints d'un traumatisme craniocérébral

Contexte. Il existe actuellement peu de littérature sur les atteintes cognitives précoces suite à un traumatisme craniocérébral (TCC). L’objectif de l’étude était de mesurer le fonctionnement cognitif précoce de patients ayant subi un TCC à l’aide de la Batterie d’Efficience Cognitive (B.E.C. 96) et de prédire leur devenir fonctionnel à court terme. Méthode. Un total de 123 participants adultes a été recruté (n=73 TCC; n=50 orthopédiques/traumatiques). La cognition a été évaluée avec la B.E.C. 96 tandis que le devenir fonctionnel des patients avec un TCC a été mesuré à l’aide du Glasgow Outcome Scale – Extended (GOS-E), de la durée du séjour et de la destination au congé. Résultats. Des différences significatives ont été observées entre les deux groupes aux épreuves de Fluence verbale, de Rappels et de Dénomination. L’âge et la scolarité prédisent le score total à la B.E.C. 96. Les épreuves de Manipulation mentale, de Problèmes et de Fluence verbale se sont révélées corrélées au GOS-E. Quant à la durée du séjour, elle est significativement liée aux épreuves de Manipulation mentale, d’Orientation et de Problèmes ainsi qu’au total. Enfin, à l’exception de Dénomination, toutes les épreuves de la B.E.C. 96 y compris le total se sont révélées des prédicteurs significatifs de la destination au congé. Conclusions. L’utilisation de la B.E.C. 96 semble cliniquement utile afin de dépister certains troubles cognitifs liés au TCC et est certainement utile pour déterminer leur pronostic à court terme. D’autres études à plus grande portée sont toutefois nécessaires pour valider cet outil dans un tel contexte.

Keyphrases: Traumatisme craniocérébral, Soins aigus, Batterie d'Efficience Cognitive (B.E.C. 96), Cognition, Devenir fonctionnel, Durée du séjour, Destination au congé, Neuropsychologie clinique
Towards using fluctuations in internal quality metrics to find design intents

Le contrôle de version est la pierre angulaire des processus de développement de logiciels modernes. Tout en construisant des logiciels de plus en plus complexes, les développeurs doivent comprendre des sous-systèmes de code source qui leur sont peu familier. Alors que la compréhension de la logique d'un code étranger est relativement simple, la compréhension de sa conception et de sa genèse est plus compliquée. Elle n'est souvent possible que par les descriptions des révisions et de la documentation du projet qui sont dispersées et peu fiables -- quand elles existent.  Ainsi, les développeurs ont besoin d'une base de référence fiable et pertinente pour comprendre l'historique des projets logiciels. Dans cette thèse, nous faisons les premiers pas vers la compréhension des motifs de changement dans les historiques de révision. Nous étudions les changements prenant place dans les métriques logicielles durant l'évolution d'un projet.  Au travers de multiples études exploratoires, nous réalisons des expériences quantitatives et qualitatives sur plusieurs jeux de données extraits à partir d'un ensemble de 13 projets. Nous extrayons les changements dans les métriques logicielles de chaque commit et construisons un jeu de donnée annoté manuellement comme vérité de base.  Nous avons identifié plusieurs catégories en analysant ces changements. Un motif en particulier nommé "compromis", dans lequel certaines métriques peuvent s'améliorer au détriment d'autres, s'est avéré être un indicateur prometteur de changements liés à la conception -- dans certains cas, il laisse également entrevoir une intention de conception consciente de la part des auteurs des changements. Pour démontrer les observations de nos études exploratoires, nous construisons un modèle général pour identifier l'application d'un ensemble bien connu de principes de conception dans de nouveaux projets.  Nos résultats suggèrent que les fluctuations de métriques ont le potentiel d'être des indicateurs pertinents pour gagner des aperçus macroscopiques sur l'évolution de la conception dans l'historique de développement d'un projet.

Keyphrases: Maintenance du logiciel, Conception du logiciel, Historique des versions, Mesure du logiciel, Réusinage
Assessing the robustness of genetic codes and genomes

Deux approches principales existent pour évaluer la robustesse des codes génétiques et des séquences de codage. L'approche statistique est basée sur des estimations empiriques de probabilité calculées à partir d'échantillons aléatoires de permutations représentant les affectations d'acides aminés aux codons, alors que l'approche basée sur l'optimisation repose sur le pourcentage d’optimisation, généralement calculé en utilisant des métaheuristiques. Nous proposons une méthode basée sur les deux premiers moments de la distribution des valeurs de robustesse pour tous les codes génétiques possibles. En se basant sur une instance polynomiale du Problème d'Affectation Quadratique, nous proposons un algorithme vorace exact pour trouver la valeur minimale de la robustesse génomique. Pour réduire le nombre d'opérations de calcul des scores et de la borne supérieure de Cantelli, nous avons développé des méthodes basées sur la structure de voisinage du code génétique et sur la comparaison par paires des codes génétiques, entre autres. Pour calculer la robustesse des codes génétiques naturels et des génomes procaryotes, nous avons choisi 23 codes génétiques naturels, 235 propriétés d'acides aminés, ainsi que 324 procaryotes thermophiles et 418 procaryotes non thermophiles. Parmi nos résultats, nous avons constaté que bien que le code génétique standard soit plus robuste que la plupart des codes génétiques, certains codes génétiques mitochondriaux et nucléaires sont plus robustes que le code standard aux troisièmes et premières positions des codons, respectivement. Nous avons observé que l'utilisation des codons synonymes tend à être fortement optimisée pour amortir l'impact des changements d'une seule base, principalement chez les procaryotes thermophiles.

Keyphrases: Thermophiles, Problème d'affectation quadratique, Borne supérieure de Cantelli, Modèles linéaires généralisés mixtes, Code génétique, Hydrophobicité, Thermophiles, Biais d'utilisation des codons
Vérification des patrons temporels d’utilisation d’API sans exécution du code : une approche et un outil

La réutilisation est une pratique courante lors du développement de logiciel. Bien souvent, cette réutilisation se fait à travers l’utilisation des librairies. Cette dernière met ses fonctionnalités à disposition des développeurs en utilisant les Interfaces de Programmation d’Application (API). En théorie, les développeurs qui utilisent les API n’ont pas forcément besoin de se préoccuper de comment les éléments internes de cette API fonctionnent. En effet, les API mettent leurs fonctionnalités à disposition des développeurs sans forcément dévoiler ce qui se passe à l’interne. Cependant, pour utiliser correctement une API il est nécessaire de respecter des contraintes d’utilisation qui sont à la fois implicites et explicites ainsi que des modèles d’utilisation. L’usage des librairies et des API est très commun dans le domaine du développement de logiciel. Cela permet aux développeurs d’utiliser les fonctionnalités proposées par l’API et ainsi de se concentrer directement sur la tâche qu’ils doivent effectuer. Toutefois, apprendre et se familiariser avec les contraintes d’usage des API sont des tâches ardues et exigent un effort cognitif considérable de la part du développeur. Les chercheurs ont tenté de corriger ce problème en étudiant les modèles d’utilisation et en analysant les traces d’utilisation de code client pour s’assurer de leurs conformités. Néanmoins, les analyses dynamiques ne sont pas possibles pendant les phases précoces de développement du logiciel, car cela requiert une implémentation minimum et l’exécution du code. Nous proposons l’outil Temporal Usage PAttern Checker (Tupac). Une approche basée sur l’analyse statique interprocédural pour vérifier la conformité du code client aux modèles d’utilisation pendant la phase de développement. Tupac peut être déployé dans un envi- ronnement de développement (IDE) et ainsi fournir des informations relatives à l’utilisation des API plus tôt pendant la phase de développement du logiciel. Nous avons évalué notre approche sur quatre projets Java avec quatre API. Les résultats ont démontré que Tupac a une bonne précision et un taux de rappel intéressant. De plus, nous avons pu conclure qu’en moyenne cela prend une demi-seconde pour vérifier la confor- mité d’un patron pour un projet tout entier. Cela démontre que Tupac peut être déployé dans un rythme de codage régulier.

Keyphrases: Patron d’utilisation d’API, Analyse statique, Vérification de modèles
A rolling horizon approach for the locomotive routing problem at the Canadian National Railway Company

Cette thèse étudie le problème du routage des locomotives qui se pose à la Compagnie des chemins de fer nationaux du Canada (CN) - le plus grand chemin de fer au Canada en termes de revenus et de taille physique de son réseau ferroviaire. Le problème vise à déterminer la séquence des activités de chaque locomotive sur un horizon de planification donné. Dans ce contexte, il faut prendre des décisions liées à l'affectation de locomotives aux trains planifiés en tenant compte des besoins d'entretien des locomotives. D’autres décisions traitant l'envoi de locomotives aux gares par mouvements à vide, les déplacements légers (sans tirer des wagons) et la location de locomotives tierces doivent également être prises en compte. Sur la base d'une formulation de programmation en nombres entiers et d'un réseau espace-temps présentés dans la littérature, nous introduisons une approche par horizon roulant pour trouver des solutions sous-optimales de ce problème dans un temps de calcul acceptable. Une formulation mathématique et un réseau espace-temps issus de la littérature sont adaptés à notre problème. Nous introduisons un nouveau type d'arcs pour le réseau et de nouvelles contraintes pour le modèle pour faire face aux problèmes qui se posent lors de la division de l'horizon de planification en plus petits morceaux. Les expériences numériques sur des instances réelles montrent les avantages et les inconvénients de notre algorithme par rapport à une approche exacte.

Keyphrases: Problème du Routage des Locomotives, Approche par Horizon Roulant
The multilevel critical node problem : theoretical intractability and a curriculum learning approach

Évaluer la vulnérabilité des réseaux est un enjeu de plus en plus critique. Dans ce mémoire, nous nous penchons sur une approche étudiant la défense d’infrastructures stratégiques contre des attaques malveillantes au travers de problèmes d'optimisations multiniveaux. Plus particulièrement, nous analysons un jeu séquentiel en trois étapes appelé le « Multilevel Critical Node problem » (MCN). Ce jeu voit deux joueurs s'opposer sur un graphe: un attaquant et un défenseur. Le défenseur commence par empêcher préventivement que certains nœuds soient attaqués durant une phase de vaccination. Ensuite, l’attaquant infecte un sous ensemble des nœuds non vaccinés. Finalement, le défenseur réagit avec une stratégie de protection. Dans ce mémoire, nous fournissons les premiers résultats de complexité pour MCN ainsi que ceux de ses sous-jeux. De plus, en considérant les différents cas de graphes unitaires, pondérés ou orientés, nous clarifions la manière dont la complexité de ces problèmes varie. Nos résultats contribuent à élargir les familles de problèmes connus pour être complets pour les classes NP, $\Sigma_2^p$ et $\Sigma_3^p$.  Motivés par l’insolubilité intrinsèque de MCN, nous concevons ensuite une heuristique efficace pour le jeu. Nous nous appuyons sur les approches récentes cherchant à apprendre des heuristiques pour des problèmes d’optimisation combinatoire en utilisant l’apprentissage par renforcement et les réseaux de neurones graphiques. Contrairement aux précédents travaux, nous nous intéressons aux situations dans lesquelles de multiples joueurs prennent des décisions de manière séquentielle. En les inscrivant au sein du formalisme d’apprentissage multiagent, nous concevons un algorithme apprenant à résoudre des problèmes d’optimisation combinatoire multiniveaux budgétés opposant deux joueurs dans un jeu à somme nulle sur un graphe. Notre méthode est basée sur un simple curriculum : si un agent sait estimer la valeur d’une instance du problème ayant un budget au plus B, alors résoudre une instance avec budget B+1 peut être fait en temps polynomial quelque soit la direction d’optimisation en regardant la valeur de tous les prochains états possibles. Ainsi, dans une approche ascendante, nous entraînons notre agent sur des jeux de données d’instances résolues heuristiquement avec des budgets de plus en plus grands. Nous rapportons des résultats quasi optimaux sur des graphes de tailles au plus 100 et un temps de résolution divisé par 185 en moyenne comparé au meilleur solutionneur exact pour le MCN.

Keyphrases: Optimisation Combinatoire, Optimisation Multiniveaux, Théorie de la Complexité, Hiérarchie Polynomiale, Apprentissage par Renforcement, Apprentissage Multiagent, Réseaux de Neurones Graphiques
On learning and generalization in unstructured taskspaces

L'apprentissage robotique est incroyablement prometteur pour l'intelligence artificielle incarnée, avec un apprentissage par renforcement apparemment parfait pour les robots du futur: apprendre de l'expérience, s'adapter à la volée et généraliser à des scénarios invisibles.  Cependant, notre réalité actuelle nécessite de grandes quantités de données pour former la plus simple des politiques d'apprentissage par renforcement robotique, ce qui a suscité un regain d'intérêt de la formation entièrement dans des simulateurs de physique efficaces. Le but étant l'intelligence incorporée, les politiques formées à la simulation sont transférées sur du matériel réel pour évaluation; cependant, comme aucune simulation n'est un modèle parfait du monde réel, les politiques transférées se heurtent à l'écart de transfert sim2real: les erreurs se sont produites lors du déplacement des politiques des simulateurs vers le monde réel en raison d'effets non modélisés dans des modèles physiques inexacts et approximatifs.  La randomisation de domaine - l'idée de randomiser tous les paramètres physiques dans un simulateur, forçant une politique à être robuste aux changements de distribution - s'est avérée utile pour transférer des politiques d'apprentissage par renforcement sur de vrais robots. En pratique, cependant, la méthode implique un processus difficile, d'essais et d'erreurs, montrant une grande variance à la fois en termes de convergence et de performances. Nous introduisons Active Domain Randomization, un algorithme qui implique l'apprentissage du curriculum dans des espaces de tâches non structurés (espaces de tâches où une notion de difficulté - tâches intuitivement faciles ou difficiles - n'est pas facilement disponible). La randomisation de domaine active montre de bonnes performances sur le pourrait utiliser zero shot sur de vrais robots. La thèse introduit également d'autres variantes de l'algorithme, dont une qui permet d'incorporer un a priori de sécurité et une qui s'applique au domaine de l'apprentissage par méta-renforcement. Nous analysons également l'apprentissage du curriculum dans une perspective d'optimisation et tentons de justifier les avantages de l'algorithme en étudiant les interférences de gradient.

Keyphrases: simulation, domain randomization
The load planning problem for double-stack intermodal trains

Les trains qui transportent des conteneurs empilés (en deux niveaux) sont un élément important du reseau de transport nord-americain. Le probleme de chargement des wagons correspond un probleme operationnel d'utilisation rencontre dans les terminaux ferroviaires. Elle consiste optimiser l’affectation des conteneurs des emplacements spécifiques sur les wagons. Ce mémoire est centré sur un article scientifique traitant le chargement optimal publié dans le Journal Européen de Recherche Opérationnelle (Volume 267, Numéro 1, Pages 107-119, 2018). Nous avons formule un modele lineaire en nombres entiers (ILP) et apporte un certain nombre de contributions. Premierement, nous avons proposé une méthodologie générale qui peut traiter des wagons double ou simple empilement avec des «patrons» de chargement arbitraires. Les les patrons tiennent un compte des dépendances de chargement entre les plateformes sur un wagon donne. Deuxiemement, nous avons modéliser les restrictions du centre de gravité (COG), les regles d’empilement et un nombre de restrictions techniques de chargement associees certains types de conteneurs et / ou de marchandises. Les resultats montrent que nous pouvons resoudre des instances de taille realiste dans un d´elai raisonnable en utilisant un solveur ILP commercial et nous illustrons que le fait de ne pas tenir compte de la correspondance conteneurs-wagons ainsi que des restrictions COG peut conduire une surestimation de la capacité disponible.

Keyphrases: marchandises, transport, conteneurs, planification de chargement, chargement de trains deux niveaux, terminaux ferroviaires intermodaux